Харчових продуктів при зберіганні

На стійкість сировини і продуктів при зберіганні, а також на розмір втрат, впливають як внутрішні, так і зовнішні чинники. До внутрішніх чинників відноситься хімічний склад та фізичні властивості об’єктів зберігання, до зовнішніх чинників – спосіб пакування, умови та термін зберігання.

Хімічний склад – має вирішальне значення для стійкості сировини і продукції при зберіганні. Найбільш впливовий фактором на зберігання – є вміст води і форми її зв’язків з іншими компонентами у сировині. Це дуже лабільний фактор і від її випаровування напряму залежать втрати маси, а також втрати якості – зміна зовнішнього вигляду, консистенції, кольору. Крім того втрати води суттєво впливають на перебіг хімічних, біохімічних та мікробіологічних процесів.

Суха сировина і готова продукція мають менше вологи і більшу стійкість при зберіганні, менше втрачають маси і якості. Це пояснюється міцністю зв’язків молекул води з сухими речовинами продукту, наслідком чого є низька активність води. Продукти з проміжною вологістю проявляють різну здатність до зберігання, яка залежить від вмісту водоутримуючих речовин – крохмалю, пектинів, білків, цукрі, солей. Чим більше вміст таких речовин, тим міцніше утримується вода у складі продукту, тим менші втрати маси. При значному вмісті води, вони розчиняються або набухають і стають доступними для дії ферментів мікрофлори. Тому стійкість сировини і продуктів з проміжною вологістю значною мірою залежить від санітарно-гігієнічного стану сировини і навколишнього середовища. Цукор і сіль можуть утворювати розчини з високим осмотичним тиском, внаслідок чого ці речовини підвищують стійкість сировини, що широко використовується при консервуванні харчових продуктів.

Для деяких видів сировини і продукції суттєвий вплив на стійкість при зберіганні має вміст органічних кислот, етилового спирту, ароматичних та забарвлюючих речовин, фітонцидів та антибіотиків. Вони є природними консервантами і поширені в сировині рослинного походження. До найбільш активних в цьому відношенні такі органічні кислоти як молочна, лимонна, бензойна, щавлева, оцтова.

Фенольні сполуки мають бактерицидну та антиокислювальну дію. Такі забарвлювачі, як хлорофіли, каротиноїди, антоціани, флавони, флавоноли, мають бактерицидну дію і підвищують стійкість плодоовочевої сировини при зберіганні.

Ароматичні сполуки – терпени ароматичні кислоти, спирти та ефіри, феноли, карбонові сполуки, ефірні олії, також виявляють бактерицидну та антиокислювальну дію. Сировина багата на ароматичні сполуки довше зберігає свої якісні характеристики.

На втрату маси та якості впливають також фізичні властивості об’єктів зберігання: структурно-механічні – реологічні (структура, агрегатний стан, консистенція, міцніть, пружність, в’язкість, еластичність, пластичність), теплофізичні та електрофізичні.

Агрегатний стан, структура та консистенція сировини і продукції пов’язані з хімічним складом, тобто з вмістом та співвідношенням води і сухих речовин. Рідкі та напіврідкі продукти мають підвищену здатність до випаровування вологи і швидко втрачають масу. Такі продукти необхідно зберігати у герметичній упаковці. Сировина і продукти з твердою структурою краще зберігаються, менше випаровують вологи, менше уражаються мікроорганізмами, в них повільніше протікають хімічні та біохімічні процеси, вони краще зберігають форму, не прилипають до тари і обладнання. Об’єкти з шпаруватою структурою менш стійкі через велику питому поверхню, вони активно випаровуються. В них активно відбуваються сорбційні процеси – поглинання газів, летких речовин, пари, а також окислювальні процеси. Таку сировину і продукту необхідно зберігати у спеціальних сховищах або герметично закриту.

Пружність, в’язкість, еластичність та пластичність впливають на здатність об’єктів зберігання утримувати форму, розмір та масу. Пружні та еластичні об’єкти здатні повертати початкову форму після деформації, а пластичні – деформуються незворотно. Об’єкти з підвищеною в’язкістю мають підвищені втрати маси за рахунок прилипання до тари, пакування, обладнання.

