Пищевые продукты, потребляемые человеком, обеспечивают приток необходимых веществ для жизнеобеспечения организма. В этом отношении, т. е. с физиологической точки зрения, пища выполняет несколько функций: является источником энергии, которая поддерживает температуру тела выше определенного минимума, ниже которого любой человеческий организм погиб бы; поставляет строительные (пластические) материалы для продуцирования, восстановления и замены многообразных тканей тела, мозга, различных жидкостей (плазм) и т. д.; поставляет вещества (например, витамины), участвующие в контроле и регулировании различных процессов, от которых зависит нормальное функционирование организма человека. С известными приближениями пищевую и физиологическую ценность пищевых продуктов выражают отдельные характеристики, которые принимаются во внимание при составлении различных диет. Дисциплина, занимающаяся проблемами питания в количественном и качественном аспектах, известна как наука о питании.
Потребности человека в источниках энергии, которые должны поступать в организм с пищей, зависят от возраста, пола, климата, физической и психической активности, физиологического состояния, сезона и т. д. Эта потребность покрывается в основном углеводами и жирами и в меньшей степени белками. Тем не менее белки, а также витамины, минеральные соли, аминокислоты и другие вещества весьма важны для удовлетворения энергетических нужд организма человека.
Потребность человека в пищевых веществах можно оценить лишь сопоставив ее с химическим составом сырья и пищевых продуктов. При этом следует иметь в виду, что обеспечение нормальной жизнедеятельности возможно при условии не только снабжения организма необходимым количеством энергии и белка, но и при соблюдении достаточно сложных взаимоотношений между многочисленными незаменимыми факторами питания. В этом смысле говорят о концепции сбалансированного питания, определяющего пропорции отдельных веществ в рационах питания, обращающей особое внимание на незаменимые компоненты пищи, которые не синтезируются в организме человека, но совершенно необходимы для нормального обмена веществ.
Для удовлетворения своих нужд в энергетическом и пластическом материале человек ежедневно потребляет различные по видам и качеству пищевые продукты. Статистическим путем доказано, что потребляемые в течение года продукты питания по массе примерно в 9 раз превышают массу человека. Среди них на овощи приходится примерно 23%, плоды — 11, на животные продукты — 14, молочные — 21, мучные — 9, сахар и кондитерские изделия — 10%.
Современная наука о питании приводит в таблицах потребности организма в данном компоненте пищи. Принято считать, что для нормального питания человека необходимо 40—50 химических компонентов, отраженных в полном комплекте этих таблиц. Однако существуют и дополнительные факторы, которые влияют на суточные потребности, причем для некоторых из этих факторов необходимы дополнительные исследования. Отклонения от нормального питания могут обусловливаться недостаточным количеством пищи, либо недостаточным использованием принятой пищи, либо отсутствием в пищевых продуктах некоторых витаминов, белков, минеральных солен и т. п., либо несбалансированностью между ними.
Современные технологии переработки и консервирования пищевых продуктов, использование подходящих тары и транспорта позволяют уменьшить разницу в степени удовлетворения потребностей населения различных государств и районов в пищевых продуктах и обеспечить более равномерное снабжение населения необходимыми по качеству и количеству продуктами питания. Вид и качество пищевых продуктов зависят в первую очередь от качества продукции сельского хозяйства, пищевых ресурсов пресноводных источников, морей и океанов. Все эти проблемы являются объектом исследования науки о питании, которая включает в себя комплекс дисциплин, рассматривающих производство и использование пищи, начиная от получения сельскохозяйственной продукции и кончая питанием как физиологическим процессом.
В мировом масштабе создана мощная пищевая промышленность, решающая вопросы хранения, транспортировки, консервирования, обработки и распространения продуктов питания на основе достижений науки и техники. Она занимается вопросами правильного использования и переработки пищевых ресурсов и производства высококачественных пищевых продуктов; обеспечения пропорций между населением земли и необходимыми продуктами питания по количеству, качеству, пищевой ценности и экономическим показателям. Возникновение этих вопросов обусловлено тем, что, во-первых, в результате различных механических, термических, физико-химических, биохимических, микробиологических и других факторов различные виды сырья претерпевают нежелательные в той или иной степени изменения, затрагивающие их биологическую ценность, консистенцию, окраску, аромат и другие показатели; во-вторых, примерно 30% населения планеты питается плохо или недостаточно, в то же время в некоторых районах земного шара есть излишки пищевых продуктов или же некоторые виды пищевого сырья используются в других промышленных целях, а не для производства пищевых продуктов, кроме того, далеко не везде питание сбалансировано; в-третьих, для отдельных категорий населения необходимо готовить специфические диетические продукты, а также продукты детского питания.
