Білет № 14

1. Які органічні і неорганічні консерванти вам відомі?

2. Теплообмінні апарати: види, галузь застосування, їх порівняльна оцінка.

3. Принципи створення харчових продуктів спеціального призначення.

1. Які органічні і неорганічні консерванти вам відомі?

Консерванти– антимікробні речовини, що використовуються для запобігання мікробного псування харчових продуктів та подовження терміну продатності їх до споживання.

Під консервуванням харчових продуктів розуміють заходи, спрямовані проти розвитку в продукті шкідливих мікроорганізмів, утворення ними токсинів, запобігання пліснявіння, появи неприємних смаку і запаху. Розрізняють фізичне, біологічну та хімічну консервацію.

Найвідоміші фізичні методи, що перешкоджають росту мікробів: стерилізація та пастеризація (теплова обробка), охолодження і заморожування (вплив холодом), висушування (видалення води) та обробка іонізуючими випромінюваннями. Біологічне консервування передбачає вплив на харчовий продукт нешкідливих для здоров'я людини культур мікроорганізмів з метою запобігання розвитку патогенної або іншої небажаної мікрофлори. Хімічні методи консервування полягають в додаванні певних речовин, які пригнічують розвиток мікроорганізмів. Такі речовини називають консервантами. На практиці, як правило, не користуються тільки одним методом консервування: з давніх пір успішно поєднують різні методи. Наприклад, при копченні вплив антимікробних складових диму доповнюється підсушуванням, а зберігати копченості рекомендується при зниженій температурі.

Найбільш широко використовуваними консервантами в даний час є: кухонна сіль, етиловий спирт, оцтова, сірчиста, пропіонова, сорбінова, бензойна кислоти і деякі їх солі, вуглекислий газ, нітрити, нітрати, низин.

Цукор в концентрації більше 60% також проявляє антимікробну дію. Встановлено, що високу антимікробну активність проявляють ефірні масла часнику, кориці, чебрецю і ряду інших рослин.

Багато хто з консервантів виявлені в природі. Сорбінова кислота зустрічається в ягодах горобини, бензойна - в ягодах брусниці, чорниці, в меді, кислому молоці, йогурті і сирі. Молочна і оцтова кислоти утворюються в результаті молочно- або оцтовокислого бродіння у винах, кисломолочних продуктах і квашених овочах; низин продукується бактеріями виду Streptococcus lactis і зустрічається у всіх кисломолочних продуктах. Для промислового використання ці консерванти отримують синтетично, але вони повністю ідентичні натуральним.

Консерванти можна умовно розділити на власне консерванти і речовини, що володіють консервувальною дією (крім інших корисних властивостей). Дія перших спрямована безпосередньо на клітини мікроорганізмів (уповільнення ферментативних процесів, синтезу білка, руйнування клітинних мембран і т. п.), другі негативно впливають на мікроби в основному за рахунок зниження рН середовища, активності води або концентрації кисню. Відповідно, кожен консервант проявляє антимікробну активність тільки відносно частини збудників псування харчових продуктів. Іншими словами, кожен консервант має свій спектр дії.

Застосування консервантів

Застосування речовин, що володіють консервувальною дією, - кухонної солі, оцту, цукру, вуглекислого газу, етилового спирту - давно і добре відомо. Зазвичай їх використовують у кількості не скількох відсотків або десятків відсотків, частіше домагаючись певного смаку харчового продукту, а консервувальна дія розглядають як побічне.

Речовини, умовно віднесені до власне консервантам, - сорбінова, бензойна, сірчиста кислоти та їх солі, нітрати, нітрити, низин і інші - використовуються в набагато менших кількостях (менше 0,5%) і практично не впливають на органолептичні показники продукту.

