Білет № 22

1. Вода. Її будова, властивості, вміст у харчових продуктах.

2. Сушіння в харчових технологіях: сутність, призначення, режими.

3. Харчова, біологічна та енергетична цінність сировини (на прикладі однієї із галузей харчової промисловості).

1. Вода. Її будова, властивості, вміст у харчових продуктах.

Вода є складовою частиною усіх харчових продуктів. У
значних кількостях вона міститься в м'ясі, рибі, овочах, хлібі,
кондитерських і кулінарних виробах і навіть у висушених
продуктах залишається декілька відсотків вологи. Харчові продукти
це багатокомпонентні системи, взаємодія яких з водою здійснюється за певними законами. Не можна зрозуміти роль води в
харчових продуктах без розуміння суті самої води і принципів її
взаємодії з іншими молекулами.

Молекула води утворюється в результаті хімічного зв'язку
одного атома кисню і двох атомів водню.

Молекула води є нейтральною молекулою, проте заряди на
поверхні локалізовані таким чином, що на зв’язуючих орбіталях, які
охоплюють атоми водню, розташовані позитивні заряди, а на
незв’язуючих орбіталях негативні заряди, кожен з яких складає 0,2
заряду електрона. Природно, що при цьому молекула води має
електричний дипольний момент, величина якого 1,83 D.

Стан води у харчових продуктах суттєво впливає на їх
консистенцію та структуру, а також на взаємодію компонентів та
стійкість при зберіганні, яка залежить не від загальної кількості
вологи, а від співвідношення зв'язаної та вільної води у продукті.

Вільна водаза нормальних умов, тобто при атмосферному тиску та
кімнатній температурі, визначається як більш рухлива порівняно із
зв'язаною. Вільна вода сприяє інтенсивному протіканню хімічних,
біохімічних та мікробіологічних реакцій. Можна зазначити, що
вільна (об’ємна) вода являє собою ту частину води у продукті, яка
не асоційована з компонентами харчових продуктів.

Таким чином розглянувши наведені у таблиці характеристики
вільної вологи приходимо до висновку, що основною властивістю
вільної вологи є її висока рухливість з чим пов'язані всі інші
характеристики. Тому дослідження вільної вологи у харчових
продуктах можна здійснювати методами, які дозволяють
досліджувати молекулярну рухливість.

Поняття зв’язаної вологиу харчових продуктах, які являють
собою складні багатокомпонентні системи, однозначно не
визначено тому, що причини зв’язування вологи з складовими
багатокомпонентних систем суттєво різні. Різні методи
вимірювання часто не дають тотожних значень вмісту зв’язаної
води. Однією з причин таких розходжень є відсутність різкої межі
між зв’язаною та вільною вологою.

Термін зберігання харчових продуктів залежить від вмісту
вологи у продукті, тому збільшення терміну зберігання продукту
полягає у зменшенні вмісту вологи. Однак було показано, що
інколи при однаковому вмісту вологи в продукті процеси псування
йдуть з різною швидкістю. Встановлено, що термін "активність
води" краще характеризує вплив вологи на псування продукту ніж
просто значення вмісту вологи. Це можна пояснити таким чином.
Збільшення коефіцієнта активності води пов’язано із зростанням
тиску водяної пари над продуктом, що безумовно свідчить про
значну наявність вільної вологи. У той час при малих значеннях
активності вода більш зв'язана і тому менш доступна для хімічних
реакцій і життєдіяльності мікроорганізмів, що впливає на
збільшення терміну зберігання.

За значенням активності води харчові продукти можна
поділити на продукти з високою , проміжною та низькою масовою часткою вологи.

Продукт	Масова частка, %	aw(активність води)
Висока масова частка вологи
Фрукти	90—95	0,97
Яйця	70—80	0,97
М’ясо	60—70	0,97
Сир	40	0,96
Хліб	40—50	0,95
Проміжна масова частка вологи
Джем	30—35	0,82—0,94
Кекс	20—28	0,83
Борошно	16—19	0,80
Мед	10—15	0,75
Низька масова частка вологи
Карамель	7—8	0,65
Печиво	6—9	0,60
Шоколад	5—7	0,40
Цукор	0—0,15	0,10

На псування продуктів з високою активністю води впливають,
головним чином, бактерії, на продукти з проміжною та низькою
вологістю суттєво виливають дріжджі та плісені і незначно бактерії.
Шляхом запобігання мікробіологічного псування харчових
продуктів та зменшення впливу різних хімічних реакцій, які
негативно впливають на якість збереження продуктів є зменшення
активності вологи. Для цього використовують деякі технологічні
засоби, такі як сушіння, заморожування, в’ялення з метою
зменшення вільної вологи у продукті та додавання різних речовин
здатних зв’язувати вологу. До таких речовин відносяться розчинні
солі, цукор та інші харчові добавки. Таким чином, харчові продукти
набувають якостей, які позитивно впливають на термін їх
зберігання.