Пищевые продукты — плоды, овощи, грибы, орехоплодные, мясо и мясные продукты, молочные продукты, яйца, морские продукты (в основном рыба и мидиеобразные), напитки (чай. кофе, какао и т. д.), жиры, масла, сахара и крахмал, зерновые продукты, пряности — имеют различный состав. Потребности организма в тех или иных компонентах продуктов также различны. Составлены специальные таблицы, в которых приведено содержание основных пищевых компонентов в различных пищевых продуктах (свежих и переработанных), их калорийные и диетические особенности. Следует, однако, иметь в виду, что в данном случае речь идет о средних значениях, зависящих даже от метода, который был использован для их определения. Кроме того, на них оказывают влияние сорт, вид, порода, условия выращивания растения и животного, сезон, район, климат, удобрения, способ уборки плодов и овощей и убоя животных, условия транспортировки и хранения и т. д. В общем, факторы, которые влияют на химический состав продуктов питания, не ограничены по числу, часто взаимно связаны с различной степенью значимости. Среднее содержание отдельных компонентов различных пищевых продуктов и результаты калориметрических измерений используются для составления таблиц пищевого баланса данной страны, т. е. для указания на количество, которое приходится на одного человека в течение года. Созданы и методы качественной идентификации и количественного определения различных компонентов пиши. С точки зрения пищевой науки и торговли пищевыми продуктами для каждого из последних составлены стандарты.
Важным требованием к пищевому продукту является его качество, которым определяется торговая стоимость продукта. В принципе качество характеризуется показателями, указывающими на особенности данного продукта и его типичные химические, физико-химические, реологические, дегустационные и другие характеристики. К показателям качества относятся внешний вид, цвет, структура, консистенция, аромат, вкус, пищевая ценность и т. д.
Многие нишевые продукты потребляются в свежем виде. Однако они как правило не могут долго храниться, а производство их локализовано (например, ананас растет только в тропиках). Для более равномерного распределения пищевых продуктов между различными районами, а также в рамках одного года сырье подвергают обработке и консервированию.
Цель технологической обработки в консервном производстве — превратить нестойкое сырье в стойкие пищевые продукты, привести некоторые из консервов в высокую степень готовности к потреблению и выпустить одно — или многокомпонентные продукты питания самого разнообразного вида, ассортимента, стойкости, пригодности и т. д.
В развитых промышленных странах и особенно в больших жилых центрах имеется мало продуктов питания, которые достигают домашней или общественной кухни, не будучи подвергнутыми известной обработке, предписанной пищевой технологией, например при низкой температуре или контролируемом давлении, обработке в целях предохранения от болезней и вредителей, микробиологической и другой порчи, упаковке, сортировке и т. д.
Первыми методами консервирования явились соление, копчение, брожение и прочие естественные процессы. В 1810 г. француз Н. Аппер опубликовал книгу о консервировании пищевых продуктов теплом; затем был зарегистрирован английский патент на консервирование пищевых продуктов в герметически закрытых металлических банках.
Основными причинами невозможности хранения свежих пищевых продуктов продолжительное время являются присутствие в растительных и животных тканях микроорганизмов, которые, не будучи инактивированы, активно действуют на компоненты сырья. Дополнительное влияние на эти факторы оказывают воздух, температура, свет и т. д. В зависимости от характера сырья, причин его порчи и продукта, который необходимо получить, применяются соответствующие технологические процессы, а также принципы и методы консервирования.
Характер технологической обработки можно определить на основании вида исходного сырья и ожидаемого продукта либо принципов обработки или консервирования. Основными технологическими процессами являются: механические (транспортировка элеваторами, ленточными транспортерами, насосами и т. д., загрузка и разгрузка и др.); сепарирование или разделение (центрифугирование, фильтрация, осаждение, прессование, сортировка, очистка и т. д.); теплообменные (охлаждение, замораживание, нагревание, выпаривание, выпечка, обжарка и т. д.); смешивание (перемешивание, сбивание, смешивание, диспергирование, эмульгирование, гомогенизация и т. д.); дезинтегрирование (резка, шинковка, измельчение, размол, распыление и т. д.); формирование продукта (экструдия, прессование и т. д ); покрытие (глазирование, панирование, покрытие ледяным слоем или слоем другого продукта и т. д.); упаковка, фасовка, укупорка, этикетировка, затаривание и т. д., хранение.
