Что составляет вкусовые свойства пищевых продуктов. Товароведение продовольственных товаров. Энергетическая ценность различных пищевых продуктов
Физические свойства пищевых продуктов.doc
Физические свойства пищевых продуктов
Классификация пищевых продуктов по физической структуре 1
Размерно-массовые характеристики пищевых продуктов
Структурно-механические свойства пищевых продуктов
Оптические свойства пищевых продуктов
Тепло- и электрофизические свойства пищевых продуктов
Сорбционные свойства пищевых продуктов
1. Классификация пищевых продуктов по физической структуре
Пищевое сырье в большинстве - скоропортящиеся продукты, легко изменяющиеся под действием физических факторов. Эти особенности пищевого сырья требуют, чтобы при его переработке предусматривались и соблюдались во время всего процесса меры по предотвращению порчи продукта. Режимы обработки, с одной стороны, должны быть наиболее щадящими, обеспечивающими достижение определенной цели обработки, а с другой, - минимально воздействовать на свойства продукта, при этом должен обеспечиваться максимальный выход готового продукта из единицы сырья.
Учитывая огромное многообразие сырья, перерабатываемого в пищевых производствах, в начале курса целесообразно рассмотреть некоторые его особенности, связанные с его состоянием и структурой.
Пищевые отрасли перерабатывают огромное количество сырья - от простых минеральных соединений до живых организмов. Естественно, что для направленной обработки столь сильно различающегося по свойствам сырья необходимо использовать разнообразные технологические операции, существенно различающиеся по формам воздействия, интенсивности и характеру подведения энергии к обрабатываемым материалам.
Очевидно, что для успешного изучения всего многообразия особенностей пищевых производств необходимо выделить наиболее общие, наиболее характерные способы обработки сырья, выявить общие факторы, оказывающие влияние на изменение свойств продукта, определить взаимосвязь между целью обработки и особенностями выбранных для этого способов воздействия на продукт,
Прежде всего, все сырье можно разделить на две группы: неорганического и органического происхождения. В нашем курсе рассматривается преимущественно сырье органического происхождения. Его можно разбить также на две крупные группы: сырье растительного и животного происхождения.
^ Сырье растительного и животного происхождения заметно различается по пищевой ценности в широком смысле этого слова, то есть по его роли в питании человека.
Существующие классификации продуктов по их происхождению, химическому составу или органолептическим свойствам хотя и просты, но не объединяют сырье по наиболее общим их свойствам, от которых зависит влияние последующей обработки механическими, химическими, электрофизическими и другими способами.
Наиболее удачная классификация сырья может быть осуществлена на основе его разделения по физической структуре, так как в большинстве случаев она может быть легко установлена. В соответствии с этой классификацией можно выделить продукты:
клеточного строения
жидкие
желеобразные (студни, гели)
пастообразные
жирные
стекловидные.
В качестве примера продуктов клеточного строения могут служить мышечные ткани животных. Структура фруктов и овощей также образована растительными волокнами. В большинстве случаев волокна, образующие структурный каркас продукта, имеют большую прочность сравнительно с другими его частями, что является определяющим для его структурно-механических свойств. Структурная волокнистая сетка имеет нерегулярный характер, ее образование зависит от вида, возраста, созревания продукта, так что прочностные свойства и консистенция продукта одного вида могут варьировать в широких пределах. Поэтому структурно-механические свойства натуральных (то есть не подвергнутых обработке, в том числе и измельчению) продуктов обычно трудно описать в рамках общей теории реологии тел.
^ В процессе обработки, например при измельчении, клеточная структура продуктов разрушается, и их можно рассматривать как типичные дисперсные системы.
Основу растительных тканей составляют клетки. Клетка - это элементарная живая система, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию.
В строении и функциях каждой клетки обнаруживаются признаки, общие для всех клеток. ^ В каждой клетке различают две основные части - ядро и цитоплазму, в которых, в свою очередь, можно выделить структуры, различающиеся по форме, размерам, внутреннему строению, химическим свойствам и функциям. Одни из них, называемые органоидами, жизненно необходимы клеткам и обнаруживаются во всех клетках. Другие - продукты активности клеток и являются временными образованиями.
От внеклеточной среды клетка отделена плазматической мембраной, через которую происходит поступление ионов и молекул в клетку и выделение их из нее. Со свойствами плазматической мембраны связаны силы сцепления, удерживающие во многих случаях клетки друг около друга. Поверх плазматической мембраны растительные клетки покрыты, как правило, твердой внешней оболочкой (она может отсутствовать только у половых клеток), состоящей у большинства растений главным образом из полисахаридов: целлюлозы, пектиновых веществ и гемицеллюлоз, а у грибов и некоторых водорослей - из хитина. Оболочки снабжены порами, через которые с помощью выростов цитоплазмы соседние клетки связаны друг с другом.
Мясо сельскохозяйственных животных состоит из мышечной, жировой, соединительной и костной тканей. Основным структурным элементом мышечной ткани животных и человека является мышечное волокно (клетка). Мышечные волокна слагаются в первичные мышечные пучки. Первичные мышечные пучки объединяются в пучки вторичные и так далее. Пучки высшего порядка покрыты соединительной оболочкой - перемизием и в совокупности составляют мускул.
Различают два основных типа мышц: поперечно-полосатые и гладкие. К поперечно-полосатым относится вся скелетная мускулатура позвоночных животных, обеспечивающая возможность выполнения произвольных движений. К гладким относят большую часть мускулатуры беспозвоночных животных и мышечные слои внутренних органов и стенок кровеносных сосудов позвоночных животных.
