Общие аспекты барьерной технологии

Разработка новых видов пищевых продуктов с использованием барьерной технологии и ХАССП

Данный обзор посвящен концепции барьерной тех­нологии и ее применению для разработки безопасных, стабильных, питательных и вкусных пищевых продук­тов. В монографии освещаются вопросы взаимосвязи барьерной технологии, применяемой в пищевой про­мышленности, с концепцией НАССР - при контроле технологических процессов, а также с микробиологи­ческим прогнозированием — для совершенствования технологического процесса. Предлагаются рекоменда­ции для разработки новых видов изделий и приводятся примеры применения барьерной технологии для усо­вершенствования традиционных пищевых продуктов и разработки новых видов изделий.

Микробиологическая стабильность и безопас­ность большинства пищевых продуктов зависят от комбинации ряда факторов (мы будем называть их барьерными), действие которых микроорганизмы не должны преодолевать. Такой барьерный эффект имеет фундаментальное значение для сохранения и консервирования пищевых продуктов, поскольку ба­рьерные факторы играют важную роль с точки зрения контроля вероятности микробиологической порчи, пищевого отравления и обеспечения нормального протекания необходимых процессов брожения у ста­бильных пищевых продуктов. Кроме того, барьерная концепция основана на широко известном факте, что для обеспечения микробиологической стабильности пищевых продуктов важное значение имеет комплек­сное взаимодействие ряда факторов, в числе которых, например, показатель кислотности, активность воды, температурный режим и т.п.

Понимание роли барьерного эффекта привело к появлению барьерной технологии, которая позволяет повысить уровень безопасности и качество пищевых продуктов путем направленного подбора барьерных факторов. Применение этой концепции, которая в разных источниках также называется комбинационной — комбинационные процессы, комбинационные мето­ды, комбинационное консервирование и т.п., - дало очень хорошие результаты, поскольку осознанное комбинирование барьерных факторов обеспечивает микробиологическую стабильность, хорошие вкусовые и питательные свойства продуктов и повышает эконо­мичность производства.

Общие аспекты барьерной технологии

Для обеспечения стабильности и безопасности каж­дого пищевого продукта необходим набор определен­ных, характерных для него факторов, различающихся по качеству и интенсивности действия в зависимости от вида продукта и удерживающих " в норме" популяцию микроорганизмов, присутствующих в продукте. Эти микроорганизмы не должны преодолевать сдержива­ющее действие данных факторов, в противном случае продукт может испортиться или даже вызвать пищевое отравление. Эта концепция проиллюстрирована на рисунке 1 на примере восьми факторов, сдерживающих развитие микроорганизмов в продукте.

Рис. 1.Барьерный эффект на примере восьми факторов, сдерживающих развитие микроорганизмов:

F — нагрев; t — охлаждение; a_w — активность воды; рН — показатель кис­лотности; Eh — окислительно-восстановительный потенциал; pres. — консерванты; K-F — конкурентная микрофлора; V - витамины; N — питательные вещества.

В примере продукта 1 действуют шесть факторов, а именно: высокая температура при приготовлении продукта (F), низкая температура хранения (t), активность воды (a_w), показатель кислотности (рН), окислительно-восстановительный потенциал (Eh), наличие консервантов (pres). Присутствие таких барьеров предотвращает развитие микроорганизмов, и таким образом обеспечивается микробиологическая безопасность и стабильность продукта. Пример 1 - это чисто теоретический случай, где все факторы имеют приблизительно одинаковое значение, то есть действуют одинаково интенсивно, что в реальности бывает редко.

Ситуация, представленная в примере 2, более вероятна в реальности, так как микробиологическая стабильность продукта обеспечивается за счет действия барьерных факторов различной интенсивности. В защите данного конкретного изделия от воздействия микрофлоры особую роль играют два фактора — ак­тивность воды и наличие консервантов, а остальные факторы менее важны. Однако в целом действия этих пяти факторов достаточно для того, чтобы воспре­пятствовать развитию обычных для данного вида продукта типов микроорганизмов. Если с самого начала в продукте присутствует незначительное количество микроорганизмов (пример 3), то достаточно наличия всего нескольких барьерных факторов или незначи­тельной интенсивности их воздействия для обеспече­ния стабильности изделия. На этом принципе основана асептическая упаковка скоропортящихся продуктов. С другой стороны (пример 4), если из-за плохих гигиени­ческих условий в исходном продукте перед упаковкой оказывается слишком много нежелательных микро­организмов, то даже действие обычных барьерных факторов не сможет предотвратить последующую порчу продукта или пищевое отравление им. В продукте из примера 5 содержится много питательных веществ и витаминов, которые стимулируют развитие микроор­ганизмов, поэтому воздействие барьерных факторов в таких продуктах нужно максимально усиливать, в противном случае их защитные свойства окажутся не­достаточными. В примере 6 присутствующие в продукте микроорганизмы сублетально повреждены. Если, на­пример, споры бактерий в мясных изделиях сублеталь­но повреждены при нагревании (как это происходит при F-SSP, о чем речь пойдет дальше), то вегетативные клетки таких спор становятся нежизнеспособны, и поэтому для обеспечения защиты продукта достаточно воздействия меньшего количества барьерных факторов и на более низком уровне.

Микробиологическая стабильность отдельных видов пищевых продуктов (например, ферментиро­ванных колбас, сырой ветчины и, возможно, зрелых сыров) достигается в процессе их производства путем последовательного воздействия целого ряда барьер­ных факторов, которые имеют решающее значение на отдельных этапах созревания продукта и позволяют обеспечить стабильность готового изделия. Пример 8 иллюстрирует последовательное воздействие ряда фак­торов при изготовлении ферментированных колбас, о чем речь пойдет дальше.