Порча пищевых продуктов при хранении может быть вызвана действием внешних (физических и химических) и внутренних (биохимических и микробиологических) факторов. Другими словами, порча происходит:
- под действием кислорода воздуха и солнечных лучей;
- вследствие чрезмерно низкой или очень высокой влажности воздуха;
- вследствие биохимических процессов (деятельности тканевых ферментов);
- под влиянием микробиологического фактора.
Например, под действием кислорода воздуха в жирах и жиросодержащих продуктах идут процессы прогоркания и осали- вания, реакции взаимодействия редуцирующих сахаров с белками и аминокислотами с образованием меланоидинов и другие реакции. Слишком сухой воздух вызывает усушку мяса, яиц, плодов и овощей. При хранении во влажной среде соль и мука теряют сыпучесть, комкуются, слеживаются. Сушеные овощи и фрукты увеличивают массу, впитывая влагу из воздуха. Влажный воздух, кроме того, способствует микробиологической порче. Изменение температуры может вызвать изменение физического состояния пищевого продукта: плавление жира, кристаллизацию сахара из варенья и др.
Качество пищевых продуктов изменяется также в результате биохимических процессов, катализируемых ферментами самих продуктов. В некоторых случаях в начале хранения может наблюдаться улучшение качества под действием собственных ферментов - созревание мяса, дозревание плодов. Но затем протекают необратимые биохимические процессы, ведущие к порче. Процессы порчи, катализируемые собственными ферментами, свойственны свежим плодам и овощам, мясу и рыбе и некоторым другим продуктам. В большей части продуктов система ферментов инактивирована в процессе переработки.
Наиболее существенные изменения в пищевых продуктах при хранении происходят под действием микроорганизмов. Микроорганизмы в процессе развития выделяют ферменты, которые разлагают сложные органические соединения продукта на более простые, пригодные для всасывания через оболочку микробной клетки.
Под действием микроорганизмов в продукте возможны изменения, приводящие к следующим видам микробиологической порчи:
- распад органических соединений продуктов до простых соединений, не имеющих питательной ценности (например, воды, углекислого газа);
- появление среди продуктов распада микробиологических токсинов;
- образование в результате жизнедеятельности микроорганизмов (Proteus, Staphylococcus aureus) соединений с неприятным запахом;
- наличие среди микроорганизмов, развивающихся на пищевых продуктах, микроорганизмов, патогенных для человека (например, Salmonella), и др.
В зависимости от вида развивающихся микроорганизмов различают такие виды порчи, как брожение, гниение, плесне- вение.
Брожение - разложение углеводов под влиянием ферментов дрожжей. Различают брожение спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, уксуснокислое. При спиртовом брожении в плодах, ягодах, варенье из сахара образуются спирт и СО2, возможно образование других соединений (глицерина, сивушных масел).
Уравнение спиртового брожения принято записывать в виде
Молочнокислое брожение вызывается молочнокислыми бактериями и заключается в разложении сахаров с образованием молочной кислоты:
Маслянокислое брожение вызывается маслянокислыми анаэробными бактериями:
Маслянокислое брожение в квашеной капусте, молочных продуктах придает продуктам горечь, прогорклый запах.
Уксуснокислое брожение вызывается уксуснокислыми бактериями, развивающимися на поверхности жидкостей, содержащих спирт, в аэробных условиях и записывается в виде уравнения
Гниением называется глубокий распад белковых веществ мяса, рыбы и других продуктов под влиянием протеолитических ферментов микроорганизмов до аминокислот и далее. Из аминокислот в аэробных условиях образуются H2S, Н2О, СО2, NH3, СН4, а в анаэробных условиях - амины, многие из которых ядовиты, индол, скатол, меркаптаны, обладающие неприятным гнилостным запахом.
Гниение вызывается гнилостными бактериями рода Bacillus, Pseudomonas, Proteus, Clostridium, грибами Mucorales, отдельными представителями Aspergillus и Trichoderma.
Плесневые грибы вызывают появление на поверхности пищевых продуктов рыхлых слизистых налетов белой окраски, переходящих затем в желтую, коричневую, черную окраску. Плесени выделяют ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы. При плесневении плодов и овощей сахара могут сбраживаться в спирт, в органические кислоты, окисляться до СО2 и Н2О. Под действием ферментов плесеней белковые вещества расщепляются до более простых соединений.
Под действием плесеней может идти порча жиров продукта. На первой стадии под действием липолитических ферментов расщепляются триглицериды с образованием жирных кислот и глицерина. Жирные кислоты могут расщепляться затем до Н2О и СО2 , глицерин - окисляться. Липолитической активностью обладают многие виды Aspergillus, Penicillum, а также дрожжи и бактерии: Oidium lactis, Pseudomonas fluorescens, Bacillus, Clostridium.
Основной вид опасности в результате плесневения фруктового и овощного сырья - образование токсинов (микотоксинов).