Криоскопическая температура некоторых пищевых продуктов

Наименование продукта	Криоскопическая температура
Мясо	От -0,8 до -1,2
Рыба пресноводная	От -0,6 до -1,5
Рыба морская	От -1,0 до -2,5
Молоко	-0,5
Яйца куриные	-0,67
Водка	-24,0
Сыры	От -3 до -9
Колбасы варено-копченые	От -8 до -1,3

Необходимо помнить, что при замерзании продуктов, содержащих значительное количество влаги (более 30%), происходят глубокие структурные изменения, связанные с кристаллообразованием вклетках и межклеточном пространстве. Характер кристаллообразования зависит от скорости замерзания продукта. Медленное замораживание происходит при скорости0,1 см/ч (обычно при температуре воздуха -10— -12° С), ускоренное — при 0,5-3 см/ч (при температуре воздуха -20- -25°С), быстрое - при 3- 10 см/ч (при температуре воздуха -30— -35°С), сверхбыстрое — при скорости 10-100 см/ч — в жидком азоте, фреоне и др. (при температуре воздуха -40— -50°С).

При медленномзамораживании продуктов образование кристаллов льда начинается между клетками (волокнами) продукта.При этом образуется относительно небольшое число кристаллов, но онипо мере промерзания продукта увеличиваются в размере за счет поступающей влаги из клеток и волокон, где кристаллизация еще не началась. При таком способе замораживания кристаллы получаются настолько крупными, что их можно видеть невооруженным глазом. Они нарушают первоначальную структуру продукта, которая при размораживании полностью не восстанавливается.

При быстром замораживании продукта образуется много мелких кристаллов льда как внутри клеток (волокон), так и в межклеточном пространстве, т. е. вода при этом замерзает в местах ее естественного распределения в структуре продукта. Благодаря незначительному перераспределению влаги и образованию мелких кристаллов льда структура продукта подвергается незначительным изменениям. Поэтому при последующем размораживании продукта достигается практически полная обратимость процесса — почти полное восстановление первоначальных свойств пищевого продукта.

Температура воздуха при хранениивлияет не только на физическое состояние продукта и его структурные изменения, но в большей степени на скорость химических, биохимических и особенно микробиологических процессов.

В зависимости от температуры и характера холодильной обработки пищевые продукты условно разделяютна охлажденные (с температурой в центре продукта от 0 до 4°С) и замороженные (с температурой в центре продукта ниже — б°С).

Температуры хранения охлажденных продуктов (от +8 до —2°С) не прекращают развитие микрофлоры, и тем более ферментативные процессы; при этих температурах активно идут процессы сорбции и десорбции.

Охлажденные продукты рекомендуется хранить при относительной влажности воздуха от 80 до 90% и скорости движения его от 0,1 до 0,3 м/с. Чрезмерно высокая влажность воздуха и местные его застои создали бы опасность развития микрофлоры и затхлости.

Основным регулируемым параметром при хранении мороженых продуктов остается температура хранения. Международный институт холода считает температуру —12°С допустимой для хранения замороженных пищевых продуктов, а —18°С и ниже рекомендует для хранения большинства продуктов. Особенно важно понижение температуры хранения для продуктов, содержащих значительное количество жира, особенно с большим содержанием в нем непредельных жирных кислот.

Основным требованием при хранении охлажденных и мороженых продуктов следует считать устойчивое постоянство и равномерность режимных параметров в камерах хранения, другим — сокращение теплопритоков, которые нарушают температурный режим, отражаются на влажности воздуха и вызывают свободное конвективное движение его. Все это приводит к неравномерности режимных параметров в различных местах камеры хранения и увеличению потерь влаги в продуктах.

Особенно следует избегать колебаний температуры при хранении мороженых продуктов из-за перекристаллизации, связанной с увеличением размеров кристаллов льда в продукте, что уменьшает преимущества быстрого замораживания. В мороженых пищевых продуктах рост кристаллов льда тем значительнее, чем выше температура хранения и больше ее колебания.

2.1.2 ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА.

Влажность воздуха при хранении товаров так же имеет первостепенное значение. Показателями влажности воздуха являются абсолютная и относительная влажность и точка росы.