Пониженное содержание воды (сушка и выпаривание), например, ведет к прекращению или сильному понижению действия ферментов, замедляет или предотвращает развитие микроорганизмов и замедляет или останавливает некоторые биохимические реакции. Эти результаты в значительной степени зависят от содержания влаги в конечном продукте. Консервирование нагреванием инактивирует ферменты и уничтожает нежелательную микрофлору, которая может вызвать заболевания у человека или же порчу готовой продукции. Консервирование при низких температурах (в охлажденном и замороженном состоянии) понижает действие ферментов, рост и размножение микроорганизмов, чем достигается увеличение срока хранения продукта. Консервирование химическими средствами имеет такой же эффект.
Любой способ консервирования включает в себя ряд отдельных технологических процессов, вид и параметры которых зависят от вида и качества сырья, состава консервов, степени их готовности к потреблению и т. д. Многие из этих процессов влияют в одном или другом направлении на пищевую ценность сырья и, соответственно, консервов. Снижение пищевой ценности может быть обусловлено экстракцией пищевых веществ во время мойки, бланшировки, варки, охлаждения, транспортировки водными путями и т. д. Кроме того, после резки или измельчения сырья создаются условия для протекания ферментативных и неферментативных реакций, ведущих к окислению некоторых компонентов, химическому взаимодействию между некоторыми из них и другим нежелательным изменениям. Обработка при высоких температурах вызывает термическую деградацию ряда компонентов, накопление токсичных продуктов (например, при нагревании жиров и растительных масел) и т. д. В то же время термическая обработка может улучшить пищевую ценность продукта путем повышения степени усвоения продуктов в пищеварительном тракте человека; улучшения качества белков путем разрушения токсинов и ингибиторов, содержащихся в продукте, например ингибиторов трипсина; производства продуктов питания со специальным назначением в диетическом аспекте; повышения пищевой ценности продуктов сбалансированием количества макро — и микропищевых компонентов.
Успехи науки о консервировании позволили создать технологии, гарантирующие образование минимального количества отводов или рациональное их использование, ведущие к улучшению вкуса, аромата, консистенции, цвета, степени использования сырья, разнообразию ассортиментной структуры; разработать способы приготовления консервов с высокой степенью готовности, подходящую тару и удобный способ ее вскрытия перед потреблением, подходящие дозы в одной упаковке и т. д.; улучшить экономические показатели консервирования пищевых продуктов. Последнее особенно касается социалистических стран, где государство в ряде случаев отпускает дотации с целью снижения цен на готовый продукт, гарантирует условия полноценного питания населения.
В настоящее время в Советском Союзе выработка всевозможных консервов достигла 15 миллиардов банок. СССР превратился в мощную консервную державу, уступая в выпуске этой продукции только Соединенным Штатам Америки.
Выработка консервов имеет важное значение для народного хозяйства страны. Консервирование пищевых продуктов в герметичной таре обеспечивает возможность создавать запасы для потребления в районах с различными климатическими условиями в течение круглого года. Таким образом, ароматные компоты из абрикосов и персиков, освежающие соки из винограда и яблок, изготовленные в южных районах страны, можно включить в рацион питания людей, проживающих на Крайнем Севере. А высокопитательные мясные консервы, выработанные на заводах Казахстана, или консервы из тихоокеанского лосося и дальневосточной скумбрии могут в любое время года получить жители Крыма и Молдавии. Консервы являются также незаменимыми пищевыми продуктами для снабжения экспедиций, новостроек, армии и флота, в туристских походах, космических полетах.
Дальнейшее развитие консервной промышленности позволит резко облегчить труд женщин в домашнем хозяйстве, сведя к минимуму хлопоты по приготовлению завтраков, обедов и ужинов, и высвободить время для участия в общественной жизни и культурного досуга.
Благодаря консервам становятся более разнообразными и питательными мелю на предприятиях общественного шпация, в детских яслях и садах.
Многие консервированные продукты прочно вошли в рацион народного питания и пользуются повышенным спросом потребителя. К ним относятся, например, томатный сок, являющийся, вероятно, самым популярным витаминозным и освежающим напитком; зеленый горошек, из которого изготовляют и первое блюдо (суп), и гарнир ко вторым блюдам; закусочные консервы из овощей и рыбы типа «Перец фаршированный» или «Широты в масле»; фруктовые соки из винограда, яблок, абрикосов, вишен и слив и др. А без такого продукта, как ярко-красная, сладкая, ароматная, с богатым букетом витаминов, микроэлементов и других биологически активных веществ томатная паста, невозможно приготовить флотский борщ и подливки к тефтелям.
