Содержание
- Введение
- 1. Классификация показателей качества товарного зерна. Порядок проведения анализов
- 2. Прорастание и старение зерна при хранении и мероприятия, предупреждающие эти явления
- 3. Значение хранения и переработки плодов, овощей и картофеля в народном хозяйстве
- 4. Народнохозяйственное значение переработки плодов и овощей в различные виды продуктов. Методы переработки
- 5. Уборка и первичная обработка хмеля
- Список используемой литературы
Введение
Сельское хозяйство – одна из важнейших сфер материального производства, обеспечивающая население продовольственным и промышленным сырьем. Она представляет собой совокупность отраслей, каждая из которых имеет свои специфические особенности, которые необходимо учитывать при разработке планов и организации сельского хозяйства.
Одной из важнейших отраслей сельского хозяйства является растениеводство. Растениеводство обеспечивает человека большинством основных продуктов питания, кормами для животных, а также сырьем для других отраслей промышленности. Сохранение и рациональное использование всего выращенного урожая, получение максимум изделий из сырья – одна из основных государственных задач. Поэтому важно рационально использовать продукцию растениеводства, правильно организовать ее хранение и переработку, выбирая при этом наиболее экономически и технологически целесообразные режимы и способы.
Технология хранения и переработки продукции растениеводства – это наука о сохранении и повышении качества продукции растениеводства в процессе ее производства, о ее первичной обработке, хранении и переработке, выбирая при этом наиболее экономически и технологически целесообразные режимы и способы.
Для правильного хранения и использования сырья, сокращения потерь и уменьшения количества отходов работники перерабатывающих предприятий должны знать его свойства, особенности хранения, требования к качеству, а работники технохимического контроля – уметь квалифицированно определять его качество.
Цель данной работы – формирование теоретических знаний по курсу «Технология хранения и переработки продуктов растениеводства» и ответить на поставленные вопросы.
1. Классификация показателей качества товарного зерна. Порядок проведения анализов
Зерно и семена различных культур имеют много полезных свойств, обусловливающих их разностороннее использование.
Вещества, входящие в состав зерна, распределены очень неравномерно. Наибольшее количество клетчатки, гемицеллюлоз, пентозанов и минеральных веществ находится в покровных тканях. Зародыши содержат много белка, сахара и жира. Внутренняя часть зерновки – эндосперм – содержит практически весь крахмал зерна и основную массу белков. У семян масличных почти весь жир и большая часть белков находятся в семядолях или ядре. В пределах отдельных частей зерна также наблюдается неравномерность распределения вещества. Например, в периферийных частях эндосперма содержится больше клейковину образующих белков, чем в центре. Наибольшее количество клейковины сосредоточено в краевой части эндосперма, примыкающей к алейроновому слою. Разные части зерновки имеют и качественные различия. Так, жир эндосперма отличается от жира зародыша.
Особенности в распределении химических веществ используют при оценке качества и переработке зерна. В недостаточно выполненном, щуплом зерне возрастает содержание клетчатки, пентозанов и золы, при этом уменьшается количество крахмала. Выход белой муки из такого зерна снижается, хуже и качество ее. Неравномерное распределение белков в эндосперме позволяет получать из одного и того же зерна два вида муки: богатую белками и бедную белками, но с повышенным содержанием крахмала.
Поэтому для всесторонней оценки качества зерна применяют комплекс показателей оценки качества зерна. Значимость этих показателей качества неодинакова. Многие очень специфичны, они характеризуют технологические особенности отдельных партий зерна той или иной культуры. Однако существуют универсальные показатели, по которым получают представление о пищевой, кормовой и технологической доброкачественности любой партии зерна, об устойчивости его при хранении. Обычно используются универсальные показатели, по которым можно судить о пищевой, кормовой и технической доброкачественности партии зерна. В зависимости от значимости показатели качества зерна разделяют на три группы.
1) Обязательные для всех партий зерна и семян любой культуры, используемых на любые цели. Показатели данной группы определяют на всех этапах работы с зерном, начиная с формирования партий при уборке урожая. К ним относят:
– признаки свежести и зрелости зерна (внешний вид, запах и вкус),
– зараженность вредителями хлебных запасов,
– влажность,
– содержание примесей (засоренность).
Они включены в государственные стандарты, по ним установлены ограничительные кондиции (нормы качества). С учетом названных показателей партии зерна подготавливают к продаже, хранению и переработке.
2) Обязательные при оценке партий зерна некоторых культур или партий зерна для определенного назначения. Примером нормируемых показателей может служить натура зерна пшеницы, ячменя, ржи и овса. В зерне, используемом для производства крупы, определяют:
– крупность (по размерам),
– содержание ядра,
– содержание цветковых пленок (пленчатость).
У ячменя для пивоварения нормируют: всхожесть, энергию прорастания зерна. Эти показатели обязательны для ржи, овса и проса, используемых в спиртовом производстве (для приготовления солода).
Большую роль играют специфические показатели качества пшеницы (стекловидность, количество и качество сырой клейковины и др.), которые также входят в государственные стандарты.