Соединительная ткань состоит из аморфного основного вещества, белковых волокон и форменных элементов клеток. Волокна, обусловливающие характерные механические свойства ткани, в основном состоят из склеропротеинов: коллагена и эластина.
Коллаген состоит из длинных нитевидных волокон, собранных в пучки, имеет фибриллярное строение. Эластиновые волокна бесструктурны.
В состав основного вещества соединительной ткани входят кислые мукополисахариды и желеподобные вещества, которые являются цементирующим материалом.
В целом структурно-механические и органолептические свойства мяса определяются состоянием мышечных волокон и соединительной ткани.
Качество целых или грубоизмельченных плодов и овощей, мяса и мясных продуктов во многом определяется свойствами клеточной структуры.
Полагают, что консистенция этих продуктов зависит от следующих факторов:
Действия внутриклеточных сил, связующих клетки друг с другом;
Механической прочности и жесткости клеточных стенок;
Набухания клеток вследствие осмотического давления внутриклеточной жидкости.
Потребительские свойства продуктов во многом определяются состоянием клеточной структуры, которое заметно меняется во время хранения продуктов. Это характерно как для растительных, так и для животных продуктов и рыбы.
К жидким относятся продукты, которые легко растекаются при комнатной температуре. Типичными жидкими продуктами являются молоко, соки, различные напитки, а также сиропы, некоторые соусы и др. К жидким продуктам часто относятся продукты с заметными включениями твердых частиц: соки с фруктовой мякотью, пюре и др.
Наиболее характерным фактором, определяющим свойства жидких пищевых продуктов, является вязкость.
Гомогенное цельное молоко ведет себя в основном как ньютоновская жидкость, несмотря на присутствие в нем двух фаз. Вязкость молока возрастает с повышением процентного содержания жира и содержания белковых веществ при постоянном содержании жира. Ньютоновская жидкость - вязкая жидкость, то есть жидкость, подчиняющаяся при своем течении закону вязкого трения Ньютона. Существует линейная зависимость снижения вязкости молока при повышении температуры, по крайней мере, до 30°С, затем степень этого снижения уменьшается.
Сиропы и мед ведут себя как простые ньютоновские жидкости. Их вязкость в большой мере зависит от концентрации сахаров. Имеются исключения. Вересковый мед является тиксотропной системой. Если нагретый до 65° С вересковый мед оставить стоять, то происходит его желирование, степень которого зависит от присутствия в нем 1-2% характерных для этого продукта белков. Большинство соков, получаемых из фруктов и овощей, являются ньютоновскими жидкостями. Полагают, что соки с более высокой вязкостью имеют более высокое качество, чем с низкой. Однако для неосветленных соков вязкость является малопригодным показателем для определения их качества, так как она зависит от характера, размера и количественного содержания взвешенных частиц.
^ К желеобразным (студням, гелям) пищевым продуктам относят: фруктовые желе, желатиновые десерты, творожные и другие, состоящие в основном из полимерных углеводов (крахмал, пектин или агар) или из белков (глобулин, желатин). Качество желеобразных продуктов зависит от желеобразующей (студнеобразующей) способности этих веществ при определенной концентрации в воде.
В пищевой промышленности широко используются крахмальные, пектиновые гели, растительные камеди, желатин и яичный альбумин.
Водные суспензии натуральных крахмалов не обладают желирующими свойствами. При нагревании до определенной температуры крахмальные зерна набухают, образуется гель, прочность которого зависит от типа и концентрации крахмала, условий его образования, реакции среды (рН), температуры. При охлаждении вязкость геля повышается. Чрезмерная варка уменьшает его вязкость.
В невареных продуктах большая часть крахмала находится в виде зерен со сравнительно низкой степенью гидратации. Эти зерна расположены внутри клеток, так что свойства продуктов зависят главным образом от свойств целой клетки и клеточных агломератов. Количество и качество обводненного крахмала во многом определяют свойства вареного продукта. Консистенция вареных крахмалосодержащих продуктов, таких, как картофель или рис, определяется в значительной степени состоянием крахмала вследствие его набухания при варке и сильного воздействия на структуру целых клеток.
Пектиновые соединения имеются во всех фруктах и овощах. Они являются цементирующим материалом для срединных пластинок между клетками и для уплотнения клеточных стенок. Пектин способен образовывать сахаро-кислотное желе, поэтому широко используется в пищевой промышленности.
При производстве кондитерских изделий, десертов, некоторых мясных изделий используют желатин. Его получают из коллагена - главной составной части соединительной ткани кожи, костей животных и птицы - кислотным или щелочным способом, что существенно влияет на его химические и механические свойства вследствие различного воздействия кислоты и щелочи на пептидные цепи и боковые группы коллагена.
Желатин образует плотный гель из охлажденного золя при низких концентрациях (0,5-1%). Полагают, что переход золя в гель и обратно происходит при следующих температурных условиях:
^
Золь 40°С <-> 30°С Гель
Прочность желе возрастает приблизительно прямо пропорционально квадрату концентрации и обратно пропорционально температуре. После образования геля его прочность повышается со временем: вначале быстро, затем более медленно.
Яичный белок, представляющий собой в нативном состоянии золь, при нагревании вследствие коагуляции белка переходит в плотный гель.
К пастообразным продуктам относятся макароны, вермишель, другие продукты, полученные путем экструдирования через отверстия холодного теста, состоящего из муки и воды. К пастообразным продуктам относятся некоторые грубоизмельченные продукты из растительного сырья, сохранившие в основном клеточную структуру.
