Какие качества пищевых продуктов зависят от влажности
Правила хранения плодов и овощей
Многие товары при хранении изменяют свою влажность. Увлажнение или усыхание товаров происходит в результате контакта с окружающим воздухом, который всегда содержит водяные пары.
Абсолютная влажность воздуха
— это упругость (или давление) водяного пара (е), содержащегося в воздухе, выраженная в миллибарах (мбар) и характеризующая влагосодержание воздуха. Например 1 м3 воздуха при температуре 0°С может удержать 4 г водяных паров, а при температуре +27°С — 17 г. Обычно в воздухе содержится меньше водяных паров, чем требуется для его полного насыщения.
Поэтому введено определение относительной влажности воздуха (ОВВ, %).
Относительная влажность воздуха (ОВВ, %) представляет собой отношение упругости водяного пара, содержащегося в воздухе, к упругости насыщенного пара при той же температуре (Е). Она характеризует степень насыщенности воздуха водяным паром:
ОВВ(%)= е/Е • 100.
Недостаток насыщенности или дефицит влажности (д) является разностью упругости насыщенного водяного пара при данной температуре и упругости водяного пара, содержащегося в воздухе:
д=Е-е.
Этот недостаток насыщенности, как и упругость водяного пара, выражается в миллибарах.
Максимальная упругость водяного пара зависит от температуры воздуха и очень быстро уменьшается с ее понижением.
Например, при температуре +20°С упругость водяного пара составляет 23 мбар, при +10°С — 11 мбар, при 0°С — 6 мбар, при -10°С — 2,9 мбар, при -20°С — 1,2 мбар и при -30°С — только 0,5 мбар.
Допустим, в 1 м3 воздуха при нормальном давлении и температуре 21°С содержится 15 г водяных паров, а для полного насыщения воздуха водяными парами при этой же температуре и давлении необходимо 20 г водяных паров на 1 м3 воздуха. В этом случае ОВВ составит:
15 г / 20 г • 100=75%.
Относительную влажность воздуха измеряют психрометрами и гигрометрами (рис. 6, 9).
Рис. 6. Волосной гигрометр: 1 — винт; 2 — блочок; 3 — грузик; 4 — стрелка; 5 — шкала.
Рис. 9. Гигрограф: 1 — пучок волос; 2 — рамка; 3 — крючок; 4 — угловой рычаг; 5 — цилиндрический противовес; 6 — изогнутая часть рычага; 7 — плечо стрелки; 8 — стрелка.
Психрометр состоит из двух термометров, спиртовой шарик одного из которых обернут батистовой ленточкой, опущенной в стакан с дистиллированной водой. Влажный термометр показывает более низкую температуру, чем сухой, так как на испарение воды затрачивается тепло. Чем суше воздух, тем быстрее происходит испарение влаги, значит больше разница в показаниях сухого и влажного термометров. По разности показаний сухого и влажного термометров (°С) с помощью психрометрической таблицы определяют ОВВ в помещении (рис. 7).
Рис. 7. Психрометр.
Продукты, обладающие большой активной поверхностью и содержащие гидрофильные вещества (крахмал и др.), являются гигроскопическими, то есть способными быстро поглощать влагу.
При низкой относительной влажности воздуха может происходить усыхание некоторых продуктов питания.
Для хранения каждого вида товара необходима определенная относительная влажность.
При одной и той же абсолютной влажности относительная влажность воздуха может расти и убывать в зависимости от температуры. С понижением температуры ОВВ повышается, воздух становится более влажным. С повышением температуры происходит обратное.
В случае избытка водяных паров в воздухе они конденсируются (сгущаются) и выпадают в виде росы и дождя при температуре выше 0°С, в виде инея и снега — при температуре ниже 0°С.
Образование капель воды (отпотевание) можно наблюдать на поверхности товара, если его внести с холода в теплое помещение. Теплый воздух, соприкасаясь с холодной поверхностью товара, охлаждается и становится насыщенным. Отпотевание продукта происходит при резких колебаниях температуры.
Между влажностью воздуха и влажностью продукта имеется взаимосвязь — продукт или теряет влагу, или поглощает ее из воздуха. Через некоторое время устанавливается равновесие между содержанием влаги в продукте и относительной влажностью — упругость водяного пара в воздухе соответствует упругости пара над поверхностью продукта, потому не происходит ни усушки, ни увлажнения.
Испарение воздуха из продуктов увеличивается с повышением температуры, понижением относительной влажности воздуха, усилением его циркуляции.
Высокая относительная влажность воздуха в некоторых регионах страны весьма часто является причиной порчи продуктов питания при хранении.
