Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(ВолгГТУ)

Кафедра иностранных языков

Семестровая работа

по английскому языку

на тему:

"The Food preservation"

Источник: "The Gale encyclopedia of science"

Food preservation

The term food preservation refers to any one of a number of techniques used to prevent food from spoiling. It includes methods such as canning, pickling, drying and freeze-drying, irradiation, pasteurization, smoking, and the addition of chemical additives. Food preservation has become an increasingly important component of the food industry.

Science principles

The vast majority of instances of food spoilage can be attributed to one of two major causes: (1) the attack by pathogens (disease-causing microorganisms) such as bacteria and molds, or (2) oxidation that causes the destruction of essential biochemical compounds and/or the destruction of plant and animal cells. The various methods that have been devised for preserving foods are all designed to reduce or eliminate one other (or both) of these causative agents.

For example, a simple and common method of preserving food is by heating it to some minimum temperature. This process prevents or retards spoilage because high temperatures kill or inactivate most kinds of pathogens. The addition of compounds known as BHA and BHT to foods also prevents spoilage in another different way. These compounds are known to act antioxidants, preventing chemical reactions that cause the oxidation of food those results in its spoilage.

Historical methods of preservation

The search for food preservation probably can be traced to the dawn of human civilization. Certainly people who lived through harsh winters found it necessary to find some means of insuring a food supply during seasons when no fresh fruits and vegetables were available. Evidence for the use of dehydration (drying) as method of food preservation, for example, goes back at least 5,000 years. Among the most primitive forms of food preservation that are still in use today are such methods as smoking, drying, salting, freezing, and fermenting.

Smoking

Early humans probably discovered by accident that certain foods exposed to smoke seem to last longer than those that are not. Meats, fish, and cheese were among such foods. It appears that compounds present in wood smoke have anti-microbial actions that prevent the growth of organisms that cause spoilage.

Today, the process of smoking has become a sophisticated method of food preservation with both hot and cold forms in use. Hot smoking is used primarily with fresh or frozen foods, while cold smoking is used most often with salted products. The most advantageous conditions each kind of smoking-air velocity, relative humidity, length of exposure, and salt content, for example-are now generally understood and applied during the smoking process. For example, electrostatic precipitators can be employed to attract smoke particles and improve the penetration of the particles into meat or fish.

So many alternative forms of preservation are now available that smoking no longer holds the position of importance it once did with ancient peoples. More frequently the process is used to add interesting and distinctive flavors to foods.

Drying

Since most disease-causing organisms require a moist environment in which to survive and multiply, drying is a natural technique for preventing spoilage. Indeed, the act of simply leaving foods out the sun and wind to dry out is probably one of the earliest forms of food preservation. Evidence for drying of meats, fish, fruits, and vegetables go back to earliest recorded human history.

At some point, humans also learned that the drying process could be hastened and improved by various mechanical techniques. For example, the Arabs learned early on that apricots could be preserved almost indefinitely by macerating them, boiling them, and then leaving them by to dry on broad sheets.

Today, a host of dehydrating techniques are known and used. The specific technique adopted depends on the properties of the food being preserved. For example, a tradition method for preserving rice is to allow it to dry naturally in the fields or on drying racks in barns for about two weeks. After this period of time, the native rice is threshed and then dried again by allowing it to sit on straw mats in the sun for about three days.

Modern drying techniques make use fans and heaters in controlled environments. Such methods avoid the uncertainties that arise from leaving crops in the field to dry under natural conditions. Controlled temperature air drying is especially popular for the preservation of grains such as maize, barley, and wheat.

Vacuum drying is a form of preservation in which a food is placed in a large container from which air is removed. Water vapor pressure within the food is greater than that outside of it, and water evaporates more quickly from the food than in a normal atmosphere. Vacuum drying is biologically desirable since some enzymes that cause oxidation of foods become active during normal air drying. These enzymes do not appear to be as active under vacuum drying conditions, however.

Two of the special advantages of vacuum drying is that the process is more efficient at removing water from a food product, and it takes place more quickly than air drying. In one study, for example, the drying time of a fish fillet was reduced from about 16 hours by air drying to six hours as a result of vacuum drying.

Coffee drinkers are familiar with the process of dehydration known as spray drying. In this process, a concentrated solution of coffee in water is sprayed though a disk with many small holes in it. The surface area of the original coffee grounds is increased many times, making dehydration of the dry product much more efficient.

