Реферат: Зависимость интенсивности дыхания растительных продуктов от температуры

Наличие в продуктах невымерзшей воды, находящейся в жид­ком агрегатном состоянии даже при очень низких температурах, указывает на тот факт, что активизация некоторой части водосо-держания клеток сильно затруднена. Независимо от того, вызы­вается такого рода связанность образованием поляризованной многослойной «шубы» молекул воды или водородными связями, ее энергия достаточно велика. По данным Оленева и Чижова (1973), энергия связи слабосвязанной воды крахмала составляет 155 кДж/кг, энергия промежуточных связей—155—655 кДж/кг, энергия связи сильно связанной и не вымерзающей даже при очень низких температурах воды составляет более чем 655 кДж/кг. Если  вспомнить, что удельная теплота  испарения воды 2345 кДж/кг, то эти величины представляются не такими уж малыми.

Согласно Дорсею, даже в чистом льде остается невымерзшая жидкая фаза, которая покрывает кристаллики льда пленкой тол­щиной примерно 8 мкм.

11)Рекристаллизация. Как явствует из изложенного выше, за­мерзшие клетки и ткани содержат кристаллики льда различных размеров и незамерзшую воду в жидком агрегатном состоянии,  т. е. определенный раствор. Наличие кристалликов различной величины связано с разницей скоростей замерзания находящих­ся на неодинаковой глубине от поверхности продуктов слоев кле­ток, содержащих воду. Эта гетерогенная система кристалликов разной величины слабо устойчива. Она постоянно изменяется в сторону уменьшения числа кристаллов льда и увеличения объема кристаллов. Процесс рекристаллизации, по нашим современным представлениям, продолжается более или менее длительный про­межуток времени до температуры —30° С.

Явление рекристаллизации возникает, как можно предполо­жить, по двум причинам. Первая причина заключается в том, что парциальное давление водяных паров над мелкими кристаллика­ми льда выше, чем над крупными. Вследствие разницы давлений водяных паров молекулы воды постоянно сублимируют с мелких кристалликов и осаждаются на крупных.

Вторая причина—непрерывное колебание температуры хране­ния продуктов. Поскольку температура плавления мелких кри­сталликов ниже, чем крупных, при небольшом подогреве они подтаивают в первую очередь. Образовавшаяся от их таяния вода при следующем за небольшим повышением температуры охлаж­дении намерзает на небольшие кристаллики, увеличивая тем самым их размеры.

Рекристаллизация сильно замедляется при понижении темпе­ратуры хранения. Разность давлений пара над мелкими и круп­ными кристалликами при температуре —25°С составляет только '/4 разности давлений при температуре —10° С. Кроме того, коле­банию температуры продуктов око­ло 0,05° С, которое возникает в ре­зультате колебаний температуры хранилища на 1° С, при охлаждении до —10° С соответствует изменение агрегатного состояния, т.е. расплавление или замерзание примерно 0,04% воды, а при охлаждении до —25° С агрегатное состояние изме­няют всего 0,005% воды.

На опыте хорошо видно, как разница в числе и размерах кри­сталликов льда у быстро и медлен­но замороженных продуктов посте­пенно исчезает при хранении.

Очень интересными представ­ляются с этой точки зрения иссле­дования Нотеварпа, который изме­рял размеры кристаллов льда в замороженной с разной скоростью треске через различные промежутки хранения при температуре —20° С. Например, через 2,5 ч после замораживания (кривая а на рис.   ) средние размеры кристаллов составляли 250 мкм. После 5-месячного хранения при температуре —20° С они увеличились до 480 мкм (кривая ///). Из рисунка видно также, что до 480 мкм кристаллы вырастают через 8 ч после замораживания (кривая b).

12)Замораживание продуктов бестканевой структуры. К этой группе можно отнести продукты, которые ведут себя как настоя­щие растворы, например процеженные, осветленные фруктовые соки и широкий круг продуктов от молока до хлеба, которые проявляют свойства коллоидных растворов или гелей.

На фруктовые соки, кофейные экстракты и т. д., которые мож­но считать настоящими растворами, замораживание (образование льда), не оказывает никакого влияния. После замораживания, хранения и оттаивания качество продуктов полностью сохраня­ется. Совсем другое положение возникает тогда, когда целью за­мораживания является сгущение, криогенное концентрирование. В этом случае исключительно важным с точки зрения следующих фаз технологии, разделения концентрата и кристаллов льда ста­новятся их соответствующие размеры, а в некоторых аспектах' и правильное направление кристаллообразования.

