Физические свойства пищевых продуктов.

Задание по теме: Функциональные свойства пищевых продуктов.

1. Изучит теоретический материал.

2. Составить конспект письменно в тетради

Функциональные свойства - физико-хими­ческие и другие характеристики, определяющие поведение про­дукта при хранении и переработке, а также обеспечивающие же­лаемую структуру, технологические и потребительские свойства готовых изделий. В отдельных случаях для определения функци­ональных свойств продукта используют термин «технологические свойства».

Кулинарную продукцию производят из разнообразных компо­нентов (ингредиентов).

Ингредиент — вещество животного, растительного, микробио­логического или минерального происхождения, а также природные или синтезированные пищевые добавки, используемые при подго­товке или производстве пищевого продукта и присутствующие в готовом изделии в исходном или измененном виде.

Ингредиенты отличаются как по агрегатному состоянию, так по физическим свойствам. Среди них есть жидкие и порошкооб­разные сыпучие продукты, а также имеющие пастообразную и твердую консистенцию. Отдельные экземпляры пищевых продук­тов, имеющих твердую консистенцию, могут характеризоваться линейными, иногда довольно значительными размерами.

При рассмотрении функциональных свойств отдельных про­дуктов следует учитывать физические свойства как единичных эк­земпляров или упаковочных единиц, так и крупных товарных партий однородных продуктов в целом. Это в первую очередь от­носится к сыпучим и жидким продуктам, транспортируемым и хранящимся так называемым бестарным способом, — зерну, муке, крупам, корнеплодам и овощам, молочным продуктам, вину, растительному маслу и др. При изменении условий хранения и при технологической обработке физические свойства и агрегат­ное состояние продуктов могут изменяться. Например, при пони­жении температуры растительное масло часто теряет текучесть.

Рассматривая функциональные свойства товарных партий про­дуктов, следует учитывать то, что они не всегда однородны по со­ставу. В продуктах могут находиться различного рода примеси, присутствовать вредители запасов, проявлять свою жизнедеятель­ность микроорганизмы. Отдельные компоненты товарных партий могут иметь различающиеся физические свойства, что в свою очередь будет сказываться на характеристике партии в целом.

К физи­ческим свойствам продовольственных товаров относят структур­но-механические свойства, сыпучесть, способность к самосортиро­ванию, скважистость, сорбционные и теплофизические свойства.

1 Структурно-механические свойства — особенности продук­та, проявляющиеся при ударных, сжимающих, растягивающих и других воздействиях. Эти свойства характеризуют способность продуктов сопротивляться приложенным внешним силам или из­меняться под их воздействием. К ним относятся прочность, твер­дость, упругость, эластичность, пластичность, вязкость.

Прочность - способность твердого тела сопротивляться раз­рушению при приложении к нему внешней силы при растяжении или сжатии, — одно из важнейших структурно-механических свойств.

-Прочность материала зависит от его структуры и порис­тости.

-Материалы, имеющие линейное расположение частиц и меньшую пористость, более прочные. Чем прочнее единичный эк­земпляр продукта, тем меньше он разрушается или деформирует­ся. Прочность имеет важное значение для качественной характе­ристики таких продовольственных товаров, как макароны, сахар-рафинад, печенье, плоды, овощи и др. Если пищевые продукты недостаточно прочные, увеличивается количество лома, крошки.

Твердость — местная краевая прочность тела, которая харак­теризуется сопротивлением проникновению в него другого тела.

-Твердость продуктов зависит от их природы, формы, структуры, размеров и расположения атомов, а также сил межмолекулярно­го сцепления. На твердость кристаллических тел влияет кристал­лизационная вода, которая ослабляет внутренние связи и умень­шает твердость. Твердость определяют при оценке степени зрело­сти свежих плодов и овощей, так как при созревании их ткани размягчаются. Уменьшение твердости косвенно влияет на сохра­няемость плодов и овощей, особенно их устойчивость к микробиологическим повреждениям.

Деформация — способность объекта изменять размеры, форму и структуру под влиянием внешних воздействий, вызывающих смещение отдельных частиц по отношению друг к другу.

-Дефор­мация зависит от величины и вида нагрузки, структуры и физи­ко-химических свойств объекта.

-Деформации могут быть обрати­мыми и необратимыми. При обратимой деформации первоначаль­ные размеры, форма и структура тела после снятия нагрузки восстанавливаются полностью, при необратимой — не восста­навливаются. Способность к обратимым деформациям характе­ризуется упругостью и эластичностью, разница между которымизаключается во времени, в течение которого восстанавлива­ются исходные параметры. Необратимые деформации обуслов­лены плотностью.

Упругость — способность объекта к мгновенно обратимым де­формациям. Этим свойством обладают хлебобулочные изделия, для которых упругие свойства мякиша являются одним из наибо­лее важных показателей, характеризующих степень свежести.

2 Сыпучесть — способность перемещаться по наклонным плос­костям. Все порошкообразные продукты (мука, крупы, сахар-песок и др.), а также состоящие из единичных экземпляров более или менее округлой формы (зерно, корнеплоды, овощи, многие плоды) обладают хорошей сыпучестью.

Хорошая сыпучесть многих продуктов позволяет легко переме­щать их при помощи транспортеров, шнеков, загружать в различные по форме емкости хранилищ. Эти продукты также лег­ко перемещаются самотеком по наклонной плоскости.Сыпучесть характеризуют двумя показателями: углом трения и углом есте­ственного откоса.