Freeze-drying is a method of preservation that makes use of the physical principle known as sublimation. Sublimation is the process by which a solid passes directly to the gaseous phase without first melting. Freeze-drying is a desirable way of preserving food since it takes place at very low temperatures (commonly around 14ºF to -13ºF [-10ºC to -25ºC]) at which chemical reactions take place very slowly and pathogens survive only poorly. The food to be preserved by this method is first frozen and then placed into a vacuum chamber. Water in the food first freezes and then sublimes, leaving a moisture content in the final product of as low as 0.5%.

Salting

Theprecisemechanismbywhichsalting preserves foodisnotentirelyunderstood. It is known that salt binds with water molecules and thus acts as a dehydrating agent in foods. A high level of salinity may also impair the conditions under which pathogens can survive. In any case, the value of adding salt to foods for preservation has been well known for centuries.

Sugar appears to have affects similar to those of salt in preventing spoilage of food. The use of either compound (and of certain other natural materials) is known as curing. A desirable side effect of using salt or sugar as a food preservative is, of course, the pleasant flavor each compound adds to the final product.

Curing can be accomplished in a variety of ways. Meats can be submerged in a salt solution known as brine, for example, or the salt can be rubbed on the meat by hand. The injection of salt solution into meats has also become popular. Food scientists have now learned that a number of factors relating to the food product and to the preservative conditions affects the efficiency of curing. Some of the food factors include the type of food being preserved, the fat content, and the size of treated pieces. Preservative factors include brine temperature and concentration and the presence of impurities.

Curing is used with certain fruits and vegetables, such as cabbage (in the making of sauerkraut), cucumbers (in the making of pickles), and olives. It is probably most popular, however, in the preservation of meats and fish. Honey-cured hams, bacon, and corned beef («corn» is a term for a form of salt crystals) are common examples.

Freezing

Freezing is an effective form of food preservation because the pathogens that cause food spoilage are killed or do not grow very rapidly at reduced temperatures. The process is less effective in food preservation than are thermal techniques such as boiling because pathogens are more likely to be able to survive cold temperatures than hot temperatures. In fact, one of the problems surrounding the use of freezing as a method of food preservation is the danger that pathogens deactivated (but not killed) by the process will once again become active when the frozen food thaws.

A number of factors are involved in the selection of the best approach to the freezing of food, including the temperature to be used, the rate at which freezing is to take place, and the actual method used to freeze the food. Because of differences in cellular composition, foods actually begin to freeze at different temperatures ranging from about 31ºF (-0.6ºC) for some kinds of fish to 19ºF (-7ºC) for some kinds of fruits.

The rate at which food is frozen is also a factor, primarily because of aesthetic reasons. The more slowly food is frozen, the larger the ice crystals that are formed. Large ice crystals have the tendency to cause rupture of cells and the destruction of texture in meats, fish, vegetables, and fruits. In order to deal with this problem, the technique of quick-freezing has been developed. In quick-freezing, a food is cooled to or below its freezing point as quickly as possible. The product thus obtained, when thawed, tends to have a firm, more natural texture than is the case with most slow-frozen foods.

About a half dozen methods for the freezing of foods have been developed. One, described as the plate, or contact, freezing technique, was invented by the American inventor Charles Birdseye in 1929. In this method, food to be frozen is placed on a refrigerated plate and cooled to a temperature less than its freezing point. Or, the food may be placed between two parallel refrigerated plates and frozen.

Another technique for freezing foods is by immersion in very cold liquids. At one time, sodium chloride brine solutions were widely used for this purpose. A 10% brine solution, for example, has a freezing point of about 21ºF (-6ºC), well within the desired freezing range for many foods. More recently, liquid nitrogen has been used for immersion freezing. The temperature of liquid nitrogen is about -320ºF (-195ºC), so that foods immersed in this substance freeze very quickly.

As with most methods of food preservation, freezing works better with some foods than with others. Fish, meat, poultry, and citrus fruit juices (such as frozen orange juice concentrate) are among the foods most commonly preserved by this method.

Fermentation

Fermentation is a naturally occurring chemical reaction by which a natural food is converted into another form by pathogens. It is a process in which food «goes bad», but results in the formation of an edible product. Perhaps the best example of such a food is cheese. Fresh milk does not remain in edible condition for a very long period of time. Its pH is such that harmful pathogens begin to grow in it very rapidly. Early humans discovered, however, that the spoilage of milk can be controlled in such a way as to produce a new product, cheese.

