Тепло- и массообменные свойства продуктов, их изменение при хранении
Микробиологические процессы
Микроорганизмы, обсеменяющие продукты, при своем развитии вызывают ряд процессов (плесневение, гниение, различные виды брожения), которые могут привести к порче продуктов.
Плесневение обусловлено развитием плесневых грибов. Часто на хранящихся продуктах появляются пушистые, бархатистые налеты различных окрасок, представляющие собой разросшиеся колонии плесневых грибов. Плесневение может наблюдаться и внутри продукта, если туда попал воздух и есть влага. Составные части продукта (углеводы, белки и др.) превращаются плесенью в углекислый газ, спирт и другие вещества, многие из которых сообщают продукту характерный плесневый запах и вкус.
Гниение возникает в продуктах, богатых белковыми веществами (мясо, рыба, молочные продукты, яйца и др.). Возбудителями гниения являются бактерии, которые могут развиваться при доступе воздуха (аэробные) или без него (анаэробные). В процессе гниения продукта образуются сероводород, аммиак и др. вещества, придающие неприятные запахи, а также углекислый газ и вода. Могут образовываться при глубоком процессе гниения и ядовитые вещества, которые вызывают отравление.
Брожение вызывают дрожжи, плесени и бактерии в продуктах, содержащих значительное количество углеводов. Существует брожение спиртовое, молочнокислое, маслянокислое, пропионовокислое, уксуснокислое и др.
Сырье, материалы и продукты пищевых промышленности представляют собой гетерогенные системы (твердые тела и жидкости), которые в зависимости от способа и скорости нагрева или охлаждения могут по-разному изменять свою структуру и свойства, а для влажных коллоидных капиллярно-пористых материалов имеет значение также взаимовлияние процессов переноса теплоты (энергии) и влаги (массы).
Это вызывает необходимость учитывать теплофизические, термодинамические и массообменные характеристики продуктов.
К теплофизическим характеристикам относят следующие показатели:
- теплоемкость
- теплопроводность
- температуропроводность
- термовлагопроводность
К термодинамическим относят:
- потенциал переноса массы (химический потенциал)
- единый потенциал массопереноса
- удельная массоемкость
- энергия связи влаги с материалом
- коэффициент влаго-, массопереноса
- коэффициент диффузии вещества.
Испарительная способность продукта - интенсивность испарения влаги, направленная по градиенту изменения влажности. При испарении этот градиент направлен от поверхности продукта к воздуху, а при конденсации - от воздуха к поверхности.
Для определения влагопереноса в пищевых продуктах вводится показатель химический потенциал (m).
Химический потенциал численно равен энергии связи влаги с материалом или работе, которую необходимо затратить для отрыва 1 моль воды от сухой части материала.
На влагоперенос в продуктах влияет коэффициент массообмена b.
Коэффициент массообмена характеризует интенсивность диффузионно-конвективных потоков массы влаги через пограничный слой материала.
Различают конвективную и молекулярную диффузию.
Конвективная диффузия - это поток влаги в свободном воздушном пространстве, т.е. определяет поток влаги с поверхности продукта в окружающую среду.
Молекулярная диффузия определяет движение влаги внутри продукта к его поверхности.