Теплофізичні характеристики сировини і готової продукції мають опосередкований вплив на зміни маси і якості під час зберігання. Такі властивості, як теплоємність та теплопровідність, температура плавлення та замерзання, впливають на процеси тепло- та масопереноси, як в самих об’єктах, так і в сховищах. Від цих властивостей залежить швидкість встановлення необхідних оптимальних режимів температури і відносної вологості, а в кінцевому рахунку – швидкість перебігу процесів під час зберігання та розмір втрат маси і якості. При зберіганні великих партій сировини з великою теплоємністю або низькою теплопровідністю швидкість встановлення рівноважних значень температур і вологості уповільнюється. Внутрішні шари сировини довгий час утримують підвищену температуру і в них активно протікають хімічні, біохімічні та мікробіологічні процеси, більше випаровується вологи, вивітрюються леткі ароматичні сполуки.

Сировина і сполуки, які мають більш низькі температури плавлення та замерзання можуть зберігатися при знижених температурах, які дозволяють знизити активність ферментів, пригнічують мікрофлору, що зменшує втрати.

Спосіб пакування, як зовнішній фактор, захищає сировину і харчові продукти від механічних, кліматичних, санітарно-гігієнічних та ін. впливів. Захисна дія пакування залежить від виду. Способу та властивостей пакування. Чим більше жорстка, міцна та стійка тара, тим краще вона являє захисні властивості. Тим краще об’єкт зберігання утримує свої початкові характеристики. Це має велике значення для сировини, яка має крихку, ніжну структуру. Застосування такої тари дозволяє використовувати засоби механізації при проведенні завантажувально-розвантажувальних робіт без зниження якості продукту. Це також уповільнює хімічні реакції, скорочує втрати. При поєднанні герметизації з вакуумуванням або стерилізацією, стає неможливим проходження біохімічних та мікробіологічних процесів в продуктах зберігання. На втрати маси та зміну якості продукції, що зберігається у запакованому вигляді, мають вплив такі характеристики тари і упаковки, як їх форма, розмір, стан внутрішньої поверхні, світло-, газо- та парапроникність. Чим більший розмір і просторіша форма тари і пакування, тим менші втрати. Чим кращі властивості тари, відповідність вимогам пакування певного об’єкту зберігання, тим вище стійкість до змін і менше втрати маси. Тепер харчова промисловість має великий вибір таропакувальних матеріалів з широким спектром функціональних властивостей, що дозволяє максимально знизити втрати і зберегти харчові продукти. Особливою популярністю користуються пакувальні матеріали на основі полімерів та їх комбінації з картоном та металевою фольгою.

1.4. Умови та способи зберігання

Під умовами зберігання розуміють сукупність зовнішніх факторів, які впливають на процес зберігання. До них відносять – кліматичні, санітарно-

гігієнічні фактори та порядок розміщення об’єктів зберігання у сховищах.

Режимом зберігання називають сукупність чисельних значень основних факторів впливу.

Способами або методами зберігання називають певну комбінацію основних факторів і режимів.

До кліматичних умов відносяться такі фактори, як температура, відносна вологість повітря, швидкість руху та кратність обміну повітря у сховищах, газовий склад повітря та освітленість сховища. Чисельні значення кожного з цих факторів залежать від особливостей об’єктів зберігання. Найбільш впливовими факторами є температура, відносна вологість та газовий склад повітря.

Від температури повітря у сховищах залежать втрати, якість та термін зберігання сировини і продуктів. В залежності від способу регулювання температури, методи зберігання поділяють на нерегульовані, регульовані з охолодженням і регульовані з заморожуванням. У сховищах з нерегульованим температурнимрежимом, цей фактор обумовлюється температурою зовнішнього середовища, а з регульованою температурою – регулюється системами опалення, охолодження або кондиціювання.