Bread is another food product made by the process of fermentation. Flour, water, sugar, milk, and other raw materials are mixed together with yeasts and then baked. The addition of yeasts brings about the fermentation of sugar present in the mixture, resulting in the formation of a product that will remain edible much longer than will the original raw materials used in the bread-making process.

Thermal processes

The term «thermal» refers to processes involving heat. Heating food is an affective way of preserving it because the great majority of harmful pathogens are killed at temperatures close to the boiling point of water. In this respect, heating foods is a form of food preservation comparable to that of freezing but much superior to it in its effectiveness. A preliminary step in many other forms of food preservation, especially forms that make use of packaging, is to heat the foods to temperatures sufficiently high to destroy pathogens.

In many cases, foods are actually cooked prior to their being packaged and stored. In other cases, cooking is neither appropriate nor necessary. The most familiar example of the latter situation is pasteurization. During the 1860s, the French bacteriologist Louis Pasteur discovered that pathogens in foods can be destroyed by heating those foods to a certain minimum temperature. The process was particularly appealing for the preservation of milk since preserving milk by boiling is not a practical approach. Conventional methods of pasteurization called for the heating of milk to a temperature between 145 and 149ºF (63 and 65ºC) for a period of about 30 minutes, and then cooling it to room temperature. In a more recent revision of that process, milk can also be «flash-pasteurized» by raising its temperature to about 160ºF (71ºC) for a minimum of 15 seconds, with equally successful results. A process known as ultrahigh-pasteurization uses even higher temperatures of the order – of 194 to 266ºF (90 to 130ºC) – for periods of a second or more.

Packaging

One of the most common methods for preserving foods today is to enclose them in a sterile container. The term «canning» refers to this method although the specific container can be glass, plastic, or some other material as well as a metal can. The basic principle behind canning is that a food is sterilized, usually by heating, and then placed within an air-tight container. In the absence of air, no new pathogens can gain access to the sterilized food.

In most canning operations, the food to be packaged is first prepared in some way – cleaned, peeled, sliced, chopped, or treated in some other way – and then placed directly into the container. The container is then placed in hot water or some other environment where its temperature is raised above the boiling point of water for some period of time. This heating process achieves two goals at once. First, it kills the vast majority of pathogens that may be present in the container. Second, it forces out most of the air above the food in the container.

After heating has been completed, the top of the container is sealed. In home canning procedures, one way of sealing the (usually glass) container is to place a layer of melted paraffin directly on top of the food. As the paraffin cools, it forms a tight solid seal on top of the food. Instead of or in addition to the paraffin seal, the container is also sealed with a metal screw top containing a rubber gasket. The first glass jar designed for this type of home canning operation, the Mason jar, was patented in 1858.

The commercial packaging of foods frequently makes use of tin, aluminum, or other kinds of metallic cans. The technology for this kind of canning was first developed in the mid‑1800s, when individual workers hand-sealed cans after foods had been cooked within them. At this stage, a single worker could seldom produce more than 100 «canisters» of food a day. With the development of far more efficient canning machines in the late nineteenth century, mass production of canned foods became a reality.

As with home canning, the process of preserving foods in metal cans is very simple in concept. The foods are prepared and the empty cans sterilized. The prepared foods are then added to the sterile metal can, the filled can is heated to a sterilizing temperature, and the cans are then sealed by machine. Modern machines are capable of moving a minimum of 1,000 cans per minute through the sealing operation.

Chemical additives

The majority of food preservation operations used today also employ some kind of chemical additive to reduce spoilage. Of the many dozens of chemical additives available, all are designed either to kill or retard the growth of pathogens or to prevent or retard chemical reactions that result in the oxidation of foods.

Some familiar examples of the former class of food additives are sodium benzoate and benzoic acid; calcium, potassium, sodium sorbate, and sorbic acid; and sodium and potassium sulfite. Examples of the latter class of additives include calcium, sodium ascorbate, and ascorbic acid (vitamin C); butylated hydroxyanisole (BHA); and butylated hydroxytoluene (BHT); lecithin; and sodium and potassium sulfite and sulfur dioxide.

