Консервиране на храната
Консервиране на храна , всеки от редица методи, чрез които храната се пази от разваляне след прибиране на реколтата или клането. Подобни практики датират от праисторически времена. Сред най-старите методи за консервиране са сушенето, охлаждането и ферментацията. Съвременните методи включват консервиране, пастьоризация, замразяване, облъчване и добавяне на химикали. Напредъкът в опаковъчните материали е изиграл важна роля в съвременното консервиране на храните.
Механизми на разваляне
Развалянето на храната може да бъде определено като всяка промяна, която прави храната негодна за консумация от човека. Тези промени могат да бъдат причинени от различни фактори, включително замърсяване от микроорганизми, заразяване с насекоми или разграждане от ендогенни ензими (тези, които присъстват естествено в храната). В допълнение, физическите и химичните промени, като разкъсване на растителни или животински тъкани или окисляване на някои съставки на храната, могат да насърчат развалянето на храната. Храни, получени от растителни или животински източници, започват да се развалят скоро след прибиране на реколтата или клането. Ензимите, съдържащи се в клетките на растителни и животински тъкани, могат да бъдат освободени в резултат на механични повреди, нанесени по време на обработката след прибиране на реколтата. Тези ензими започват да разграждат клетъчния материал. Химическите реакции, катализирани от ензимите, водят до влошаване на качеството на храните,като например развитието на аромати, влошаването на текстурата и загубата на хранителни вещества. Типичните микроорганизми, които причиняват разваляне на храната, са бактериите (напр.Lactobacillus ), дрожди (напр. Saccharomyces ) и плесени (напр. Rhizopus ).
Микробно замърсяване
Бактериите и гъбичките (дрожди и плесени) са основните видове микроорганизми, които причиняват разваляне на храната и пренасяни с храната заболявания. Храните могат да бъдат замърсени от микроорганизми по всяко време по време на прибиране, съхранение, обработка, разпространение, обработка или приготвяне. Основните източници на микробно замърсяване са почва, въздух, храна за животни, животински кожи и черва, растителни повърхности, канализация и машини или прибори за обработка на храни.
Бактерии
Бактериите са едноклетъчни организми, които имат проста вътрешна структура в сравнение с клетките на други организми. Увеличаването на броя на бактериите в популация обикновено се нарича бактериален растеж от микробиолозите. Този растеж е резултат от разделянето на една бактериална клетка на две еднакви бактериални клетки, процес, наречен бинарно делене. При оптимални условия на растеж бактериална клетка може да се дели приблизително на всеки 20 минути. По този начин една клетка може да произведе почти 70 милиарда клетки за 12 часа. Факторите, които влияят върху растежа на бактериите, включват наличие на хранителни вещества, влага, pH, нива на кислород и наличие или отсъствие на инхибиращи вещества (например, антибиотици).
Хранителните нужди на повечето бактерии са химични елементи като въглерод, водород, кислород, азот, фосфор, сяра, магнезий, калий, натрий, калций и желязо. Бактериите получават тези елементи чрез използване на газове в атмосферата и метаболизиране на някои хранителни съставки като въглехидрати и протеини.
Температурата и pH играят важна роля за контролиране на темповете на растеж на бактериите. Бактериите могат да бъдат класифицирани в три групи въз основа на температурните им нужди за оптимален растеж: термофили (55–75 ° C или 130–170 ° F), мезофили (20–45 ° C или 70–115 ° F) или психротрофи (10–20 ° C или 50–70 ° F). Освен това повечето бактерии растат най-добре в неутрална среда (pH равно на 7).
Бактериите също изискват определено количество налична вода за растежа си. Наличието на вода се изразява като активност на водата и се определя от съотношението на парното налягане на водата в храната към налягането на парата на чистата вода при определена температура. Следователно активността на водата на всеки хранителен продукт винаги е стойност между 0 и 1, като 0 представлява отсъствие на вода, а 1 представлява чиста вода. Повечето бактерии не растат в храни с водна активност под 0,91, въпреки че някои халофилни бактерии (тези, които могат да понасят високи концентрации на сол) могат да растат в храни с водна активност по-ниска от 0,75. Растежът може да се контролира чрез намаляване на активността на водата - или чрез добавяне на разтворители като захар, глицерол и сол, или чрез отстраняване на водата чрез дехидратация.
Нуждите за кислород за оптимален растеж варират значително за различните бактерии. Някои бактерии се нуждаят от присъствие на свободен кислород за растеж и се наричат облигатни аероби, докато други бактерии се отровят от присъствието на кислород и се наричат облигатни анаероби. Факултативните анаероби са бактерии, които могат да растат както в присъствието, така и в отсъствието на кислород. В допълнение към концентрацията на кислород, потенциалът за намаляване на кислорода на растежната среда влияе върху растежа на бактериите. Потенциалът за намаляване на кислорода е относителна мярка на окислителния или намаляващия капацитет на растежната среда.
Когато бактериите замърсят хранителен субстрат, минава известно време, преди да започнат да растат. Тази фаза на изоставане е периодът, в който бактериите се приспособяват към околната среда. След фазата на изоставане е фазата на лог, в която популацията расте по логаритмичен начин. С нарастването на населението бактериите консумират налични хранителни вещества и произвеждат отпадни продукти. Когато изтощението на хранителни вещества се изчерпи, темпът на растеж навлиза в стационарна фаза, в която броят на жизнеспособните клетки на бактериите остава същият. По време на стационарната фаза, темпът на растеж на бактериалните клетки е равен на скоростта на смъртта на бактериалните клетки. Когато скоростта на клетъчната смърт стане по-голяма от скоростта на клетъчния растеж, популацията навлиза във фазата на упадък.
Бактериалната популация се изразява или на грам, или на квадратен сантиметър от повърхността. Рядко общата бактериална популация надвишава 1010 клетки на грам. Популация по-малко от 106 клетки на грам не предизвиква забележимо разваляне, освен в сурово мляко. Популациите между 106 и 107 клетки на грам причиняват разваляне в някои храни; например, те могат да генерират неприятни миризми във вакуумирани меса. Населението между 107 и 108 клетки на грам произвежда неприятни миризми в месото и някои зеленчуци. При нива над 5 × 107 клетки на грам повечето храни проявяват някаква форма на разваляне.
Когато условията за растеж на бактериални клетки са неблагоприятни (напр. Ниски или високи температури или ниско съдържание на влага), няколко вида бактерии могат да произведат устойчиви клетки, наречени ендоспори. Ендоспорите са силно устойчиви на топлина, химикали, изсушаване (изсушаване) и ултравиолетова светлина. Ендоспорите могат да останат спящи за дълги периоди от време. Когато условията станат благоприятни за растеж (например размразяване на месо), ендоспорите покълват и произвеждат жизнеспособни клетки, които могат да започнат експоненциален растеж.