К жирным пищевым продуктам относят сливочное масло, маргарин, шоколад, майонез, другие продукты. Большое содержание жира в этих продуктах определяет их структуру и консистенцию, что и является причиной их выделения в отдельную группу.
Качество сливочного масла и маргарина во многом определяется структурой продукта. Потребитель обычно отдает предпочтение продукту легко разрезаемому и обладающему способностью к намазыванию. Известно, что на эти свойства главное влияние оказывают состав кристаллов жира и их размеры, обусловливаемые температурой и другими условиями производственного процесса.
Структура сливочного масла представляет собой сплошную дисперсионную среду молочного жира, в который распределена дисперсная фаза, состоящая из капель водного раствора, молочного белка, минеральных солей, лактозы и других компонентов молока.
Масса какао, или горький шоколад, представляет собой сплошную среду масла какао, в которой распределены дисперсные частицы других нежирных компонентов. В ней нет шариков водного раствора, характерных для сливочного масла.
В плиточном шоколаде содержится много сахара и молочных сухих веществ, вкусовые соединения, эмульгаторы (лецитин) и масло какао. Характерные структурные свойства шоколада определяются главным образом липидными компонентами. Масло какао имеет более узкий диапазон пластичности сравнительно с другими жирами. Температура плавления масла какао 28-39°С. При комнатной температуре оно застывает, становится ломким и утрачивает маслянистость, при температуре 36°С - плавится, что является весьма полезным свойством.
К стекловидным относятся продукты, обладающие низкой упругостью (эластичностью), разламывающиеся под действием избыточного напряжения, то есть обладающий типичными свойствами стекла. Типичным стекловидным продуктом является леденцовая карамель. Это аморфный продукт, состоящий из застывших перенасыщенных сахарных сиропов. Карамели стекловидного типа имеют сплошную гомогенную некристаллическую структуру, состоящую из почти обезвоженной смеси углеводов с низкой молекулярной массой. Красители и кристаллические вещества, добавляемые к карамели, мало влияют на ее структуру .
Выраженное действие на консистенцию карамели оказывает содержание воды. При содержании воды 4% карамель имеет более мягкую консистенцию. По мере снижения содержания воды твердость продукта быстро повышается, достигая пика при 1,5%.
Физические свойства пищевых продуктов во многом определяют их качество. Количественные характеристики физических свойств пищевых продуктов выражаются через основные и производные физические величины и единицы их измерения.
^
В зависимости от природы физические свойства можно подразделить на следующие группы:
размерно-массовые характеристики (свойства);
структурно-механические свойства;
теплофизические свойства;
электрические свойства;
оптические свойства;
сорбционные свойства.
Размерно-массовые характеристики отдельных товаров и товарных партий представлены массой, длиной, площадью, объемом, плотностью.
Масса товаров - количество товаров в определенном объеме, выраженное в основной (кг) или производных величинах (мг, г, ц, т и др.).
Единичные экземпляры товаров и товарные партии характеризуются абсолютной массой, которая индивидуальна для каждого из них и иногда используется для их идентификации.
Единицы измерения абсолютной массы довольно часто используются для указания стоимостной характеристики товара (цена за 1 кг) и указываются на этикетках, вкладышах и ценниках.
Приемка, отпуск и реализация товаров по количеству также осуществляются чаще всего по абсолютной массе.
Абсолютная масса служит одновременно показателем качества, который регламентируется стандартами и ТУ для многих видов потребительских товаров, особенно для пищевых продуктов. Например, масса орехов, кочанных капустных овощей, сыров и творожных сырков, колбасных изделий, карамели, шоколада, хлебобулочных изделий, краски, стирального порошка. Массу учитывают при оценке качества кулинарных рыбных изделий; чем меньше размер рыбы, тем ниже выход съедобной массы и хуже органолептические свойства. Масса используется и для характеристики таких непродовольственных товаров, как ткани, бумага, обои, строительные материалы.
Иногда масса выражается в опосредованных единицах - количество штук в 1 кг или в 100 г. В этом случае устанавливается средняя масса единичного экземпляра товара. Обычно этот показатель применяется для мелких товаров, (например, 100 шт. – для орехов, 1000 шт. – для зерна) , для поштучного измерения которых требуются более точные весы и большие затраты на измерения.
Средняя и абсолютная масса единичных экземпляров применяется как классификационный признак для характеристики некоторых товаров. Так, одним из критериев деления яиц на категории служит их абсолютная масса: к отборной категории относят яйца массой не менее 65 г, к I - не менее 55 г, ко II - не менее 45 г. Пшеница со средней массой 1000 зерен 35- 45 г считается крупной, 30-40 г - средней, 20-25 г - мелкой.
Для упаковочных единиц и товарных партий применяется абсолютная масса, которая не только характеризует количество измеряемого объекта, но и служит идентифицирующим признаком (например, чай индийский в пачках массой 100, 50 и 25 г; масляная краска в банках массой 3; 2,3 и 1 кг). Массу партии в сертификатах соответствия указывают для идентификации принадлежности отобранных для испытаний образцов к конкретной партии.
Длина - основная физическая величина, выражаемая в м. Применяется как показатель качества отдельных товаров (длина огурцов, овощной зелени, бананов и т. п.), а также как основная единица измерений при приемосдаточном контроле по количеству тканей, стройматериалов из древесины, мебели, некоторых резинотехнических изделий, электропроводов, перевязочных материалов и т. п. Измерение товарных масс (упаковок, партий) также может производиться по длине, особенно если измерение по массе невозможно или требует больших трудозатрат.
Стоимостная характеристика единицы длины - это цена товаров, которые при отпуске измеряются по длине. При этом в практике торговли часто применяется такая единица измерения величины, как погонный метр - условная единица длины, не зависящая от ширины изделия.
