659

Окончание табл. 1.2

Жиры — полные сложныеэфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. В продуктах жиры содержатся в виде протоплазматического и резервного жира, отложенного в жиро-

11

вых тканях. Жиры отличаются друг от друга природой входящих в них кислот, преимущественно пальмитиновой, стеариновой и олеиновой. Первые две кислоты и их глицериды при комнатной температуре имеют твердую консистенцию, а олеиновая - жидкую. Под воздействием высоких температур, солнечного света жиры изменяют свою структуру. Они расщепляются на составные части, меняют вкус и запах продукта и, наконец, полностью разлагаются.

Жирыявляются энергетическимиисточниками,способствуют обмену веществ в клетках и растворяют некоторые витамины. При длительном ограничении потребления жиров нарушается деятельность центральной нервной системы, ослабляется иммунитет.

Углеводы — соединения и компоненты всех без исключения живых организмов. Они сосредоточены в основном в продуктах растительного происхождения (до 80 % из расчета на сухое вещество), в продуктах животного происхождения их около 2 %.

Углеводы подразделяются на три группы:

моносахариды—простыеуглеводы—глюкоза(виноградный сахар), фруктоза (плодовый сахар);

полисахариды первой группы — сахароза (свекловичный,

тростниковый сахар), лактоза (молочный сахар), мальтоза (солодовый сахар);

полисахариды второй группы — крахмал, гликоген (живот-

ный крахмал), клетчатка, пектиновая кислота.

Углеводы являются главным энергетическим источником. Отсутствие или недостаток в организме клетчатки способствует развитиюожирения,заболеваниямжелудочно-кишечноготракта и сердечно-сосудистой системы.

Кислоты — содержатся почти во всех продуктах. В растительных пищевых продуктах чаще встречаются органические кислоты (яблочная, лимонная, винная, щавелевая, молочная). Они входят в состав продукта в свободном или связанном состоянии в виде солей и эфиров. Некоторые из этих веществ придают продуктам характерный вкус и аромат. Ряд кислот широко используются в пищевой промышленности для изготовления различных напитков, кондитерских изделий и другой продукции.

12

Вода — самое распространенное неорганическое вещество в продуктах. В продуктах растительного происхождения воды больше, чем в продуктах животного происхождения. Вода в продуктах может быть в свободном и связанном состоянии. Свободная вода(до90% отобщегоколичестваводывпродуктах) находится в межклеточных пространствах и входит в состав ткани продуктов в виде мельчайших капель. Вода в таком состоянии легко отделяется от продукта (сушка, выпаривание и др.) и также легко поглощается им. Часть воды (около 10 %) прочно связана электрическими зарядами с молекулами белка и других веществ. Температура замерзания воды в связанном состоянии составляет –40 °С. Она практически неотделима от продукта, а при выделении не поглощается продуктом обратно.

Роль воды в организме чрезвычайно важна. Она служит растворителем для большинства компонентов и участвует в биохимических реакциях, регулирует многочисленные физические и химические процессы. В скоропортящихся грузах вода активизирует деятельность ферментов и способствует развитию микроорганизмов, вызывающих порчу. Количество воды в тканях имеет большое значение при обработке продукта и его хранении.

Витамины — низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, выполняющие важные биохимические и физиологические функции в живых организмах. Витамины требуются в организме в очень небольших количествах (от нескольких микрограммов (мкг) до нескольких миллиграммов (мг) в сутки), так как обладают высокой биологической активностью. Человекне синтезирует витаминыили синтезирует их в недостаточном количестве (никотиновая кислота)и поэтому должен получать их с пищей. Основной источник витаминов - растения, в которых могут содержаться провитамины (каротины). Важная роль в образовании витаминов принадлежит микроорганизмам. Витамины бывают:

—водорастворимые: тиамин Вт, рибофлавин В2, ниацин РР, аскорбиновая кислота С и др.;

—жирорастворимые: ретинол А, кальциферол D и др. Принедостаточномпотреблении витаминовмогутразвиваться

авитаминозы,сопровождаемыеразличнымитяжелымизаболева-

13

ниями. Отсутствие витамина С вызывает заболевание цингой, а витамина D — рахитом.

При выборе метода обработки продуктов следует стремиться к максимальному сохранению витаминов. Содержание витаминов впродуктах незначительно и выражается в миллиграммах на 100 г вещества (табл. 1.3).

Ферменты — специфические белки, присутствующие во всех живых клетках и играющие роль биологических катализаторов. С помощью ферментов реализуется генетическая информация и осуществляются все процессыобмена веществ иэнергии вживых организмах. Каждый фермент способен ускорять определенную реакцию разложения или синтеза веществ. Наибольшую активность фермент проявляет лишь в определенных условиях. К изменению температуры и реакции среды ферменты чрезвычайно чувствительны. При температуре более +80 °С они разрушаются, а при низких температурах способствуют замедлению происходящих в клетках биохимических процессов.

Ферментативные процессы широко используются в промышленности для получения многих продуктов: дозревание сыров, вин, кисломолочных продуктов и др. Однако при хранении и транспортировке продуктов некоторые ферменты играют отрицательную роль: нередко их деятельность приводит к скисанию, брожению, перезреванию. При этом ухудшаются качество груза и его товарный вид.

