[ Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ И ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра общей и холодиль- ной технологии
пищевых продуктов
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ТЕХНОЛОГИЯ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПРОДУКТОВ
ЖИВОТНОГО / РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Методические указания к самостоятельной работе магистранта по направлению 552400 для магистерской программы 552418 Санкт-Петербург 2005 УДК 664.8.037.Куцакова В.Е. Теоретические основы и технология консервирования продуктов животного / растительного происхождения: Метод. указания к самостоятельной работе магистранта по направлению 552400 для магистер-ской программы / Под ред. А.Л. Ишевского. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2005. – 10 с.
Настоящие методические указания предназначены магистрантам направления 552400 «Технология продуктов питания» для магистерской программы 552418 «Холодильная технология пищевых продуктов» технологического факультета.
Даны темы и вопросы по изучению технологии консервирования продуктов жи-вотного/растительного происхождения и оборудования, применяемого для этих целей.
Рецензент Доктор техн. наук, проф. Л.В. Красникова Рекомендованы к изданию советом факультета пищевых технологий Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий,
ВВЕДЕНИЕ
Предмет курса, его задачи и содержание, связь с другими дисциплинами, роль в подготовке магистра по направлению «Технология продуктов питания» и программе «Холодильная технология пищевых продуктов». Современное состояние консервирования пищевых продуктов. Научно-технический прогресс и перспективы исследований и развития технологии и процессов консервирования пищевых продуктов.Раздел 1. Технологические особенности сырья Химический состав, строение и свойства пищевых продуктов Химические особенности состава пищевых продуктов растительного и животного происхождения. Белковые и азотистые вещества, аминокислоты, ферменты, жиры, углеводы: глюкоза, фруктоза, сахароза, крахмал, целлюлоза или клетчатка, пектиновые вещества, органические кислоты, полифенолы, дубильные вещества, витамины, фитонциды, минеральные вещества, вода. Характерные изменения химических компонентов пищевых продуктов при технологической обработке и хранении. Пищевая, биологическая и энергетическая ценность пищевых продуктов.
Биологические особенности сырья. Структура и строение пищевых продуктов. Строение и свойства растительных и животных клеток и тканей. Физико-химическая структура клеточной оболочки и цитоплазменных мембран. Уровень нестабильности клеточной проницаемости. Состояние поверхностного слоя цитоплазмы с позиций второго начала термодинамики. Полупроницаемость протоплазматических мембран, осмотическое давление, тургор, плазмолиз.
Структурно-механические свойства биологических материалов и их зависимость от температуры. Адгезия продуктов к твердым поверхностям.
Плотность, относительная плотность и плотность смеси. Зависимость плотности от температуры.
Электрические характеристики пищевых продуктов. Электрическое сопротивление и его зависимость от состояния объекта и температуры.
Теплофизические характеристики пищевых продуктов. Удельная теплоемкость. Эффективная теплоемкость и теплоемкость смесей. Зависимость теплоемкости от температуры.
Теплопроводность. Удельная теплопроводность и ее зависимость от вида и состояния биологических материалов и температуры.
Коэффициент температуропроводности и его зависимость от температуры и состояния объекта.
Энтальпия и ее зависимость от температуры и состояния объекта. Уровень отсчета.
Технологические особенности сырья. Теплофизические и структурно-механические свойства сырья [2; 3; 4; 7].
1. Каковы отличия и в чем заключается сходство в химическом составе продуктов животного и растительного происхождения.?
2. Пищевые продукты – строительный и энергетический материал, обеспечивающий жизнедеятельность организма.
3. Какие белки обладают каталитической активностью и какова их роль в жизнедеятельности организма?
4. Какова структура и строение пищевых продуктов? Чем обусловлена полупроницаемость цитоплазматических мембран?
5. Каковы причины порчи продуктов животного и растительного происхождения?
6. Зависимость теплофизических, электрических и механических параметров от температуры в областях положительных и отрицательных температур.
