-
Направления в улучшении хранения пищевых продуктов
Пищевые продукты животного и растительного происхождения представляют собой сложную систему, состоящую из воды и сухих веществ, в общем случае включающих жиры, белки, углеводы, микро- и макроэлементы, ароматизирующие и красящие, витамины и ферменты.
Пищевые продукты характеризуются составом, усвояемостью, влиянием на жизнеспособность и рост организма. Белки являются основным материалом для строительства клетки и ткани организма и могут служить источником энергии; углеводы и жиры — источником энергии; витамины и ферменты — катализаторами реакций, в результате которых некоторые соединения продукта разрушаются и образуются новые с другими свойствами. Эти процессы протекают в присутствии воды.
 Вода является важной составляющей пищевых продуктов. Она различным образом (по форме и прочности связи) связана с сухими компонентами. Свободная вода, которая имеет относительно слабую связь, является растворителем кислот, солей, Сахаров и других веществ, образующих истинные растворы. Она влияет на осмотическое давление, поверхностное натяжение и другие физико-химические показатели. Поэтому целенаправленное изменение содержания воды в продукте в комплексе с другими воздействиями позволяет влиять на химические, биохимические и биологические процессы, а значит и свойства продукта.
Связанная влага имеет более прочную связь. Ее удалить вымораживанием и высушиванием значительно труднее, чем свободную. В частности, она соединена с коллоидами — веществами, образующими гетерогенную систему с частицами размером 1 * 10-6-1 * 10-4мм , которые в отличие от частиц истинного раствора не диффундируют и не проходят через мембраны клеток. Ее содержание в продуктах колеблется в широких пределах: в мясе 13—16%, в овощах и плодах — 8—11%. При замораживании пищевых продуктов, в частности мяса, коллоиды и связанная ими вода сохраняют консистенцию, а при размораживании способствуют уменьшению потери сока продукта и питательных веществ.
При понижении температуры продукта уменьшается жизнедеятельность микрофлоры, ослабляется активность ферментов и тем больше, чем ближе температура к криоскопической. Однако некоторые группы микроорганизмов (психрофилы) способны развиваться и при отрицательной температуре.
Эффективность подавления жизнедеятельности микроорганизмов зависит не только от температуры, но и от скорости ее снижения, первоначального числа микроорганизмов на поверхности, значения рН продукта, влагосодержания поверхностных слоев. Предельные значения рН среды для микроорганизмов колеблются от 4 до 9, Снижение влагосодержания  поверхностных слоев способствует подавлению жизнедеятельности микроорганизмов.
Температура продукта и скорость ее изменения влияют на биохимические процессы. При понижении температуры продуктов растительного происхождения уменьшается скорость ферментативных процессов, приводящих к их созреванию, а затем к порче.
Качество продуктов животного происхождения зависит от температуры и скорости ее снижения. При быстром понижении температуры говядины, баранины и птицы увеличивается жесткость мяса, сохраняющаяся при его длительном хранении. При хранении свинины этого явления нет.
На качество продуктов влияет окружающая среда, контакт с которой сопровождается тепло-, массе- и газообменом, а для некоторых продуктов — окислением лабильных компонентов кислородом воздуха. Для большинства продуктов испарение влаги и окисление их компонентов — нежелательно.
При понижении температуры продукта ниже криоскопической происходит льдообразование. Здесь важно, чтобы скорость замораживания продукта была достаточно высокой. При высокой скорости замораживания мелкие кристаллы льда вначале образуются в межклеточном пространстве. По мере понижения температуры образовавшиеся кристаллы растут за счет окружающей воды как из межклеточного пространства, так и из самой клетки, из которой она диффундирует через полупроницаемую мембрану наружу. В результате повышается концентрация сока, изменяется значение рН, денатурируются белки и протоплазмы, и в итоге — прекращается развитие микроорганизмов. Такое развитие процессов наиболее целесообразно, так как после добавления воды часть клеток восстанавливается до первоначального состояния.
При низкой скорости замораживания кристаллы льда образуются и внутри клеток, что приводит к механическому разрушению протоплазмы  клетки. В результате этого клетки не могут возвращаться в первоначальное состояние.
Понижение температуры и льдообразование уменьшает развитие микроорганизмов. Полностью прекращается рост микроорганизмов при температурах -10... - 12оС.
В процессе льдообразования происходит физико-химические и биохимические изменения, связанные с повышением концентрации растворов, высвобождением ферментов из разрушенных клеток.
Нежелательные изменения происходят и в замороженном молоке. Так, при его замораживании нарушается соотношение воды и твердых компонентов: лактозы, белков, солей. Повышенная доля солей, как и в случае замораживания плодов, вызывает денатурацию белка. Частицы казеина приобретают способность к агрегации. Нарушается стабильность жировой эмульсии.
Следовательно, низкотемпературная обработка в той или иной степени ухудшает природные свойства пищевых продуктов, причем тем больше, чем ниже температура при прочих равных условиях.
Для повышения температуры обработки продукта или увеличения продолжительности его хранения низкотемпературную обработку сочетают с другими методами воздействия: изоляцией продукта от окружающей среды с помощью упаковки, а также изменением окружающей среды.