A special class of additives that reduce oxidation is known as the sequestrants. Sequestrants are compounds that «capture» metallic ions, such as those of copper, iron, and nickel, and remove them from contact with foods. The removal of these ions helps preserve foods because in their free state they increase the rate at which oxidation of foods takes place. Some examples of sequestrants used as food preservatives are ethylenediamine-tetraacetic acid (EDTA), citric acid, sorbitol, and tartaric acid.

Irradiation

The lethal effect of radiation on pathogens has been known for many years. Since the 1950s, research in the United States has been directed at the use of this technique for preserving certain kinds of food. The radiation used for food preservation is normally gamma radiation from radioactive isotopes or machine-generated x rays or electron beams. One of the first applications of radiation for food preservation was in the treatment of various kinds of herbs and spices, an application approved by the U.S. Food Administration (FFA) in 1983. In 1985, the FFA extended its approval to the use of radiation for the treatment of pork as a means of destroying the pathogens that cause trichinosis. Expects predict that the ease and efficiency of food preservation by means of radiation will develop considerably in the future.

That future is somewhat clouded, however, by fears expressed by some scientists and members of the general public about the dangers that irradiated foods may have for humans.

Сохранение
продовольствия

Термин сохранение продовольствия, относится к любому из множества методов, которые препятствуют порче продуктов. Сохранение продовольствия включает в себя методы, такие как консервирование, соление, сушка и замораживание при температуре ниже нуля градусов, радиацию, пастеризацию, копчение, и добавление химических улучшителей. Сохранение продовольствия стало важным компонентом пищевой промышленности.

Научные
принципы

Огромное количество примеров порчи продовольствия может быть вызвано одной из двух главных причин: (1) разъедание патогенами (болезнетворными микроорганизмами), такими как бактерии или плесень или (2) окисление, которое причиняет деструкцию эфирных биохимических составов и / или деструкцию животных и растительных клеток. Различные методы, которые были изобретены, для сохранения пищевых продуктов, разработаны для того, чтобы редуцировать или устранить первую или вторую (или обе) причины.

Например, простой и обычный способ сохранения продовольствия это нагревание при некоторой минимальной температуре. Этот процесс предотвращает или замедляет порчу, потому что высокие температуры уничтожают или инактивируют большинство видов патогенов. Добавление смесей, известных как Б.О.А. (бутилированный оксианизол) и Б.О.Т. (бутилированный окситолуол) к пищевым продуктам в других различных случаях так же предотвращает их порчу. Эти смеси известны своими антиоксидантными свойствами, предотвращающими химические реакции, которые вызывают окисление продуктов в результате их порчи.

Исторические методы сохранения продовольствия

Поиск методов сохранения продовольствия может быть прослежен к рассвету человеческой цивилизации. Древние люди, которые переживали суровые зимы, считали необходимым найти способы, которые способствовали бы обеспечению продовольствием, когда никакие свежие фрукты и овощи не были доступны. Для примера, доказательством может служить использование обезвоживания (сушки), как метода сохранения продовольствия, которому, по крайней мере, около 5000 лет. Среди самых примитивных способов сохранения продовольствия, которые используются и сегодня – копчение, сушка, соление, замораживание и ферментирование.

Копчение

Древние люди, вероятно, случайно обнаружили, что некоторые пищевые продукты, которые подвергались копчению, сохранялись дольше, чем те, которые не подвергались. Мясо, рыба и птица, были среди таких пищевых продуктов. Присутствие в составе древесного дыма антибактериальных средств, предотвращает рост организмов, которые являются причиной порчи.

Сегодня, процесс копчения стал сложным методом сохранения продовольствия, в котором используются, и горячие, и холодные формы. Горячее копчение используется, прежде всего, для свежих и замороженных пищевых продуктов, в то время как холодное копчение, используется наиболее часто для соленых продуктов. Наиболее благоприятные условия для копчения – скоростной воздух, относительная влажность, продолжительное экспонирование и удовлетворительная соленость, сейчас, к примеру, все эти условия понимаются и принимаются как стандартные в течение всего процесса. Например, электрофильтры, используются, чтобы притянуть частицы дыма и улучшить проникновение этих частиц в мясо или рыбу.

Так много альтернативных форм сохранения продовольствия теперь доступны, что копчение перестало быть главным, каким оно было, однажды, для древних людей. Процесс копчения наиболее часто используется, чтобы добавить приятные и отличительные ароматы к пищевым продуктам.