Следует отметить, что ширина и высота - это тоже длина, но отличающаяся от доминирующей длины пространственным расположением. Для многих товаров (и упаковок) чрезвычайно важна количественная характеристика но только по длине, но и по ширине, высоте. Например, габариты мебели, бытовой техники, транспортных средств. При этом размеры по длине, ширине и высоте могут выражаться через основную единицу измерения (м) или производные - дольных (дм, см, мм) и кратных (км).
^ Выбор единиц измерения определяется размерами товаров или товарных партий.
Многие товары с круглым или овальным сечением измеряют по диаметру, например для большинства видов свежих плодов и овощей в стандарте установлен размер по наибольшему поперечному диаметру; например, для позднего картофеля стандартом ограничивается количество клубней размером от 20 до 30 мм; диаметром характеризуются посуда, тара с круглым дном.
Производными величинами длины являются площадь и объем.
Площадь - производная физическая величина, определяемая как произведение двух длин (длины и ширины). Эта величина чаще всего применяется для характеристики оборудования (занимаемая площадь), тары (площадь дна) или складских помещений (полезная площадь). Для товарных партий пользуются производным показателем - коэффициентом загрузки, который рассчитывается как масса товаров, размещаемая на 1 м 2 .
Объем - производная физическая величина, определяемая как произведение трех длин (длины, ширины и высоты). Это самая распространенная физическая величина, применяемая для характеристики жидких товаров (упаковочных единиц или товарных партий). Одновременно она служит мерой при отпуске товара потребителю, идентифицирующим признаком единичных экземпляров товаров или совокупных упаковочных единиц (например, молоко в тетрапаках вместимостью 1; 0,5; 0,25 л; духи во флаконах вместимостью 16, 50, 100 мл).
Для ряда непродовольственных товаров объем является важным показателем качества. Например, объем холодильной камеры холодильников, объем цилиндров двигателей автомашин.
Размерно-массовые характеристики товаров имеют непосредственное отношение к форме. Форма - показатели качества многих пищевых продуктов. Форма хлебобулочных и кондитерских изделий, сыров свидетельствует о качестве сырья, используемого при их производстве, о правильности проведения технологических процессов. У плодов и овощей форма характеризует их ботанический вид и сорт. Большую роль форма и размер играют при делении макаронных изделий на подтипы. В зависимости от размеров поперечного сечения различают следующие виды: соломку, особые, обыкновенные, любительские. Форма сечения трубчатых изделий может быть круглой, квадратной, рифленой и др.
Плотностью называют количество массы данного вещества в единице объема. Плотность рассчитывают по формуле.
Физические свойства
Форма для плодов и овощей – показатель сорта и ботанического вида; для кондитерских, хлебобулочных изделий, сычужных сыров форма характеризует и правильность проведения технологических процессов и качество сырья.
Масса единицы продукции (абсолютная масса) определяется при оценке качества многих пищевых продуктов. Для хлебопекарных и кондитерских изделий массу ограничивают требованиями стандартов; для семян злаков и сырого кофе определяют массу 1000 зерен, для орехов массу 100 штук.
Плотность - масса единицы объема, выраженная в кг/м 53 0 или г/см 53 0. Для жидких продуктов определяют относительную плотность, которую находят делением массы продукта при температуре 20 градусов на массу воды при той же температуре. Плотность характеризует химический состав продукта и степень его разбавления.
Натура (объемная или насыпная масса) продукта определяется как отношение его массы к занимаемому им объему вместе с порами и пустотами, выражается в кг/м 53 0. Объемную массу необходимо учитывать при определении вместимости тары, складских помещений, транспортных средств.
Структурно-механические свойства
Характеризуют сопротивляемость пищевых продуктов механическому воздействию, зависят от химического состава и строения продуктов.
Прочность - способность продукта сопротивляться механическому разрушению; определяется для установления качества сахара-рафинада, сухарей, макаронных изделий.
Твердость - свойство тела препятствовать проникновению в него другого (более твердого тела); определяется для зерна, сахара, овощей, плодов.
Упругость - способность тела мгновенно восстанавливать форму после приложения внешней силы (надавливания).
Эластичность - способность тела восстанавливать форму через некоторое время после надавливания.
Пластичность - способность продукта к необратимым деформациям (характеризует качество карамельной массы, теста).
Релаксация - свойство продуктов твердо-жидкой структуры, характеризующее время перехода упругих деформаций в пластические при постоянной нагрузке. Это свойство имеет большое значение при перевозке хлеба и хлебобулочных изделий, плодов, овощей, кондитерских товаров.
Ползучесть - свойство постепенного нарастания пластической деформации без увеличения нагрузки, особенно нагретого тела; характерно для повидла, мармелада, мороженого, сливочного масла, маргарина.
Вязкость - характеризует внутреннее трение, образующееся при относительном движении соседних слоев сиропов, патоки, меда, майонеза. Она зависит от сил сцепления между частицами и молекулами вещества, температуры продукта.
Липкость (адгезия) - способность продуктов проявлять в различной мере силы взаимодействия с другим продуктом или поверхностью тары, оборудования. Свойствами липкости обладают тесто, ирис, сыр, вареная колбаса, сливочное масло, хлебный мякиш, которые при разрезании прилипают к поверхности ножа, крошатся или ломаются.
Для характеристики структурно-механических свойств пищевых продуктов применяют термин "консистенция" - свойства продукта, обнаруженные при осязании или разжевывании.
Оптические свойства
Оптические свойства продуктов определяются визуально или при помощи приборов.
