ЛЕКЦИЯ 1. СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ План: Растительное и животное сырье. Предприятия первичной и вторичной переработки сырья. Зерновое сырье и его качество. Фруктово-овощные и бахчевые продукты. Основное жировое сырье, его качественные показатели. Хранение и подготовка сырья к переработке. Хранение и потери. Особые меры по хранению различного сырья. Процессы протекающие в сырье при хранении. Условия хранения. Подготовка сухого сырья к переработке. Подготовка свежих фруктов и овощей к переработке. Пищевая технология – это отрасль прикладного характера, занимающаяся изучением способов производства продуктов и базирующаяся практически на всех фундаментальных науках. Сложные процессы, происходящие при переработке сырья в продукты питания, основаны на законах физики, химии, биохимии, микробиологии, механики и др. Современная пищевая промышленность насчитывает несколько десятков отраслей, использующих разнообразное сырье, работающих по региональным схемам и на специфическом оборудовании. Ключевым звеном общественного развития и основой всех национальных и государственных структур является производство. На предприятиях осуществляется производство пищевые продукты, составляющие основу жизнедеятельности человека и безопасности государства. Они также обеспечивают доход для подавляющей части населения. В условиях рыночных отношений роль технологического развития резко возрастает, ибо только своевременная смена технологий в соответствии с требованиями рынка обеспечивает конкурентоспособность предприятия, основой процветания которого является грамотная технологическая политика. После восстановления государственной независимости в 1991 году Узбекистан начал реализовывать суверенные права и вести самостоятельную политику в сфере экономики. Главным направлением этой деятельности стали создание системы экономики, основанной на различных формах собственности, переход к рыночным отношениям и интеграция в мировую экономику. Важная роль в жизни общества принадлежит активной производственной технике и технологии, которые представляют существенную часть всей технической системы, ее ядро. Главными, определяющими стимулами развития технологии являются экономические, производственные потребности общества. Экономические отношения накладывают свой отпечаток на развитие техники, либо давая ему простор, либо сдерживая его в определенных границах. Однако для понимания роли техники и технологии в развитии общества недостаточно подвергнуть изучению экономические отношения этого общества, рассматривая закономерности развития техники просто как частный случай социально-экономических закономерностей, ибо «...машина столь же мало является экономической категорией, как и бык, который тащит плуг...». Высоко оценивая роль науки и техники в развитии общества можно выделить их технологические и социально-экономические функции, с одной стороны, рассматривая науку и технику как звено в системе производительных сил, а с другой - в качестве звена определенной социальной системы. Развитие технологии испытывает мощное влияние экономических и идейных институтов общества. В свою очередь социальное воздействие техники на общество идет прежде всего через повышение производительности труда, через специализацию средств труда, которая служит технической основой разделения труда, и, наконец, путем замещения техническими средствами трудовых функций человека. Это социальное воздействие техники легко прослеживается, например, при переходе от ручного труда к машинному, а затем к комплексной автоматизации производства. Техника влияет на общество не только через сферу материального производства, но изменяет условия труда и быта, влияет на мировоззрение человека, его психологию, мышление и т.