Технологические свойства пищевых сред

Условия переработки сельскохозяйственного сырья и получения продуктов питания, конструкции рабочих органов машин и аппаратов, оптимальные режимы их функционирования определяются совокупностью физико-химических и биохимических свойств пищевых сред. Можно выделить две группы свойств, общих для пищевых сред: показатели качества продуктов питания и показатели технологических свойств сырья и полуфабрикатов на всех стадиях технологического процесса.

Показатели качества продуктов питания. Эти показатели характеризуют потребительские свойства продуктов, основные из которых — пищевая ценность, доброкачественность и благоприятное воздействие на органы чувств человека.

Пищевая ценность определяется калорийностью и биологической полезностью продукта питания и зависит от содержания в нем полезных веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, микроэлементов и др.

Доброкачественность пищевой продукции — это безусловная безвредность ее при употреблении в пищу. Доброкачественность обеспечивается либо путем отбраковки негодной продукции, либо очисткой сырья и полуфабрикатов от посторонних примесей. Если по результатам лабораторных анализов установлено, что в сырье или продукции содержатся вредные вещества, например ядовитые химические соединения, болезнетворные микроорганизмы и т.п., то такое сырье или продукция подлежат отбраковке.

В любом пищевом производстве значительная часть технологических операций связана с отделением полезных веществ обрабатываемой среды от посторонних примесей, например неорганических частиц почвы, остатков скелетных структур растений и животных. Продукция признается годной, если содержание в ней посторонних примесей не превышает установленных норм.

Во время потребления пищевой продукт оказывает воздействие на основные внешние чувства человека: зрение, обоняние, осязание, слух, а также может вызывать боль.

Эстетика пищевых продуктов — это красота формы и цвета изделий, а также их художественная отделка. При визуальном восприятии жидких пищевых продуктов особое внимание обращается на их цвет и прозрачность, а продукция в виде твердых тел характеризуется геометрическими размерами, формой, блеском, эстетичностью внешнего вида и др.

Вкусовые качества продуктов питания определяются органолептическими свойствами: сладостью, свежестью, запахом, консистенцией и др. При потреблении пищевой продукт вызывает у человека следующие ощущения: мягкость и твердость, нежность и прочность, шероховатость и зернистость, сочность и хруст и т. п. Комплекс этих ощущений и обусловливает предпочтение потребителем данного пищевого продукта или отказ от него.

Показатели технологических свойств сырья и полуфабрикатов. При функционировании линии осуществляется последовательное выполнение технологических операций, направленных на преобразование потребительских свойств исходного сырья в потребительские свойства готовой продукции. Однако в процессе преобразования этих потребительских свойств на первый план выступают показатели технологических свойств сырья и полуфабрикатов, которые определяют условия проведения каждой конкретной технологической операции. Такими показателями прежде всего являются структурно-механические и теплофизические характеристики этих пищевых сред.

Пищевые среды (включая сырье, полуфабрикаты и продукт) в зависимости от состава, дисперсного строения и структуры обладают различными реологическими свойствами и текстурными отличительными признаками (табл.).

Таблица. Классификация пищевых сред по реологическим свойствам и текстурным признакам