Прозрачность - способность продуктов пропускать свет (растворы сахара, рафинированные растительные масла, пиво).
Цвет - обусловлен естественными красящими веществами (пигментами) или добавлением искусственных красителей. Должен соответствовать виду и сорту продукта, может изменяться в процессе хранения и переработки.
Коэффициент преломления - способность продуктов и их растворов преломлять свет, характеризует качество и концентрацию продукта (сахарных растворов, растительных масел).
Оптическая активность - способность вращать плоскость поляризации поляризованного луча света.
Теплофизические свойства
Эти свойства проявляются при действии на пищевые продукты тепловой энергии. Знание теплофизических характеристик необходимо для обеспечения правильности протекания процессов варки, выпечки, стерилизации, пастеризации, замораживания, размораживания и хранения продуктов.
Теплоемкость - количество тепла, поглощенное телом при нагревании на 1 градус. Теплоемкость, рассчитанная на 1 кг продукта, называется удельной и выражается в Дж/(кг 5 о 0С). Низкой теплоемкостью отличаются продукты с большой массовой долей жира, высокой - продукты, имеющие большую влажность.
Коэффициент теплопроводности -количество тепловой энергии, которая протекает за единицу времени через 1 м 52 0 поверхности продукта на толщину 1 м при разнице температур 1 градус. Вода и продукты с большим влагосодержанием отличаются высокой теплопроводностью, способны быстро нагреваться и охлаждаться; жиросодержащие, пористые и сыпучие продукты обладают низкой теплопроводностью, что может вызвать их порчу.
Температура плавления жиров несколько выше температуры застывания. Эти характеристики зависят от состава и качества жиров.
Температура застывания должна учитываться при охлаждении, замораживании и хранении продуктов. Хранение при температуре ниже точки замерзания продуктов отрицательно сказывается на их качестве (для молока, напитков).
Сорбционные свойства
Сорбция - процесс поглощения из окружающей среды паров или газов. Увлажнение продуктов происходит в том случае, если давление водяных паров в воздухе превышает давление водяных паров на поверхности продуктов в результате испарения из них части свободной влаги. Продукты поглощают влагу в этом случае как за счет адсорбции (образование тонкого слоя на их поверхности) и абсорбции (путем объемного поглощения гидрофильными веществами), так и в результате капиллярной конденсации (при наличии микро- и макрокапилляров. Поглощение продуктом паров или газов с образованием химических соединений называется хемосорбцией.
Гигроскопичность - способность продуктов сорбировать влагу из окружающей среды. Поглощать влагу могут сухие и относительно-сухие продукты (мука, крупы, зерно, сахара, сухое молоко и другие), а также богатые белком, крахмалом, фруктозой, инвертным сахаром. Продукты, богатые жиром, или содержащие очень много влаги, не поглощают ее. Когда давление водяных паров на поверхности продукта больше, чем давление водяных паров в воздухе, происходит десорбция. Сорбция и десорбция влаги продуктом осуществляются до приобретения им равновесной влажности, когда давление водяного пара в воздухе и на поверхности продукта становятся равными. Поглощение продуктом влаги зависит от его химического состава, структуры, а также температуры, давления и относительной влажности воздуха. Относительная влажность воздуха есть отношение абсолютного количества влаги в воздухе к количеству воды при наибольшем насыщении при данной температуре, выражается в процентах, измеряется гигрометром или психрометром.
- Реологические, теплофизические, электрофизические, оптические и сорбционные свойства пищевого сырья.
Различие свойств пищевых продуктов обусловлено большим разнообразием структур и химического состава. Пищевые продукты бывают твердые, полутвердые и жидкие. Твердые могут иметь кристаллическую структуру (поваренная соль, твердые жиры) или аморфную (карамельные изделия). Хлеб, крупа, макаронные изделия, печенье, ткани мяса, рыбы, плодов и овощей характеризуются капиллярно-пористо-коллоидной структурой, кусковой сахар - капиллярно-пористой. Крахмал, мармелад, желатин - концентрированные студни. Мясной и рыбный фарш, овощное и плодовое пюре, тесто, сгущенное молоко, майонез - полужидкие продукты. Жидкие продукты - мед, молоко, растительное масло, вино, пиво, соки, напитки представляют собой либо коллоидные растворы, либо эмульсии, суспензии, полярные и неполярные растворы.
Большинство пищевых продуктов (мясо и мясные продукты, рыба, зерно, плоды, а также продукты их переработки) - сложные гетерогенные системы.
Свойства пищевых продуктов зависят от температуры, давления, технологии получения и других факторов. В характеристике качества пищевых продуктов свойства играют важную роль, обусловливая условия их перевозки и хранения. Некоторые показатели качества позволяют судить не только о свойствах, но и о биологических особенностях, химическом составе и органолептических достоинствах.
Способы кулинарной обработки зависят от свойств пищевого сырья. Свойства пищевых продуктов в связи со сложностью исследования гетерогенных систем изучены еще недостаточно.
Основные физические свойства. К ним относятся форма, размер, масса (масса единицы продукции, плотность, объемная или насыпная масса).
Форма плодов и овощей - показатель ботанического вида и сорта. Форма хлебобулочных и кондитерских изделий и сычужных сыров характеризует качество сырья и правильность проведения технологического процесса. Для сычужных сыров, колбасных изделий, макарон, яблок, овощей нормируется размер; рыбу по размеру делят на крупную, среднюю, мелкую и т. Д
Масса единицы продукции устанавливается при оценке качества многих пищевых продуктов. Масса в кг устанавливается при определении размера некоторых рыб, при заготовке и реализации свежей капусты - масса кочана, а для шоколада, печенья, вафель и некоторых других кондитерских изделий массу ограничивают. Для злаковых зерен и кофе показателем качества является масса 1000 зерен, для ореха - 100 шт., для карамели и конфет регламентируется количество штук изделий в 1 кг.