2. Сушіння в харчових технологіях: сутність, призначення, режими.

Процеси сушіння широко застосовують у харчовій технології для зневоднення різноманітних вологих матеріалів (твердих, пастоподібних, рідких) на різних стадіях їх переробки (сировина, напівфабрикати, готові вироби).

Вологу з матеріалів можна видалити різними способами:

• механічним,

• фізико-хімічним і

• тепловим.

При механічномуспособі вологу відтискують у пресах або в центрифугах.Фізико-хімічнийспосіб ґрунтується на застосуванні вологовідбірних засобів і використовується переважно в лабораторній практиці. Зневоднювальними засобами є сірчана кислота, хлористий кальцій, силікагель. Притепловомуспособі волога випаровується з поверхні матеріалу і дифундує в навколишнє повітря, яке виносить вологу із сушарки. Із цього випливає, що сушінням називають термічний процес видалення вологи з матеріалів внаслідок її випаровування і дифузії.

За способом підведення тепла до висушувати матеріалу розрізняють наступні види сушіння:

• конвективна сушка - шляхом безпосереднього зіткнення матеріалу, що висушується, з сушильним агентом, в якості якого зазвичай застосовують нагріте повітря або топкові гази (як правило, в суміші з повітрям);

• контактна сушка - шляхом передачі тепла від теплоносія до матеріалу через розділяє їх стінку;

• радіаційна сушка - шляхом передачі тепла інфрачервоними променями;

• діелектрична сушка - шляхом нагрівання в полі струмів високої частоти;

• сублімаційна сушка - сушіння в замороженому стані при глибокому вакуумі.

Сушіння є суміщеним тепловим і дифузійнимпроцесом, при якому волога дифундує із середніх шарів матеріалу до його поверхні, переходить крізь примежову плівку, а потім дифундує всередину газової фази, виносячи при цьому з матеріалу значну кількість теплової енергії.

Розрізняють природне і штучне сушіння. Природне відбувається на відкритому повітрі без штучного нагрівання і відведення сушильного агенту (повітря). Прикладом природного сушіння може бути сушіння солі у відкритих морських водоймищах. Цей спосіб сушіння характеризується значною тривалістю, причому процес не регулюється, а одержуваний кінцевий матеріал ще досить вологий.

У харчовій технології майже всюди застосовують штучнесушіння, тобто сушіння нагрітим сушильним агентом (нагріте повітря, димові гази), який після поглинання ним вологи з матеріалу відводять за допомогою спеціальних витяжних пристроїв (вентиляторів). Для більшості харчових виробництв сушіння є одним із основних процесів, мета якого — підвищення стійкості матеріалів під час зберігання, поліпшення якісних показників, консервування, зменшення маси з метою транспортування. У цукробуряковому вироб­ництві сушать цукор-пісок, цукор-рафінад, а також відходи виробництва — жом. У спиртовому виробництві сушать відходи виробництва — барду, харчові та кормові дріжджі. Помітну роль сушіння відіграє у пивоварному виробництві, де сушать солод, відходи виробництва. У крохмале-патоковому виробництві сушать основний продукт — крохмаль. Сушіння використовують для одержання сухого молока, сухих фруктів і овочів. У хлібопекарському, макаронному і кондитерському виробництві сушать хліб для одержання сухарів, макарони, кондитерські вироби деяких видів.

Методи сушіння вологих матеріалів розрізняються переважно способом підведення теплоти й зумовлені фізико-хімічними властивостями цих матеріалів, а також формою їх зв'язку з вологою. Найпоширенішим є метод конвективногосушіння, що характеризується безпосереднім контактом матеріалу з потоком нагрітого газу (повітря, димових газів). Волога випаровується за допомогою теплоти нагрітого газу, який одночасно поглинає і виносить із сушарки утворену водяну пару.

Значно рідше, але теж застосовують у харчових виробництвах контактний (кондуктивний) метод сушіння, при якому теплота від теплоносія (звичайно водяної пари) до матеріалу передається через металеву стінку, що розділяє їх.

Для сушіння різних харчових продуктів у тонкому шарі застосовують терморадіаційний метод, при якому теплота передається інфрачервоним промінням.

Сублімаційна сушка процес видалення розчинника з заморожених розчинів, гелів, суспензій і біологічних об'єктів, заснований на сублімації затверділого розчинника (льоду) без утворення макрокількостей рідкої фази.