Все показатели данной группы важны и для производителей зерна. Бывают случаи, когда из-за несоответствия одного показателя требованиям базисных кондиций хлебоприемные предприятия не выплачивают установленных надбавок к закупочной цене.
3) Дополнительные показатели качества – их проверяют в зависимости от возникшей необходимости. Иногда определяют полный химический состав зерна или содержание в нем некоторых веществ (чаще всего белков, аминокислот или жира), выявляют особенности видового и численного состава микрофлоры. Очень важными показателями являются содержание в зерне микотоксинов, остаточного количества фумигантов после газации, тяжелых металлов, радионуклидов, поскольку от этого зависит безопасность для здоровья человека, экологическая чистота продукта. Установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) содержания в зерне токсичных веществ.
Качество зерна и семян любой культуры нормируется по всем показателям, установленным стандартами. При несоответствии требованиям стандарта хотя бы по одному из показателей партия зерна признается некондиционной или же из лучшего товарного класса переводится в худший класс. Каждый показатель качества имеет технологическое и экономическое значение.
Качество партии зерна устанавливается по товарному анализу средней пробы, отобранной из нее по определенным правилам.
Определяют их чаще всего на предприятиях системы хлебопродуктов и других отраслей пищевой промышленности, в лабораториях Государственной инспекции по качеству сельскохозяйственных продуктов и сырья, технологических, ветеринарных и других лабораториях, находящихся в ведении сельскохозяйственных органов, и в специальных лабораториях системы здравоохранения.
Порядок проведение анализов
Оценку каждой партии зерна или семян начинают с определения показателей, относимых к первой группе. Затем с учетом целевого назначения партии устанавливают показатели, свойственные данному роду и виду зерна или семян, предусмотренные государственным нормированием. Все остальные — по мере необходимости.
Масса средней пробы должна составлять 2 кг. Ее выделяют из объединенной пробы, образующейся из суммы точечных проб. Правила и техника отбора точечных проб, составления средней пробы, а также выделения навесок для анализов изложены в ГОСТ 13586.3-83. Для лучшей организации работ и большей достоверности полученных результатов последовательность в определении показателей также регламентирована стандартом.
Во время массовой продажи зерна государству оценку качества зерна и расчет за него на государственных хлебоприемных предприятиях проводят по среднесуточной пробе. Составление среднесуточной пробы допускают при достаточной однородности партий зерна как по сортовой принадлежности и органолептическим признакам, так и по влажности и зараженности, определяемым установленными методами.
2. Прорастание и старение зерна при хранении и мероприятия, предупреждающие эти явления
Для убранного с поля зерна, прошедшего период послеуборочного дозревания, характерно состояние покоя. При этом интенсивность дыхания очень мала, процесс прорастания отсутствует. Обмен веществ, хотя и медленно, все же происходит в зерне. В таком состоянии зерно может долго храниться. Но, если внешние условия будут влиять на него, на определенном этапе зерно пробудится к жизни и прорастет. Это явление наблюдается при нарушении технологии обработки и хранения зерна.
Основными факторами, определяющими возможность прорастания, являются влага, воздух и тепло.
Установлено, что семена, богатые белками, могут поглощать влагу до 150% их веса, богатые углеводами – до 80%, богатые жирами – около 140%. Установлено также, что прорастание возможно и при меньшем количестве поглощенной влаги (40-70%). Наименее требовательны в этом отношении просо, кукуруза (38-45%), более влаголюбивы пшеница, ячмень, рожь и овес (50-80%) и особенно семена бобовых. На скорость поглощения воды зерном существенное влияние оказывает температура. С ростом температуры увеличивается количество поглощенной воды.
Семена могут прорастать и при низких положительных температурах. Так, семена пшеницы, ржи, ячменя, овса, гречихи при наличии других благоприятных условий прорастают при 2-5°С, подсолнечника и кукурузы – при 8-10°С. Такие температуры часто наблюдаются в зерновой массе в холодный период хранения, и даже весьма желательны, как в значительной степени ограничивающие жизнедеятельность микроорганизмов, насекомых и клещей. Из этого следует, что температура редко бывает фактором, ограничивающим возможность прорастания семян при хранении.
Если учесть, что семена хорошо прорастают в темноте и при хранении достаточно обеспечены кислородом, то можно сделать вывод, что основным фактором, тормозящим процесс прорастания семян при хранении, является более низкая их влажность, чем это требуется для прорастания.
Из приведенных выше данных следует, что для набухания и прорастания семенам хлебных злаков требуется поглотить 50-80% воды от собственной массы, то есть больше, чем они могут сорбировать ее в виде пара из воздуха. Иначе говоря, даже максимально возможной равновесной влажности (30-36%) недостаточно для начала процесса прорастания. Оно становится возможным лишь в результате появления в зерне капельно-жидкой влаги. Такая влага может появиться в зерновой массе при перевозках или при плохой гидроизоляции хранилищ; она образуется также в зерновой массе вследствие конденсации водяных паров в межзерновых пространствах (явление термовлагопроводности). В итоге влажность отдельных зерен или целого слоя в зерновой массе может быть значительно выше ее средней влажности. Этим объясняется факт прорастания зерен в партиях, средняя влажность которых значительно ниже необходимой для прорастания.