Плотность есть масса (в кг) единицы объема (в м3) однородного продукта, выраженная в кг/м3. В жидких продуктах определяют относительную плотность - безразмерную величину, которую находят делением массы продукта (при 20°С) на массу равного объема дистиллированной воды при той же температуре. Вследствие теплового расширения тел при повышении температуры продукта плотность уменьшается.
По плотности определяют, например, массовую долю сахара в винограде, используемом в виноделии, содержание поваренной соли в рассолах квашеной капусты и соленых огурцов, крепость спиртных напитков, содержание крахмала в клубнях картофеля (чем больше плотность клубней картофеля, тем больше в них крахмала).
Плотность может характеризовать химический состав жиров и молока. Так как с увеличением содержания кислорода в молекуле жирной кислоты плотность ее выше, то плотность предельных высокомолекулярных жирных кислот будет меньше, чем низкомолекулярных, а непредельных жирных кислот - возрастать с увеличением числа двойных связей. Поэтому по плотности жира можно судить о его жирнокислотном составе.
Объемную или насыпную массу продукта в кг/м3 определяют как отношение массы его к занимаемому им объему вместе с пустотами и порами. Объемную массу продукта необходимо учитывать при определении емкости тары, складских помещений, размещении продуктов для хранения, транспортных средств при перевозках.
Структурно-механические свойства пищевых продуктов. Эти свойства характеризуют сопротивляемость пищевых продуктов механическому воздействию. Они зависят не только от химического состава, но и от строения, или структуры, продукта. К ним относятся: прочность, твердость, упругость, пластичность, релаксация, вязкость, липкость.
Механические свойства продуктов проявляются в процессе их деформации, когда изменяется форма и размер тела под действием внешних сил.
Реология - наука о деформации и течении различных тел - дает возможность понять явления, которые происходят при производстве и хранении пищевых продуктов. При определении реологических свойств продовольственных товаров замеряют количество механической энергии, расходуемой во времени на создание в продуктах обратимых (упругих) или остаточных (пластических) деформаций, которые характеризуют силы химических связей между молекулами и звеньями, входящими в состав структуры. Эти данные позволяют судить о скорости протекающих в продуктах химических и биохимических процессов.
Прочность - способность продукта сопротивляться механическому разрушению - определяется при определении качества макарон, сахара-рафинада, сухарей и других продуктов.
Твердость - краевая прочность тела - свойство тела препятствовать проникновению в него другого (более твердого) тела. Для определения твердости на поверхность продукта воздействуют твердым наконечником, имеющим форму шарика, конуса, пирамиды или иглы. Определяют твердость сахара, зерна, плодов, овощей и других продуктов.
Упругость - способность мгновенно восстанавливать форму тела после приложения внешней силы (надавливания) и эластичность - способность восстанавливать форму после надавливания через некоторое время - имеют значение при хранении и перевозке товаров (хлеб, плоды, овощи) и при определении качества (мякиша хлеба, клейковины муки, свежести мяса и рыбы и др.).
Пластичность - способность продукта к необратимым деформациям - характеризует качество карамельной массы, теста и др.
Релаксация - свойство продуктов твердо-жидкой структуры, характеризующее время перехода упругих деформации в пластические при постоянной нагрузке. Определенной величиной релаксации обладают сыр, творог, мышечная ткань, мясной фарш. Это свойство имеет большое значение при перевозке хлеба и хлебобулочных изделий, плодов и овощей, кондитерских товаров и др.
Явление ползучести - свойства постепенного нарастания пластической деформации, особенно нагретого продукта без увеличения нагрузки, - характерно для коровьего масла, маргарина, сычужных сыров, мороженого, мармелада, повидла и других кондитерских изделий.
Вязкость характеризует внутреннее трение, происходящее при относительном движении соседних слоев сиропов, патоки, меда, майонеза, соков, растительных масел и других жидкостей и зависящее от сил сцепления между частицами и молекулами вещества (в значительной мере от температуры продукта).
Липкость (адгезия) - способность продуктов проявлять в различной мере силы взаимодействия с другим продуктом или с поверхностью тары, в которой находится продукт. Свойствами липкости обладают сливочное масло, сыр, мясной фарш, вареная колбаса, ирис, хлебный мякиш и другие продукты, которые при разрезании прилипают к лезвию ножа, крошатся или ломаются. Липкость продуктов определяют для управления этим свойством в процессе производства и хранения товаров.
Для характеристики структурно-механических свойств пищевых продуктов в товароведении применяют термин «консистенция». Под консистенцией понимают вязкость, липкость, эластичность и другие свойства, обнаруживаемые при осязании и разжевывании пищевого продукта.
Оптические свойства. Это прозрачность, цветность, рефракция и оптическая активность, которые определяются зрением.
Прозрачность - важный показатель качества продуктов, характеризует способность их пропускать свет. Прозрачность характерна для ликеро-водочных изделий, пива, минеральных вод, рафинированных растительных масел, столовых виноградных вин, шампанского. Старые вина, десертные и ликерные вина могут иметь легкое помутнение, допускается незначительное помутнение для нерафинированных масел.
Цвет пищевых продуктов обусловлен естественными красящими веществами (пигментами) или добавлением искусственных красителей, должен соответствовать виду товара, быть однородным по всей массе. При тепловой обработке (варке) цвет продуктов (мяса, овощей) изменяется.