- Угол трения - наименьший угол, при котором масса продукта начинает скользить по какой-либо поверхности.

- Угол естественного откоса, или угол ската - угол между диаметром основания и образующей кону­са, получающегося при свободном падении части массы продук­та на горизонтальную поверхность.

-На сыпучесть продукта влия­ют форма, размер, характер и состояние поверхности единичных экземпляров продукта, а так­же его влажность и наличие примесей, род поверх­ности, по которой продукт перемещают.

Наименьшие углы трения и естественного откоса у семян зер­новых культур шарообразной формы с гладкой поверхностью (го­рох, просо, люпин).

Примеси, встречающиеся в массе продукта, как правило, пони­жают его сыпучесть. Например, при наличии значительного коли­чества семян сорняков с цепкой, шероховатой поверхностью сыпу­честь зерна может быть полностью потеряна. Такое зерно нельзя без предварительной очистки засыпать в силос элеватора, так как могут быть закупорены выпускные отверстия. С увеличением влажности продукта его сыпучесть значительно понижается.

Сыпучесть продуктов учитывают при проектировании и эксп­луатации хранилищ, мельниц и других предприятий.

3 Самосортирование - неравномерное распределение входящих в сыпучие продукты компонентов по отдельным участкам насыпи.

Самосортирование обусловлено неодинаковой сыпучес­тью компонентов массы, оно нарушает однородность массы про­дукта и создает условия, способствующие развитию нежелатель­ных явлений. При свободном падении массы продукта (например, в процессе заполнения силоса элеватора) самосортированию спо­собствует парусность, т. е. неодинаковое сопротивление, оказыва­емое воздухом каждой отдельной частичке. Вследствие самосор­тирования в насыпи продукта появляются участки, резко отлича­ющиеся по своему составу. При хранении зерна и ряда других продуктов это крайне нежелательно, так как в тех участках, где скапливаются мелкие щуплые зерна или легкие примеси, начина­ются активные физиологические процессы, что может привести к порче зерна.

4 Скважистость - заполненные воздухом промежутки между зернами в насыпи.

Многие продукты не абсолютно плотно запол­няют объемы. Остаются промежутки между твердыми частицами, которые заполнены воздухом. Наличие таких промежутков назы­вается скважистостью. Образование скважин в массе продукта влияет на многие протекающие в нем физические и физиологи­ческие процессы.

-Скважистость позволяет продувать продукт воз­духом или вводить в него пары различных веществ для обеззара­живания.

От скважистости зависит объемная, или насыпная, масса про­довольственных товаров.

-Чем выше скважистость, тем меньше продукта поместится в емкость определенной вместимо­сти, поэтому скважистость продукта необходимо учитывать при проектировании хранилищ и транспортных средств.

5 Сорбционные свойства - способностью поглощать (сорбировать) из окружающей среды пары различных веществ и газы.

Десорбция - обратный процесс — выделения паров и газов.

Значительная сорбционная емкость массы продукта объясняет­ся двумя причинами: капиллярно-пористой коллоидной структу­рой единичных экземпляров и скважистостью массы продукта.

Сорбционные свойства имеют значение при хранении, обра­ботке и транспортировании продуктов. Вследствие сорбции про­дукты могут приобрести различные не свойственные им запахи (например, нефтепродуктов, дыма, полыни). Рациональные ре­жимы сушки или активного вентилирования массы продуктов могут быть осуществлены только с учетом их сорбционных свойств.

Гигроскопичность - один из видов сорбции - способность продуктов к поглощению водяных паров. Гигроскопическиесвойства имеют исключительное значение.

-Влажность продук­та - фактор, обусловливающий стой­кость продукта при хранении.

-Влагообмен между продуктом и возду­хом может происходить в двух противоположных направлениях: десорбция — передача влаги от продукта воздуху, когда парци­альное давление пара над поверхностью продукта выше, чем в воздухе; сорбция — принятие влаги из воздуха.

-Влагообмен между продуктом и воздухом прекратится, когда парциальное давление водяного пара в воздухе и над поверхностью продук­та будет одинаковым, т. е. наступит динамическое равновесие. Влажность продукта, соответствующая этому состоянию, назы­вается равновесной и повышается с увеличением влажности окружающей среды. Равновесная влажность при стационарных условиях окружающей среды (постоянной влажности и темпера­туре) — величина постоянная.

Величина равновесной влажности зависит от химического со­става продукта. Так, у масличных культур при всех равных усло­виях величина равновесной влажности почти вдвое меньше, чем у зерновых. Это объясняется меньшим содержанием в масличных семенах гидрофильных коллоидов.

Важным для практики являет­ся то, что влажность продуктов изменяется неравномерно. Наи­более значительно возрастает влажность продукта при относи­тельной влажности воздуха в пре­делах 80—100 %. При относитель­ной влажности воздуха 75 % рав­новесная влажность злаковых 15— 16%, а в более насыщенном вла­гой воздухе она увеличивается вдвое и достигает 32 — 36%.

-Равновесная влажность зависит от температуры окружающего воздуха. С понижением температуры воздуха величина равновес­ной влажности возрастает (при понижении с 30 до 0 °С пример­но на 1,5%).