Сушка

Так как большинство болезнетворных организмов требуют сырой окружающей среды, чтобы жить и размножаться, то сушка – естественная методика, которая предотвращает порчу. Действительно, перенос пищевых продуктов наружу, на солнце и ветер, чтобы их высушить – вероятно, одна из самых ранних форм сохранения продовольствия. Как доказательство, сушка мяса, рыбы, фруктов и овощей, уходит в глубину к самой ранней зарегистрированной человеческой истории. В некоторый момент люди узнали, что сушка может быть ускорена и улучшена с помощью различных механических методов. Например, Арабы узнали рано, что абрикосы могут быть сохранены надолго, вымачивая и кипятя их, а затем, оставляя их сохнуть на широких листах.

Сегодня, метод дегидратации известен и используется. Удельно-принятая методика, зависит от свойств сохраняемого продукта. Например, традиционный метод сушки риса, состоит в том, чтобы позволить ему сохнуть естественным путем в полях или на сушильных рамах в сараях в течение двух недель. После этого периода времени, рис молотится, а затем снова сушится на соломенных матовых поверхностях на солнце в течение трех дней.

В современных методах сушки используются вентиляторы и нагреватели, регулирующие окружающую среду. Такие методы избегают неопределенностей, при которых необходимо переносить зерновые культуры в поля, чтобы сушить их при естественных условиях. Регулируемая температурная сушка особенно популярна для сохранения зерна, типа кукурузы, ячменя и пшеничной крупы.

Вакуумная сушка – форма сохранения, в которой продовольствие помещается в большую емкость, из которой выкачивается воздух. Водяное давление пара в пределах этой емкости больше, чем снаружи, и вода испаряется из продуктов быстрее, чем при нормальном атмосферном давлении. Вакуумная сушка биологически желательна для некоторых ферментов, которые являются окисления пищевых продуктов, так как эти ферменты остаются активными при нормальной естественной сушке. А при условиях вакуумной сушки эти ферменты не кажутся столь активными.

Одно из преимуществ вакуумной сушки-то, что этот процесс более эффективен, чем естественная сушка. К примеру, в одном исследовании, время сушки рыбного филе, понизили с 16 часов естественной сушки до 6 часов в результате вакуумной сушки.

Пьющие кофе, знакомы с процессом дегидратации, который известен как сушка распылением. В этом процессе, концентрированный раствор кофе в воде распыляется через диск с множеством маленьких дырочек. Поверхностная область соприкосновения увеличивается во много раз, делая сухую дегидратацию намного эффективнее.

Сушка при температуре ниже нуля градусов – метод сохранения, который использует физические законы и называется возгонкой. Возгонка – процесс, в котором твердое тело переходит в газообразную фазу, минуя плавление. Сушка при температуре ниже нуля градусов – это желательный способ сохранения продовольствия, так как он идет при очень низких температурах (обычно от [14ºF до 13ºF [-10ºC до -25ºC]]), в этом процессе химические реакции протекают очень медленно, а патогенны, очень плохо выживают. Продовольствие, которое сохраняют этим методом, сначала замораживают, а затем помещают в вакуумную камеру. Вода, находящаяся в продуктах, сначала замораживается, а затем возгоняется и конечное содержание влаги в продукте составляет не более 0,5%.

Соление

Точный механизм соления, сохраняющий продовольствие, остался полностью не понятым. Известно, что соль, затвердевающая с водными молекулами, действует как осушитель в пищевых продуктах. Высокий уровень минерализации, также может ослабить условия, при которых живут патогены. В любом случае, добавление соли к пищевым продуктам для их сохранения, было известно в течение многих столетий.

Сахар, так же действует подобно соли, предотвращая порчу продовольствия. Использование одного из этих компонентов (и некоторых других натуральных материалов) называется консервированием. Желательный эффект при использовании соли или сахара для сохранения – это конечно же приятный привкус, который придается конечному продукту.

Консервирование может быть осуществлено рядом способов. Мясо может быть погружено в солевой раствор, известный как рассол, или, к примеру, соль может быть втерта в мясо вручную. Введение солевого раствора в мясо так же очень распространено. Ученые узнали, что множество факторов, касающихся пищевого продукта и состояния консервирующего средства, влияют на эффективность консервирования. Некоторые из этих факторов включают в себя: тип сохраняемого продукта, жирность и размер обрабатываемого куска. Так же консервирующие факторы включают: температуру рассола, концентрацию и присутствие примесей.