По способности продуктов и их растворов преломлять луч света, характеризуемой коэффициентом преломления света, судят о качестве некоторых (сахара, жира) продуктов и количестве отдельных составных частей (массовая доля сухих веществ в томатопродуктах, соках, кофе и др.).
По оптической активности, т. е. способности вращать плоскость поляризованного луча света, судят о видах сахаров и их количестве в растворе. Оптически активны крахмал, гликоген, сахар, амины, кислоты и другие вещества.
Теплофизические свойства. Эти свойства выявляются при действии на пищевые продукты тепловой энергии и характеризуются теплоемкостью, теплопроводностью, температурой плавления, затвердевания, замерзания. Знание теплофизической характеристики необходимо для обеспечения качества при варке, выпечке, пастеризации, стерилизации, замораживании, размораживании, перевозке и хранении продуктов.
Качество многих продуктов определяется скоростью их охлаждения в начале хранения. Теплоемкость - количество тепла, поглощенное телом при нагревании на 1 °С. Теплоемкость, рассчитанная на 1 кг продукта, называется удельной теплоемкостью и выражается в Дж/(кг-град). Она зависит от химического состава, структуры, биологических особенностей и многих внешних причин. Низкой теплоемкостью отличаются продукты с большой массовой долей жира, большой - имеющие много влаги.
Коэффициентом теплопроводности называется количество тепловой энергии, которая протекает через 1 м2 поверхности продукта на толщину 1 м при разнице температур в 1°С за единицу времени. Вода и продукты с большим содержанием влаги отличаются большей теплопроводностью, чем жиросодержащие, пористые и сыпучие продукты.
Продукты с высокой теплопроводностью способны быстро нагреваться и быстро охлаждаться. Охлаждение внутренних слоев партии продукта с низкой теплопроводностью (жирная свинина) тормозится, что может вызвать его порчу.
Температура плавления жиров несколько выше температуры затвердевания. Эти характеристики используются при изучении состава и качества жиров.
Температура замерзания продукта должна учитываться при охлаждении, замораживании и хранении продуктов свежими. Хранение при температуре ниже точки замерзания отрицательно сказывается на качестве молочных продуктов, вин и других напитков.
Сорбционные свойства продуктов. Сорбцией называется процесс, при котором продуктом поглощаются из окружающей среды пары или газы. Процесс, обратный сорбции, называется десорбцией. Так как при сорбции и десорбции паров и газов происходит изменение качества пищевых продуктов, то важно знать, какое количество пара, газа способны поглотить продукты в различных условиях хранения, а также как влияют поглощенные вещества на свойства продуктов.
Увлажнение продуктов происходит в том случае, если давление водяных паров в воздухе превышает давление водяных паров на поверхности продукта в результате испарения части свободной воды самого продукта. Продукты поглощают в этом случае влагу как за счет адсорбции (образования тонкого слоя на его поверхности), абсорбции (путем объемного поглощения гидрофильными веществами), так и в результате капиллярной конденсации (при наличии макро- и микрокапилляров).
Поглощение продуктом газов или паров с образованием химических соединений называется хемосорбцией. Когда давление водяных паров на поверхности продукта больше, чем давление водяных паров в воздухе, происходит десорбция влаги продуктом. Сорбция или десорбция влаги продуктом происходит до приобретения им равновесной влажности, когда давление водяного пара в воздухе и на поверхности продукта становится равным.
Гигроскопичность - способность продукта сорбировать влагу из окружающей среды. Зависит этот показатель от пористости рыхлых тел и в большей мере от свойств веществ данного продукта. Поглощать влагу способны сухие и относительно сухие продукты (сухое молоко, сухофрукты, чай, кофе), богатые белком, крахмалом, фруктозой и инертным сахаром; продукты, богатые жиром или содержащие очень много влаги, не поглощают ее.
Массовая доля гигроскопичной влаги в продукте зависит от его химического состава, а также от относительной влажности воздуха, которую измеряют психрометром или гигрографом.
Относительная влажность воздуха, выражаемая в процентах, есть отношение абсолютного количества влаги в воздухе к количеству воды при наибольшем насыщении для данной температуры, т. с. степень насыщения воздуха водяным паром.
Описание работы
Различие свойств пищевых продуктов обусловлено большим разнообразием структур и химического состава. Пищевые продукты бывают твердые, полутвердые и жидкие. Твердые могут иметь кристаллическую структуру (поваренная соль, твердые жиры) или аморфную (карамельные изделия). Хлеб, крупа, макаронные изделия, печенье, ткани мяса, рыбы, плодов и овощей характеризуются капиллярно-пористо-коллоидной структурой, кусковой сахар - капиллярно-пористой. Крахмал, мармелад, желатин - концентрированные студни.
2417 0
Годятся в пищу нам со дня творенья
Животные продукты и растенья,
Солей и минералов пестрый ряд,
Лекарства, что недуги исцелят.
Ибн Сина
Число потребляемых натуральных продуктов ограничено: в основном это свежие овощи, фрукты, ягоды, орехи, мед. Большинство продуктов употребляют после переработки: колбасные, кондитерские, хлебобулочные изделия, кисломолочные продукты, различные блюда и т.д. Пищевые продукты различаются по химическому составу, перевариваемости, усвояемости, характеру воздействия на организм человека, что надо учитывать при построении лечебных диет и выборе оптимальных способов кулинарной переработки.
В одном из руководств тибетской медицины говорится: «Нет в природе такого вещества, которое не годилось бы в качестве лечебного средства. Если посмотреть на природу взглядом врача, ищущего лекарственные средства, то можно сказать, что мы живем в мире лекарств». Многие дары природы успешно используются в народной медицине и служат сырьем для приготовления различных лекарственных препаратов.