Основні галузі використання нітратів і нітритів - м'ясопродукти і сири. Антимікробну дію самих нітратів незначно, але в м'ясопродуктах вони перетворюються на нітрити. Нітрити не тільки сприяють утворенню необхідної забарвлення і специфічного аромату м'ясних продуктів, але і захищають їх від окисної і бактеріальної псування. Дія нітритів направлено, головним чином, проти бактерій роду Clostridium, що утворюють ботулінові токсини. Нітрати використовують у виробництві ковбас і м'ясних продуктів (солоних, варених, копчених, консервів) у кількості до 250 мг / кг; в сирах - у кількості до 50 мг / кг.

Сірчиста кислота, її солі та сірчистий ангідрид давно і широко застосовуються у виноробстві, виробництві соків, для збереження фруктових напівфабрикатів промислової переробки (перед використанням напівфабрикату консервант видаляють нагріванням або вакуумуванням) і в деяких інших продуктах. Використовувані дозування складають від 10 до 500 г на тонну продукту, для сушених фруктів від 0,5 до 2 кг на тонну. Дія сірчистої кислоти в основному бактеріостатичну. Крім того, вона володіє антиокислювальними властивостями і уповільнює реакції ферментативного та неферментативного побуріння. Додавання сірчистого ангідриду під час і після приготування вина призводить до зв'язування ацетальдегіду, стабілізації забарвлення, мікробіологічної стійкості. У вині діоксид сірки, перш за все, запобігає хворобам вина: оцтовокисле, молочнокисле скисання, мишачий присмак і «ожиріння» вина. Діоксид сірки зручно використовувати у формі солей сірчистої кислоти: сульфітів і гідросульфітів натрію, калію, кальцію.

Низин - це природний антибіотик, що продукується молочнокислими бактеріями виду Streptococcus lactis. Він охороняє продукти від грампозитивних термостійких бактерій і їх спор. Він неефективний проти дріжджів, цвілі та грамнегативних бактерій. В Україні низин дозволений для застосування у виробництві плавлених і зрілих сирів (до 12,5 мг / кг), молочних напоїв з наповнювачами, сирних виробів і десертів (до 10 мг / кг), овочевих консервів (до 100 мг / кг заливки), в пудинги з манної крупи або тапіоки і подібні продукти (до 3 мг / кг).

Консерванти на основі сорбінової і бензойної кислот - власне сорбінова та бензойна кислоти, сорбат калію, сорбат кальцію, бензоат натрію - можуть застосовуватися у виробництві маргаринів, майонезів, соусів і салатних заправок, безалкогольних та слабоалкогольних напоїв, при консервуванні фруктів і овочів. Сорбінова кислота і її солі застосовуються також для збільшення терміну зберігання вин, борошняних та цукрових кондитерських, хлібобулочних виробів, сирів, сирних виробів, м'ясо-, рибо- і морепродуктів, а також у приготуванні протівоплесеневих пакувальних матеріалів. Наприклад, добавка в масляний крем 0,2% сорбінової кислоти дозволяє збільшити термін зберігання кремових тортів і тістечок при температурі 2 ... 8 ° С з 36 до 120 год; обробка поверхонь батонів напівкопчених ковбас концентрованим розчином сорбату калію збільшує термін зберігання без пліснявіння в 4 рази; маргарин, що містить сорбінову кислоту, зберігається при 6 ... 8 ° С не менше 2 міс замість звичайних 20 днів; безалкогольний напій з добавкою сорбату калію зберігається до 180 діб.

Антимікробна дія консервантів на основі бензойної кислоти спрямована в основному проти дріжджів і цвілевих грибів, включаючи афлатоксінутворюючі, але найактивнішим щодо цих мікроорганізмів консервантом є сорбінова кислота та її солі. Оскільки сорбінова кислота дуже активна щодо дріжджів, в тісто для хлібобулочних виробів додають її спеціальну форму, що не пригнічує дріжджі до термообробки. Існує спеціальна форма сорбату калію, що дозволяє уникнути небажаних технологічних ефектів при консервуванні вин.