Главная особенность прорастания – распад в эндосперме и семядолях высокомолекулярных веществ (крахмал, белок, жир) до низкомолекулярных растворимых веществ при участии влаги и под действием ферментов.
Прорастание сопровождается усиленным дыханием, значительным выделением тепла и потерей массы сухого вещества. Так, установлено, что зерно ржи в течение суток теряет 0,7% сухого вещества, в течение пяти суток от начала прорастания – до 5% массы. Оставшиеся в зерне сухие вещества за это же время претерпевают существенные изменения. Высокомолекулярные коллоидные запасные вещества при участии воды и ферментов превращаются в кристаллоидные, хорошо растворимые и легко диффундирующие через оболочки клеток. В зернах, богатых углеводами, особенно энергично идет процесс гидролиза крахмала до сахаров. Энергичное превращение крахмала в сахар становится возможным только в результате значительного возрастания активности амилазы. Как установили академики А.Н. Бах и А.И. Опарин, эта активность достигает максимума на шестой и восьмой день прорастания. Увеличивается также активность протеолитических и других ферментов. Происходит гидролиз белков до пептонов, пептидов и аминокислот; идет также и расщепление жира. Часть гидролизованных веществ используется для построения развивающихся клеток и тканей зародыша (ростка и корешков).
При прорастании зерно теряет свежесть, приобретает сладкий вкус и солодовый запах, в нем энергично идут гидролитические процессы. Часть гидролизованных веществ используется для построения развивающихся клеток и тканей зародыша (ростка и корешков).
Таким образом, в случае прорастания зерен при хранении происходят следующие явления:
– потеря массы сухого вещества;
– выделение значительного количества тепла, что может привести к повышению температуры зерновой массы и усилению в ней всех процессов жизнедеятельности;
– ухудшение качества зерна.
В результате прорастания семена выходят из категории посевного материала, резко ухудшаются мукомольные и хлебопекарные качества зерна, уменьшается выход продуктов при переработке.
Для хранения и промышленной переработки зерна этот процесс нежелателен, т.к. приводит к снижению качества и порчи.
При прорастании зерна в период хранения оно увеличивается в объеме, снижается его сыпучесть, уменьшается вязкость водно-мучной суспензии, повышается доля растворимых в воде веществ. Мука из проросшего зерна имеет сладковатый вкус.
Сухая масса зерна при прорастании может на половину уменьшаться за счет расхода сухого вещества на дыхание. Происходят потери не только сухих веществ, также выделяется теплота, усиливаются процессы жизнедеятельности и ухудшаются семенные, мукомольные и хлебопекарные свойства.
Прорастание не во всех случаях приводит к ухудшению качества хлеба. Гидролиз белковых веществ при прорастании зерна с крепкой клейковиной может оказать положительное влияние на хлебопекарные качества муки и качество хлеба. Пшеничная мука из проросшего зерна дает плохой по качеству хлеб с липким мякишем, пониженной эластичностью, сладкий на вкус, корка красно-бурой окраски. Подовый хлеб имеет повышенную расплываемость.
В то же время, при правильной организации хранения зерновых масс прорастание можно предотвратить. Наблюдения за влажностью зерновой массы в отдельных ее участках и слоях, а также проверка партий зерна на содержание примесей (выявление проросших или начинающих прорастать зерен) позволяют своевременно обнаружить это явление в начальной форме. Отсутствие в зерновой массе капельно-жидкой влаги и предпосылок к ее образованию исключает возможность прорастания зерна.
В результате длительного хранения, либо при неблагоприятных условиях хранения происходит старение зерна, при этом снижается всхожесть, замедляются дыхание и биохимические процессы. Если зерно теряет способность к прорастанию, его жизненные функции угасают, хотя еще сохраняются в виде активности ферментов зерна. Старение также идет под действием ферментативного комплекса зерна и при участии кислорода воздуха. Однако основная направленность его противоположна дозреванию. Все процессы старения коллоидов в зерне протекают значительно медленнее, чем в продуктах его переработки. Поэтому резервное хранение хлебных продуктов во всех странах производится именно в виде сырья, а не муки и крупы. Следует отметить, что даже при самых благоприятных условиях хранения жизненные процессы в зерне продолжаются (хотя и с малой интенсивностью) и коллоиды, образующие зерно, постепенно изменяются, стареют, снижают свою пищевую ценность.
3. Значение хранения и переработки плодов, овощей и картофеля в народном хозяйстве
Сегодня таким важным отраслям сельского хозяйства как овощеводство и плодоводство принадлежат важные места в экономике страны, т.к. они обеспечивают население ценными продуктами питания, а перерабатывающую промышленность сырьём.
Картофель, овощи, плоды играет огромную роль в питании человека, а многие овощи и картофель – и в кормлении сх животных.