Абсолютная влажность воздуха — это количество граммов водяных паров в 1 м³ воздуха.

Относительная влажность воздуха — это отношение фактического количества водяных паров в воздухе к тому количеству, которое необходимо для его насыщения при данной температуре. Относительную влажность воздуха выражают в процентах; она характеризует степень насыщения воздуха водяными парами.

Точка росы — это температура воздуха, при которой воздух достигает полного насыщения (100%-ной относительной влажности).

При одной и той же абсолютной влажности воздуха относительная влажность может повышаться или понижаться в зависимости от изменения температуры. При понижении температуры повышается степень насыщения воздуха водяными парами, увеличивается относительная влажность и может достигнуть 100%-ной относительной влажности при охлаждении воздуха до точки росы. При дальнейшем понижении температуры создается избыточное количество водяных паров и воздух становится перенасыщенным. В этом случае избыток водяных паров конденсируется в виде капельно-жидкой влаги (при температуре до 0° С) или инея (при температуре ниже 0°С). С этим явлением связано отпотевание холодного товара, внесенного в теплое помещение, воздух которого охлаждается и перенасыщается.

С повышением температуры, наоборот, уменьшается степень насыщения воздуха водяными парами, относительная влажность уменьшается, воздух становится суше.

Таким образом, колебания температуры в камерах хранения пищевых товаров вызывают колебания относительной влажности воздуха, что в свою очередь влечет за собой изменение массы и влажности продукта.

Между влажностью воздуха и влажностью продукта существует взаимосвязь. По содержанию влаги пищевые продукты условно можно разделить на три группы:

а) продукты с высоким содержанием влаги (более 40%) – негигроскопичные;

б) продукты со средним содержанием влаги (от 10 до 40%) – полугигроскопичные;

в) продукты с низким содержанием влаги (менее 10%) – гигроскопичные.

Например: В продуктах с высоким содержанием влаги (мясо, молочные продукты и др.) большая часть ее не связана с компонентами пищевых продуктов. Последние способны отдавать относительно большое количество влаги. Поэтому продукты с высокой влажностью следует хранить при высокой относительной влажности воздуха (85% и более). Продукт теряет влагу, пока давление пара над поверхностью продукта не будет выше, чем давление пара в воздухе, т. е. пока не наступит равновесие между упругостью паров в воздухе и упругостью их над поверхностью продукта (равновесная влажность).

Процесс испарения влаги с поверхности продукта, приводящий к уменьшению его массы, зависит от температуры продукта и воздуха, от относительной влажности и скорости движения воздуха, величины и характера поверхности продукта, от влажности последнего и других факторов.

С повышением температуры как продукта, так и воздуха интенсивность испарения увеличивается. Чем ниже относительная влажность воздуха, тем больше потери влаги из продукта.

С повышением скорости движения воздуха в камерах хранения растет интенсивность испарения влаги с поверхности продукта. Причем с гладкой (ровной) поверхности испаряется меньше влаги, чем с шероховатой (неровной).

Чем выше влажность продукта, тем относительно больше он может потерять влаги при прочих равных условиях.

В продуктах со средним содержанием влаги (копченая рыба, зернобобовые, шоколад, карамель и др.) большая часть воды связана с компонентами пищевых продуктов. Такие продукты относят условно к полугигроскопичным, так как они могут увлажняться быстрее, чем отдавать влагу. Эти продукты лучше хранить при относительной влажности воздуха 75—85%.

В продуктах с низким содержанием влаги (сахар, соль, чай, печенье и др.), у которых почти вся вода находится в связанном состоянии, считаются гигроскопичными, так как характеризуются повышенной способностью поглощать воду и пары при высоком их содержании в воздухе. Поэтому гигроскопичные товары лучше хранить при низкой относительной влажности воздуха (60—70%). Поглощение так же, как и испарение влаги, происходит до наступления; равновесия между давлением водяного пара над продуктом и в окружающем воздухе.

ГАЗОВЫЙ СОСТАВ ВОЗДУХА

Воздух представляет собой смесь различных газов (кислорода — 21%, углекислого газа — 0,03-0,07%, азота – 78 %, озона — 2,5 мг на 100 м³ и др.), водяного пара и атмосферной пыли, инертные газы.