В тех районах, для которых характерно понижение температуры воздуха летом, рано наступают первые морозы и поздно — последние; в которых зима мягкая, с частыми оттепелями, — к снегованию овощей нужно относиться осторожно и систематически следить за температурой внутри буртов с овощами.
Учитывая особенности климата региона необходимо систематически измерять температуру и относительную влажность воздуха в местах хранения овощей и плодов.
Если относительная влажность воздуха высокая, то помещение в сухую погоду необходимо проветривать, на железных противнях следует разложить негашеную известь.
Если влажность воздуха ниже, чем требуется, то при сырой погоде рекомендуется проветривать помещение, мыть полы, на батареях отопления подвесить керамические стаканчики с водой, которая, испаряясь, увеличит количество водяных паров в воздухе.
Источник
Оценка безопасности и качества пищевых продуктов по содержанию влаги и сухих веществ
Актуальность
Вода — одна из важнейших составляющих пищевых продуктов. Количество воды в пищевых продуктах влияет на их качество. Повышенное содержание влаги может способствовать развитию микроорганизмов и плесневых грибов.
Оценка безопасности пищевой продукции по содержанию влаги — это один из способов обеспечения безопасности и высокого качества продуктов питания.
Цель
Оценить безопасность пищевой продукции по массовой доле влаги.
Задачи
1. Изучить нормативную документацию, связанную с массовой долей влаги в пищевых продуктах.
2. Изучить методы определения влаги в продуктах питания.
3. Провести анализ пищевой продукции по массовой доле влаги.
4. Рассчитать социально-экономический ущерб при потреблении пищевых продуктов с повышенным содержанием влаги.
Оснащение и оборудование, использованное в работе
• Сушильный шкаф ШС-80-01 СПУ 1
• Аналитические весы ACZET (Citizen Scale)
• Эксикатор
Описание работы
На первом этапе изучалась нормативная документация в области регулирования содержания влаги и сухих веществ в пищевой продукции: ГОСТ 28561-90 «Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения сухих веществ или влаги», ГОСТ Р 51926-2002 «Консервы. Икра овощная. Технические условия», технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
Для определения влаги и сухого вещества были отобраны следующие образцы:
— икра овощная из кабачков;
— икра овощная из баклажанов «Лукашинские закуски «Нежная»;
— икра овощная из баклажанов «Домашняя»;
— икра овощная из тыквы;
— сушёные яблоки;
— сушёная айва.
На следующем этапе проводился анализ исследуемых образцов продуктов по определению массовой доли влаги и сухих веществ. Для этого образцы высушивали до постоянной массы при температуре 105° С в течение 4-5 часов.
Затем бюкс с образцами помещали в эксикатор для охлаждения на 30 минут, после чего взвешивали на аналитических весах. Затем бюкс снова помещали в сушильный шкаф на 1,0-1,5 часа с последующим охлаждением и взвешиванием. Данную последовательность повторяли несколько раз. Измерения проводились до тех пор, пока разница между результатами двух взвешиваний составила не более 0,0005 г. В таком случае масса вещества считалась постоянной.
Были рассмотрены два показателя: масса бюкса и влажного вещества, взятого на высушивание, и масса бюкса и сухого остатка, полученного после высушивания. Потеря массы в граммах, отнесённая к массе навески, с пересчётом на 100 г вещества выражает влажность исследуемого продукта.
Содержание влаги в процентах вычисляли по формуле:
, где:
— m — масса бюкса с навеской до высушивания, г;
— m1 — масса бюкса с навеской после высушивания, г;
— m0 — масса пустого бюкса, г.
Для определения влаги в сухих фруктах и овощах их высушивали в мелко нарезанном виде при температуре 98-100° С. Взвешивание на аналитических весах проводилось с точностью до 0,001 г. Перед взвешиванием бюкс необходимо было закрыть крышкой.
При определении сухих веществ и других показателей анализ производили на двух параллельных пробах. Результат выводили как среднюю величину данных двух проб. При определении сухих веществ расхождения не должны быть больше 0,5%.
Массовую долю сухих веществ вычисляли по формуле:
, где W- массовая доля влаги, %.
При повышенном содержании влаги в пищевом продукте может образоваться плесень, что может быть причиной развития аллергического заболевания. Расчёт социально-экономического ущерба производился автором на примере одного работающего человека со стажем работы 20 лет с аллергическим заболеванием (данное заболевание чаще всего проявляется в достаточно зрелом возрасте).
Результаты и выводы
1. Образцы с повышенным содержанием влаги и пониженным содержанием сухих веществ являются некачественными и могут быть опасны для здоровья человека из-за риска развития в них плесневых грибов.
2. Массовая доля влаги в продуктах питания не всегда соответствует установленным нормам. Вероятная причина — нарушение технологии производства продукции.