В залежності від виду сировини і способу зберігання, використовують різні температурні режими:

– для зберігання сухої сировини і сухих продуктів: зерна та продуктів його переробки, цукру, солі, прянощів та спецій, сушених плодів, овочів, м’яса, риби, харчових концентратів, використовують від’ємні і позитивні температури у широкому діапазоні;

– для консервованої продукції, слабоалкогольних та безалкогольних напоїв, соків, олії, використовують помірні позитивні температури в інтервалі від 8-10 ^оС до 12-15 ^оС;

– для охолодженої сировини і продукції: свіжі, солені, мариновані плоди та овочі; свіжа молочна, м’ясна та рибна сировина; копчена солена та провісна рибна продукція і ковбасні вироби, використовуються позитивні температури від 0 до +6 ^оС;

– для окремих видів і сортів плодів та овочів, м’яса, сирокопчених ковбас, солоної риби, рибних пресервів, використовуються температури переохолодження – від 2 - (-3) до 5 - (-7);

– для замороженої сировини і продукції тривалих термінів зберігання: м'ясо, риба, плоди, овочі, вершкове масло, тваринні жири, маргаринова продукція, використовують низькі мінусові температури – від (-18) до (-22) ^оС і нижче;

– для замороженої сировини і продукції короткотермінового зберігання (до 1 місяця), використовують температури від (-8) до (-10) - (-12) ^оС.

Вказані межі температур значною мірою відносні. Вони визначаються з врахуванням особливостей та кількості сортів, видів та груп продукції, які одночасно зберігаються в одному і тому ж складі. У спеціалізованих сховищах, де зберігається сировина одного виду, межі температур визначаються в залежності від стиглості, ступеню ураження захворюваннями, терміну зберігання.

Коливання температури негативно впливають на стан сировини, тому що зміна температури у 1-2 ^оС супроводжується зміною відносної вологості повітря на 5-8 %. Це призводить до інтенсифікації процесів дихання, життєдіяльності мікроорганізмів, до посилення випаровування або поглинання парів води. При різких зниженнях температури відбувається конденсація води на поверхні сировини і продуктів, що створює сприятливі умови для розвитку мікрофлори, особливо плісняви, а також для корозії металевої тари та обладнання. Контроль за режимами зберігання проводиться постійний за допомогою термометрів та психрометрів. У спеціалізованих сховищах контроль і регулювання температурних режимів та вологи проводиться автоматично.

Відносна вологість повітря – другий за значенням фактор кліматичних умов, який встановлюється в залежності від виду сировини або продукту, температури, вологості, терміну зберігання та способів пакування об’єктів зберігання. Звичайно використовують 4 групи режимів відносної вологості:

– режими з низькою відносною вологістю повітря – не більше 65 %. Такі режими застосовуються для зберігання сухої сировини і продукції;

– режими з помірною відносною вологістю повітря – в інтервалі
70-80 %, використовують для зберігання сировини і продукції з проміжною вологістю і герметично упакованих об’єктів;

– підвищена відносна вологість повітря – 80-85 %, найбільш сприятлива для зберігання охолодженої сировини і продукції – м’ясної, молочної, рибної, яєчної;

– висока відносна вологість повітря – 90-95 %, являється оптимальною для зберігання свіжої соковитої сировини, замороженої продукції, квашених та засолених плодів і овочів.

Найбільший вплив відносна вологість має на зберігання сухої сировини. Коливання вологості повітря призводять до зволожування, груд кування, ініціювання біохімічних і мікробіологічних процесів. При зниженні відносної вологості зростає випаровування вологи і втрата маси. При зберіганні зерна, насіння, плодів, овочів та ін. біологічних об’єктів регулювання відносної вологості повітря сховищ є природним, тому що ці об’єкти самі являються активним джерелом вологи. Ця волога зміщує рівноважну вологість повітря і конденсується на поверхні сировини. У сховищах з штучним охолодженням, тобто в холодильних камерах, вона конденсується на поверхні батарей, утворюючи «снігову шубу», яка змінює температурний режим і відносну вологість повітря сховищ. Для регулювання відносної вологості повітря, застосовують системи вентиляції і кондиціювання, зрошування підлоги, повітря, розміщення відкритих ємностей з водою та ін. засоби. Оскільки температура і відносна вологість повітря взаємопов’язані зворотною залежністю, ці кліматичні умови створюють, підтримують і контролюють одночасно. Вони є основними параметрами режимів зберігання.

Швидкість руху та кратність обміну повітря у сховищах також впливає на стан сировини або продукції та розмір їх втрат під час зберігання. Швидкість і кратність обміну повітря в сховищах залежить від особистостей об’єктів зберігання, параметрів зовнішнього повітря, конструкції сховищ та вентиляційного устаткування. При відсутності обміну повітря у сховищах і об’єктах зберігання, неможливо підтримувати та контролювати необхідні значення температури і відносної вологості повітря, що може призвести до самозігрівання, зволожування і псування під впливом мікрофлори або захворювань. Постійний і інтенсивний обмін повітря швидко висушує сировину, але посилена аерація може призвести до прискорення окислювальних процесів.