д. Обеспечение здоровья населения страны – одно из приоритетных направлений деятельности государства. Производство продуктов питания, их качество должны являться важнейшим рычагом, обеспечивающим поддержание здо-ровья, работоспособности и творческого потенциала нации. Продовольственная безопасность любой страны, по определению Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), есть способность государства обеспечить физическую и экономическую доступность продуктов питания всем гражданам и социальным группам страны, гарантируемую наличием собственного производства продовольствия, и принятие социальной политики, обеспечивающей достаточный прожиточный минимум. Государственная политика в области обеспечения здоровья населения страны – это комплекс мероприятий, позволяющих удовлетворить потребности различных категорий населения в рациональном питании с учетом традиций, привычек и экономического положения. При решении проблемы сохранения здоровья населения необходимо сконцентрировать внимание на обеспечении его традиционными продуктами питания, расширении рациона, организации производства продуктов питания на основе современных наукоемких технологий, развитии и скорейшем внедрении в практику образовательных программ. Поэтому правительство Узбекистана уделяет большое внимание на развитие пищевой промышленности республики. На долю пищевой промышленности Узбекистана приходится 30% промышленной продукции. Пищевая промышленность республики размещенная практически повсеместно выпускает почти весь известный ассортимент продукции. Пищевая промышленность многоотраслевая, здесь особо выделяются виноделие, производство фруктовых, овощных, рыбных консервов, табачных изделий, мясо-молочных продуктов, выпуск пива и безалькогольных напитков, хлебопечение, кондитерская промышленность и т.д. Пищевая промышленность призвана удовлетворять потребности населения в различных продуктах питания в соответствии с физиологическими потребностями человека». Исходя из необходимости постоянного восстановления энергетических затрат для обеспечения должной работоспособности и жизнедеятельности, установлены физиологические суточные нормы потребления белка (97,6 г, в том числе белка животного происхождения 58 г), жиров (98,5 г) и углеводов (420,9 г). С учетом этих данных и возможных потерь определяются средние годовые физиологические нормы потребления основных (исходных) продуктов питания из расчета на душу населения. Основываясь на них, предприятия пищевой промышленности выпускают огромный ассортимент пищевых продуктов, важнейшие из которых - мука, крупы, хлебобулочные изделия, мясо, рыба, мясо- и рыбопродукты, молоко и молочные изделия, растительное масло, сахар, соль, овощные и фруктовые консервы, кондитерские, винно-водочные изделия. Классификация отраслей, производящих пищевые продукты, приведена на рис. 1.1. Предприятия пищевой промышленности делятся на две основные группы в зависимости от типа перерабатываемого продукта: 1. Предприятия по переработке растительного сырья. 2. Предприятия по переработке животного сырья. Предприятия по переработке растений делятся на предприятия первичной и вторичной переработки. Предприятия первичной переработки включают предприятия по производству муки, сахара-песка, консервов, первичного виноделия, первичной переработки алкоголя, табака и чайного листа, растительного масла. Их сырьем являются зерна, фрукты и дыни, масличные культуры и так далее. Предприятия вторичной переработки сырья включают предприятия по производству хлеба, макаронных изделий, кондитерских изделий, сахаррафинад, продуктов вторичного виноделия, по изготовлению чая и сигарет, переработке масла (маргарин, майонез, мыло). Сырьем этих предприятий является продукция предприятий первичной переработки: мука, сахар-песок, растительное масло, виноматериалы и др. По способу получения «целевого продукта» пищевые производства подразделяются на: а) извлекающие ценные вещества из исходного сырья (спиртовая, мукомольная, сахарная); б) повышающие концентрацию ценных компонентов в пищевом продукте (овощесушильная); в) изготовляющие продукцию из различных компонентов (консервная); г) изготовляющие продукцию из полуфабрикатов первичного производства (макаронная). Признаками классификации могут быть также состав сырья, применяемого в производственном процессе (однокомпонентное сырье, многокомпонентные смеси), и полнота его использования (полное включение сырья в состав продукции либо неполное, т. е. с образованием технологических отходов). Эти признаки во многом определяют особенности и структуру технологических линий пищевых производств. Рис.1.1. Отрасли производящие продукты Все технологические линии пищевых производств разделяют на три группы, каждая из которых представляется обобщенной структурной схемой, отражающей особенности этой группы. В структуре любой технологической линии можно выделить три стадии: подготовительную, основную и заключительную. На подготовительной стадии производства сырье подготавливают к переработке (очистка, мойка, сортировка