Клеточная структура пищевых продуктов. Диффузионные процессы, плазмолиз, тургор клетки. Строение цитоплазменных оболочек.
Принципы и механизмы ухудшения качества и порчи пищевых продуктов. Порча пищевых продуктов, вызванная действием микроорганизмов и ферментов.
Консервирование как воздействие на биологические процессы в сырье и микроорганизмах. Научные основы и классификация методов консервирования по принципам биоза, анабиоза и абиоза.
Микробиология консервирования пищевых продуктов. Микрофлора плодов, овощей. Микрофлора сушеных и стерилизованных плодов и овощей [2; 3; 5].
1. Диффузионные процессы в животной и растительной тканях и их роль в технологических процессах пищевой индустрии.
2. Какие методы консервирования применяются в пищевой индустрии?
3. Какие микробиологические аспекты необходимо учитывать при выборе метода консервирования?
Сушка пищевых продуктов. Конвективная, кондуктивная и сублимационная сушка. Влияние обезвоживания на процессы, протекающие в пищевых продуктах и на жизнедеятельность микроорганизмов. Материальный баланс сушильных установок. Основные закономерности тепло- и массообмена при сушке. Влажность и влагосодержание материала.
Экспериментальные закономерности процесса сушки. Кривые скорости сушки. Анализ процесса сушки. Период постоянной и падающей скорости сушки. Диаграмма состояния агента сушки, i–d-диаграмма. Построение идеального процесса сушки в i–d-диаграмме. [2; 3; 8].
1. Предохранение растительного сырья от порчи. Общие принципы предохранения растительного сырья и продуктов от порчи.
2. Биоз. Гемибиоз, анабиоз. Хранение плодов и овощей в свежем виде и использование их естественного иммунитета.
3. Применение низких температур. Основные закономерности холодильного консервирования. Влияние понижения температур и фазового перехода воды в лед на процессы, протекающие в пищевых продуктах, и жизнедеятельность микроорганизмов. Классификация методов холодильной обработки и хранения пищевых продуктов.
Хранение в охлажденном состоянии, замораживание.
Физические и химические методы консервирования Применение ультрафиолетовых лучей, механизм их бактерицидного действия и влияние на продукт. Применение ионизирующей радиации. Механизм действия ионизирующего излучения на микроорганизмы и пищевые продукты.
Применение инфракрасного излучения, токов высокой и сверхвысоких частот. Глубина проникновения электромагнитных волн в пищевые продукты. Действие регулируемой газовой атмосферы на пищевые объекты. Применение осмотически активных веществ. Механизм консервирующего действия соли и сахара; основные закономерности диффузионно-осмотических процессов. Требования к консервантам-антисептикам. Механизмы консервирующего действия сернокислотных препаратов, бензойной и сорбиновой кислот, диоксида углерода, озона. [3; 7].
1. Каково воздействие электромагнитных волн на пищевые продукты?
2. Действие регулируемых и модифицированных газовых средств на пищевые продукты.
3. Консервирующее действие соли и сахара. В чем смысл диффузионных процессов, наблюдающихся при консервировании пищевых продуктов?
4. Каково консервирующее действие асептиков?
Предварительная обработка сырья Применение поверхностно-активных веществ. Мойка и предварительная тепловая обработка. Бланширование паром и горячей водой. Обжаривание. Видимая и истинная ужарка [3; 7].
1. Как рассчитать видимую и истинную ужарку?
2. Каков механизм действия поверхностно-активных веществ?
Тепловая стерилизация пищевых продуктов Факторы, определяющие выбор температуры стерилизации.
Факторы, определяющие время стерилизации. Химический состав консервов.
Факторы, влияющие на летальное время, – микробиологическая составляющая. Температура стерилизации. Вывод уравнения пересчета летального времени при действительной температуре на основании известного летального времени при эталонной температуре.