В залежності від об’єкту зберігання виділяють три групи режимів обміну повітря:

– інтенсивний обмін повітря використовується при зберіганні сировини і продукції, що є живими біологічними об’єктами, які виділяють тепло, вуглекислий газ та ін. продукти обміну. До таких об’єктів відноситься зерно та продукти його переробки, олійне насіння, горіхи, окремі групи свіжих плодів і овочів, що не в’януть – капустяні, цибулинні, гарбузові, деякі сорти яблук і груш. Для цього використовують примусову вентиляцію;

– помірний обмін повітря необхідний при зберіганні м’ясної, рибної, яєчної сировини, свіжих плодів і овочів, що швидко в’януть – ранні овочі, зелені культури, ягоди, кісточкові плоди. Помірний обмін повітря забезпечується періодичною роботою вентиляційного обладнання або природною вентиляцією сховищ;

– незначний обмін повітря потрібний для об’єктів, які зберігаються у запакованому стані, а також для замороженої і висушеної продукції.

Обмін повітря у сховищах здійснюють у сховищах за допомогою природної або примусової вентиляції. В сховищах невеликої ємності та в неохолоджуваних приміщеннях використовується природна вентиляція за допомогою витяжних труб, дверей та кватирок. Природна вентиляція проста у експлуатації, дешева, але малоефективна та погано контрольована, тому що залежить від параметрів зовнішнього середовища.

При зберіганні біологічних об’єктів кращі результати дає активне вентилювання, коли рух повітря спрямовується крізь масу сировини або продукції. Активне вентилювання дозволяє збільшити коефіцієнт використання обсягу сховищ за рахунок підвищення висоти завантажування камер та штабелів, а також загоюванню ушкоджень сировини та підвищує стійкість сировини до ураження мікроорганізмами.

Газовий склад повітря має значення при зберіганні живих біологічних об’єктів, які в процесі дихання поглинають кисень з повітря, а виділяють вуглекислий газ. Тому газовий склад повітря у сховищах впливає на газовий склад тканини сировини або продукції. Зменшення вмісту кисню і підвищення концентрації вуглекислого газу пригнічує біохімічні процеси, а зворотне співвідношення цих газів навпаки активізує біохімічні і мікробіологічні процеси.

В залежності від складу газове середовище може бути нормальним, модифікованим (МГС) та регульованим (РГС). Нормальним вважається склад газового середовища, який суттєво не відрізняється від скдаду зовнішнього повітря. Модифікованим є газовий склад, який утворюється в сховищах або в упаковці, які ізольовані від зовнішнього середовища. За рахунок поглинання кисню і виділення двоокису вуглецю, газовий склад поступово змінюється і створюються несприятливі умови для розвитку мікрофлори та перебігу біохімічних процесів. Для цього використовують спеціальні пакування.

Регульованим є газове середовище сховищ або пакування, яке утворюється штучним шляхом за рахунок введення певної газової суміші. Такі суміші мають підвищений вміст вуглекислого газу, азоту та інших інертних газів. При створені оптимальних умов зберігання, регулюють температуру, відносну вологу, газовий склад середовища. Зберігання сировини у регульованому газовому середовищі (РГС) залежить від співвідношення О₂ і СО₂. Зміна складу газового середовища, тобто співвідношення О₂ і СО₂, впливає, насамперед, на окислювально-відновні процеси в рослинних тканинах, на інтенсивність і характер дихання.

У нормальній атмосфері сумарна кількість О₂ + СО₂ = 21%

О₂ (11- 16%) + СО₂ (5- 10%) = 21%, залишок складає азот (N₂ 79%).

На основі цього співвідношення, у практиці зберігання найбільш поширеі 3 типа РГС:

1. О₂ (6- 11%) + СО₂ (10- 15%) = 21%, залишок азоту (N₂ 79%).

Співвідношення змінене убік збільшення вмісту СО₂ , для стійких до СО₂ видів і сортів плодів. Вуглекислота гнітить життєдіяльність мікроорганізмів.