Озон и кислород обусловливают окислительные процессы в товарах при хранении. Окислению в продуктах подвержены высоконепредельные жирные кислоты, липопротеины, провитамины и витамины. При этом происходят сложные химические превращения, приводящие к снижению биологической ценности продукта с одновременным накоплением в нем продуктов окисления, в том числе и токсичных, ведущих не только к ухудшению органолептических свойств, но и в целом к снижению качества товара.

Под действием кислорода воздуха разрушаютсяи витамины. Особенно чувствителен к действию кислорода витамин С, содержащийся во многих продуктах растительного и некоторых продуктах животного происхождения. Легко окисляется каротин (желтый пигмент), содержащийся в продуктах животного и растительного происхождения и являющийся провитамином А. Окисленная форма каротина теряет свои провитаминные свойства. Более стойки к окислению витамины группы В и D. Витамины группы В более активно окисляются в щелочной среде, в кислой — устойчивы к действию кислорода.

Продукты, образующиеся при окислении липидов, разрушительно действуют на жирорастворимые витамины — А, D, Е.

Как уже отмечалось, в воздухе содержится незначительное количество озона, и в этих малых концентрациях он может выступать только как ускоритель окислительных процессов в липидах пищевых продуктов; Однако сильное окислительное действие озона может быть использовано для сохранения качества и удлинения сроков хранения мяса, колбасы, сыров, так как озон подавляет или прекращает развитие бактерий, плесеней и их спор на поверхности .продукта и в воздухе.

Хорошие результаты дает озонирование помещений в сочетании с низкой температурой, где хранят продукты. При этом концентрация озона не должна превышать 10 мг/м³.

Озон может быть использован также для дезинфекции транспортных средств, тары, оборудования и дезодорации воздуха в камерах хранения пищевых продуктов. Достигается это высокой концентрацией озона (25-40 мг/м³).

Углекислый газ (CO₂ ) в воздухе содержится в таких концентрациях, которые не оказывают какого-либо действия на сохраняемость продуктов. В повышенных концентрациях (более 10%) углекислый газ подавляет или полностью прекращает жизнедеятельность многих микроорганизмов. Степень воздействия СО₂ на микроорганизмы зависит от концентрации его в атмосфере, температуры среды и вида микроорганизмов. Так, при концентрации СО₂ около 20% интенсивность развития различных плесеней снижается на 50—80%, при концентрации 50% рост многих плесеней не наблюдается, при концентрации СО₂ 10—20% рост гнилостных бактерий подавляется. Эффективность воздействия углекислого газа на микроорганизмы возрастает с понижением температуры хранения продуктов.

Исследования показали возможность применения СО₂ как консерванта с целью продления сроков хранения мяса и других продуктов. Однако широкого практического применения этот метод хранения у нас в стране не получил.

Для создания нормальных условий хранения многих пищевых продуктов важен не только состав воздуха, но и правильный воздухообмен - вентиляция, при котором создастся равномерный гидротермический режим в камерах хранения, обеспечивающий лучшую сохранность продуктов.

2.1.4 МИКРООРГАНИЗМЫ

Одной из главных причин порчи пищевых продуктов в процессе хранения является развитие микроорганизмов, которые при благоприятных для них условиях вызывают различные нежелательные процессы — плесневение, гниение и брожение.

В пищевых продуктах чаще встречаются микроорганизмы трех групп — бактерии, дрожжи и плесени. Интенсивность развития микроорганизмов находится в тесной зависимости от внешних условий (влажности, температуры и др.). Эти факторы могут либо способствовать их развитию, либо подавлять развитие, либо даже привести к гибели микроорганизмов.

Микроорганизмы могут развиваться только в субстратах, имеющих свободную воду, поэтому хорошо развиваются в продуктах, богатых влагой. Минимальная влажность среды, при которой возможно развитие бактерий — 20-30%, плесеней — 11-13%.

Микроорганизмы при высушивании быстро отмирают, но их споры остаются жизнеспособными. При увлажнении продукта они прорастают и вызывают порчу. Чтобы предотвратить такие явления, товар упаковывают во влагонепроницаемую тару и поддерживают стабильный режим хранения.