Разделение облегчается, а потери вещества уменьшаются, если в процессе замораживания, проведенного с целью криоконцентри-рования, в растворе образуются большие кристаллы. В этом случае удельная поверхность льда уменьшается, а значит, и становится меньшим количество связанного вследствие адсорбции и трудно отделимого концентрата.                                

Для облегчения центробежного разделения в процессе Крау-зе—Линде обычно стремятся получить рост кристаллов в радиаль­ном направлении перпендикулярно оси вещества, состоящего из льда и концентрата.

Обратное положение возникает при производстве мороженого, когда существенно, чтобы образующиеся кристаллы льда имели как можно меньшие размеры и давали при потреблении желае­мую «гладкую» консистенцию. Эта цель достигается не только посредством быстрого замораживания, но и путем применения различных эмульгаторов (яичный желток, желатин, агар и т. д.), которые при смешивании способствуют образованию мелких ледя­ных кристаллов.

Можно еще также упомянуть о том, что во время лиофилизации растворов большую роль играют размеры кристаллов льда, возникающих при замораживании перед проведением основной операции. Согласно экспериментальным данным, образование как слишком больших, так и слишком маленьких кристаллов не способствует высококачественному проведению технологического процесса, поскольку маленькие кристаллы затрудняют сублимацию водяного пара, а большие после своего исчезновения оставляют много нежелательных пустот.                       

Преобладающее большинство принадлежащих к этой группе продуктов являются коллоидными растворами или гелями. Изучением изменения структуры коллоидов при замораживании за­далось много исследователей. Современная точка зрения на этот счет может быть сформулирована следующим образом.

Коллоидные растворы под действием замораживания страдают большей частью от необратимых, но частично и от обратимых физических изменений. Такими изменениями может быть дезагрегация, а иногда и агрегация коллоидных частиц.

В жидких растворах наступает главным образом дезагрегация, а в концентрированных растворах  — агрегация частиц. Установлено также, что однополярные коллоиды при замораживании в  неполярных растворителях агрегируют, а в полярных растворителях дезагрегируют. Дезагрегация обратима.                   

  Гетерополярные коллоиды в полярных растворителях могут покаазать оба этих физических изменения. Агрегация возникает под действием сил Ван-дер-Ваальса, а дезагрегация — под действием ктростатических и дипольных сил. В продуктах коллоидного актера имеет место обычно процесс агрегации. Однако в то время увеличение активности ферментов при замораживании объясняется явлением дезагрегации.                          

13.Водосодержание, теплоемкость и теплота замерзания некоторых продуктов.

14.Преимущества и недостатки.

  Здесь можно отметить, что для каждого продукта есть свои режимы охлаждения

(замораживания) при которых этот продукт пробудет без значительного изменения

своей структуры. Например, при замораживании пищевых продуктов бестканевой

структуры, таких как  осветленные фруктовые соки и широкий круг продуктов

от молока до хлеба, которые проявляют свойства коллоидных растворов или

гелей замораживание не оказывает никакого влияния, после замораживания,

хранения и оттаивания качество продуктов полностью сохраня­ется. В отличии

от пищевых продуктов бестканевой структуры  продукты, имеющие тканевую

структуру имеют способность окисляться, развивать микрофлору, что приводит

к нежелательным изменениям в структуре продуктов, а в свою очередь это

приводит к порче продукта. Так же следует учитывать  время в течении, которого

тот или иной продукт охлаждается (замораживается), немаловажно учитывать

продолжительность хранения, ведь при хранении происходит испарение пищевых

продуктов. Большую роль играет исходное состояние пищевых продуктов

питания. Скорость охлаждения (замораживания) влияет на исходное состояние

кристаллов  перед тем как продукт будет помещен в хранилище, каждому продукту

соответствует своя скорость охлаждения (замораживания) которая формирует

размер кристаллов так чтобы они не повреждали тканевую структуру продукта

и что в свою очередь влияло бы на более долгий срок хранения.

15.Список используемой литературы.

1)   Э.Алмаши, Л.Эдели, Т.Шарой “Быстрое замораживание пищевых продуктов”

2)    Н.А.Головкин “Холодильная технология пищевых продуктов”

3)    А.Ф.Намесников “Консервирование плодов и овощей в домашних условиях”