2. С убнормальне газове середовище – О₂ (5-3%) + СО₂ (3-5%) < 21% О₂: СО₂ = 5: 3 або О₂: СО₂ = 3: 5, залишок азоту (N₂ 90-94%).

Співвідношенні О₂ (5%)+ СО₂ (5%) = 10 % - оптимальне співвід- ношення. Таке співвідношення в складі газового середовища використовують при зберіганні різних сортів яблук. При зберіганні протягом 2 місяців, дихання знижується в 4 рази й придушується дія мікроорганізмів.

3. Середовище має знижений вміст О₂ і повністю позбавлене СО₂. Майже весь обсяг займає азот N₂. Процес дихання уповільнюється в 4 рази й придушується дія мікроорганізмів. Цей склад РГС призначений для зберігання невеликих обсягів сировини. В основному, при такому складі РГС зберігають кісточкову сировину й виноград. У сполученні з холодом, строк зберігання можна продовжити до 6 місяців, іноді - до 10 місяців.

Санітарно-гігієнічний режим зберігання означає контроль стану і характеру забруднення об’єктів зберігання і сховищ. Види забруднень поділяються на – мінеральні, органічні, мікробіологічні та біологічні. Мінеральні забруднення сховищ представлені пилом, піском, ґрунтом, камінням, іржею. Для усунення мінеральних забруднень використовують підмітання, миття підлоги, стін, очищення тари, транспортних засобів. До органічних забруднень відносяться рослинні залишки від сировини, відходи від сортування, сміттєві домішки. Для попередження таких забруднень. Перед закладанням на зберігання сировину сортують, очищують, видаляють домішки. Мікробіологічні забруднення найбільш поширені і небезпечні, можуть бути причиною важких захворювань та отруєння людей. Для попередження таких забруднень сховища перед завантажуванням піддають санітарній обробці, ретельно очищують інвентар, тару, обладнання. Металеві конструкції фарбують, приміщення дезінфікують сірчаним газом. Біологічні забруднення – це поширення у сховищах коморних шкідників – комах, кліщів, жуків та миловидних гризунів. Для боротьби з ними проводять дезінфекцію – обробку приміщення отрутохімікатами.

Порядок розміщення об’єктів зберігання у сховищах вибирається в залежності від їх особливостей, група, вид, сорт, фізичні властивості (міцність і твердість), спосіб пакування, термін зберігання та обладнання приміщень. Застосовують тарне і безтарне розміщення. Безтарне розміщення – найбільш просте і економне. До нього відносяться – кагатне, траншейне, селекційне та стелажне. Висота насипного шару залежить від виду сировини і здатності витримати значні навантаження без деформації. Довжина траншей сягає 10-20 м, ширина 0,4-1,0 м, глибина – 0,5-1,2 м. При тарному розміщенні, об’єкти спочатку пакують у тару – короби, ящики, контейнери, мішки, бочки та ін., яку потім штабелюють на піддонах або стелажах різними методами. Висота штабелю залежить від розміру та міцності тари, висоти приміщень, засобів механізації.

Способи зберігання продовольчої сировини та харчової продукції відрізняється за методами регулювання параметрів режиму, за порядком розміщення і обробки об’єктів зберігання.

Фасована продукція зберігається у вигляді пакетів на піддонах або нефасована продукція – у ящичних піддонах, які являють собою подвійні дерев’яні настили пристосовані до механічної обробки.

Ящикова тара широко використовується при зберіганні майже всіх видів сировини та готової продукції. Наливна тара використовується для зберігання рідкої та напіврідкої сировини і продукції – молока, пива, вина, лікеро-горільчаної, безалкогольної, олійної продукції. Крупногабаритною наливною тарою є танки, цистерни, баки, бочки, малогабаритною – бідони, кеги, бутлі, балони, дрібною – банки, пляшки, флакони.

До насипних відносяться способи зберігання дрібної або сипкої сировини і продукції – овочі, картопля, сушені та заморожені продукти, сіль, цукор, спеції. Такі продукти затарюються у текстильні або плівкові мішки, в сітки, пакети.

Під час зберігання, незалежно від використаних способів, необхідно здійснювати систематичний контроль за станом об’єктів. Такий контроль передбачає зовнішній візуальний огляд продукції та товарних місць. Результати візуального та лабораторного контролю реєструються у відповідних журналах.