14

Минеральные вещества в виде органических соединений и растворимых солей составляют около 1–2 % общего веса пищевых продуктов. Кальций, фосфор и магний входят в состав тканей скелета. Натрий и калий необходимы для обменных процессов в крови. Медь переносит кислород. Йод и цинк участвуют в образовании гормонов. Недостаток в питании человека минеральных веществ приводит к серьезным заболеваниям.

Различают физические и теплотехнические (теплофизические) свойства скоропортящихся грузов [3, 4, 10].

К физическим свойствам продуктов относятся плотность, консистенция, сопротивление нагрузкам, площадь поверхности.

Плотность продукта — это отношение массы продукта к его объему. Плотность (табл. 1.4) зависит от химического состава и строения продукта, количества содержащейся в нем воды и определяется как средневзвешенная величина всех составных элементов по формуле

где 1, …, n — плотность составляющих частей продукта, кг/м3; g1, …, gn— масса составляющих частей продукта, кг; G — масса продукта, кг.

Таблица 1.4

Расчетные значения плотности некоторых скоропортящихся продуктов

15

Консистенция продукта — совокупность свойств продукта, определяющихся осязанием (вязкость, твердость, упругость и др.). Она не имеет количественного выражения и оценивается органолептическим методом.

Сопротивление статическим нагрузкам — это сопротивле-

ние сжимающим нагрузкам, действующим под воздействием верхних слоев груза, и динамическим нагрузкам — ударным, возникающим при падении продукта, при транспортировке.

Площадь поверхности — зависит от геометрической формы продукта. Для определения поверхности мясных туш применя-

где а, b — коэффициенты, значения которых приведены в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Значение коэффициентов для определения площади поверхности мясных туш

К теплотехническим(теплофизическим) свойствамотносят-

ся: удельная теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность и теплосодержание.

Удельнаятеплоемкость С — количество тепла, необходимое для нагревания или охлаждения 1кг продукта на 1 °С. Теплоемкость измеряется в кДж/(кг∙°С) и определяется для охлажден-

где Ссв, Св — удельная теплоемкость сухих веществ (1,25–1,67 кДж/(кг∙°С)) и воды (4,19 кДж/(кг∙°С)), содержащихся в продуктесоответственно; —содержаниеводы впродукте,доли единиц.

После замораживания впродуктахобразуется лед,иудельная теплоемкость для замороженных грузов определяется по формуле

где Сл — удельная теплоемкость льда, 2,18 кДж/(кг∙°С); — количество вымороженной воды, доли единиц.

16

Количество вымороженной воды в продукте определяется по формуле

где t—температурапродуктанамоментопределения количества вымороженной воды, °С.

Когда количество вымороженной воды равно нулю, температура продукта соответствует криоскопической. Криоскопическая температура — температура начала процесса замерзания соков в продукте, она ниже температуры замерзания воды на 0,4...4,2 °С.

В случае = 1 температура продукта эвтектическая. Она соответствует температуреполноговымерзания соковвпродукте

(–55...–65 °С).

Теплопроводность — распространение тепла в неравномерно нагретом теле, обусловливаемое передачей тепловой энергии непосредственно соприкасающимся частицам тела. Этот вид теплообмена происходит до тех пор, пока температура во всем теленеуравняется.Характеризуетсякоэффициентомтеплопроводности,которыйравенколичествутеплоты,проходящейчерез 1м2 поверхности продукта в единицу времени при перепаде температур в 1 °С на 1 м длины нормали к изотермической поверхности. Величина коэффициента теплопроводности зависит от количества воды в продукте, его химического состава и

где св, в — соответственно коэффициент теплопроводности сухих веществ (0,25 Вт/(м∙°С)) и воды (0,6 Вт/(м∙°С)).

Коэффициент теплопроводности большинства скоропортящихся продуктов = 0,46 Вт/(м∙°С), а продуктов, содержащих много жира, = 0,14 Вт/(м∙°С). Теплопроводность замороженных продуктов увеличивается, так как теплопроводность льда ( = 2,24 Вт/(м∙°С)) значительно больше, чем воды. Поэтому замороженные грузы лучше проводят тепло. Коэффициент теплопроводности замороженного продукта определяется по формуле

17

где — коэффициент теплопроводности продукта до начала льдообразования, Вт/(м∙°С); А, В — эмпирические коэффициенты, рассчитанные для отдельных продуктов.

Температуропроводность — отражает способность продукта изменять температуру за единицу времени, т.е. показывает скорость изменения температуры тела при нагревании или ох-

лаждении. Характеризуется коэффициентом температуропро-

водности (м2/ч), который прямо пропорционален теплопроводности продукта и обратно пропорционален его аккумулирующей способностиили объемнойтеплоемкости.Коэффициенттемпературопроводности определяется по формуле

Чем больше воды в продукте, тем больше величина коэффициента температуропроводности.

Теплосодержание,или энтальпия—количествотепла,содер-

жащегося в 1 кг продукта при заданной температуре, кДж/кг. Величины удельной теплоемкости, коэффициента теплопроводности, температуры замерзания, энтальпии для некоторых

продуктов приведены в табл. 1.6–1.8.

Таблица 1.6

Удельная теплоемкость и коэффициенты теплопроводности некоторых продуктов

18

19