3. Социально-экономический ущерб при употреблении недоброкачественной продукции в перерасчёте на одного человека составил 237174 рублей.
Перспективы использования результатов работы
Полученные результаты можно использовать для информирования населения о качестве пищевых продуктов по содержанию влаги и сухих веществ.
Сотрудничество с вузом при создании работы
ФГБНУ «ВНИИТеК»
Источник
Роль влаги в пищевых продуктах. Общие сведения.
Значительная часть технологических процессов в пищевой промышленности осуществляется в водной среде, и, соответственно, в составе многих полуфабрикатов и пищевых продуктов присутствует то или иное количество влаги. В связи с этим массовая для влаги является одним из важнейших показателей при оценке качества пищевых изделий. Этот показатель присутствует в технической документации практически на все виды пищевых продуктов. С массовой долей влаги непосредственно связан срок хранения продуктов, так как избыток влаги способствует протеканию химических и ферментативных реакций и развитию микроорганизмов, вызывающих плесневение и разложения продуктов. Массовая доля влаги оказывает непосредственное влияние на технико-экономические показатели предприятий. Избыток влаги с одной стороны может повысить выход годной продукции (например в колбасных изделиях), а с другой понизить его (как, например, увеличение влаги в муке на 1% понижает выход хлеба на 1,5-2%). Увеличение влагосодержания в перерабатываемом сельскохозяйственном сырье может приводить к увеличению энергозатрат. В нормативно-технической документации, учитывая большую важность этого показателя устанавливаются предельные нормы массовой доли влаги в пищевой продукции, а также методы её определения. Практически этот показатель является обязательным для всех видов сырья, полупродуктов и пищевой продукции. Все методы определения массовой доли влаги в продукции можно разделить на прямые и косвенные. К прямым методам можно отнести все химические методы, которые основаны на взаимодействии воды с каким-либо химическим реактивом (например с водорастворимым красителем). К этим же методам относят все методы основанные на дистилляции воды из продуктов высококипящими органическими растворителями (такими как ксилол и минеральные масла) и низкокипящими растворителями (этиловый спирт) с последующим определением объёма перегнанной воды. К косвенным методам измерения массовой доли влаги относятся термогравитометрические методы (основанные на высушивании), денситометрические (основанные на измерении оптичесой плотности), рефрактометрические и поляриметрические (основанные на измерении показателя преломления и изменении плоскости поляризации света), электрофизические (основанные на измерении электропроводности, диэлектрической проницаемости, ёмкости и индуктивности), а также методы основанные на измерении поглощения влагой инфракрасного излучения. Прямые методы определения массовой доли влаги достаточно трудоёмки, требуют значительного времени и не всегда гарантируют требуемую точность получения результатов. Косвенные методы позволяют определять не само количество влаги, содержащееся в продукте, а измерять физический показатель, который непосредственно функционально связан с содержащейся влагой. Эти методы достаточно оперативны, точны, аппаратурно обеспечены и метрологически проработаны. Наиболее распространённым среди косвенных методов определения массовой доли влаги является термогравитометрический метод основанный на вычислении разницы в массе навески исследуемого продукта до высушивания и после него. В нормативно-технической документации встречается много различных модификаций этого метода. Все они, в зависимости от физико-химических свойств исследуемого продукта отличаются условиями отбора проб, подготовкой образца к высушиванию, условиями и режимом высушивания (температура, способ передачи тепла высушиваемому продукту, время высушивания). В тех случаях когда продукт содержит вещества способные разлагаться при высоких температурах сушку проводят при пониженном давлении. В случаях когда высушиваются вязкие материалы (например сахарный сироп, карамельная масса) для облегчения и ускорения процесса диффузии влаги применяют наполнители в качестве которых используется кварцевый или обычный речной прокалённый песок. Наполнитель смешивают с исследуемым продуктом, образец становится рыхлым и это способствует высушиванию. Кроме того в процессе сушки не образуется корка, которая также мешает диффузии влаги к поверхности продукта. При высушивании таких продуктов как мясо для устранения возможности появления корки исследуемый образец также помещают в песок. В некоторых случаях для высушивания вязких жидкостей применяют ролики из фильтровальной бумаги. Основная цель при высушивании исследуемого образца для определения массовой доли влаги состоит в том, чтобы в процессе удаления влаги свести к минумуму потери сухих и летучих веществ содержащихся в продукте. Кроме того следует учитывать, что под действием высокой температуры в продукте могут протекать окислительные и гидролитические процессы, которые также могут оказывать влияние на получаемый результат. Необходимо отметить, что все эти методы определения массовой доли влаги достаточно условны и их результаты в значительной степени зависят от