Влагосодержание в продуктах, равновесное 70% относительной влажности воздуха, является критическим пределом, до которого возможен рост большинства микроорганизмов.

На интенсивность развития микроорганизмов влияют растворенные в воде вещества, которые снижают активность воды, т. е. ее доступность для потребления микроорганизмами. Повышение концентрации среды вызывает увеличение осмотического давления, обезвоживание (плазмолиз) микробиальных клеток и поступление в них питательных веществ приостанавливается. Большинство микроорганизмов в такомсостояниигибнет, но некоторыеостаются долгое время жизнеспособными.

К концентрации поваренной соли до 2% большинство бактерий нечувствительны, но содержание ее в среде более 3% уже неблагоприятно для микроорганизмов. Рост гнилостных бактерий при концентрации соли – 3-4% подавляется, а при 7-10% полностью прекращается. Наряду с микробами чувствительны к изменению осмотического давления в среде плесени, дрожжи и бактерии, растущие на продуктах с относительно высоким содержанием соли или сахара. Солелюбивые (осмофилы или галофилы) могут размножаться при концентрации поваренной соли 20% и более. Поэтому порча соленых продуктов (рыбы, мяса и др.) под влиянием солеустойчивых микроорганизмов – явление нередкое. Известны различные виды порчи (плесневение, забраживание) меда, варенья и других продуктов, в которых содержание сахара доходит до 60% и более за счет осмофильных плесеней и дрожжей.

Температура— один их важнейших факторов, обусловливающих интенсивность развития микроорганизмов. Для каждой группы микроорганизмов существуют верхний и нижний температурные пределы роста, оптимальная температура, при которой скорость размножения их является наибольшей. Активность микроорганизмов в продуктах можно ослаблять воздействием низких температур (ниже -12°С). Предельная температура, при которой прекращается рост плесеней -12°С, дрожжей -10°С. При низких температурах (-6— -8°С) быстрее всего разрушаются неспоровые бактерии.

Некоторые виды микроорганизмов остаются жизнеспособными и при очень низких температурах. Так, некоторые плесени, бациллы, кокки и дрожжи даже при воздействии температур -190— -210°С в течение семи дней остаются жизнеспособными.

Микроорганизмы способны адаптироваться (приспосабливаться) к условиям внешней среды. Холод не убивает полностью микроорганизмы, они лишь переходят в недеятельное состояние (анабиоз), а при размораживании могут вновь размножаться и вызывать порчу продукта.

Повышение температуры среды также неблагоприятно действует на микроорганизмы. Так большинство бесспоровых бактерий отмирает при температуре 60-70°С в течение 15-30 мин, а при нагревании до 80-100°С — от нескольких секунд до 1-3 мин. Дрожжи и плесени погибают также довольно быстро при температуре 50-60°С.

Споры бактерий способны выдерживать температуру кипения воды несколько часов. Во влажной среде споры их гибнут при 120-125°С через 20-30 мин, а в сухом состоянии при 160-170°С — через 1-2 ч. Споры плесеней и дрожжей, по сравнению со спорами бактерий, менее устойчивы к нагреванию и погибают довольно быстро при 65-80°С, но некоторые выдерживают нагревание и до 100°С. Чтобы предохранить продукты от порчи, их подвергают действию высоких температур — пастеризации и стерилизации.

Пастеризация — это нагревание продукта при температуре 63—80°С в течение 30—40 мин. Иногда пастеризацию производят в течение нескольких секунд, но при более высокой температуре — 90— 100°С. Пастеризуют молоко, пиво, соки, икру и другие продукты..

Стерилизация — это нагревание продукта при температуре 100—120°С .в течение 20—30 мин. Этому процессу подвергают баночные консервы.

При стерилизации, а тем более при пастеризации в продуктах могут оставатьсяне погибшие, жизнеспособные споры микроорганизмов. Этот факт необходимо учитывать при организации хранения продуктов.