и пр.), на основной происходят все превращения, необходимые для получения готовой продукции, а на заключительной - продукции придают товарный вид. Первую группу составляют производства, продукцию которых получают на основе обработки многокомпонентных смесей. Входящие в них отдельные виды сырья и полуфабрикатов полностью включаются в состав целевой продукции (хлебопекарное, кондитерское производства). Структура линий этой группы предприятий (рис. 1.2, а) характеризуется большим количеством параллельных потоков на подготовительной стадии, которые затем объединяются в один общий поток на основной. Параллельные потоки на основной стадии используют только для увеличения производительности либо для выпуска других сортов или видов продукции. Во вторую группу входят производства, продукция которых не отличается по составу от используемого сырья (консервирование целых овощей, фруктов и других продуктов сушкой, замораживанием, стерилизацией). Структура этих линий (рис. 1.2,б) характеризуется последовательным проведением технологических операций от начальной до конечной стадии. Параллельные линии, как и в предыдущем случае, применяются для выпуска других сортов продуктов либо повышения производительности. В третью группу объединены производства, в которых целевой продукт извлекают одним либо несколькими существующими способами (экстракция, фильтрование, сортирование) из исходного сырья (сахарное, крахмалопаточное, мукомольное, крупяное, маслоэкстракционное). Линии этих предприятий (рис. 1.2, в) состоят из последовательно выполняемых технологических операций с большим количеством возвратных потоков продукта и рабочих агентов (рециклов), поскольку превращение продукта происходит в результате многократно повторяемых воздействий, которые целесообразно осуществлять в однотипных машинах и аппаратах. Это обусловливает существенную сложность структуры основной стадии. При выпуске многосортной продукции и наличии отходов усложняется и структура заключительной стадии. Многие пищевые производства представляют собой различные комбинации рассмотренных трех типов технологических процессов. Например, в микробиологических производствах (дрожжевом, ферментном) питательный субстрат, является сложной смесью ингредиентов, прошедших начальную переработку на подготовительной стадии. Целевой продукт выделяют из этой смеси путем сложных биохимических превращений с последующим концентрированием. Таким образом, здесь сочетаются особенности технологических процессов первой и третьей групп. Представление технологических линий однотипными структурами позволяет упростить некоторые задачи их анализа и синтеза (проектирования). Технологическая линия является элементом структуры предприятия пищевой промышленности, а каждое предприятие в свою очередь - первичным элементом в иерархической структуре народного хозяйства. Если рассматривать структуру предприятия с позиций управления, то можно выделить два его уровня: технологический и организационно-экономический. Цель технологического управления - получение продукции высокого качества в результате обеспечения заданных технологических режимов на всех участках технологического процесса. Управление в этом случае часто сводится к простому регулированию: стабилизации параметров, изменению их по определенной программе и пр. Организационно-экономическое управление направлено на получение эффективных результатов хозяйственной деятельности, что достигается принятием различных управленческих решений по широкому кругу трудно формализуемых задач (выполнение производственной программы по всем показателям, подготовка кадров, обеспечение сырьем и т. п.). Рис.1.2 Структура технологической линии, перерабатывающей: а – многкомпонентное сырьё; б – однокомпонентное с неизменным в процессе переработки составом; в – однокомпонентное с извлечением ценных веществ. Чем больше разнообразие продуктов питания, тем разнообразнее сырье. Поэтому их также можно разделить на группы по их основным свойствам или химическому составу. Например, его можно разделить на группы сухого растительного сырья и влажного растительного сырья или группы углеводного сырья, жирного сырья, белкового сырья и сырья эфирного масла. Любое сырье - это биоматериал, специфические свойства которого определяются такими параметрами, как химический состав, элементы клеточного и тканевого строения. В химический состав этого