Полноценное питание человека требует непременного и регулярного употребления в пищу овощей и фруктов, содержащих ценные легко усвояемые организмом питательные вещества и необходимые витамины, некоторые из них содержат белковые вещества. Кроме углеводов и белков, в состав овощей и плодов входят различные вкусовые и ароматические вещества, придающие приготовленной пище вкус и аромат, способствующие её усвоению. Плоды и овощи богаты минеральными веществами, в частности солями калия, уменьшающими способность тканей организма удерживать воду. В овощах и плодах относительно много клетчатки, они играют существенную роль в пищеварении. Поэтому важно, чтобы они были на нашем столе ежедневно.
Обеспечение населения страны круглогодично качественной плодоовощной продукцией – важнейшая народнохозяйственная задача. При этом, потребление этих продуктов постоянно возрастает. Однако в большинстве районов страны свежие овощи из открытого грунта используются всего четыре – шесть месяцев в году. В остальное время они поступают в свежем виде частично из защищенного грунта, но в основном из хранилищ или после переработки в разнообразные продукты.
Сезонность сельскохозяйственного производства вынуждает на высоком уровне решать вопросы хранения собранной продукции с тем расчетом, чтобы использовать ее на различные нужды в течение длительного срока.
Кроме того, продукции этих отраслей относятся к категории скоропортящихся и обеспечения ими потребности населения в свежем виде на протяжении всего года не представляется возможным. Равномерное поступление плодоовощной продукции по сезонам года возможны лишь в условиях хорошо наложенной системы её длительного хранения в свежем виде, а также при консервировании. Поэтому организация хранения и переработки картофеля, овощей и фруктов является важной государственной задачей.
Сохранность плодоовощной продукции зависит от соблюдения научно-обоснованных режимов хранения. Можно получить хороший урожай продукции растениеводства и потерять его в процессе неправильного хранения. По этой причине в России теряется до 30% плодов и овощей.
Производство, хранение и переработка плодоовощной продукции являются единым технологическим процессом.
Заготовку, хранение и переработку плодоовощной продукции осуществляют плодоовощные базы, которые поставляют его для потребностей населения крупных городов, на перерабатывающие заводы государственного подчинения и коллективной и частной собственности. Во многих областях созданы также объединения производителей и переработчиков, у которых вся произведенная продукция хранится до момента реализации в свежем виде или до поступления на переработку. Они создаются на базе существующих сельскохозяйственных предприятий, крестьянских (фермерских) хозяйств и межхозяйственных перерабатывающих организаций. Усилия всех заготовительных и перерабатывающих организаций направлены на максимальное снижение потерь при транспортировке, хранению и переработке сельскохозяйственной продукции.
Хранение продукции растениеводства требует хорошей материально-технической базы. В настоящее время в хозяйствах строятся хранилища, предприятия и цеха по переработке плодов и овощей Заготовительные организации строят крупные базы по хранению и переработке картофеля, овощей и фруктов непосредственно в хозяйствах.
Важнейшей задачей в рыночных условиях хозяйствования является повышение качества сельскохозяйственных продуктов при хранении и переработке. При решении этой задачи большое значение имеют два аспекта: социальный и экономический. Социальный аспект заключается в том, что из сырья высокого качества можно получить при переработке больше полноценных продуктов питания в широком ассортименте, чем из низкокачественного сырья, т.е. качество сберегает количество. Экономический же аспект выражается в том, что продукция высокого качества реализуется по более высоким ценам, а ее производители получают дополнительные прибыли и материальные стимулы для дальнейшего повышения качества.
Второй, не менее важной, задачей является борьба с потерями сельскохозяйственных продуктов. Сокращение потерь продукции при хранении позволяет увеличить объемы ее переработки и использования без расширения производства. Потери продуктов при хранении – следствие их физических и физиологических свойств. Только знание природы продуктов, происходящих в них процессов, применение разработанных режимов и способов хранения позволяет свести потери до минимума. Следует отметить, что качество закладываемой на хранение продукции во многом определяет их сохранность и величину потерь. Длительному хранению подлежит только здоровая продукция высокого качества, соответствующая требованиям стандартов. При хранении больной и поврежденной продукции происходит ее порча.
Третьей особенно актуальной в современных условиях задачей является повышение экономической эффективности отрасли хранения и переработки сельскохозяйственной продукции. Это связано с сокращением затрат и средств на единицу массы хранящегося продукта при наилучшем сохранении его количества и качества, с увеличением размеров прибыли и уровня рентабельности. Издержки при хранении и переработке продуктов снижаются по мере создания более совершенной технической базы, внедрения новых технологических приемов, повышения квалификации специалистов.
Следует отметить, что названные задачи тесно взаимосвязаны между собой и должны решаться одновременно. Повышение экономической эффективности перерабатывающей отрасли АПК возможно только при условии повышения качества продукции растениеводства как сырья для переработки и только при условии сокращения потерь продукции при хранении и использовании.
4. Народнохозяйственное значение переработки плодов и овощей в различные виды продуктов. Методы переработки
уборка переработка хранение растениеводство
Переработка части овощей, плодов и картофеля – важнейший путь сохранения пищевых ресурсов. В России созданы значительные производственные мощности по глубокой переработке плодоовощного сырья, основного источника развития пищевой промышленности.
