|
КОРОТКІ ПОВІДОМЛЕННЯ УДК 614.8+664.8.036.3/2 АКТИВНОСТЬ ВОДЫ КАК КРИТИЧЕСКИЙ ФАКТОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВН.В. Гордиенко*, А.Е. Подрушняк*, Г.И. Архипова**, Е.С. Мартынова* *Институт экогигиены и токсикологии им. Л.И. Медведя, г. Киев РЕЗЮМЕ. В данной статье вводится понятие и дается определение нового критического фактора, не учитываемого в украинской законодательной базе, по разработке и контролю режимов пастеризации/стерилизации консервированной продукции — активность воды (а/w). А/w можно использовать в качестве критерия для расчета температуры пастеризации/стерилизации при производстве широкого ассортимента консервированной продукции, отвечающей требованиям промышленной стерильности и максимально сохраняющей пищевую ценность (например низкокислотные и подкисленные соки). Следовательно, а/w может быть рычагом манипуляций температурой для подбора/расчета режима стерилизации при заданном значении рН. SUMMARY. This article introduces a conception and describes a new critical factor, which is not considered in Ukrainian legislative basis of development and control for procedure of pasteurisation/sterilization of canned products, — activity of water, a/w. A/w can be used as a criteria for calculation of temperature for preservation/sterilization in production of a broad spectrum of preserved production (for example, in juice with low acid concentration and juice with added acid), which meets the requirements of industrial sterility and helps to preserve the food quality. Thus a/w can be the key factor of temperature manipulation in selecting/calculating the preservation mode, given Ph value. Ещё в 1940 г. микробиологи при работе с пищевыми продуктами, в т.ч. с консервированными, установили, что жизнедеятельность микроорганизмов зависит, прежде всего, от количества воды, присутствующей в продукте. Полученные результаты показали, что водой, присутствующей в продукте, можно регулировать в нем количество микроорганизмов. В последние годы, благодаря зарубежным научным исследованиям, в качестве одного из критических факторов технологических процессов консервирования пищевых продуктов был введен показатель a/w — активность воды. Что же это такое? Как известно, при растворении веществ в воде между водой и молекулами этих веществ происходит реакция взаимодействия, которая характеризуется тем, что определенное количество молекул воды связывается с молекулами растворенного вещества, уменьшая количество несвязанных (свободных) молекул воды. Следовательно, сокращается количество воды, доступной для жизнедеятельности микроорганизмов. Аналогичный процесс наблюдается в любом влагосодержащем пищевом продукте. Чем больше молекул воды связано с растворенными веществами, тем меньше воды остается для размножения и роста микроорганизмов. Влагопоглощающая способность конкретного растворенного ингредиента влияет на остаточное количество воды как среды жизнедеятельности микроорганизмов [2]. В другом научном источнике [1] указывается на связь a/w не только с концентрацией раствора, но и с осмотическим давлением в этом растворе; здесь же отмечается, что осмотическое давление является важнейшим параметром условий роста и размножения микроорганизмов. Это особенно показательно в случае растворов с повышенным осмотическим давлением, например, при повышенном содержании в растворе сахаров. Существенно меняются свойства концентрированных соков: в них с уменьшением количества воды увеличивается содержание сахаров и кислот. Концентрированные фруктовые соки, в частности, за счет высокой концентрации сухих веществ и низкой активности воды более устойчивы к инфицированию и, следовательно, к микробиологической порче. При этом научно доказано, что определенное соотношение рН и a/w обуславливают селекцию соответствующих микроорганизмов, способных к выживанию в определенных условиях, а также микроорганизмов, способных использовать в качестве субстрата для своего метаболизма концентрированные соки, что может привести к их порче. Если осмотическая ситуация не меняется (вследствие образования конденсата или под действием других факторов), то продукты, активность воды в которых выше 0,6, в принципе, не подвержены микробиологической порче [1]. В этом же научном источнике приведена таблица, которая наглядно демонстрирует прямую зависимость между концентрацией раствора, а/w и осмотическим давлением в растворах. Например:
Итак, активность воды (а/w) — это несвязанное количество воды в любом продукте, которое могут использовать микроорганизмы для своей жизнедеятельности. Иными словами, а/w — это количество влаги в продукте, доступной для жизнедеятельности микроорганизмов. Не следует путать известное понятие "активность воды" как приобретенное качество после определенных физических методов обработки воды (электродиализ, магнетизация и пр.), поскольку в случае консервирования речь идет о воде, имеющейся в продукте, который не подвергался вышеперечисленным воздействиям [3]. Как и несколько десятилетий назад, по-прежнему основным критерием при разработке режимов пастеризации/стерилизации является рН продукта. Это первично задаваемая величина. По величине рН все консервированные продукты разделяются на высоко-, средне- и низкокислотные, что лежит в основе подхода к разработке/подбору режимов пастеризации/стерилизации [5]. Показатель а/w можно использовать в качестве критерия для расчета температуры пастеризации/стерилизации широкого ассортимента консервированной продукции (например низкокислотные и подкисленные соки), отвечающей требованиям промышленной стерильности, при максимальном сохранении пищевой ценности. Cледовательно, а/w — это рычаг манипуляций температурой для подбора/расчета режима стерилизации при заданном рН [4]. У основной массы пищевых продуктов значение а/w выше 0,95. А большинство бактерий, дрожжей и плесневых грибов растут при а/w ниже этого уровня. Споры, в т.ч. и споры С. botulinum, в основном, подавляются при активности воды около 0,93. Соответственно, если уменьшить количество воды, доступной для спор, до уровня подавления их жизнедеятельности, то можно получить низкотемпературный метод обработки пищевого продукта, и, осуществив незначительное прогревание для разрушения вегетативных микробных клеток, получить консервированный продукт с высокими и качественными показателями и потребительскими качествами. За рубежом известны и применяются на практике несколько простых и доступных методов определения величины а/w. Ещё раньше, чем в производстве консервированной продукции, а/w начали учитывать и использовать в косметологической, хлебопекарной и кондитерской промышленностях, регулируя а/w влагоудерживающими агентами (humectants, conditioners). Влагоудерживающие агенты добавляют к тем продуктам, качество которых ухудшается с потерей воды. Благодаря своей гигроскопичности, влагоудерживающий агент связывает имеющуюся в свежеприготовленном продукте воду и тем самым предотвращает или существенно замедляет ее испарение. Вследствие этого сохраняется консистенция исходного продукта (например бисквита) и продлевается его свежесть. Американскими учеными установлено, а производителями доказано на практике, что если а/w продуктов (кроме мясных) привести к 0,85 и выше, то термическая обработка не требуется и не нормируется величина рН. Литература |