XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

В наши дни на фирмах пищевой индустрии все нередко встречаются с вопросом формирования продуктов неизменно высокого качества с пролонгированными сроками годности, а также соответствующие строгим условиям ГОСТ Р ИСО 9001 и ГОСТ Р ИСО 22000.

При изготовлении каких-либо пищевых продуктов рационально как можно сильнее уменьшить введение химических веществ искусственного происхождения, применяя эффективные способы и средства, являющиеся безопасными для человека и окружающей его среды.

Введение нынешних физико-химических методов обладает огромным промышленным значением для улучшения научно-технических процессов и получения лучшего результата с целью увеличения сроков годности продуктов.

В наши дни в научно-технических процессах пищевого производства огромную заинтересованность представляют собой технологические процессы, базирующиеся на применении процессов электростатической обработки продуктов питания.

Влияние электростатических полей на пищевые продукты заключается в том, что ионизированный газ, передвигаясь в электрическом поле, отдает заряд тонкодисперсным частицам вещества, из-за чего частицы начинают организованно перемещаться от одного электрода к прочему.

При верном распределении воздушных масс внутри конструкции, ионизированный газ может пагубно воздействовать на развитие бактерий (разрушение мембран микроорганизмов), разрушая их клеточные структуры и что в предстоящем приводит к их погибели.

Достоинства электростатической обработки: сокращение длительности научно-технических процессов, сохранение пищевой ценности продуктов без понижения их свойств, осуществление микробиологического контроля в ходе обработки, сокращение тепловых утрат, увеличение коэффициента полезного действия,применения энергии и другое.

Необходимо принимать во внимание несколько условий, ограничивающих ее применение: дегидратация периферийных слоёв продукта сохраняет исходные свойства, а именно пищевую ценность и органолептические свойства: цвет, запах и структура, таким образом дегидратация пищевых продуктов обладает преимуществами в сохранении качества пищевых продуктов, а также в сохранении здоровых пищевых продуктов для обрабатывающей пищевой промышленности; присутствие своеобразного аромата; потребность выбора оптимальных характеристик и режимов обработки для любого продукта.

Электростатический способ обработки может применяться в разных областях пищевой промышленности: при панировке, копчении, при внесении в продукты питания вкусовых и ароматических добавок, в целях ускорения сушки и отвода гигроскопической влаги, с целью подавления либо интенсификации увеличения бактерий.

Одним из более идеальных способов сохранения продуктов питания без потери их пищевой ценности в настоящий период считается сублимационная сушка. Данный метод базируется на удалении влаги из замороженных продуктов питания путем перехода льда в пар, кроме жидкой фазы. Этот прием дает возможность почти в полном объеме сохранить питательные вещества, находящиеся в свежем пищевом продукте, кроме того его форму, вкус и цвет в течение длительного промежутка времени при положительной температуре внешней среды.

Принцип действия такого способа базируется на физическом свойстве воды. В частности, при значениях атмосферного давления ниже конкретного промежутка, называемого тройной точкой, вода может пребывать только лишь в двух агрегатных состояниях - твердом и газообразном, а уже в тройной точке существует в трех фазах. Также в случае если парциальное давление водяного пара в окружающей среде ниже, чем парциальное давление льда, в таком случае лед продукта собственно переходит в газообразное состояние, исключая жидкую фазу. В настоящее время установлено две разновидности сублимационной сушки:

- сушка в вакууме при давлении среды ниже давления в тройной точке;

- сушка при атмосферном давлении над поверхностью воды в продукте ниже давления в тройной точке.

Вакуумная технология заключается в обезвоживании продуктов питания до влажности 2,4-3,6 %, обеспечивая наибольшее сохранение многих свойств в процессе продолжительного хранения. Альтернативой вакуумной сублимационной сушки способна стать сублимационная сушка при атмосферном давлении, так как она не требует дорогого оборудования и абсолютно способна уменьшить цену готового пищевого продукта. Но, на сегодняшний день отсутствуют довольно абсолютные понятия об этом методе, по этой причине изучение этого метода считается актуальным вопросом. Все больший интерес в решении вопросов улучшения качества и контроля безопасности продуктов питания, эффективности технологических процессов, экологичности изготовления приобретают итоги исследований по использованию электрохимически активированных (ЭХА) растворов. Принцип действия ЭХА заключается в следующем: перед использованием в научно-технических процессах воду, а также разбавленные водные растворы веществ переводят в метастабильное положение электрохимическим униполярным влиянием.

Это состояние обладает неправильными и самостоятельно меняющимися во времени физико-химическими параметрами, заключающимися в не согласовании концентраций продуктов питания электрохимических реакций в растворе. Непосредственно процессы, происходящие в электролизере можно представить как:

1. Окисление воды на аноде (анолит): 2Н₂О - 4е → 4H+ + О₂;

2. Восстановление воды на катоде (католит): 2Н₂О + 2е → Н₂ + 2ОН- . В результате в анодной камере образуются высокоактивные окислители О₂ ● , О3, НО2, ОН● , обладающие выраженными биоцидными свойствами, а в католите возникают насыщенные восстановители ОН- , Н3 - , О2 - , Н2, ОН● , НО2 - , имеющие высокую адсорбционно-химическую активность.