В зависимости от исходного сырья и требований, предъявляемых к качеству ожидаемого продукта, выбирают технологическую схему обработки, или консервирование. Задача консервирования – перевод нестойкого при хранении сырья в продукцию длительного хранения.
Производство консервированных продуктов позволяет значительно сократить потери сельскохозяйственного сырья, обеспечить круглогодичное снабжение населения плодоовощной продукцией в широком ассортименте, снизить затраты труда и времени на приготовление пищи в домашних условиях и в общественном питании, для снабжения армии и флота, населения северных районов страны, длительных экспедиций.
Существенное значение она имеет и в повышении экономической эффективности производственной деятельности хозяйств в результате более полной и рациональной реализации ценной продукции и использования рабочей силы в межсезонный период.
Существует много способов консервирования плодоовощной продукции – сушка, охлаждение, замораживание, консервирование солью, сахаром, кислотами и др. Наиболее надежный метод — сохранение продуктов в герметической таре с помощью тепловой обработки (стерилизации или пастеризации).
Плоды и овощи отличаются разнообразием химических, физических и технологических свойств, поэтому для каждого вида выпускаемых консервов разрабатывают технологические инструкции по их производству. В основе современных способов переработки плодов и овощей лежит комплекс факторов воздействия, направленных на регулирование микробиологических и биохимических процессов, протекающих в плодоовощном сырье. В зависимости от способов воздействия на сырье и происходящих в нем процессов их разделяют на следующие группы:
биохимические – квашение, соление, мочение, производство плодово-ягодных и виноградных вин;
химические – консервирование веществами антисептического действия (сернистой и сорбиновой кислотами, пропионатами и др.) и маринование;
физические – термостерилизация (при производстве консервов), сушка, замораживание, лучевая стерилизация и др.;
физико-механические – обеспложивающая фильтрация и физико-химические – консервирование сахаром и солью;
механические – производство крахмала из картофеля и др.
Переработанная продукция должна по качеству отвечать требованиям государственного нормирования и санитарным нормам. При переработке любых видов сырья обязательно выполняют все правила ведения технологического процесса и обеспечивают должный технохимический и микробиологический контроль.
В зависимости от местоположения и направленности в хозяйствах создают перерабатывающие предприятия. Наиболее распространены квасильно-засолочные пункты, цехи по производству соков, компотов, варенья, джемов и пюре, морозильные установки, овоще- и плодосушильные цехи, консервные заводы и картофелеперерабатывающие предприятия.
При переработке овощей, плодов и картофеля внедряют безотходную технологию. Безотходная технология – это принцип организации технологического производства, при котором обеспечивают рациональное и комплексное использование всех компонентов сырья и не наносят ущерб окружающей среде.
Основные направления безотходной технологии переработки овощей и плодов следующие: сушка плодоовощных отходов; изготовление плодового порошка и желирующего концентрата из яблочных выжимок при производстве сока; комплексная переработка томатных отходов; выработка крахмала; утилизация плодовых косточек и семян овощных культур.
Биохимические методы – это повышение кислотности среды главным образом за счет образования молочной кислоты (основного консервирующего агента), которая образуется в результате направленного культивирования определенных групп микроорганизмов. Плоды и овощи содержат достаточное количество углеводов в легкодоступной форме и все необходимые биологически активные вещества для развития комплекса молочнокислых бактерий, повышающих кислотность продукции до уровня, препятствующего развитию гнилостных бактерий, дрожжей и плесеней. Дополнительно при квашении и солении вносят осмофильный агент – поваренную соль, вызывающую плазмолиз клеток, диффузию клеточного сока в рассол и препятствующую развитию гнилостных микроорганизмов на первых этапах брожения.
Химические методы – к ним относятся маринование и химическая стерилизация.
Маринование – повышение кислотности среды в продукции за счет введения уксусной кислоты. Жизнедеятельность каждого вида микроорганизмов возможна лишь в определенных границах рН среды, выше и ниже которых она угнетается. Для большинства плесневых грибов и дрожжей наиболее благоприятна слабокислая среда с рН 5…6. Большинство бактерий лучше растет в зоне рН 6,8…7,3, т.е.в. нейтральной или слабощелочной среде. Губительное действие на микроорганизмы некоторых органических кислот, в том числе уксусной, может быть обусловлено не только неблагоприятной концентрацией водородных ионов, но и токсичностью недиссоциированных молекул кислоты. Зная отношение микроорганизмов к кислотности среды и регулируя ее, можно подавлять или стимулировать развитие микрофлоры, что имеет практическое значение.
Неблагоприятное действие кислой среды на гнилостные бактерии положено в основу хранения некоторых пищевых продуктов в маринованном виде.
Консервирующее действие только в результате повышения кислотности достигается при производстве острых маринадов, содержащих не менее 1,5…1,8% уксусной кислоты. Если необходимо получить менее острые маринады, слабокислые (0,4…0,6% уксусной кислоты) или кислые (0,61…0,90%), применяют дополнительное консервирующее воздействие высокими температурами (пастеризация или стерилизация).