Краткая характеристика диетических свойств основных пищевых продуктов
Молоко
Содержит белки, полноценные по содержанию аминокислот. Жирные кислоты, входящие в состав липидов молока, в основном насыщенные. В молоке большое содержание кальция, магния и фосфора, находящиеся в легкоусвояемой форме.Молоко и получаемые из него продукты содержат большинство необходимых организму пищевых веществ, которые благоприятно сбалансированы и хорошо усваиваются. Молоко, особенно в теплом виде, требует для переваривания минимального напряжения секреторной функции желудка и быстро покидает его.
Молоко и многие молочные продукты обладают диетическими свойствами. В натуральном виде и для приготовления различных блюд оно незаменимо в лечебном питании многих заболеваний. Например, в молоке относительно много калия и мало натрия, что позволяет увеличить мочеотделение при отеках.
Кисломолочные напитки (кефир, ацидофилин и др.)
Сравнительно с молоком эти продукты легче перевариваются и усваиваются, стимулируют выделение пищеварительных соков, нормализуют двигательную функцию кишечника и подавляют в нем гнилостные бродильные процессы. Ценность кисломолочных продуктов состоит в том, что они содержат в своем составе микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности (антибиотики), угнетающие деятельность гнилостных бактерий в кишечнике.Ацидофильные напитки полезны при хронических гастритах с низкой кислотностью желудочного сока, колитах, фурункулезе и т.д.
Сыры
Являются весьма ценными пищевыми продуктами. К подобным продуктам кроме сыра можно отнести только яйца и икру. В сыре сконцентрированы пищевые вещества молока. Сыры характеризуются высоким содержанием белка, жира, легкоусвояемого кальция и фосфора. В лечебном питании применяют неострые, малосоленые и предпочтительно нежирные сыры, чаще в диетах при туберкулезе, хронических заболеваниях кишечника и печени, в периоде выздоровления после инфекционных болезней, при переломах костей. Тертый сыр переваривается легче, чем нарезанный ломтиками. В плавленых сырах меньше белков, жиров, кальция, чем в обычных твердых сырах.Творог
Отличается высоким содержанием полноценного легкоусваяемого белка, кальция и фосфора. Широко используется в лечебном питании (атеросклероз, болезни печени, сахарный диабет, ожоги, переломы костей и другие заболевания).Мясо и мясные продукты
Мясо полезно как источник полноценного белка, ряда витаминов и минеральных веществ. Белки мяса полноценные (достаточное содержание незаменимых аминокислот). Содержание белка в различных видах мяса: говядина — 18—20%, жирная свинина — 11,7%, беконная свинина — 17%, баранина — 15,6 — 19,8%, птица — 18—21%. Жиры мяса содержат в основном насыщенные жирные кислоты.Мясо и мясные продукты содержат относительно много витаминов группы В, фосфора, калия, железа и цинка. Минеральные вещества, содержащиеся в мясе, хорошо усваиваются.
В мясе кролика содержится 21% белка, 7—15% жира. Мышечные волокна мяса кролика мелкие, что способствует более легкому перевариванию. Сравнительно с мясом других животных в крольчатине меньше холестерина, больше фосфолипидов, железа. Все это позволяет широко использовать мясо кролика в различных диетах.
Перевариваемость мяса зависит от вида, возраста и упитанности животных, части туши, вида кулинарной обработки. Вареное или рубленое мясо проваривается лучше, чем жареное или куском. Очень тощее мясо переваривается хуже упитанного, говядина — хуже телятины, курятина — хуже цыпленка. Части туши, бедные соединительной тканью (спинная, поясничная), перевариваются лучше, чем богатые ею (шея, голяшки и др.). Мясо, богатое соединительной тканью, рекомендуется при запорах, ожирении, атеросклерозе.
Мясные продукты, особенно субпродукты, содержат большое количество экстрактивных веществ, в том числе пуринов, которые преобразуясь в организме человека в мочевую кислоту, способствует развитию подагры. Отварное мясо содержит меньше пуринов, чем жареное или тушеное, так как большая часть пуринов переходит при варке в бульон. При тепловой обработке мяса происходят потери питательных веществ. Наименьшие потери пищевых веществ наблюдаются при тушении мяса, приготовлении рубленых котлет, а наибольшие — при варке и жарении. Жарение — наименее выгодный и наименее рациональный вид тепловой обработки мяса. В лечебном питании используют телятину, говядину, отдельные категории свинины и баранины, мясо кролика, кур, индеек. Не рекомендуются утки и гуси, содержащие большое количество жира.
Из субпродуктов (внутренние органы и части туш) наиболее важна в лечебном питании печень, богатая кроветворными микроэлементами и витаминами. Кроветворные вещества хорошо усваиваются из вареной, тушеной, жареной печени, паштетов. Поэтому в диетах, в частности при малокровии, нет необходимости применять только сырую и полусырую печень.
В лечебном питании используют вареные колбасы, особенно докторскую, диетическую, молочную, диабетическую. Кровяная и ливерная колбаса эффективны при малокровии. В лечебном питании исключаются копченые, полукопченые, жирные, пряные и острые колбасы. При некоторых болезнях почек надо ограничивать содержание белков в рационе. В этом случае ограничивается и мясо. Жареное мясо не рекомендуется при заболеваниях желудка, печени, желчевыделительной системы, поджелудочной железы.
Лисовский В.А., Евсеев С.П., Голофеевский В.Ю., Мироненко А.Н.