Влияние вида микроорганизмов и их количества на летальное время. Логарифмический порядок гибели микроорганизмов при нагревании.
Физические свойства продуктов. Формула стерилизации Определение времени прогрева пищевых продуктов при консервировании в таре. Константа термической инерции [2; 3; 4; 5].
1. Каковы факторы, определяющие летальное время?
2. Как строится формула стерилизации?
3. Каков порядок гибели микроорганизмов?
4. Как рассчитывается время прогрева продуктов в консервной таре?
Физические свойства материала тары и толщина ее стенки.
Термическое сопротивление стенки тары при стерилизации густых и жидких продуктов. Влияние геометрических размеров тары, начальной и конечной температуры продукта на время прогрева консервной банки с продуктом. Влияние температуры стерилизации, состояния покоя или движения банки на время ее прогрева [2; 3; 4; 8].
1. В какой таре следует консервировать густые и жидкие продукты?
2. Как влияют размер тары, начальная и конечная температура продукта и греющей среды на время прогрева?
Принципы математического расчета режимов Определение фактической летальности, F-фактор. Определение летальности режима стерилизации за весь процесс. Определение требуемой летальности и отыскание научно обоснованных режимов стерилизации консервов при наличии вегетативных форм микрофлоры.
Определение требуемой летальности и отыскание научно обоснованных режимов стерилизации консервов для Cl. botulinum и Cl. sporogenes [1; 2; 5; 6].
Физические параметры процесса тепловой Давление в таре при закатке и стерилизации. Избыточное давление в таре. Расчет давления в таре при стерилизации. Влияние увеличения степени наполнения на давление в таре. Расчет давления в стеклянной таре при стерилизации. Избыточное давление. Меры, позволяющие уменьшить давление в консервной таре при стерилизации. Влияние теплового и механического эксгаустирования на давление в жестяной таре при стерилизации [2; 3; 5].
1. Как рассчитать давление в стеклянной таре, стерилизуемой в открытых и закрытых аппаратах?
2. Как рассчитать давление в жестяной таре, стерилизуемой в открытых и закрытых аппаратах?
3. Как рассчитать избыточное давление в стеклянной таре ?
4. Как рассчитать избыточное давление в жестяной таре?
Биохимические изменения пищевых продуктов Оценка технологической обработки пищевых продуктов. Положительный и отрицательный эффекты влияния технологической обработки на пищевые продукты [1; 2; 5].
1. Каков положительный эффект термообработки пищевых продуктов?
2. Каков отрицательный эффект термообработки пищевых продуктов?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фан-Юнг А.Ф., Флауменбаум Б.Л., Ястребов С.М. Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы. – М.: Пищ.пром-сть, 1980. – 407 с.
2. Флауменбаум Б.Л., Танчев С.С., Гришин М.А. Основы консервирования пищевых продуктов. – М.: Агропромиздат, 1988. – 494 с.
3. Примеры и задачи в холодильной технологии пищевых продуктов. Ч. 1. Теоретические основы консервирования. / В.Е. Куцакова, И.А. Рогов, С.В. Фролов, В.И. Филиппов. – М.: Колос, 2001. – 134 с.
4. Примеры и задачи в холодильной технологии. Ч. 3. Теплофизические основы. / А.В. Бараненко, В.Е. Куцакова, Е.И. Борзенко, С.В. Фролов – М.: Колос, 2004. – 249 с.
5. Флауменбаум Б.Л. Основы консервирования пищевых продуктов. – М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1982. – 272 с.
6. Технология мяса и мясопродуктов / Л.Т. Алехина, А.С. Большаков, В.В. Боресков и др.; Под ред. И.А. Рогова. – М.: Агропромиздат, 1988. – 576 с.
7. Рогов И.А. Электрофизические методы обработки пищевых продуктов. – М.: Агропромиздат, 1988. – 272 с.
8. Бражников А.М. Теория термической обработки мясопродуктов. – М.: Агропромиздат, 1987. – 272 с.
«