Химическое консервирование предусматривает применение химических веществ, обладающих в той или иной степени бактерицидными и фунгицидными свойствами, для предотвращения развития микроорганизмов в плодоовощных продуктах.
К физическим методам относят: замораживание сушку, термостерилизацию, ультрафиолетовые лучи, ультразвук, электрический ток высокой и сверхвысокой частоты. Замораживание применяют как для хранения сырья с целью последующего его консервирования, так и как самостоятельный способ консервирования. Возможно быстрое замораживание только таких продуктов, биологические, химические и физические свойства которых при замораживании существенно не изменяются. Пригодность сырья к замораживанию желательно предварительно проверить. Консервирующее действие замораживания основано на том, что при температуре ниже – 10°С микроорганизмы не могут развиваться. Даже психрофильные микробы, которые еще размножаются при температуре около – 5°С, не могут при более низких температурах продолжать свою деятельность, и их обмен веществ необратимые процессы коагуляции белка, изменения в протоплазме клеток, разрыв клеточной оболочки и наступает полная гибель растительных и микробных клеток.
Тепловая обработка приводит к инактивации ферментного комплекса сырья, вследствие чего в растительных тканях прекращаются биохимические процессы.
Ультрафиолетовые лучи (УФ) (лучевая стерилизация) обладают высокой энергией и вызывают фотохимические изменения в поглощающих их молекулах субстрата и клетках микроорганизмов. Наибольшим бактерицидным действием обладают лучи с длиной волны 250…260 нм. Эффективность воздействия УФ-лучей на микроорганизмы зависит от дозы облучения. УФ-облучение рекомендуют использовать для дезинфекции воздуха холодильных камер, производственных помещений, в технологическом процессе при асептическом консервировании, для предотвращения инфицирования извне при розливе, фасовании и упаковке продуктов; для обеззараживания тары и упаковочных материалов. Для стерилизации плодоовощных консервов его не применяют из-за низкой проникающей способности лучей. Считают возможным применение УФ-лучей при стерилизации плодоовощных соков и вин в тонком слое.
Ультразвук (УЗ) – это механические колебания с частотами более 20 кГц (более 2000 колебаний в 1 с), которые находятся за пределом слышимости человека. УЗ-волны могут распространяться в твердых, жидких и газообразных средах и обладают большой механической энергией. С помощью УЗ можно вызвать распад высокомолекулярных соединений, коагуляцию белков, инактивацию ферментов, разрушать частично или полностью многоклеточные и одноклеточные организмы, в том числе и микроорганизмы. УЗ находит все большее применение в различных отраслях промышленности, в том числе и в пищевой. Разработаны установки для мойки и стерилизации стеклянной тары, предложены технологии по стерилизации воды, жидких пищевых продуктов, в том числе соков и вин.
Электрический ток высокой (ВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ) – один из видов тепловой стерилизации. Прохождение коротких и ультракоротких электромагнитных волн через среду вызывает в ней появление переменных токов высокой и сверхвысокой частот. В электромагнитном поле электрическая энергия преобразуется в тепловую.
ВЧ-обработку для стерилизации консервов проводят при радиочастотном диапазоне 20…30 МГц. Более эффективен сверхчастотный нагрев при частоте 2400 МГц, при котором можно проводить непрерывную стерилизацию в потоке. При СВЧ-обработке физические свойства продукта, размеры банки и другие параметры стерилизуемой продукции мало влияют на режим генератора микроволновой энергии. Благодаря специфическим особенностям этого способа стерилизации его применение перспективно для термической обработки плодово-ягодных консервов. По сравнению с обычной паровой стерилизацией значительно сокращается время нагревания (1…3 мин) и лучше сохраняются потребительские свойства готового продукта: аромат, вкус, консистенция, цвет и пищевая ценность. Внедрение указанных видов обработки сдерживается из-за сложности оборудования и контроля температурных параметров технологического процесса. Механизм воздействия на микрофлору ВЧ- или СВЧ-энергии до конца не изучен. Гибель клетки наступает в результате теплового эффекта, но некоторые ученые считают, что существует специфическое воздействие электромагнитных волн. Для каждого вида продукта должны быть разработаны свои режимы стерилизации, так как микрофлора по составу и чувствительности сильно различается.
Физико-механический способ – обеспложивающая стерилизация. Этот метод основан на пропускании под давлением жидкого продукта через фильтры, размер пор которых меньше размера клеток микроорганизмов. Следовательно, происходит механическое отделение клеток микроорганизмов. Отсутствие тепловой обработки позволяет максимально сохранить все биологически активные вещества. Однако при использовании бестемпературной стерилизации в продукте остаются активные комплексы ферментов, которые влияют на его цвет, вкус и аромат при хранении. Поэтому продукт перед стерилизацией все равно подвергают обработке, направленной на инактивацию ферментов.