Упаковка (обычно из полимерных материалов) изолирует продукт от окружающей среды, предотвращая заражение микроорганизмами, уменьшая интенсивность окисления жиров кислородом и испарения влаги с поверхности. Упаковка продуктов в вакууме дает больший эффект, чем при атмосферном давлении.
Газообразный диоксид углерода при 10%-ном содержании в окружающей среде подавляет микрофлору продукта.
 Газообразный азот при 99%-ном содержании в окружающей среде подавляет развитие микроорганизмов.
Озон применяют для дезинфекции и дезодорации холодильных камер.
Ультрафиолетовое излучение используют для обеззараживания воздуха и стерилизации предметов.
Ионизирующее излучение при небольшой дозе (до 10 Дж/кг для пищевых продуктов) не вызывает радиоактивность, но обладает бактерицидным действием. Его применяют для обработки охлажденных (клубники, рыбы) и замороженных (креветок) пищевых продуктов.
1.4.1 Основные показатели качества бытовых холодильников
Европейская организация по контролю качества разработала следующие определения. Качества есть степень, до которой оно удовлетворяет требования потребителя. Для промышленной продукции качества представляет собой сочетание качества проекта и качества изготовления.
Качество проекта. Потребительская стоимость изделия, предусмотренная проектом, мера соответствия проекта требованиям потребителя.
Качество соответствия. Мера соответствия готового изделия проекту.
Важнейшим показателем качества является потребительские показатели качества, оценивающие потребительские свойства товаров широкого потребления.
К потребительским показателем качества относятся следующие группы показателей социального назначения, функциональные, надежности в потреблении, экономические, эстетические, безопасность потребления.. экологические.
Показатели социального назначения характеризуют соответствие совокупности товаров массового спроса определенного назначения сложившейся структуре общественных потребителей, а также способность  этих товаров удовлетворять эту потребность в конкретных условиях потребления.
Функциональные показатели качества изделия характеризуют его использование по назначению как предмета потребления и включает показатели, определяющие. Выполнение основной функции и сопутсвующих ей операций, показателем универсальности и показателем совершенства выполнения вспомогательных операций.
Показатели надежности изделий в потреблении характеризуют сохранение основных параметров его функционирования во времени и в пределах, соответствующих данным условия потребления. Эти показатели включают показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемое.
Эргономические показатели качества изделий характеризует их эстетическую ценность и способность удовлетворять эстетические потребности человека.
Показатели безопасности потребления изделия характеризует степень защищенности человека от воздействия опасных и вредных факторов, возникающих при его потреблении.
Экологические показатели качества изделий характеризуют его воздейсвие на окружающую среду в процессе потребления.
Оценка уровня качества бытовых холодильников.
Результатом повышения качества изделий является приращение величины полезного эффекта, получаемого от нового изделия, либо за единицу времени, либо за срок службы.
Показателем полезного эффекта для товаров широкого потребления служит обобщенный показатель качества, объединяющий в одном показателе все важные с точки зрения потребителей свойства изделия. Обобщенный показатель качества представляет собой функцию от единых показателей качества изделия.
Обобщенный показатель качества может быть выражен:
 - главным показателем, определяющим основное назначение изделий;
- интегральным показателем качества изделий;
- средневзвешенным показателем качества.
Показатели, характеризующие качество холодильников и используемые при сравнении их технического уровня, разделяют на 6 основных групп: технико-эксплуатационные, надежности, технологические, эстетические и эргономические, стандартизации и унификации, патентно-правовые.
I. Технико-эксплуатационные показатели
1. Объемно-весовые показатели
Общая емкость - Vобщ
Полезная емкость – Vп
Емкость плюсового отделения – Vпл
Емкость низкотемпературного отделения – Vнт
Площадь поверхностей для хранения продуктов – F х р
Габаритные размеры
Габаритные размеры при эксплуатации
Габаритный объем –V г б
Масса –M
Коэффициент использования габаритного объема –
Коэффициент использования занимаемой аппаратом площади пола – f
Коэффициент использования емкости – v
Относительная емкость низкотемпературного отделения – v н т
Удельная масса – m
2. Температурно-энергетические показатели
Температура в плюсовом отделении – t п л
Температура в низкотемпературном отделении – t н т
Расход электроэнергии – W
Коэффициент рабочего времени (к. р. в.) – b
Теплопроходимость – kF
 Удельный расход электроэнергии –
II . Показатели надежности
Вероятность безотказной работы.
Параметр потока отказов.
Срок службы.
III . Технологические показатели
Трудоемкость.
Коэффициент сборности.
IV. Эстетические и эргономические показатели
Эстетические показатели
Взаимосвязь изделия со средой.
Рациональность формы.
Целостность композиции.
Соответствие современным художественным тенденциям.
Товарный вид.
2. Эргономические показатели
Гигиенические – уровень шума и вибрации.
Антропометрический – соответствие размерам тела человека.
Физиологические и психофизиологические – соответствие силовым и зрительным психофизиологическим возможностям человека.
Психологические – соответствие закрепленным и вновь формируемым навыкам человека.
