Глава II. Причины порчи пищевых продуктов

В пищевых продуктах содержатся вещества, вырабатываемые живыми клетками и ускоряющие или замедляющие различные химические реакции. Эти вещества называются ферментами.

Количество ферментов, содержащихся в клетках растений, а также в плодах и овощах, ничтожно мало, тем не менее они имеют громадное значение во всех жизненных процессах.

Действие ферментов строго специфично: каждый из них влияет только на определенный процесс в организме. Например, некоторые ферменты в соответствующий период развития растения способствуют созреванию его плодов. Если плоды сорвать с растения, то ферменты в них, продолжая действовать, приводят к различным изменениям, как желательным (дозревание), так и нежелательным, в частности к нарушению обмена веществ и к различным видам порчи.

Известны многочисленные виды так называемых физиологических заболеваний овощей и плодов, которые обнаруживаются в процессе длительного хранения. Физиологические заболевания являются обычно следствием нарушений обмена веществ в свежих плодах и овощах. Многие из этих заболеваний возникают из-за недостатка кислорода и от избыточного содержания углекислоты в атмосфере хранилищ (об этом подробнее см. ниже), а также от действия чрезмерно низких и высоких температур хранения.

Физиологические (функциональные) заболевания овощей и плодов при различных условиях проявляются по-разному. К ним относятся так называемый загар и стекловидность у яблок, почернение сердцевины клубней картофеля, появление черных точек на листьях белокочанной капусты и т. д. Причины многих функциональных заболеваний точно установлены, и разработаны меры их предупреждения. Но есть и такие заболевания, природа которых еще неизвестна.

Функциональные заболевания приобретают большое значение в тех случаях, когда приходится долго хранить овощи и плоды. При потреблении или переработке свежеубранных овощей и плодов они не играют большой роли.

Главной причиной порчи всех пищевых продуктов, в том числе и плодоовощных, является жизнедеятельность различных микроорганизмов или микробов, попадающих на продукты извне.

Различают три группы микроорганизмов - бактерии, плесени и дрожжи (рис. 1).

Рис. 1. Вид различных микроорганизмов под микроскопом при большом увеличении: а - плесневые грибы, б - дрожжи, в - бактерии

Бактерии - наиболее мелкие, одноклеточные организмы, шарообразные (кокки) или палочковидные, удлиненные (бациллы). Их размеры обычно не превышают 5 мк (1 мк = 0,001 мм), но есть бактерии, размер которых исчисляется десятыми долями микрона.

Дрожжи по своему строению отличаются от бактерий: форма их клеток овальная или удлиненная; они крупнее бактерий - размеры их доходят до 10 мк.

Плесени состоят из тонких длинных переплетающихся нитей, образующих так называемый мицелий (грибницу).

Все эти микроорганизмы вследствие их малых размеров можно видеть только при большом увеличении под микроскопом.

Если же в одном месте скапливается большое количество одинаковых микроорганизмов, то они образуют колонии, видимые простым глазом: сине-зеленый, а иногда черный или желтоватый налет плесени на поверхности кусков хлеба, пленки на поверхности рассола соленых и квашеных овощей и т. д.

На рис. 2 показан общий вид колоний микробов, выросших на специальной питательной среде при исследовании продуктов в микробиологических лабораториях.

Рис. 2. Вид колоний микроорганизмов, выросших на питательной среде (без увеличения)

Существуют десятки тысяч видов бактерий, плесеней и дрожжей. Они отличаются друг от друга по величине, форме, способности к движению, строению, отношению к разным условиям (температуре, влажности среды), способности существовать при наличии воздуха (аэробы) или без него (анаэробы), составу пищевых продуктов, которые они могут усваивать и т. д.

Существование микробов, как и всех других живых существ, зависит от внешней среды, в которой они находятся. Одним из важнейших условий их существования является наличие воды, достаточная влажность среды. Все пищевые вещества микробы усваивают только в виде растворов их в воде; поэтому лишь при определенном минимуме влажности в продукте обеспечивается нормальная жизнедеятельность различных микроорганизмов. Второе важное условие - температура среды. Для каждого вида микробов существуют определенные границы температур, при которых они могут жить и развиваться. Большинство микробов лучше всего развивается при температурах 20-40°С^*. Но есть и такие, которые приспособились к более высоким температурам (термофильные) или к значительно более низким (психрофильные).

^* (Здесь и далее везде температура дана в °С.)