Пищевая среда (сырье, полуфабрикат, продукт)	Дисперсная система	Типичные реологические свойства	Типичные текстурные признаки
Вода, спирт, масло растительное	Чистая жидкость	Ньютоновская вязкость	Водянистый, жидкий
Расплавленные жиры (какао-масло)	Чистый расплав	Преимущественно ньютоновская вязкость	Жидкий, густой, маслянистый
Солевые и сахарные растворы, экстракты, пиво, напитки	Истинный раствор	То же	Жидкий, густой, слизистый
Белковые растворы, мутные фруктовые и ягодные соки	Коллоидный раствор	Ньютоновская вязкость, возможны вязкоупругость, тиксотропия	Жидкий, густой, слизистый
Суспензии (какао, фруктовые и овощные соки, супы), эмульсии (молоко, сливки, майонез)	Жидкообразная	Ньютоновская и неньютоновская вязкость, тиксотропия, вязкоупругость	Жидкий, густой, кремообразный, тягучий, клейкий
Фруктовое пюре (яблочный мусс, ореховый мусс), творог, фарш	Пастообразная	Неньютоновская вязкость, тиксотропия, реопексия, вязкоупругость	Густой, клейкий, кашеобразный, резинообразный, слизистый, тягучий
Масло животное, пенная масса, желе, тесто, йогурт, паштет, картофельное пюре	Связанная мягкая	Пластичная вязкость, обратимая и необратимая тиксотропия, упругость, вязкоупругость	Мягкий, мажущийся, скользкий, кремообразный, пастообразный, клейкий, эластичный
Мягкий хлеб, вареная колбаса, вареный картофель	Связанная полутвердая	Упругость, пластичная вязкость, вязкоупругость	Мягкий, крепкий, резинообразный, вязкий
Свежие яблоки, груши, картофель, огурцы, мясо, хлебобулочные изделия длительного хранения, шоколад, конфеты	Прочная	Упругость, пластичная вязкость, вязкоупругость	Мягкий, прочный, хрупкий, ломкий, вязкий
Карамель, зерно, ядра орехов, макаронные изделия, морковь	Твердая	Упругость, твердость, высокая текучесть и прочность, хрупкость	Крепкий, твердый, хрупкий, ломкий, стекловидный

Образование и изменение структур пищевых сред, обусловленное технологическими процессами, приводит к формированию высококонцентрированных дисперсных систем, обладающих наиболее сложными реологическими свойствами (табл.).

Таблица. Типы дисперсных систем пищевых сред

Пищевая среда (сырье,	Дисперсионная	Дисперсная	Дисперсная
полуфабрикат, продукт)	среда	фаза	система
Экстракт кофе при
распылительной сушке	Газ	Жидкость	Жидкий аэрозоль
Мука при пневмотранспортировании		Твердое тело	Твердый аэрозоль
Белковая пена		Газ	Пена
Молоко, майонез		Жидкость	Эмульсия
Какао-масса	Жидкость	Твердое тело	Золь
Фруктовый сок			Суспензия
Мороженое, безе, сухари		Газ	Твердая пена, пористое твердое тело
Масло, маргарин,		Жидкость	Твердая эмульсия
овощи, фрукты			Пористое твердое тело, заполненное
			жидкостью
Макаронные изделия,	Твердое тело	Твердое тело	Твердая суспензия
шоколад

Пищевая среда (сырье,	Дисперсная	Дисперсионная
полуфабрикат, продукт)	фаза	среда
Шоколад	Кристаллы сахара, твердые частицы	Кристаллическая форма какао-
	какао, пузырьки воздуха	масла
Мороженое	Пузырьки воздуха, капельки жира,	Кристаллическая водянистая
	белковые макромолекулы	фаза
Овощи, фрукты, картофель,	Капельки жидкости, пузырьки воз	Целлюлоза, белковая оболочка
зерно, масличные	духа, крахмальные зерна
семена
Мякиш хлеба	Пузырьки воздуха, частично кристаллические	Крахмальный и белковый гель
	молекулы крахмала, частицы
	отрубей
Мясо	Капельки жидкостей, кости, капель	Белковые макромолекулы
	ки жира

Реологические свойства, текстура и теплофизические характеристики пищевых сред определяют закономерности взаимосвязи и взаимозависимости между совокупностью воздействий (механических, гидромеханических, термических, биохимических, коллоидно-химических и др.) рабочих органов машин и аппаратов, составляющих линию, и реакциями на эти воздействия сырья, полуфабрикатов и готовых изделий. Именно эти закономерности определяют параметры технологических процессов и конструкцию рабочих органов машин и аппаратов.