Антимікробна активність кислот і їх солей однакова. За умови рівномірного розподілу консерванту в продукті, сорбат калію і сорбінова кислота, а також бензоат натрію і бензойна кислота - взаємозамінні.

2 Теплообмінні апарати: види, галузь застосування, їх порівняльна оцінка.

За принципом роботи теплообмінники поділяються на поверхневі (рекуперативні та регенеративні) та контактні. У рекуперативних апаратах теплоносії рухаються одночасно, а теплообмін відбувається через поверхню теплообміну, що їх розділяє. Саме рекуперативні теплообмінники найбільше поширені в харчовій промисловості. У регенеративних теплообмінних апаратах поверхня теплообміну почергово омивається грійним теплоносієм та нагріваним теплоносієм. Поверхнею теплообміну в регенеративних апаратах служить теплоакумулювальна насадка.

У контактних теплообмінниках передавання теплоти між теплоносіями здійснюється при їх безпосередньому контакті. Контактні теплообмінні апарати, в свою чергу, поділяються на змішувальні та барботажні. В апаратах змішувального типу теплоносії змішуються. У барботажних апаратах один з теплоносіїв рухається через об’єм другого, не змішуючись.

За видом теплоносіїв теплообмінники бувають такі: рідина—рідина, пара-рідина, газ-рідина, пара-пара, пара—газ, газ-газ.

Залежно від зміни агрегатного стану теплообмінні апарати поділяються на: без зміни фазового стану, зі зміною фазового стану одного теплоносія, зі зміною фазового стану обох теплоносіїв.

Класифікувати теплообмінні апарати можна також за технологічним призначенням. Залежно від нього теплообмінники поділяють на підігрівники, охолодники, випарники, конденсатори, тощо.

За призначенням теплообмінні апарати ділять на:

• теплообмінники (Т) - нагрівання та охолодження різних середовищ;

• холодильники (Х) - охолодження газоподібних і рідких середовищ за допомогою холодоагентів;

• конденсатори (К) - конденсація та охолодження пароподібні середовищ холодоагентами;

• випарники (І) - нагрівання і випаровування рідких різних засобів.

 По конструкції розрізняють:

• апарати з нерухомими трубними гратами (тип Н) мають підвищену теплової ефективністю і використовуються для комплектування установок в нафтопереробній, газовій та хімічній промисловості;

• апарати з температурним компенсатором на кожусі (тип К) витримують низький тиск всередині труб і невелику трансформацію теплообмінника (до 15 мм), застосовуються в середовищах при різниці температур труб і кожуха не більше 70 ° С;

• апарати з плаваючою головкою (тип П) витримують сильні трансформації, підходять для забруднених середовищ при великих різницях температур труб і кожуха;

• апарати з U-подібними трубами (тип У) призначені для чистих середовищ, можуть експлуатуватися при великих температурних різницях між трубами і кожухом.

По розташуванню теплообмінники бувають горизонтальними і вертикальними.

По компонуванні - одинарні і здвоєні теплообмінні апарати.

По числу ходів у трубному просторі:

• одноходові теплообмінники - теплоносії при переміщенні рухаються в одному напрямку;

• багатоходові - теплоносії змінюють свій напрямок за допомогою додаткових перегородок, завдяки чому збільшується ефективність роботи всього теплообмінника.

3 Принципи створення харчових продуктів спеціального призначення.

В Україні випускаються функціональні продукти переважно чотирьох груп: зернові сніданки, молочні продукти, маргарини і безалкогольні напої.

