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. В научно-технических процессах пищевого производства огромную заинтересованность представляют собой технологические процессы, базирующиеся на применении процессов электростатической обработки продуктов питания[1].

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[3]. При верном распределении воздушных масс внутри конструкции, ионизированный газ может пагубно воздействовать на развитие бактерий, 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[2].

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[1].

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[3].

Один 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[2].

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[5]. 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[5]. 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[5]. 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[4]. 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 несогласовании 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[3].

Совместно с этим, в активированных растворах молекулы воды обладают дополнительными степенями свободы за счет разорванных под влиянием электрического поля водородных связей[2]. Это влияет на физико-химические и биологические реакции, которые оказывают 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[4]. 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 [5].

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; улучшение качества и увеличение сроков хранения пресервов; улучшение качества рыбного, мясного, растительного сырья и увеличение сроков хранения консервов; 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[5].

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.

Список литературы:

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

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.

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.

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.

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