сырья входят белки, углеводы, липиды, витамины, ферменты и микроэлементы. Качество сырья, относящегося к каждой группе, измеряется и определяется определенными показателями. Эти показатели разделены на группы величин, которые отражают физические, химические, технологические, органолептические и другие свойства сырья. В частности, показатели качества зерна делятся на пять групп: ботанически-физиологические показатели - вид, сорт, срок и количество всхожести, энергия прорастания; органолептические характеристики - цвет, вкус, запах; физические параметры - форма и размер, абсолютный и натуральный вес и др.; механические свойства - модуль натяжения, сыпучесть, вязкость и др.; химические параметры - влажность, зольность, количество клейковины, кислотность и др.; технологические параметры - специальные показатели, указывающие, подходит ли зерно для производства муки, хлеба или макаронных изделий. Фруктовое сырье делится на 4 группы по строению и образованию стебля растения: семенные (яблоки, груши, цитрусовые), косточковые (вишня, вишня, сливы, абрикосы), ягоды (виноград, смородина, малина) и ореховые (миндаль, грецкие орехи, фисташки). Бахчевые плоды делится на 2 группы: вегетативные - с использованием листьев, корней (капуста, салат, редис, лук, морковь, картофель, свекла и др.) и плоды (кабачки, огурцы, помидоры, горох и др.). Хранение сырья - это неотъемлемая часть любого технологического процесса, задача которого - хранить сырье без потерь или с минимальными отходами, а также поддерживать или улучшать качество сырья. Типы методов, используемых для решения проблемы хранения сырья, следующие: 1. Подготовка сырья к хранению (очистка от добавок, сортировка, разделение на сорта, затаривание или складирование и т. д.). 2. Сушка сырья (зерновых и масличных культур) или консервирование (фрукты и овощи). 3. Создание оптимальных условий окружающей среды и автоматический контроль (состав, относительная влажность, температура). 4. Не допускать попадания в запасы различных вредителей и насекомых (насекомых, грызунов, птиц). 5. Подготовка сырья к производству. Осуществление этих мер по хранению заложит основу для производства качественных пищевых продуктов не только для сохранения количества сырья, но и для поддержания его технологического качества. Имеются потери при хранении сырья до периода переработки. Эти потери бывают двух типов - потеря веса (потеря веса) и потеря качества (потеря материала). Хотя эти потери взаимосвязаны, потеря массы не всегда влияет на качество (просыпание). Потери при хранении сырья можно разделить на пять групп: механические, физико-химические, биологические, биохимические и химические потери. Механические потери в основном возникают из-за просыпания, разбрасывания, промывки, в зависимости от физических свойств сырья. Физические и химические потери сырьевой массы в основном связаны с испарением и сушкой. Эти потери в основном связаны с жидкими продуктами, фруктами и овощами. Двумя основными причинами биологической потери сырья являются микробиологические процессы и распространение вредителей (насекомых и грызунов). Биохимические потери происходят из-за продолжения дыхательного процесса в сырье. Химические потери вызваны реакциями, которые могут происходить под действием излучения, света, атмосферного кислорода и различных неорганических катализаторов. Предотвращение перечисленных потерь - основная задача хранения сырья. Принцип организации хранения выбирается в зависимости от того, является ли сырье сухим (зерно, мука и др.) Или водянистым (фрукты и овощи). Хотя зерно и крупы очень разнообразны, их характеристики хранения схожи. Когда влажность в их хранилище превышает критический предел, скорость биохимических и микробиологических процессов резко возрастает. Потому что это естественно, что каждый грамм зерна и зерновых продуктов содержит сотни тысяч микроорганизмов. Оптимальная температура для их развития 20-40oC. Следовательно, если поддерживать температуру 8-10oC, рост микроорганизмов прекращается. Разнообразие водянистого сырья намного шире и разнообразнее зерновых продуктов. Их ботанический вид, сорт, специфические характеристики фруктов или овощей, принципы условий хранения, приготовления и хранения одинаковы, независимо от уровня качества. Потому что особенность этой группы сырья в том, что они содержат много влаги. Пятая часть этой влаги находится в