Физико-химический способ – консервирование сахаром или солью. Консервирование происходит в результате повышения осмотического давления субстрата. В природе микроорганизмы встречаются в субстратах с разным содержанием растворенных веществ, следовательно, и с разным осмотическим давлением. Многие микроорганизмы чувствительны даже к небольшому повышению концентрации среды. Увеличение концентрации среды выше определенного предела вызывает обезвоживание клеток, при этом поступление в них питательных веществ приостанавливается. В таком состоянии одни микроорганизмы могут длительно сохраняться, другие же быстро погибают.
Производство варенья, джема, повидла и цукатов, засоленной зелени основано на способности сахара и соли повышать осмотическое давление в клетках, что приводит к плазмолизу растительных тканей и частичной гибели микроорганизмов. Микроорганизмы, устойчивые к высоким концентрациям сухих веществ в субстрате, обычно переходят в анаболитическое состояние и теряют способность к размножению. Однако при хранении указанных видов продуктов они могут и заплесневеть, и забродить за счет развития осмофильных дрожжей и плесеней. Поэтому наиболее эффективно комбинированное консервирование путем применения осмофильного воздействия сахара и температуры (пастеризации).
5. Уборка и первичная обработка хмеля
Хмель – ценная техническая культура. Его используют как незаменимое сырье в пивоваренной промышленности, применяют в хлебопекарной, парфюмерной, лакокрасочной промышленности и медицине.
Женские соцветия хмеля называют шишками или сережками. Их качество определяется, в основном, содержанием горьких, дубильных веществ и эфирных масел, придающих горький вкус, специфический аромат и пеностойкость пиву.
Содержащиеся в шишках хмеля эфирные масла, главным образом менее летучие, положительно влияют на аромат пива. В состав эфирного масла хмеля входит мирцен, линалоол, гераниол, гумулен, люпаренол и др. Эфирные масла хмеля в некоторой степени служат растворителями ? – кислоты и способствуют ее сохранению. Установлена положительная зависимость между содержанием Я – кислоты и хорошим ароматом хмеля.
Дубильные вещества кахетиновой группы соединений способствуют свертыванию (осаждению) белков в процессе пивоварения, то есть осветляют пиво, а также увеличивают его пеностойкость. При окислении дубильных веществ в шишках появляются сильногорькие продукты – флобафены, и шишки буреют. Подобное явление наблюдается при запоздалой уборке, а также при хранении шишек с высокой влажностью и т.д.
Следует соблюдать сроки уборки шишек хмеля, так как они оказывают существенное влияние на качество сырья. Убирают шишки, когда 75% достигает технической зрелости. В данный период шишки становятся более плотными, лепестки плотно прилегают друг к другу. Цвет из зеленого переходит в желто-зеленый или золотисто-зеленый. При растирании шишек чувствуется характерный хмелевой запах и липкость. В надломленных шишках у основания прицветных чешуек находятся блестящие, липкие, золотисто-желтые чешуйки – лупулиновые железки. Они заполнены горькими и ароматическими соединениями. Для пивоварения это самая ценная часть соцветия. Запаздывание с уборкой недопустимо, так как вслед за технической зрелостью шишки быстро буреют, лепестки их расходятся, лупулин осыпается. Хмель убирают вручную и комплексом ЧХ-4Л.
Первичная обработка шишек хмеля начинается сразу же после уборки, и включает сушку, отлежку, сульфитацию, прессования и упаковывание.
Наиболее ответственной операцией в первичной обработке хмеля является его сушка. Правильно высушенные, они остаются целыми, сохраняют естественный цвет, блеск, аромат, липкость и количество лупулина.
Для сушки используются калориферные сушилки (хмелесушилки и установки активного вентилирования). Хмелесушилки различных систем и конструкций различаются главным образом числом этажей, размером и числом сушильных камер и складского помещения, числом ярусов сушильных сит, способом загрузки и выгрузки хмеля и вентилирования, типом топки.
Продолжительность вентилирования каждой партии хмеля 12-14 ч. Предварительное (перед загрузкой в сушильные камеры) активное вентилирование свежесорванных шишек хмеля позволяет сохранить их технологические качества, более чем в 10 раз сократить потребность в производственной площади, повысить производительность сушилок на 25%. Затем шишки поступают на верхний этаж сушилки, где их загружают на верхнее сито равномерным слоем толщиной 12-14 см. На ситах хмель находится 40-100 минут, в зависимости от исходной влажности и условий сушки. В нужное время ситовые рамы перевозят из горизонтального положения в вертикальное и шишки пересыпают на сито лежащего ниже яруса.
Продолжительность нахождения шишек на ситах разных ярусов определяют по готовности их к выгрузке из нижнего выгребного ящика. Если в отобранной пробе черешки шишек не изгибаются, а ломаются, сушку считают законченной. Продолжительность сушки шишек одной загрузки при естественной тяге агента сушки 6-8 ч. При повышении температуры агента сушки с 45 до 650С продолжительность процесса сокращается в два раза.