принятого метода определения. Способы сушки могут быть различны. Наибольшее распространение получили процессы сушки испарением путём подвода тепла. Испарение чаще протекает при температурах ниже точки кипения удаляемых жидкостей. Сушка бывает естественная и искусственная. Естественная происходит в среде атмосферного воздуха за счёт его температуры, искусственная в сушилках, сушильных шкафах или в специальных приборах и устройствах. Теплоносителем при искусственной сушке служат, как правило, нагретый воздух. Однако применяется и радиационный (инфракрасный) нагрев. В процессе высушивания влага из внутренних слоёв перемещается к поверхности материала, откуда испаряется за счёт подведённого тепла в окружающую воздушную среду. Скорость (интенсивность) сушки зависит от перемещения влаги внутри материала и удаления её с поверхности испарения в окружающую среду. Различают следующие формы связи влаги с материалом: химическую (в точных количественных соотношениях), физико-химическую, включая адсорбционную (поглощённую белками и крахмалом), осмотическую, структурную в различных, не строго определённых соотношениях, и механическую (влагу макро- и микрокапилляров и влагу на поверхности) в неопределённых соотношениях. При сушке удаляется влага, связанная физико-химически и механически. Скорость испарения влаги с поверхности материала пропорциональна разности парциальных давлений паров на поверхности и в окружающей среде. Чем суше газовая среда, тем интенсивнее протекает испарение жидкости. Коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом тепломассообмена, зависит от гидродинамических условий обтекания тела потоком воздуха, физических констант среды и влажности воздушной среды. Весь процесс сушки влажного тела протекает в течение двух периодов (период постоянной скорости сушки и период падающей скорости сушки). В первый период влажность материала на поверхности испарения выше максимальной гигроскопической, а давление паров равно давлению насыщенных паров над чистой жидкостью при температуре испарения. При этом скорость сушки не зависит от влажности материала, а температура его близка к температуре адиабатического испарения воды (то есть температуре мокрого термометра). По мере высыхания материала наступает момент, когда на поверхности влажность становится меньше максимальной гигроскопической, а парциальное давление паров жидкости меньше давления насыщенных паров при соответствующей температуре. В этот период скорость сушки зависит от влажности материала и непрерывно уменьшается по мере удаления влаги. Скорость сушки становится равной нулю, когда влажность материала будет равна равновесной влажности. В процессе сушки изменяются физико-технологические свойства высушиваемого материала. В зависимости от проведения процесса сушки можно получит различные скорости сушки и технологические свойства материала. Может происходить изменение цвета, запаха, возможно окисление материала, разложение и испарение ароматических веществ, денатурация белков, потеря витаминов, усадка и т.п. Поэтому при выборе режима и способа сушки учитывается не только получение максимальных интенсивностей сушки за минимальное время при минимальных затратах тепла и электроэнергии, но и сохранение определённых качественных показателей исследуемого пищевого продукта. При определении массовой доли влаги, как правило, подвод тепла к высушиваемому материалу осуществляют конвекцией (воздухом предварительно нагретым электрическими теплонагревателями), контактом (тепло передаётся за счёт теплопроводности) или радиационно (инфракрасным излучением). Явления, протекающие в высушиваемом объекте в процессе сушки в лабораторном сушильном шкафу, делают в некоторой мере условным сам процесс высушивания. Для того чтобы условность метода свести к минимуму и получить при этом сравнимые результаты, требуется строго соблюдать одни и те же условия режима сушки (температура, скорость движения воздуха, величина навески, степень измельчения продукта, размер и форма бюкса, размеры сушащей камеры сушильного шкафа). Все эти условия достаточно строго регламентируются в государственных стандартах на методы испытаний пищевых продуктов. Существует два основных метода определения массовой доли влаги методом высушивания: высушивание до постоянной массы и ускоренный метод (последний существует в двух модификациях: ускоренный метод и экспресс-метод). Ускоренными методами определяют массовую долю влаги в зерне, муке, крахмале, макаронных изделиях, хлебобулочных и кондитерских изделиях влаги и летучих веществ в растительных маслах и т.д. Для каждого продукта в зависимости от его физико-химических свойств применяют строго определённые условия (температуру высушивания, время высушивания и способ подвода тепла). Чаще всего продолжительность высушивания составляет 40-50 минут (для экспресс-метода 5-12 минут). Ускорение процесса сушки приводит к тому, что распад веществ при высокой температуре протекает более энергично, что безусловно сказывается на точности получаемых результатов. Кроме того, применение ускоренного метода сушки к пищевым продуктам с повышенной влажностью, например, хлебобулочным изделиям, часто даёт явно заниженные результаты из-за недосушки продуктов. Рекомендуемые страницы: Читайте также:
|
Источник