При понижении температуры ниже 0°, т. е. при замораживании, микробы не погибают, а лишь временно прекращают свою жизнедеятельность. При нагревании же выше 70° (особенно до 100° и выше) подавляющее большинство микробов погибает. Однако известно много видов бактерий, которые легко переносят даже длительное кипячение в воде и нагревание до 110-120°, а иногда и выше. Такая устойчивость объясняется тем, что эти микробы обладают способностью в неблагоприятных для них условиях образовывать так называемые споры, отличающиеся от обычных клеток. При кипячении клетки бактерий погибают, споры же сохраняются, и в нормальных температурных условиях из них вырастают новые бактерии. Развитию микроорганизмов препятствуют крепкие растворы солей и кислот.

Большинство микроорганизмов размножаются путем деления клеток на две части, из которых каждая становится самостоятельным организмом. Дрожжи размножаются почкованием - на клетке вырастает новая небольшая клеточка, которая впоследствии отделяется. Плесени размножаются как путем деления своего мицелия, так и более сложным путем - образованием специальных спор

Процесс размножения проходит чрезвычайно быстро. Из одной только что образовавшейся клетки при благоприятных условиях уже через 20-30 мин могут получиться две, каждая из которых через такой же промежуток времени может снова разделиться и дать новое поколение.

В отличие от высших организмов у микробов нет специальных органов пищеварения. Пища, находящаяся в растворенном состоянии в окружающей среде, всасывается через оболочку всей поверхностью клетки. Каждый тип и вид микробов приспособлен к питанию определенными пищевыми веществами.

В процессе питания микробы потребляют пищевые вещества, применяемые также и для питания человека, - углеводы, жиры, белки и др. При этом пищевые вещества разлагаются, выделяется энергия, необходимая для роста, развития, размножения микробов, и образуются различные продукты обмена - углекислота, вода; а при разложении белков гнилостными бактериями - и различные дурнопахнущие газы, характерные для испорченных пищевых продуктов. Тем самым микробы снижают или даже сводят к нулю питательную ценность пищевых продуктов. В этом и заключается вред, причиняемый микробами.

Отсюда следует, что для сохранения качества пищевых продуктов и предотвращения их порчи необходимо вести борьбу с многочисленными микроорганизмами, не допуская их развития и жизнедеятельности.

В этом и состоит сущность сохранения и консервирования пищевых продуктов.

Однако нельзя сказать, что все микробы приносят нам только вред. Многие из них очень полезны, а некоторые настолько необходимы, что на их жизнедеятельности организованы целые отрасли промышленности. Например, производство спирта основано на том, что дрожжи, питаясь сахарами, выделяют в качестве продуктов своей жизнедеятельности спирт. Квашение капусты, засолка огурцов и других овощей, мочение яблок и разных ягод основаны на так называемом молочнокислом брожении, которое вызывается действием молочнокислых микробов. Эти микробы также питаются сахарами, содержащимися в овощах и фруктах, но в результате здесь получается не спирт, а молочная кислота, которая препятствует развитию других видов микробов (плесеней и дрожжей), предотвращая тем самым порчу плодов и овощей.

Большой вред человеку приносят болезнетворные микробы, попадающие на пищевые продукты. Эти микробы гораздо опаснее гнилостных и их труднее распознать. Самый опасный вид бактерий - бактерии "ботулинус", которые, попадая на пищевые продукты, вначале не дают каких-либо признаков порчи, но вырабатывают сильнодействующий яд (токсин). Этот яд вызывает сильное отравление, иногда заканчивающееся смертельным исходом. Бактерии "ботулинус" хорошо развиваются в безвоздушной среде. Их споры очень устойчивы к нагреванию. В продуктах с высокой кислотностью эти бациллы почти не развиваются. Обычно они находятся в почве, откуда могут попасть и на пищевые продукты.

Контрольные вопросы

1. Что такое ферменты? Какова их роль для живого организма?

2. Расскажите о влиянии ферментов на изменения в плодах и овощах после уборки.

3. Что представляют собой микроорганизмы?

4. Как различаются три главные группы микроорганизмов - бактерии, плесени и дрожжи?

5. Какое действие оказывают на микроорганизмы различные температуры?

6. Как и чем питаются микроорганизмы?

7. Как размножаются микроорганизмы?

8. В чем заключается сущность всех способов сохранения пищевых продуктов?

9. Что представляют собой бактерии "ботулинус" и в чем заключается их опасность для человека?