На принципе биоза основано хранение сырья в живом (свежем) виде за счет иммунных свойств живого здорового организма. Благодаря данным свойствам организмы защищают себя от неблагоприятных воздействий.
Эубиоз - сохранение живых организмов (домашнего скота, птицы, живой рыбы, раков, устриц) до момента их использования (переработки). При этом принимаются меры для поддержания жизненных процессов - достаточное и полноценное кормление, правильное содержание и транспортировка, своевременная подача питья. При нарушении этих условий организмы теряют в массе, снижается качество мяса (упитанность, нежность, пригодность к переработке).
Гемибиоз предусматривает хранение плодов и овощей в свежем виде без специальной обработки и без создания специальных условий. Плоды и овощи являются живыми органами растений и как живые организмы обладают естественной невосприимчивостью (иммунитетом) к различным заболеваниям. Они защищены от внешних воздействий рядом механических, физико-химических и химических барьеров.
В кожице или над кожицей почти всегда содержатся эфирные масла и некоторые другие вещества бактерицидного действия - фитонциды. Хранящиеся плоды как бы окутаны облаком веществ, действующих губительно на микроорганизмы. Фитонциды вырабатываются всеми растениями, но в разных количествах. Химическая природа фитонцидов различна. Чаще всего они представляют собой сложный комплекс соединений гликозидов, алкалоидов, дубильных веществ, органических кислот и др. Действие фитонцидов разных растений на микроорганизмы различно по эффективности.
Репчатый лук разрушает споры фитофторы за 33-56 с. Фитонциды чеснока и его тканевые соки уничтожают за несколько минут стафилококки, бактерии - возбудители брюшного тифа, дизентерийную палочку. Фитонциды, выделяемые корнем хрена, подавляют рост сенной и кишечной палочек и других бактерий. Антибактериальной и антиактиномицетной активностью характеризуется рябина, антигрибной и антиактиномицетной - смородина черная. Лесная земляника считается почти стерильной ягодой, так как обладает сильным фунгистатическим и бактериостатическим действием.
По мере созревания плодов и овощей их фитонцидная активность снижается. При поражении растительной ткани микроорганизмами - резко возрастает. В ответ на поражение микроорганизмами растительные клетки синтезируют дополнительные антибиотические вещества - фитоалексины.
К неспецифическим химическим средствам защиты растительной ткани можно отнести лимонную, яблочную и винную кислоты. Они снижают рН клеточного сока и ограничивают тем самым развитие многих бактерий.
От проникновения микробов внутрь плодов, где в клетках находится основной питательный материал, предохраняет кожица, довольно прочная, зачастую покрытая восковидным налетом, инертным в химическом отношении и плохо поддающимся воздействию химического и ферментативного аппарата микробов.
Некоторые плоды и овощи способны образовывать новые ткани взамен механически поврежденных (послеуборочное образование раневой перидермы у картофеля и корнеплодов, прижизненное опробковение градобоин у яблок). Некоторые плоды и овощи способны вызывать гибель части собственных клеток вместе с проникшими в них гифами гриба-паразита, изолируя очаг инфекции от основной части плода.
Клетки мякоти плотно спаяны инертным в химическом отношении протопектином, чтобы добраться до поверхности каждой отдельной клетки, нужно их «расцементировать», расщепить этот связующий материал. Микроорганизмы располагают мощным и разнообразным ферментативным аппаратом, который переключается по мере надобности с одного биохимического процесса на другой. В данном случае в работу включаются пектолитические ферменты, протопектин гидролизуется, плодовая ткань мацерируется, клетки разъединяются и микробы получают доступ к каждой клетке со всех сторон. Но на этот биохимический процесс требуется затратить немало времени.
Следующий барьер - клеточная оболочка, в состав которой входят трудно поддающиеся химическому воздействию целлюлоза и протопектин. В состав одревесневшей ткани растений входит лигнин. Немногие микроорганизмы могут разрушать его, например домовой гриб из рода Merulius.
Под клеточной оболочкой находится цитоплазменная оболочка, которая также требует особых мер воздействия для ее разрушения. Включаются в работу протеолитические ферменты, белковые вещества коагулируют, и последняя преграда на пути к клеточному соку устраняется. При повреждении цитоплазменной мембраны плодовая клетка погибает, находящийся в ней сок вытекает и становится питательной средой для микробов.
Можно выделить еще один защитный барьер. Все плоды и овощи имеют свойственную им поверхностную (эпифитную) микрофлору. При отсутствии повреждений кожицы на поверхности плодов и овощей в большинстве случаев присутствует незначительное количество питательных веществ. За счет их эпифитные микроорганизмы живут и размножаются на поверхности здоровых растений (их частей), не проникая в их ткани и не причиняя вреда (олиготрофы). Такие микроорганизмы устойчивы к фитонцидам, способны переносить периодические колебания влажности, некоторые из них устойчивы к солнечной радиации. Вполне вероятно, что эпифиты, вырабатывая физиологически активные вещества, существенно влияют на продуктивность растения.