Сразу после сушки шишки очень хрупкие, при перемещении легко отламываются чешуйки и теряется лупулин. Поэтому выгруженные из сушильной камеры шишки подвергают отлежке, в процессе которой, впитывая влагу из окружающего воздуха, они становятся более плотными и эластичными. Для отлежки высушенные шишки осторожно выгружают из нижнего яруса сит и размещают в складском помещении. Длительность отлежки зависит от относительной влажности окружающего воздуха и составляет 5-20 суток. Для регулирования процесса и его сокращения высушенное сырье увлажняют или вентилируют.
Для хранения шишек хмеля первостепенное значение имеет их влажность. Пересушенные шишки крошатся и теряют качество, недосушенные – быстро портятся от согревания, поэтому оптимальное содержание влаги в них около 12,5%. Способ предусматривает увлажнение сухих шишек влагой свежеубранного хмеля, которая выделяется при вентилировании сырья. Высушенный хмель с нижнего сетчатого транспортера пересыпается на ленточный транспортер до полной выгрузки из сушильной камеры. Сухой хмель размещают по всей площади транспортера равномерным слоем толщиной 10-12 см.
Камера увлажнения представляет собой пространство над камерой активного вентилирования свежеубранного хмеля. Сухой хмель увлажняют воздухом, прошедшим через слой свежеубранного сырья, до содержания влаги в шишках 13%. Продолжительность отлежки сокращается до 10-15 мин. Кроме того, сохраняются ценные компоненты шишек, создаются условия для перевода процесса на непрерывный.
Партии высушенного хмеля обрабатывают сернистым ангидридом. Сульфитация придает сырью лучший внешний вид (цвет) и защищает от развития микроорганизмов. В сульфитированном хмеле дольше сохраняются ценные для пивоварения компоненты горьких веществ. Однако при чрезмерной сульфитации ухудшается аромат хмеля и шишки приобретают несвойственный цвет. Сульфитацию проводят в кирпичных камерах – хмелесеровнях. В нижней части камеры расположена топка, в которой на металлических противнях сжигают серу. На высоте 3 м от топки камера перекрыта металлической сеткой, на которой размещают шишки слоем 1-1,5 м. В верхней части камеры установлена вытяжная труба. Хмель загружают через люк в потолке камеры. Двери и люк камеры герметически закрывают. Сернистый газ проходит через слой шишек и удаляется через вытяжную трубу. Продолжительность сульфитации 4-6 ч. Расход серы 8-12 кг/т сухого хмеля. По окончании процесса двери открывают, проветривают камеру и выгружают хмель.
Применяют и усовершенствованный процесс сульфитации. Хмель укладывают в камеру слоем до 2 м и обрабатывают его сернистым ангидридом до содержания его 0,4-0,5%. Газ из баллонов в течении 1 ч принудительно рециркулирует сквозь слой шишек.
Для уменьшения объема хмеля, придания ему большей транспортабельности и лучшего хранения высушенное сырье прессуют и упаковывают (зашивают) в мешочную ткань. Применяют легкое и плотное прессование и упаковывание.
Несульфитированный хмель прессуют слабо и одновременно упаковывают в мешки размером 1*2 м. Такой мешок вмещает сухого хмеля 50-60 кг. Зашитые мешки отправляют на хмеле-фабрику. Для сульфитированного сырья применяют плотное прессование и упаковывание.
Перед прессованием и упаковыванием обязательно контролируют влажность хмеля, которая должна быть не выше 13%. При более высокой влажности могут развиваться микроорганизмы.
Мешки с шишками хранят в сухих, затемненных, хорошо вентилированных помещениях на деревянных стеллажах. Наиболее благоприятная температура 0-30С. При соблюдении оптимальных условий хмель в мешках храниться не более года. Повышение температуры воздуха в хранилище до 120С значительно сокращает срок его сохранности.
В складском помещении хмель распределяют по сортам. К каждой партии прикрепляют этикетку с указанием даты поставки, товарного сорта, содержания горьких веществ и первоначальной влажности. Во время хранения наблюдают за температурой и относительной влажностью воздуха, а также за температурой хмеля внутри мешков.
Список используемой литературы
1. Фирсов И.П. Технология растениеводства: учебник / И.П. Фирсов, А.М. Соловьев, М.Ф. Трифонова. – М.: КолосС, 2005. – 472 с.
2. Широков Е.П. Хранение и переработка продукции растениеводства с основами стандартизации и сертификации. Ч. 1. Картофель, плоды, овощи: учебник / Е.П. Широков, В.И. Полегаев. – М.: Колос, 2000. – 254 с.
3. Личко Н.М. Технология переработки растениеводческой продукции / Н.М. Личко. – М.: КолосС, 2008. – 583 с.
4. Прищепина Г.А. Технология хранения и переработки продукции растениеводства с основами стандартизации. Часть 1. Картофель, плоды и овощи: учебное пособие / Г.А. Прищепина. – Барнаул: Изд-во АГАУ, 2007. – 60 с.
5. Романова Е.В. Технология хранения и переработки продукции растениеводства: Учеб. пособие / Е.В. Романова, В.В. Введенский. – М.: РУДН, 2010. – 185 с.
6. Хранение и технология сельскохозяйственных продуктов / Под ред. Л.А. Трисвятского. – М.: Агропромиздат, 1991. – 415 с.