Природні Злакові	Молочні продукти	Рослинні жири	Натуральні соки і напої
Харчові волокна Вітаміни А, В, Е, Кальцій Фітоелементи	Кальцій Рибофлавін Молочнокислі штами ацидофілін і біфідум, лактобактерій Пептиди Лінолева кислота	Лінолева кислота Ліноленова кислота ω-3 жирні кислоти Вітаміни	Вітаміни С і В β-каротин Розчинні харчові волокна Фітоелементи

Функціональна дія продуктів на основі злакових залежить від вмісту в них розчинних і нерозчинних харчових волокон, які сприяють зниженню ризику серцево-судинних захворювань, зменшують рівень холестерину, а також стабілізують травні функції організму, попереджуючи захворювання шлунково-кишкового тракту.

Молочні продукти — цінне джерело таких функціональних інгредієнтів, як кальцій і рибофлавін. Їх функціональні властивості можуть бути підвищені додаванням вітамінів А, D, Е, β-каротину і мінеральних речовин, а також харчових волокон, наприклад пектину, біфідобактерій.

Функціональні молочні продукти можуть бути ефективні з метою попередження серцево-судинних, онкологічних, шлунково-кишкових захворювань, остеопорозу.

Маргарин і рослинні олії — основні джерела ненасичених жирних кислот сприяють попередженню серцево-судинних захворювань. Для підсилення функціональної дії до їх рецептури можуть бути включені такі інгредієнти як вітамін D, деякі тригліцериди, структуровані ліпіди. Ці продукти з пониженою енергетичною цінністю також ефективні для попередження ожиріння.

Напої можна вважати достатньо технологічними для створення нових видів продуктів функціонального харчування. Крім того, фруктові й овочеві соки, як важлива група безалкогольних напоїв, містять вітамін С, β-каротин і деякі вітаміни групи В. Введення в них нових функціональних інгредієнтів не складне. Збагачені вітамінами, мікроелементами, харчовими волокнами напої можна використовувати для попередження серцево-судинних, шлунково-кишкових, онкологічних захворювань, а також інтоксикацій різного виду.

Найбільш ефективно використовуються сім основних груп функціональних інгредієнтів: харчові волокна (розчинні й нерозчинні); вітаміни А, В, D; мінеральні речовини, у тому числі кальцій, залізо; продукти з поліненасиченими сполуками (рослинні олії, риб’ячий жир, ω-3 жирні кислоти); антиоксиданти (β-каротин, аскорбінова кислота, токоферол); пребіотики (фруктоолігосахариди, інулін, лактоза, молочна кислота); пробіотики, які включають біфідобактерії, лактобактерії, дріжджі.

Функціональні інгредієнти частіше всього використовуються для кількох груп харчових продуктів:

• молочні продукти;

• жирові продукти;

• продукти на зерновій основі;

• безалкогольні напої.

Саме ці чотири групи продуктів і вважаються найбільш технологічними для створення функціонального харчування.

У структурі сучасного харчування функціональні харчові продукти займають проміжне місце між звичайними й продуктами лікувального спрямування, що входять до складу лікувальної дієти.

Продукти масового споживання	Функціональні продукти (фізіологічно функціональні продукти)	Продукти лікувального харчування
— харчові продукти, призначені для харчування основних груп населення, вироблені за традиційною технологією	— харчові продукти, призначені для харчування основних груп населення, корисні для здоров’я	— харчові продукти спеціального при- значення (для окремих груп населення) як лікувального прийому в комплексній терапії захворювань, що характеризуються зміненим хімічним складом і фізичними властивостями

До цієї ж групи відносять і продукти лікувально-профілактичного харчування, які призначені для осіб, що піддаються дії несприятливих факторів виробничого середовища.

У створенні функціонального продукту одним із основних етапів є вибір і обґрунтування функціональних інгредієнтів, які формують його нові властивості, пов’язані із здатністю виробів проявляти фізіологічну дію.

Наступний аспект пов’язаний з потенційною можливістю функціональних інгредієнтів змінювати споживні властивості харчового продукту, який не повинен відрізнятися від традиційних. Тому їх вибір і обґрунтування мають здійснюватися з урахуванням сукупності споживних властивостей і цільової фізіологічної дії функціонального продукту, що створюється.