связанном состоянии, а остальная часть - в свободном состоянии. Поэтому они очень чувствительны к процессам обмена модой и внешним условиям окружающей среды. Это сырье хранится при низких температурах и высокой относительной влажности, чтобы предотвратить потерю влаги и максимально замедлить метаболизм и микробиологические процессы. Потеря влаги приводит к увяданию плода и уменьшению массы, в результате чего они гниют и плесневеют из-за снижения иммунитета. Овощи и фрукты также являются хорошей средой жизни микроорганизмов. Например, 1-2 млн микроорганизмов на грамм внешнего покрытия капусты или картофеля. Устойчивость водянистого сырья к микроорганизмам зависит от их химического состава, природных свойств и условий окружающей среды. Сохранение естественной прочности сырья - ключевая задача процесса хранения. Во время роста растений их листья, стебли, семена и плоды в основном участвуют в синтезе питательных веществ, тогда как при хранении сельскохозяйственных продуктов в основном происходят процессы гидролитического разложения. Однако после сбора урожая сырье сначала проходит процессы послеуборочного созревания, на которых процессы синтеза в течение вегетационного периода подходят к концу. В течение последующего периода хранения сырье проходит стадию постепенного покоя, начиная с послеуборочной стадии созревания. В этом состоянии естественного покоя физиологические процессы минимальны и не наблюдается прорастания. Однако во время дыхания протекают окислительновосстановительные реакции в присутствии ферментов, сырье выделяет тепло и углекислый газ, токсины расщепляются, и иммунитет сырья повышается. В этом случае расход основного сырья очень низкий. Важнейшим фактором поддержания этого состояния является низкая температура. Ухудшение качества потерявшего покой сырья ускоряется. В зависимости от типа сырья он подвергается биохимическим и химическим процессам самопроизвольного нагревания, физиологического разложения и окончательного прорастания, что делает его совершенно непригодным для использования. Режимы хранения сырья - температура, относительная влажность и газосодержание окружающей среды. Например, существует три режима хранения зерновой массы: сухой (до критической влажности); в охлажденном состоянии; в бескислородных условиях. В таких режимах можно хранить зерно 3-4 месяца на предприятиях, 2-3 года в силосах, 4-5 лет на специальных складах. Хранение овощей и фруктов в охлажденном состоянии осуществляется двумя способами: охлажденными и замороженными. Главное условие хорошего хранения любых овощей и фруктов - это оптимально подобранная температура охлаждения и относительная влажность. Например, яблоки от -0,5 до + 0,5oC; зерна 0oC; мандарин при температуре от 0,3 до 2oC и относительной влажности 80-85% для зерна; 85-90% для яблок, винограда, груш; 7883% - оптимальное состояние для цитрусовых. Картофель нельзя хранить в холодильнике до температуры ниже 0 ° C и ниже. Универсальных условий хранения овощей и фруктов нет. Срок годности любых овощей и фруктов даже в оптимальных условиях - это индивидуальная особенность и имеет определенный предел. Фрукты и овощи, такие как яблоки, виноград, капуста и некоторые сорта лука, можно хранить в течение 6-7 месяцев, а помидоры, огурцы, зеленые овощи, бобовые и ягоды можно хранить в течение нескольких недель или до 2-3 месяцев. Существуют разные методы подготовки сырья к переработке, которые зависят от типа сырья, его физического состояния и метода последующей обработки. При этом способы подготовки различного сухого сырья к переработке схожи, а способы подготовки разного водянистого сырья к переработке аналогичны. Контрольные вопросы: 1. Классификация пищевых предприятий по видам сырья. 2. Виды первичной и вторичной обработки растительного сырья. 3. Задачи хранения сырья. 4. Удельные качественные показатели сырья. 5. Виды способов хранения сырья. 6. Виды потерь при хранении сырья и их характер. 7. Принцип выбора способа хранения сырья. 8. Процессы послеуборочной стадии созревания. 9. Спокойное состояние сырья. 10. Оптимальные условия для хранения влажного сырья. 11. Оптимальные условия хранения сухого сырья. «Ключевые» слова и словосочетания Растительное сырье, животноводство, типы предприятий, физико-химические потери, биологические потери, химические потери, функции хранения, принципы хранения, послеуборочное созревание, состояние покоя.
