Природа и свойства скоропортящихся грузов

Природа пищевых продуктов.Условия доставки скоропортящихся пищевых продуктов во многом зависят от свойств и негативных их изменений при неблагоприятных условиях. Совокупность свойств определяет качество продукта.

Скоропортящиеся грузы делят по их природе на растительные и животные. Их транспортируют и хранят в натуральном (мясо, рыба, фрукты) или переработанном (колбасы, консервы и т.д.) виде. Чтобы грамотно разрабатывать и обеспечивать условия подготовки, хранения и перевозки скоропортящихся грузов, а также принимать меры к снижению порчи, необходимо знать состав и химические свойства продуктов.

По составу и химическим свойствам продуктов питания оценивают их пищевую ценность и возможные направления изменения потребительских достоинств. Химические свойства показывают, что и как может портиться в продукте и какие режимные параметры условий перевозки и хранения грузов следует назначать и поддерживать.

Химический состав скоропортящихся грузов весьма сложный. Все скоропортящиеся грузы состоят из органических и неорганических веществ.

Неорганические вещества представлены водой и минеральными солями. Все физико-химические процессы в организме протекают в водных растворах.

Вода способствует микробиальным и ферментальным процессам, приводящим к порче. В продуктах животного происхождения воды меньше (до половины массы), чем в продуктах растительной природы (в огурцах, например, её содержится до 95,3 % массы. В тканях продукта вода находится в свободном и связанном состояниях. Связанная (внутриклеточная) вода замерзает при температуре минус 40^ОC, а при более низких температурах её содержание уменьшается, т.е. скоропортящиеся продукты теряют влагу при глубоком промораживании. Свободная вода, составляющая 80…90 % от всего количества воды в продукте, находится в межклеточном пространстве, откуда может легко перемещаться во внешнюю среду (испаряться, вымораживаться) и обратно (поглощаться тканями и плазмой крови).

Минеральные вещества в костях и тканях продукта представлены свободными химическими элементами (микроэлементами) и соединениями, преимущественно растворимыми солями натрия, кальция, фосфора, железа. Наличие водных растворов солей снижает температуру замерзания жидкости на 0,5…5^ОС. Микроэлементы могут оказывать значительное регулирующее воздействие на продукт.

К органическим веществам относят белки, жиры, углеводы, ферменты, кислоты, витамины и др. В скоропортящихся продуктах они содержатся в определённых пропорциях, разных для продуктов растительного и животного происхождения. Так, в овощах и фруктах много углеводов (до 80 % сухой массы), мало белков и жиров; в мясе же наоборот: мало углеводов, но велико содержание белков и жиров.

Белки, или протеины — сложные азотистые соединения, состоят из многих аминокислот, различаются их составом и структурой. Они являются важнейшими составными частями животных и растительных клеток. Белки бывают твёрдыми (волосы, ногти, копыта), жидкими (молоко, кровь), полужидкими (мышцы и ткани). Человеку ежедневно требуется 80…90 г белков. При усвоении человеком 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии. Больше всего его в сыре (25 %), бобовых (23 %), твороге (14 %) и яйцах (13 %). Белки остро реагируют на условия хранения: поглощают воду и набухают, гниют с выделением газов (сероводорода и аммиака), обладающих неприятным запахом.

Жиры (липиды), являясь клеточными компонентами, состоят из сложных эфиров и жирных кислот (стеариновой, олеиновой и др.) и различаются для продуктов растительного и животного происхождения. При усвоении организмом жиры обеспечивают 39,1 кДж/г энергии. При длительном ограничении употребления жиров в пищу нарушается деятельность центральной нервной системы, ослабляется иммунитет. Обязательная суточная норма потребления жиров составляет 100…105 г. При этом предпочтительны жиры растительного происхождения.

В продуктах под воздействием нормальных температур и солнечного света постепенно разлагаются на глицерин и жирные кислоты с последующим окислением на воздухе, приобретают неприятный цвет, вкус и запах.