Консервирование используется для некоторых фруктов и овощей, например капусты (для получения квашеной капусты), огурцов (для получения рассола), и маслин. Этот метод так же распространен для сохранения мяса и рыбы.

Замораживание

Замораживание – эффективный метод сохранения продовольствия, потому что патогены, которые являются причиной порчи продуктов, умирают или не очень быстро развиваются при низких температурах. Этот процесс менее эффективен, чем тепловые методы, типа кипячения, потому что патогены способны переживать более холодные температуры, чем горячие. Одна из проблем использования замораживания, как метода сохранения продовольствия – опасность, что дезактивированные патогены (но не убитые) процессом, станут активными, когда замороженные продукты начнут таить.

Из-за разности в клеточном составе, пищевые продукты замораживаются при различных температурах, приблизительно, около 31ºF (-0,6ºС) – для некоторых видов рыбы и около 19ºF (-7ºС) – для некоторых видов фруктов.

Скорость, при которой происходит заморозка продуктов – так же является фактором, только по эстетическим причинам. Чем медленнее замораживаются продукты, тем крупнее формируются ледяные кристаллы. Большие ледяные кристаллы вызывают разрушение клеток и текстуры в мясе, рыбе, овощах и фруктах. Чтобы избежать эту проблему, была развита скороморозильная методика. В скороморозильном методе, продукты охлаждаются до температуры ниже их температуры замерзания, и это происходит настолько быстро насколько возможно. Продукты, сохраненные таким образом, при оттаивании, имеют более устойчивую и естественную структуру, чем те, пищевые продукты, которые были заморожены более медленно.

Около половины дюжины методов замораживания пищевых продуктов были развиты. Один из этих методов был изобретен Чарльзом Бирдсом в 1929 г., в котором замораживание происходило через соприкосновение с тарелкой. В этом методе продукты помещались в охлаждающую тарелку и замораживались при меньшей температуре, чем их температура замораживания. Или продукты помещались между двумя параллельными охлаждающими тарелками и замораживались.

Другая методика замораживания пищевых продуктов – это погружение их в очень холодные жидкости. Растворы хлористого натрия широко применялись для этой цели раньше. 10%-ый концентрированный солевой раствор имеет температуру замерзания около 21ºF (-6ºC), что входит в пределы диапазона температур замораживания для многих пищевых продуктов. Совсем недавно, жидкий азот использовался в этом методе для замораживания. Температура жидкого азота около -320ºF (-195ºC), поэтому при замораживании пищевые продукты погружались в него на очень короткое время.

По сравнению с большинством методов сохранения продовольствия, замораживание – лучший способ для отдельных пищевых продуктов. Рыба, мясо, птица и цитрусовые фруктовые соки (типа замороженного апельсинового концентрата) наиболее часто сохраняются этим методом.

Брожение

Брожение – естественная химическая реакция, при которой натуральные продукты преобразуются в другую форму при помощи патогенов. Это процесс, в котором продовольствие разлагается, что приводит к образованию нового пищевого продукта. Лучший пример такого продукта – сыр. Свежее молоко не может сохраняться в течение длительного периода времени. Его pH такой, что вредные патогены начинают в нем быстро развиваться. Еще древние люди обнаружили, что молоко может портиться таким образом, что получается новый продукт – сыр.

Хлеб – другой пищевой продукт, полученный в процессе брожения. Мука, вода, сахар, молоко и другое сырье смешиваются с дрожжами, а затем подвергаются термической обработке. Присутствие дрожжей вызывает брожение сахара в смеси, приводя к получению продукта, который остается съедобным намного дольше, чем первоначальное сырье, используемо в технологическом процессе производства хлеба.

Термические процессы

Термин «тепловой» относится к процессам, включающих нагрев. Нагревание продовольствия – эффективный способ сохранения, потому что большинство вредных патогенов умирают при температурах близких к точке кипения воды. В этом отношении, нагревание продуктов, как способ их сохранения, сопоставимо замораживанию, однако, оно превосходит замораживание по эффективности. Предварительным шагом во многих других способах сохранения продовольствия, особенно когда используют упаковывание, является нагрев пищевых продуктов при высоких температурах, чтобы уничтожить патогены.