Наконец, многие национальные блюда или пищевые продукты из других стран: изготовляемые в тропических странах и на Ближнем Востоке соки из цитрусовых плодов или из плодов манго, или венгерское «Лечо» — закуски из особых сортов столового перца в томатном соусе — можно попробовать только в виде консервов.
Таким образом, уступая по своему значению в народном хозяйстве таким продуктам, как мясо, молоко, сахар и рыба, консервы тем не менее играют огромную и специфическую роль в питании и жизни людей.
Консервное производство — одно из сложнейших производств пищевой индустрии. Оно отличается большим разнообразием используемого сырья по видам, сортам и качественным показателям, множеством схем технологических процессов и их параметров.
Термин «консервное производство» — это сборное понятие, включающее в себя такие совершенно непохожие друг на друга производства, как производство фруктовых, рыбных, овощных и мясных консервов, различия между которыми обусловлены в первую очередь неодинаковыми свойствами сырья растительного и животного происхождения. Но этим укрупненность термина «консервное производство» еще не исчерпывается, ибо каждое из производств также состоит из ряда более мелких. Например, производство компотов характеризуется применением довольно простых операций, связанных с отделением плодоножек, резкой плодов и укладкой их в тару и не имеет ничего общего с производством варенья, джема, повидла. В производстве соков встречаются весьма сложные процессы предварительной обработки сырья с помощью пектолических ферментов или электрического тока. Не слишком простыми являются также процессы прессования, осветления и фильтрации соков. Очень сложна заводская технология варки варенья, где требуется добиться определенного равновесия осмотических и диффузионных процессов при подготовительных операциях и во время варки в вакуум-аппаратах.
И даже внутри такого относительно однотипного производства, как «производство плодовых соков», имеются резкие отличительные особенности. Так, технология абрикосового сока с мякотью не имеют ничего общего с технологией осветленных соков из яблок и винограда. Немалая дифференциация имеется и внутри обозначения «технология осветленных соков». Так, технология яблочного сока позволяет выпустить готовую продукцию через несколько часов после поступления плодов на переработку, виноградный же сок удается выпустить с завода только через несколько недель (и даже месяцев) после начала производственного цикла.
То же можно сказать о производстве овощных консервов. Нет ничего общего между производством натуральных консервов «Зеленый горошек» и производством овощных закусочных консервов; производство фаршированных овощных консервов заметно отличается от технологии консервированной овощной икры и тем более от производства концентрированных овощных полуфабрикатов типа томатного пюре и томатной пасты. В первом из них преобладает комплекс операций чисто механической обработки: обмолот, лущение стручков, отделение зерен гороха от створок, сепарация зерен от примесей, сортировка по размеру и т. п.; в последнем главенствуют теплообменные процессы, и основной является вакуум-выпарная станция, где при отсутствии воздуха и умеренной температуре порядка 50—55°С протертая томатная масса сгущается в 4—6 раз.
Большие различия имеются в технологии и оборудовании для натуральных рыбных консервов, изготовляемых на Дальнем Востоке, и производстве закусочных консервов в томатном соусе, выпускаемых в Азово-Черноморском бассейне, а производство закусочных рыбных консервов в масле заметно отличается от технологии закусочных консервов в томатном соусе.
В то же время несмотря на существенные различия между отдельными консервными производствами, делающими их действительно зачастую непохожими одно на другое, в них имеются определенные сходные черты, иначе они не назывались бы «консервными». В каждом из них несмотря на наличие специфических особенностей имеются те или иные общие черты. В ряде случаев общие для многих консервных производств процессы и операции являются весьма существенными и даже основными. К ним относятся, например, процессы предварительной тепловой обработки сырья, которые имеются практически во всех производствах консервов: из фруктов, овощей, рыбы и мяса. Общими для консервирования в целом являются процессы изготовления и применения консервной тары. И, наконец, хотя и последним по ходу технологического процесса, но, вероятно, первым по значению и общим для всех консервных производств, является тепловая стерилизация консервов в герметически укупоренной таре.
Источник: Б.Л. Флауменбаум, С.С. Танчев, М.А. Гришин. Основы консервирования пищевых продуктов. Агропромиздат. Москва. 1986