V. Показатели стандартизации и унификации
Коэффициент применяемости.
Коэффициент повторяемости.
 VI. Патентно-правовые
Показатели патентной защиты.
Показатели патентной чистоты.
1.4.2 Виды холодильной обработки и хранение пищевых продуктов.
Многообразие задач, решаемых с использованием холодильных технологий, можно разделить на два направления: сохранение свойств пищевых продуктов и получение пищевых продуктов с новыми свойствами.
Примерами продуктов с новыми свойствами, полученными в результате холодильной обработки, являются: мороженое; глазурованные шоколадом конфеты; сублимационно высушенные продукты; криоконцентрированные продукты и др.
Холодильные технологические процессы подразделяют на следующие виды; охлаждение; переохлаждение(подмораживание); замораживание; отепление; размораживание. Их используют и при сублимационной сушке; криоконцентрировании и других способах консервации.
Охлаждение — это процесс понижения температуры продукта от начального до конечного значения, которое выше температуры замерзания раствора в продукте (криоскопической температуры), которая для большинства продуктов близка к —1°С. Понижение температуры продуктов до начала льдообразования вызывает в них относительно небольшие изменения природных свойств, поэтому охлаждение используют наиболее широко. Например, в развитых странах объем охлаждаемых продуктов приблизительно в 10 раз больше, чем замораживаемых. Охлаждение стремятся проводить быстрее, что обычно способствует лучшему сохранению качества и меньшей потери массы продукта при прочих равных условиях.
Переохлаждение (подмораживание) — это процесс понижения температуры продукта от начального до конечного значения, которое не ниже  -4°С на глубине 1 см от поверхности и 0-3°С в толще, а толщина подмороженного слоя не должна превышать 25 мм. Этот технологический процесс используют для обработки продуктов, льдообразование в поверхностном слое которых незначительно снижает качество охлажденного продукта, например, мяса, атлантического лосося, готовых мясных блюд и др. Он позволяет увеличить время хранения продукта по сравнению с охлажденным (например, мяса в 2 раза), за счет аккумуляции холода сохранить качество при нарушении температуры воздуха при хранении и транспортировании, увеличить плотность укладки продукта при хранении и транспортировании (например, подмороженные мясные полутуши можно укладывать в штабель в отличие от охлажденных).
Замораживание - это процесс понижения температуры продукта от начального до конечного значения, которое ниже криоскопической температуры (-8 оС и ниже). Этот процесс применяют в ситуации, когда требуется длительное хранение продуктов, так как льдообразование необратимо ухудшает свойства продуктов. Степень повреждения зависит от свойств продукта и режима замораживания. Например, мясо и мясопродукты, рыба и рыбопродукты, полуфабрикаты к готовые блюда, масло, творог и др. теряют природные свойства в незначительной степени в отличие от большинства продуктов растительного происхождения. Замораживание как и охлаждение стремятся проводить быстрее по тем же соображениям.
Хранение охлажденного, переохлажденного и замороженного продуктов — это процесс их содержания при постоянной температуре. Здесь важно не допускать больших колебаний температуры воздуха, которые вызывают конденсацию влаги на поверхности, циклы размораживания и замораживания, приводящие к увеличению размеров кристаллов льда, разрушающих клетки. Иногда применяют дополнительные меры, способствующие увеличению сроков хранения продуктов, например, регулируют влажность, скорость движения воздуха, газовый состав  окружающей продукт среды, модифицируют среду, упаковывают продукт в пленку из полимерных материалов, обрабатывают среду озоном или ультрафиолетовым излучением.
Отепление - это процесс повышения температуры охлажденного или переохлажденного продукта до значения, требуемого технологическим нормативом . При этой температуре не должна конденсироваться влага из окружающей среды; она должна быть приемлемой для работы с продуктом людей и с позиции скорости роста микрофлоры.
Размораживание — это процесс повышения температуры замороженного продукта до положительной температуры, требуемой по технологическому нормативу. При этом стремятся восстановить равномерность распределения влаги и растворенных в ней веществ в продукте и сократить потерю сока продуктом.
Сублимационная сушка — это способ консервации продукта путем сушки в замороженном состоянии. Он базируется на двух процессах: замораживании продукта и его сушке в замороженном состоянии путем сублимации льда. Затраты энергии при сублимационной сушке выше, чем при обычной высокотемпературной, так как кроме энергии для сублимации влаги требуется энергия и на десублимацию влаги, а иногда еще на откачку неконденсирующихся газов. Преимущества этого способа в сохранении природных свойств (структуры, вкуса, цвета, аромата, пищевой ценности); небольшой массы; длительного срока хранения (несколько лет) при комнатной температуре.
Криоконцентрирование — это способ консервации продукта (напитков, различных фруктовых и овощных соков, молока, чая, кофе и пива) путем частичного обезвоживания его вымораживанием. Он состоит из двух основных процессов; льдообразования и сепарирования льда. Полученные таким способом концентраты почти полностью сохраняют качество исходного продукта. Они могут храниться в течение длительного времени  вследствие снижения водной активности, кроме того, для их хранения и транспортирования требуется меньше площади.
|