Лучистая энергия (ультрафиолетовые лучи, свет, радиактивное излучение, ультрарадиоволны) и ультразвук оказывают определенное воздействие на микроорганизмы. В основе действия лучистой энергии лежат химические и физические изменения, происходящие как в клетках микроорганизмов, так и в окружающей среде.

Прямые солнечные лучи губительны для микроорганизмов, даже рассеянный свет подавляет в той или иной мере их рост. Наиболее активной частью солнечного спектра, обусловливающей бактерицидное действие, являются ультрафиолетовые лучи (УФЛ). Эффективно облучение при длине волны 253,7-265,4 мм. Воздействие УФЛ в течение нескольких минут вызывает гибель многих бактерий и плесеней. Неспоровые микроорганизмы быстрее погибают под действием ультрафиолетовых лучей, чем споровые. Ультрафиолетовое облучение в сочетании с низкими температурами дает хороший результат.

УФЛ стерилизуют продукт только с поверхности. Следует также отметить,что они разрушительно воздействуют на некоторые витамины, способствуют частичной денатурации белков, окислению жира,

УФЛ можно дезинфицировать воздух в камерах хранения и обрабатывать ими мясо, рыбу, что позволит увеличить срок хранения в 2-2,5 раза. С этой целью рекомендуется применять УФЛ для удлинения сроков хранения плодовых вин и соков.

Ионизирующее излучение также обладает сильным бактерицидным действием,обеспечивающим при достаточной дозировке полную стерилизацию за короткое время. Практический интерес имеют радиоактивные g-лучи.

Облученные продукты хранятся в 2-5 раз дольше, но держать их необходимо в упаковке. Как только она вскрывается, содержимое ее становится обычным скоропортящимся продуктом.

Губительно действуют на микроорганизмы также ультрарадиоволны (СВЧ) длиной 1 м и менее, которые, проходя через продукт, вызывают высокий и быстрый нагрев.

Продукт нагревается СВЧ быстро (за1-3 мин) и равномерно по всей массе. При этом лучше, чем при обычном нагреве, сохраняются аромат, вкус, консистенция и витамины продукта. Стерилизация с помощью СВЧ применима только для продуктов, хранящихся в стеклотаре, так как ультрарадиоволны не проникают через металл.

Ультразвук (УЗ) мощностью 0,5 Вт/см² с частотой колебаний в несколько десятков килогерц губительно действует на микроорганизмы.

Ультразвуковые колебания вызывают мгновенное механическое разрушение клеток микроорганизмов. Бактерии более чувствительны к действию УЗ, чем дрожжи.

Чем выше температура и длительнее воздействие УЗ, тем выше стерилизующий эффект. В последнее время проводятся исследования по применению ультразвуковых колебаний для стерилизации молока, вин, фруктовых соков, мойки и стерилизации стеклотары.

Антисептики (сернистый газ, бензойная кислота и др.) применяют для консервирования некоторых пищевых продуктов, которые оказывают губительное действие на микроорганизмы. Доза антисептика при этом должна быть безвредной для человека и не влиять отрицательно на продукт. Поэтому антисептики применяют для консервирования продуктов в малых дозах.

Сернистый газ, сернистую кислоту и ее соли применяют для обработки свежих плодов, фруктовых полуфабрикатов, плодово-ягодных соков, бензойную кислоту — для консервирования рыбных пресервов.

Широкое распространение получила сорбиновая кислота и ее соли, так как эта кислота менее токсична, чем бензойная и сернистая, но более активно воздействует на микроорганизмы. В дозах от 0,03 до 0,1% она безвредна для человека, не придает продукту постороннего вкуса и запаха, но задерживает рост некоторых бактерий, плесеней и дрожжей. На молочнокислые и уксуснокислые бактерии сорбиновая кислота не оказывает заметного влияния.

Антисептическое действие оказывают вещества дыма (фенолы, органические кислоты и др.) при копчении продуктов, которые действуют только на их поверхности; вещества дыма слабо проникают вглубь, и поэтому микроорганизмы, находящиеся в толще продукта, остаются жизнедеятельными.

2.1.5 ВРЕДИТЕЛИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

К вредителям пищевых продуктов относят различных насекомых и грызунов. Насчитывают их более 50 видов. Насекомых условно делят на группы клещи, жуки, бабочки и мухи.

