О роли охлаждения и замораживания продуктов растительного и животного происхождения

Главенствующую роль в питании человека занимают продукты растительного происхождения (овощи, фрукты, злаковые культуры), поэтому во всем мире ученые пытаются всеми способами повысить урожай (разработка минеральных удобрений, выведение новых сортов, защита растений от вредителей, повышение плодородности земли и т.д.). Так же перед человеком стоит задача сохранения урожая: своевременная уборка, сбор урожая, транспортировка, переработка и т.д. В настоящее время имеется много способов сохранения продуктов впрок: соление, копчение, квашение, сушка, вяление и т.д.
Учитывая сезонность произрастания продуктов, неурожайные годы человечество поставило и решило вопросы сохранения продуктов на длительное время. Консервирование - это способ сохранения пищевых продуктов, заключается в обработке продуктов питания для угнетения жизнедеятельности портящих продукты микроорганизмов.
В широком смысле под консервированием подразумевается любой процесс, значительно удлиняющий сохранность продуктов в пригодном для употребления в пищу виде. Основная задача консервирования свести уровень активности воды до минимального уровня, что лишает вредные микроорганизмы среды обитания для дальнейшего развития и порчи продукта.
Консервирование делится на комплекс мер по изоляции продукта, уничтожению находящихся в нём бактерий и спор, изменение его состава и условий хранения для предотвращения развития в нём микроорганизмов, защита продукта от разрушения под воздействием высоких температур и солнечных лучей.
Разработка целесообразных методов сохранения овощей чрезвычайно осложняется большим разнообразием их видов, которые, с одной стороны, имеют сходства в биологических превращениях и химическом составе, а с другой стороны существенно отличаются друг от друга. Условия произрастания, а также природные свойства и агротехнические мероприятия оказывают влияние на развитие овощей и на их последующее хранение. Овощи разных видов, степени зрелости, сортов, выращенные в разных условиях, обладают не одинаковой устойчивостью против инфекционных и физиологических повреждений и требуют различных режимов хранения.
Установлено, что при ограниченном доступе кислорода воздуха во время хранения плодов и овощей в них замедляются жизненные процессы, а следовательно уменьшается расход питательных веществ, что способствует лучшему и более продолжительному сохранению продукции.
Период потребления овощей и фруктов непосредственно с поля очень короткий и составляет два – три месяца в году, а в течение остального времени население обеспечивается продукцией со складов. Продолжительное время сохранять скоропортящиеся продукты нелегко. Являясь живыми организмами, клубни, корнеплоды в процессе хранения расходуют питательные вещества и подвергаются различным заболеваниям. Однако, расход питательных веществ на жизнедеятельные процессы и потери от заболеваний зависит от качества продукции.
В настоящее время разработаны режимы и способы хранения, которые позволяют свести к минимуму потери плодоовощной продукции. Однако, в условиях производства нарушаются режимы хранения, поэтому потери достигают больших размеров до 25 – 35%, а иногда и больше. Качество продукции ухудшается вследствие различных причин.
Первая причина. Самое слабое звено в общем процессе доставки с поля до потребителя товарная обработка (сортировка, калибровка, мойка, упаковка) и доставка их к местам хранения или потребления. В общем технологическом процессе эти операции требуют применения сложной механизации и автоматизации.
Вторая причина. Состоит в том, что в городах сосредоточены большие партии картофеля, овощей, плодов из расчета потребности населения на весь сезон. Учитывая короткие сроки и ненастную погоду в период заготовок, в хранилища попадает земля, больные и поврежденные овощи, при этом нарушаются требования стандартов. Естественно, что такую продукцию невозможно сохранить даже в холодильниках.
Третья причина. Отсутствие необходимого количества современных хранилищ. А также отсутствие достаточного количества тары.
Как показывают исследования последних лет, наилучшим способом сохранения продуктов питания является обработка холодом. Согласно холодильной технологии есть два основных правила для качественно сохранения продукта:
необходимо как можно быстрее доставить продукты в холодильник;
и как можно быстрее достичь температуры хранения продукта.
Первое правило решается методом транспортной логистики. Второе – наличием необходимых холодильных мощностей для охлаждения, заморозки продукта.
Следует отметить, что хранение с помощью холода не улучшает качества продукта, а лишь сохраняет исходное в лучшем случае. Особое внимание нужно уделять качеству продукта при приемке. Наилучшим продуктом являются свежие. При охлаждении, замораживании по мере хранения качество изменяется. Охлажденные продукты хранятся от нескольких дней (малина, ежевика) до 6-9 месяцев (яблоки) при температуре выше криоскопической +2+4 ℃. Замороженные продукты хранятся более длительное время при температуре -18℃. То есть температура, скорость охлаждения, заморозки важные факторы для сохранения качественного продукта.
На кафедре технологического оборудования и систем жизнеобеспечения (ТОСЖ) Кубанского государственного технологического университета разработана программа численного расчета времени охлаждения и замораживания для продуктов как растительного, так и животного происхождения. На данную программу было получено свидетельство о государственной регистрации в Федеральной службе интеллектуальной собственности Российской Федерации.
Данный программный продукт предназначен для упрощения расчетов связанных с нахождением времени охлаждения и замораживания пищевых продуктов, влияние теплофизических свойств продукта на продолжительность холодильного воздействия.
Программа расчета процессов охлаждения и замораживания пищевых продуктов позволяет сократить время, затрачиваемое на вычисление параметров, непосредственно связанных с охлаждением и замораживанием, а также для произведения последующего анализа эффективности холодильного воздействия.