Во многих случаях, фактически вареные пищевые продукты, упаковываются и складируются. В других случаях варка не является необходимой. Самый обычный пример последнего случая – пастеризация. В течение 1860‑ых гг., французский бактериолог Луи Пастер обнаружил, что патогены могут быть разрушены, если нагревать пищевые продукты при некоторой невысокой температуре. Процесс предназначен для сохранения молока путем его кипячения, но этот метод не является практичным. Обычные методы пастеризации молока происходят при нагревании при температуре между 145 и 149ºF (63 и 65ºC) в течение 30 минут, а затем охлаждение до комнатной температуры. В последнее время, такой же успешный результат был получен при «пастеризации вспышкой», при увеличении температуры до 160ºF (71ºC) в течение времени не менее 15 секунд. В процессе известном как сверхвысокая пастеризация, используют еще более высокие температуры, порядка – от194 до 266ºF (от 90 до 130ºC), в течение секунды или больше.

Упаковывание

Одним из самых обычных методов сохранения пищевых продуктов на сегодня является заключение их в стерильную емкость. Термин «консервирование» относится к этому методу, емкость может быть и стеклянной, и пластмассовой, или сделанная из какого либо другого материала, так же как и из железа.

Основное требование к консервированию-то, что продовольствие стерилизуется, обычно нагреванием, и затем помещается в воздухонепроницаемую емкость. В отсутствии воздуха, новые патогены не могут попасть на стерилизовавшийся продукт.

В большинстве случаев консервирования, продукты, которые упаковываются, сначала подготавливаются некоторыми способами – очищаются, отслаиваются, нарезаются ломтиками, раскалываются или обрабатываются другими способами и только потом непосредственно помещаются в емкость. Затем емкость помещается в горячую воду или в другую среду, где ее температура поднимается выше точки кипения воды в течение некоторого периода времени. Этот процесс нагревания достигает сразу двух целей. Во-первых, уничтожается большинство патогенов, которые могут присутствовать в емкости. Во-вторых, исключается попадание воздуха в емкость с продовольствием.

После окончания нагревания, емкость герметизируется. В домашних условиях, консервирование в банках, при герметизации емкости, сверху продовольствия должен размещаться слой расплавленного парафина. Поскольку парафин быстро охлаждается, то сверху продовольствия формируется твердый затвор. Вместо или в дополнение к парафиновому затвору, емкость может быть герметизирована металлическим шнеком, содержащим резиновую прокладку. Первая стеклянная банка, предназначенная для этого типа домашнего консервирования – банка Масона, была запатентована в 1858 г.

В качестве коммерческой упаковке пищевых продуктов часто используют оловянные, алюминиевые или другие виды металлических канистр. Технология этого вида консервирования была развита в середине 1800-ых гг., когда рабочие герметизировали ручным способом канистры с пищевыми продуктами. На этой стадии, один рабочий мог редко производить более 100 «канистр» с продовольствием в день. С развитием более эффективных способов консервирования в конце 19 столетия массовое производство баночных консерв стало реальностью.

Как и при домашнем консервировании, процесс сохранения пищевых продуктов в металлических канистрах, очень прост в реализации. Пищевые продукты обрабатываются, а пустые канистры стерилизуются. Обработанные пищевые продукты помещаются в стерильные металлические канистры, нагреваются до температуры стерилизации и затем канистры герметизируются механическим способом. Современные механизмы способны запечатывать 1000 канистр в минуту.

Химические добавки

В большинстве способах сохранения продовольствия применяемых сегодня, используют некоторые химические добавки, чтобы остановить порчу продуктов. Из многих доступных химических добавок, одни уничтожают или замедляют рост патогенов, другие предотвращают или замедляют химические реакции, которые приводят к окислению пищевых продуктов. Примеры наиболее известных, ранее применяемых пищевых добавок – бензойнокислый натрий и бензойная кислота, кальций, пропионовокислый натрий, пропионовая кислота, калий, сорбат натрия и сорбиновая кислота, натрий и сульфат калия. Примеры последних добавок включают – кальций, аскорбат натрия, аскорбиновую кислоту (витамин С), бутилированный оксианизол и бутилированный окситолуол, лецитин, натрий и сульфит калия, двуокись серы.

Специальный класс добавок, которые замедляют окисление, известен как секвестранты. Секвестранты – составы, которые «захватывают» металлические ионы меди, железа и никеля, и исключают их контакты с пищевыми продуктами. Удаление этих ионов помогает сохранить пищевые продукты, потому что они в свободном состоянии усиливают окисление пищевых продуктов. Некоторые примеры секвестрантов, используемых в качестве консервирующих средств – этилендиаминтетрауксусная кислота, лимонная кислота, винная кислота.