Углеводы подразделяют на три группы:

– простые сахара (моносахариды: глюкоза и фруктоза, или иначе виноградный и плодовый сахара);

– сложные сахара (олигосахариды сахароза и лактоза, или свекловичный и молочный сахара);

– высокомолекулярные соединения (полисахариды: крахмал, гликоген, клетчатка, или целлюлоза, пектиновые вещества).

Все они необходимы для обеспечения жизнедеятельности человека, в том числе и как главный источник энергии (17,2 кДж/г). Образуются углеводы в зелёной части растений фотосинтезом из неорганических веществ – углекислоты и воды. Суточная норма употребления углеводов человеком — 350…400 г.

Органические кислоты (яблочная, лимонная, щавелевая, молочная и др.) во многом определяют вкус и сохранность продуктов.

Витамины — низкомолекулярные органические соединения, растворимые в воде (тиамин В₁, рибофлавин В₂, аскорбиновая кислота С и др.) или жирах (ретинол А, кальциферол D, токоферол Е и др.). Они регулируют обмен веществ и стимулируют иммунную систему организма человека, но в нём не производятся, а поступают извне с продуктами питания. Сохранность витаминов — важный критерий качества скоропортящихся грузов.

Ферменты, или энзимы — белковые катализаторы, отличаются большой активностью и селективностью. Способствуют процессам созревания, увядания, скисания, брожения и др. Действуют в узком диапазоне температур, что позволяет создавать условия для их активизации или подавления. При температуре выше 80^ОC ферменты разрушаются, а при низких температурах резко снижают свою активность.

Физические свойства скоропортящихся грузов.Знание этих свойств позволяет грамотно выбирать способы холодильной подготовки, транспортную тару и режимы хранения доставляемой продукции, подбирать необходимый подвижной состав для перевозки. Физические свойства разделяются на механические и теплофизические.

К числу основных механических свойств относятся:

– плотностьпродукта (r = 0,85…1,1, кг/м³), она близка к плотности воды;

– консистенция — совокупное восприятие осязанием (прощупыванием) плотности, упругости и вязкости продукта. Это свойство используется в органолептическом методе определения качества скоропортящихся грузов, оно не имеет количественного выражения;

– сопротивлениенагрузкам, кг/см²: статическим s_с (при сжатии нижних слоёв продукта верхними) и динамическим s_д (при ударах).

Теплофизическими свойствами скоропортящихся грузов являются:

– удельная теплоёмкость с_г — количество теплоты, которое необходимо подвести к телу, кДж/(кг∙°С), характеризует способность скоропортящихся грузов поглощать или выделять теплоту. Она адекватно зависит от вклада в массу груза воды и сухих веществ:

– выше температуры замерзания

с_н = с_св j + с_св (1–j);

– ниже температуры замерзания

с_з = с_св (1–j) + с_л ∙j∙w + с_в (1–w)j,

где с_св — удельная теплоёмкость сухих веществ, Кдж/(кг∙°С); j — доля воды в продукте, 0 £ j £ 1; с_л — удельная теплоёмкость льда, Кдж/(кг∙°С); w — доля вымороженной воды, 0 £ w £ 1; с_в — удельная теплоёмкость воды, Кдж/(кг∙°С).

– коэффициент теплопроводности l — величина, характеризующая скорость распространения теплоты в продукте, Вт/(м∙К):

l = l_св (1–j) + l_в j,

где l_св, l_в — коэффициенты теплопроводности сухих веществ и воды, Вт/(м∙К).

Замороженный продукт лучше проводит теплоту, так как l_л > l_в.

– коэффициент температуропроводности а_н = l/(С∙r), который определяет скорость изменения температуры тела при нагревании или охлаждении тела, м²/с.

– удельная энтальпия (теплосодержание) i, кДж/кг — величина, определяющая содержание энергии в единице продукта при заданной температуре.

– криоскопическая температура t_кр,°С — температура начала вымерзания соков в продукте (w = 0),t_кр = –0,5 –5,0°С.

– эвтектическая температура, t_эв,°С — температура, при которой соки в продукте вымерзают полностью (w = 1), t_эв = –55 –65°С.