Совместно с этим, в активированных растворах молекулы воды обладают дополнительными степенями свободы за счет разорванных под влиянием электрического поля водородных связей. Данное обстоятельство оказывает огромное влияние на физико-химические и биологические реакции, которое оказывает содействие проникновению активированных растворов в межклеточные пространства. Одними из основных вопросов электрохимической активации считаются снижение или абсолютное исключение применения химических реагентов в научно-технических растворах, снижение загрязненности проработанных растворов, увеличение качества пищевых продуктов, экономия времени и упрощение разных научно-технических процессов. ЭХА применяется с целью создания эффективных и экологически чистых технологий в разных сферах.

Основными достоинствами электрохимической активации считаются:

• Эффективность, в том числе за счет аномальной реакционной способности растворов также газов, используемых с целью обеззараживания, мойки, экстракции, окисления и во многих технологических процессах;

• Экологичность, в том числе за счет отсутствия токсичности и наличия сходства активнодействующих элементов ЭХА растворов веществам, вырабатываемым в макроорганизме при фагоцитозе;

• Экономичность, в том числе за счет применения в процессе электролиза общедоступных, а также недорогих реагентов – соли и воды.

ЭХА технологии и оборудования уже несколько десятков лет благополучно функционируют во многих фирмах, в лечебно-профилактических учреждениях, станциях водоподготовки в Российской Федерации, дальнем и ближнем зарубежье.

Отдельные направления зеленой электрохимии в агротехнологиях, технико-финансовая эффективность которых доказана опытным путем либо широким практическим использованием приведены ниже:

- обеззараживание и увеличение сроков хранения растительного и животного сырья;

- обеззараживание питьевой, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод, воды аквариумов, террариумов, емкостей любого объема для подачи и/или хранения воды;

- обработка сырья и оборудования на пищевых перерабатывающих заводах;

- полив растений, обработка растений в теплицах для борьбы с вирусными и бактериальными заболеваниями;

- водоподготовка и обеззараживание воды при выращивании чувствительных мальков рыб и креветок;

- экстракция хмеля с увеличением выхода изогумулона, повышение качества ферментированного солода и ускорение процессов экстракции и ферментации в производстве пива;

- улучшение качества и органолептической оценки коньяка;

- улучшение качества и увеличение сроков хранения пресервов;

- улучшение качества рыбного, мясного, растительного сырья и увеличение сроков хранения консервов;

- холодная пастеризация плодово-ягодных и овощных напитков, соков, морсов, компотов;

- обеззараживание воздуха в присутствии человека;

- применение в производстве пищевых добавок;

- при CIP-мойке на предприятиях по производству напитков с соблюдением жестких санитарных норм, улучшением качества мойки и обеззараживания, снижением токсичности и увеличением экологичности.

Внедрение и интенсивное применение рассмотренных физико-химических методов обработки позволит улучшить качество пищевых продуктов, уменьшить опасность использования небезопасного продукта, повысить сроки годности и тем самым решить актуальные задачи, стоящие перед предприятиями пищевых предприятий. Приведенные физико-химические методы обработки по сравнению с другими методами обладают значительными достоинствами: эффективность, безопасность, доступность, технологичность, экологичность.

Литература

И.В. Злобина, С.А. Дунаев. Применение СВЧ-обработки в приготовлении мясных кулинарных изделий с использованием белков растительного происхождения // Вопросы электротехнологии. 2014. №2(3). С. 37.

А.Л.Кузнецов, О.А. Суворов. Исследование возможности применения электростатической обработки для интенсификации процессов конвективной сушки// Инженерный вестник Дона, 2015, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2015/2896.

Д.Н. Катусов, Э.А. Алимова. Перспективы использования электростатического поля при производстве продуктов питания// Современные проблемы техники и технологии пищевых производств: Сборник статей и докладов пятнадцатой международной научнопрактической конференции. Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул. 2013. С. 64-69.

А.Л. Кузнецов, Л.О. Никифорова. Электростатическая обработка жидких сред подавления роста микроорганизмов// Сборник материалов VI межведомственной науч.-практ. конф. «Товароведение, общественное питание и технологии хранения продовольственных товаров» - Москва, 2014. - С. 109-112.

С.В. Шахов, Г.И. Мосолов, Р. Барыкин. Разработка вакуумсублимационной сушилки для обезвоживания жидких продуктов // Вестник МАХ. 2014. № 3. С. 58.

Бахир, В.М. Электрохимическая активация: изобретения, техника, технология. - М.: «Вива-Стар», 2014. - 512 с.

Н.И. Бабков, А.С. Виннов, Т.Н. Маевская. Использование электроактивированной воды в технологии рыбных белковых масс // Харчова наука I технологiя. 2012. №1(18). С. 99.

А.И. Бывальцев, Г.О. Магомедов, В.А. Бывальцев. Свойства активированной воды и ее использование в пищевой промышленности// Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. 2008. №7. С. 49–53.

Боровская Л.В., Данилин В.Н. Физико-химические основы стабилизации гетерогенных дисперсных систем. Методические указания для самостоятельной работы студентов заочной формы обучения по специальности 06.16-Товароведение и экспертиза потребительских товаров / Краснодар, 2001.

Боровская Л.В. Электронный УМКД "Физическая и коллоидная химия: учебно-методический комплекс дисциплины для специальностей технологического направления". ФГУП НТЦ «ИНФОРМРЕГИСТР». Москва, 2010.

Код для цитирования: Скопировать