Радиация

Стерильное влияние радиации на патогены, было известно много лет. Начиная с 1950-х г., исследование в Соединенных Штатах было направлено на использование этой методики, для того чтобы сохранить некоторые виды продовольствия. Радиация, используемая для сохранения продовольствия – обычно радиация гамма-лучами от радиоактивных изотопов или произведенными механизмом бета-лучами или электронными лучами. Одним из первых применений радиации для сохранения продовольствия одобренным Пищевой Администрацией США в 1983 г., была обработка различных видов трав и специй. В 1985 г. Ф.П.А. одобрила и разрешила использование радиации для обработки свинины, как средство, разрушающее патогены – палочек трихинеллеза. Ожидается, что легкость и эффективность сохранения продовольствия при помощи радиации значительно разовьется в будущем.

Однако будущее несколько омрачается опасениями, высказанными учеными и представителями общественности о вредном воздействии облученных пищевых продуктов на людей.

Слова:

1. preservationсохранение

2. techniqueметод, техника, технология

3. methodметод

4. canningконсервирование

5. picklingсоление

6. dryingсушка

7. freezingзамораживание

8. irradiationоблучение, радиация

9. pasteurizationпастеризация

10. smoking копчение

11. chemical additives химическиедобавки

12. spoilage порча

13. pathogens патогены

14. microorganisms микроорганизмы

15. bacteria бактерия

16. mold плесень

17. cell клетка

18. temperature температура

19. antioxidant антиокислитель, антиоксидант

20. chemical reaction химическаяреакция

21. oxidationокисление

22. dehydrationдегидратация, обезвоживание

23.fermentationферментация, брожение

24. saltingсоление

25. velocityскорость

26. humidityвлажность

27. alternativeальтернативный, альтернатива

28. flavorаромат, привкус

29. disease-causingболезнетворный

30. organismорганизм

31. mechanical механический

32. apricot абрикос

33. to macerate вымачивать

34. to boil кипеть, кипятить

35. broad sheet широкийлист (пластина)

36.rice рис

37.traditional method традиционныйметод

38. fieldполе, полевой

39.electronэлектрон

40. barnамбар, сарай

41. tothreshмолотить, молоть

42. cropзерновые культуры

43. conditionусловие, состояние

44. maizeкукуруза

45. barleyячмень

46. wheatпшеница

47. vacuumdryingвакуумная сушка

48. toremoveперемещать, выносить

49. containerемкость, контейнер

50. watervaporpressureводяное давление пара

51. toevaporateиспарять, испаряться

52. quicklyбыстро

53. normalatmospherepressureнормальное атмосферное давление

54. enzymeфермент

55. airdryingвоздушная сушка

56. spraydryingсушка распылением

57. solutionраствор

58. surfaceareaповерхностная область

59. physicalprincipleфизические законы

60. sublimationвозгонка, сублимация

61. gaseousгазообразный

62. tomeltплавить, плавиться

63. moleculeмолекула

64. tosubmergeпогружаться, погружать

65. brineрассол

66. efficiencyэффективность

67. totreatобрабатывать

68. sorbicacidсорбиновая кислота

69. concentrationконцентрация

70. sauerkrautквашеная капуста

71. cucumberогурец

72.oliveолива, маслина

73. crystalкристалл

74. aesthetic эстетический

75. the destruction of texture разрушениетекстуры

76. refrigerate замораживать, охлаждать

77. parallel параллельный

78. sodium chloride хлориднатрия

79. liquid nitrogen жидкийазот

80. to mixture смешивать

81. bread-maiking хлебопечение

82. thermal тепловой

83. the boiling point of water точкакипенияводы

84. to package упаковывать

85. sodium propionate пропионовокислыйнатрий

86. to sterilize стерилизовать

87. air-tight воздухонепроницаемый

88. paraffin парафин

89. rubber gasket резиноваяпрокладка

90. aluminum алюминий

91. metalliccansметаллическая банка

92. massproductionмассовое производство

93. plasticпластик, пластмасса

94. sodiumbenzoateбензойнокислый натрий

95. benzoicacidбензойная кислота

96. calciumкальций

97. propionicacidпропионовая кислота

98. potassiumкалий

99. sodiumsorbateсорбат натрия

100. vitaminвитамин