Сублімація використовується в харчовій промисловості: так, наприклад, сублімовану кави отримують із замороженого кавового екстракту через зневоднення вакуумом. Фрукти після сублімування важать в кілька разів менше та відновлюються у воді. Сублімовані продукти значно перевершують сушені по харчовій цінності, так як сублімації піддається тільки вода, а при термічному випаровуванні губляться багато корисних речовин. Перед сублімацією харчових продуктів використовується швидке заморожування (від -100 до -190 ° C), що призводить до утворення дрібних кристалів, які не руйнують клітинні мембрани.

3 Харчова, біологічна та енергетична цінність сировини (на прикладі однієї із галузей харчової промисловості).

Харчова цінність- загальне поняття, що включає енергоцінність продукту, вміст у ньому харчових речовин і ступінь їх засвоєння організмом, органолептичні якості, доброякісність (нешкідливість).

Харчова цінність передусім характеризується хімічним складом харчового продукту з урахуванням споживання його у загальноприйнятій кількості.

Біологічна цінністьпродукту характеризується вмістом в ньому усіх незамінних компонентів: насамперед незамінних амінокислот, ПНЖК, вітамінів, мікро- і макроелементів.

Енергетична цінність- кількість енергії (кДж, ккал), що звільняється в організмі внаслідок біохімічного окислення харчових речовин.

Розглянемо питання на прикладі молочної промисловості.

Харчова і біологічна цінність молока.

Білки - найбільш біологічно цінний компонент молока.

Білки молока володіють ліпотропними властивостями, регулюючи жировий обмін, підвищують збалансованість їжі і засвоєння інших білків. Володіючи амфотерними властивостями, молочний білок захищає організм від отруйних речовин.

Молочний жир є джерелом енергії для біохімічних процесів в організмі.

Молочний цукор (лактоза) є джерелом енергії для біохімічних процесів в організмі, сприяє засвоєнню кальцію, фосфору, магнію, барію.

Мінеральні речовини молока грають значну роль у пластичних процесах формування нових клітин тканин, ферментів, вітамінів, гормонів, а також у мінеральному обміні речовин організму.

Біологічна цінність молока доповнюється наявністю майже всього комплексу відомих і необхідних для організму людини вітамінів, вміст яких змінюється в залежності від раціону годівлі тварин; як правило, підвищено в літній період при утриманні худоби на зелених пасовищах.

1 л молока задовольняє добову потребу дорослої людини у тваринному жирі, кальції, фосфорі; на 53% - у тваринному білку; на 35%—біологічно активних незамінних жирних кислотах і у вітамінах А, С, тіаміні; на 12,6% - в. фосфоліпідах і на 26% - в енергії. Енергетична цінність молока складає 2720• 103 Дж/кг.

Наявність усіх компонентів в оптимальному сполученні і легкозасвоюваній формі робить молоко винятково цінним, незамінним продуктом для дієтичного і лікувального харчування, особливо при шлунково-кишкових захворюваннях, хворобі серця і кровоносних судин, печінки, нирок, цукровому діабеті, ожирінні, гострих гастритах. Воно повинно щодня споживатися як частина збалансованої дієти для підтримки тонусу і як чинник збільшення тривалості життя.

Виняткове значення молоко має в харчуванні дітей, особливо в перший період їхнього життя. У оболонковому білку жирових кульок міститься значна кількість фосфоліпідів, аргініну і треоніну - амінокислот, що нормалізують процеси росту і розвитку організму. Молоко є основним джерелом легкозасвоюваних фосфору і кальцію для побудови кісткових тканин.

Біологічна цінність молока доповнюється тим, що воно сприяє створенню кислого середовища в кишковому тракті і придушенню розвитку гнильної мікрофлори. Тому молоко і молочні продукти також широко використовуються як лікувальний засіб при інтоксикації організму отруйними продуктами гнильної мікрофлори.

Добова норма споживання молока для дорослої людини - 0,5 л, для дитини - 1 л.

Енергетична цінністьвизначається кількістю енергії, яку дають харчові речовини продукту: білки, жири, засвоювані вуглеводи, органічні кислоти. Біологічна цінність відображає перш за все якість білків у продукті, їх амінокислотний склад, перетравність і засвоюваність організмом. У більш широкому сенсі в це поняття включають вміст у продукті інших життєво важливих речовин (вітаміни, мікроелементи, незамінні жирні кислоти).

Енергетична цінність молока.При вживанні 1 л молока задовольняється добова потреба дорослої людини в жирі, кальції, фосфорі, на 53% - потреба в білку, на 35% - у вітамінах А, С і тіаміні, на 26% - в енергії. Енергетична цінність 1 л сирого молока становить близько 65 ккал.