Клещи, повреждают муку, крупу, сухофрукты, конфеты, шоколад и чай. Эти вредители загрязняют товар своими выделениями, сообщая ему специфический и неприятный запах. Оптимальными условиями для развития клещей является температура 18-24 °С и влажность продукта свыше 13%. С понижением температуры до —5°С и влажности продукта (до 10%) они быстро погибают.

Жуки (большой и малый мучные хрущаки, суринамский мукоед, амбарный и рисовый долгоносики, хлебный точильщик, гороховая зерновка, притворяшка-вор) повреждают в основном зерномучные продукты, некоторые кондитерские изделия и сухофрукты.

Жук ветчинный кожеед повреждает вяленую, копченую рыбу и копчености.

Жуки относятся к теплолюбивым насекомым. При температуре -5°С они практически погибают,

Бабочки (хлебная моль, мельничная, зерновая и южная огневки) повреждают зерномучные товары, пряности, орехи, сухофрукты и кондитерские изделия.

Муха сырная — опасный вредитель, повреждающий главным образом соленые рыбные товары. Ее личинки плохо переносят пониженные температуры (ниже -3°С). Это учитывают при хранении рыбных товаров.

Из грызунов наиболее опасными являются мышевидные — серая и черная крысы, домовая мышь. Они не только уничтожают (поедают), но и загрязняют продукты, распространяют насекомых — вредителей пищевых продуктов и переносят возбудителей многих инфекционных заболеваний.

Меры борьбы с вредителями зависятот степени зараженности продукта, условий хранения и др. Способы борьбы с ними могут быть предупредительные и истребительные.

К предупредительным мерам относит различные санитарно-технические мероприятия, направленные на поддержание соответствующего санитарно-гигиенического состояния помещения для хранения продуктов. Это ежедневная уборка помещения, очистка тары, хранение продуктов при соответствующих температурно-влажностных режимах, неблагоприятных для развития насекомых.

К истребительным мерам борьбы с вредителями относят физико-механические и химические способы. Наиболее эффективными физико-механическими способамиборьбы с насекомыми являются пропуск зерновых продуктов через зерноочистительные машины, активная вентиляция складских помещений и термическая обработка зараженных продуктов (высокой или низкой температурой, сушкой или вымораживанием). Грызунов уничтожают механическими средствами.

Эффективным химическим способом борьбы с вредителями является обработка помещений жидкими, сухими или газообразными химическим веществами (дезинсекция). Для уничтожения грызунов используют отравленные различными ядами приманки. Дезинсекция проводится при строжайшем соблюдении санитарно-гигиенических правил и специально обученным персоналом.

2. 1.6 ТАРА и упаковка

Тара служит для сохранения качества и уменьшения потерь товаров при транспортировании и хранении. С ее помощью создаются необходимые санитарные условия для предотвращения загрязнения продуктов, обсеменения их микроорганизмами, поражения вредителями.

В зависимости от материала, из которого тара изготовлена, ее делят на деревянную, картонную, текстильную, стеклянную, бумажную, металлическую и из полимерных материалов.

Внутренние факторы

Химический состав

Вода: высокое ее содержание в продуктах сокращает сроки хранения, т.к. она участвует во многих биохимических процессах и является хорошей средой для развития микроорганизмов. Поэтому молоко, мясо, рыба, плоды и овощи, содержащие до 84-94% воды сохраняются плохо. Продукты с низким содержанием воды сохраняются лучше и дольше (сухари - 8-10%, сахар - 0,01%).

Сухие вещества: чем выше их содержание, тем лучше сохраняются продукты (сахар, мука, соль). Однако, состав сухих веществ существенно влияет на сохраняемость. Высокое содержание клетчатки, крахмала, сахаров способствует более длительному хранению, т.к. они меньше подвергаются изменениям. Высокое же содержание жира продлевает сроки хранения, но в жирах протекают глубокие химические процессы, снижающие качество и сокращающие сроки хранения. Положительно на сохраняемость влияют гликозиды, пектиновые, ароматические и фенольные соединения. Роль их зависит от процессов, происходящих в продуктах.