При уборке урожая эта микрофлора пополняется микроорганизмами из окружающей среды - из почвы, из воздуха, в том числе возбудителями инфекции и фитопатогенными микроорганизмами. Эпифитные микроорганизмы обладают антагонистическими свойствами к ряду фитопатогенных бактерий и грибов, препятствуют проникновению паразитов в растительные ткани. Так, в составе эпифитной микрофлоры всегда выявляется эрвиния хербикола - антагонист мягкой гнили овощей, вызываемой Ervinia carotovora. Эпифитные микроорганизмы усиливают природный иммунитет растения.
В некоторых случаях, однако, безвредная эпифитная микрофлора может стать причиной порчи плодов и овощей, например при неблагоприятных погодных условиях в день уборки урожая или при механических повреждениях.
Таким образом, до тех пор, пока плоды и овощи живут, они во многом сами себя защищают от воздействия микроорганизмов без вмешательства человека, реализуется принцип биоза.
Однако необходимо учитывать, что растительное сырье - это живые органы растений, которые уже отделены от самого растения. Поступление извне питательных веществ в них прекращено. Протекающие в плодоовощном сырье биохимические процессы приводят только к потреблению, к расходованию ценных питательных веществ и, таким образом, запасы этих веществ истощаются без возобновления. Потому метод относят к частичному биозу.
Примером такого основного биохимического процесса, протекающего при хранении плодов и овощей, является дыхание. В процессе дыхания органические вещества плодов, например сахара, «сгорают», окисляются, превращаясь в диоксид углерода и воду по схеме
При этом масса сырья уменьшается, теряется его пищевая ценность.
В консервном производстве принцип биоза реализуется как способ кратковременного сохранения сырья на сырьевых площадках на первом этапе технологического процесса. Реже метод используется для кратковременного хранения недозревшего сырья, подлежащего переработке по достижении зрелости.
На сырьевых площадках поступившее сырье хранят до переработки в течение нескольких часов или нескольких суток. Рекомендуемые сроки хранения некоторых видов сырья на сырьевых площадках приведены в табл. 4.2.
Если к качеству сырья предъявляются более строгие требования, то максимально допустимая продолжительность хранения на сырьевой площадке устанавливается в технологической инструкции на производство данного вида консервов.
Каждая партия доставленного сырья размещается на сырьевой площадке отдельно с указанием на ярлыке даты и времени поступления.
При хранении принимаются меры, направленные на поддержание нормальных жизненных процессов в плодоовощном сырье и некоторое ограничение их интенсивности с тем, чтобы уменьшить расход питательных веществ за счет дыхания и снизить потери массы за счет испарения влаги. Как правило, эти меры сводятся к соблюдению режима складирования и хранения.
Прежде всего отбраковывают испорченные микроорганизмами и имеющие повреждения экземпляры, так как поврежденный участок плода, который лишен иммунных барьеров, отмирает, и на нем начинают развиваться микроорганизмы. Процесс порчи, начавшийся на поврежденном участке одного плода, может переброситься на другие плоды и охватить всю массу. Если отбраковка по каким-то причинам невозможна или экономически нецелесообразна, партию сырья с большой долей поврежденных экземпляров немедленно направляют в переработку, не считаясь с требованием очередности переработки.
Сырье укладывают таким слоем, чтобы доступ воздуха к отдельным плодам не был затруднен, иначе процесс нормального дыхания нарушится и наступит так называемое интрамолекулярное дыхание, заключающееся в бескислородном разложении сахаров на спирт и диоксид углерода по схеме
Образующийся спирт является ядом для цитоплазмы, отравляет растительные клетки и приводит их к гибели. Поэтому сырье, особенно нежные виды, укладывают в ящики, оставляя между отдельными штабелями ящиков проходы или промежутки, достаточные для обеспечения аэробного дыхания. Однако при высокой скорости движения воздуха и слишком большой его сухости происходят излишние потери влаги. Плоды и овощи будут усыхать, терять массу. Поэтому следует создать условия, исключающие возможность сквозняков.
Если для твердых плодов, например яблок, планируется относительно небольшой срок хранения, измеряемый часами, то можно поступиться принципом хорошего доступа воздуха ради механизации процессов транспортировки, загрузки и разгрузки сырья. В настоящее время практикуют хранение яблок в больших бункерах или завальных ямах высоким слоем, что позволяет механизировать подачу сырья в цех на переработку.
Интенсивность процессов дыхания и испарения влаги сильно возрастает с повышением температуры. Поэтому нежелательно хранить сырье под открытым небом или в таком укрытии, куда проникают прямые солнечные лучи, или кровля и стены которого легко пропускают теплоту.
Наконец, поддержание нормальных жизненных процессов в сырье требует создания условий, при которых сырье было бы в меньшем контакте с возбудителями порчи. С этой целью сырьевая площадка и тара систематически подвергаются санитарной обработке. К сырьевой площадке следует обеспечить подвод воды. Пол площадки должен быть влагопроницаемым с уклоном для стоков в канализацию.