Mikroorganizmams, dėl kurių maistas genda, išgyventi ir daugintis reikia vandens, todėl viskas, kas dehidratuoja maistą arba pašalina vandenį iš mikrobų, padės užkirsti kelią jiems augti. Maiste ir mikroorganizmuose yra vandens, o jų vandens kiekį galima sumažinti, kai jie kontaktuoja su tirpiomis medžiagomis, kurios sugeria vandenį per reiškinį, žinomą kaip osmosas. Druska ir cukrus yra įprastos ir gana nekenksmingos medžiagos, kurios lengvai tirpsta vandenyje, todėl jau kurį laiką buvo naudojamos įvairiems maisto produktams konservuoti. Maisto, kuris buvo apdorotas druska ar cukrumi, kad būtų išsaugotas, paviršiuje paprastai nebus pakankamai vandens, kad galėtų daugintis ant jo patekę mikrobai. Mikrobai iš tikrųjų gali mirti nuo dehidratacijos, nes iš jų pašalinamas vanduo.
Maisto gedimas
Maistas sugenda, kai tam tikri mikroorganizmai pradeda daugintis ir virškinti jo paviršių, gamindami įvairius savo medžiagų apykaitos procesų šalutinius produktus. Tai gali būti lengvai aptinkama arba ne. Dažnai maistas atrodys supelijęs, purus arba gali kvepėti, tačiau kartais tai nėra akivaizdu, todėl gali būti pavojingesnis, nes mikrobų šalutiniai produktai gali būti labai toksiški, o patys mikrobai kartais gali sukelti labai rimtas infekcijas. Todėl norint išsaugoti maistą, būtina užtikrinti, kad mikroorganizmams būtų sunku arba neįmanoma jame daugintis ar išgyventi. Vienas iš seniausių būdų tai padaryti yra konservavimas naudojant druską ar cukrų.
osmosas
Jei stiprūs ir silpni druskos tirpalai yra atskirti porėta membrana, koncentracijos koreguojasi tol, kol abiejuose tirpaluose bus vienodos – druska judės per membraną iš stipresnio į silpnesnį, o vanduo elgsis priešingai. . Maistas ir mikroorganizmai susideda iš ląstelių su membranomis, todėl osmosas gali veikti per šias membranas, kad ištrauktų vandenį. Ląstelėse yra vandens su tam tikru kiekiu ištirpusių druskų ir cukrų, tačiau patekus į aplinką, kurioje ištirpusių medžiagų koncentracija labai skiriasi, vanduo tekės arba iš ląstelių, arba į ląsteles.
Pavyzdžiui, jei raudonieji kraujo kūneliai dedami į gryną vandenį, jie išsipūs ir galiausiai sprogs. Taip yra dėl to, kad ląstelė sugeria vandenį iš savo aplinkos. Įdėjus į vandenį, kurio druskos koncentracija lygi kraujyje, raudonieji kraujo kūneliai nepatiria osmoso ir išlieka pastovaus dydžio. Įdėjus į labai sūrų vandenį, raudonųjų kraujo kūnelių aplinka per osmosą pradės išsiurbti ląstelės viduje esančius skysčius, todėl ji susitrauks ir žus. Kai maistas konservuojamas su druska ar cukrumi, mikrobai negali absorbuoti vandens iš jo per savo membranas, užkertant kelią augimui ir dauginimuisi, todėl gali prarasti vandenį ir mirti.
Kiti efektai
Šie konservantai gali turėti kitokį naudingą poveikį. Manoma, kad didelės koncentracijos ląstelės viduje gali pažeisti DNR struktūrą ir sutrikdyti kai kurių fermentų veiklą. Yra žinoma, kad kai kuriuos gana silpnus ryšius, išlaikančius fermentų molekulių formas, didelės koncentracijos druskos gali suardyti. Oda neveikia sąlyčio su druskos ir cukraus tirpalais, nes ji yra padengta negyvų ląstelių sluoksniu, apsaugančiu gyvus audinius nuo išsausėjimo.
Privalumai ir trūkumai
Druska ir cukrus yra labai veiksmingi prieš daugumą bakterijų, kurios gali sukelti ligas. Paprastai šie mikroorganizmai negali toleruoti didesnės nei 10 % druskos koncentracijos. Tačiau pelėsiai dažnai išgyvena esant daug didesnėms koncentracijoms, o mielės gali augti labai koncentruotuose cukraus tirpaluose. Druskos ir cukraus naudojimą riboja ir tai, kad jie suteikia labai pastebimą skonį maistui, kurį naudojo konservuoti. Kai kuriuose maisto produktuose tai gali būti priimtina, bet ne kituose.