Особливості харчових продуктів та їх виробництва

Особливості харчових продуктів та їх виробництва

Головним фаховим завданням  інженера-технолога харчових виробництв є організація і проведення технологічних процесів, під час яких харчова сировина перетворюється у готову продукцію. Незважаючи на те, що існує безліч конкретних технологій, всі вони базуються на загальних законах фундаментальних наук і принципах побудови технологічних процесів. Предметом навчальної дисципліни «Теоретичні основи технологій харчових виробництв» є вивчення загальних закономірностей – фізичних, хімічних, біологічних, технологічних, які пов’язані з технологіями виробництва харчових продуктів.

Основними завданнями навчальної дисципліни є:

– вивчення дії законів  фундаментальних наук в технологіях  харчових виробництв;

– забезпечення загальних принципів безпеки харчових виробництв – медико-біологічних, санітарно-гігієнічних, технічних та споживчих до продовольчої сировини і харчових продуктів;

– визначення основних способів та процесів технологічної обробки  сировини, а також способів запобігання її негативного впливу на харчову та біологічну цінність продуктів.

Сировина  харчових виробництв та шляхи розширення

сировинної  бази

Характерною особливістю харчових продуктів, як об’єктів виробництва  є висока ступінь залежності іх якості від якості вихідної сировини. Ому у харчових виробництвах сировині приділяється велике значення.

Всі види продовольчої сировини можна поділити на дві групи – неорганічну та органічну. Неорганічна сировина менш поширена. До цієї групи відноситься – кухонна сіль, харчова сода, сірчиста кислота та її ангідрид. Органічна сировина поділяється за походженням на натуральну, модифіковану та штучну.  До натуральної сировину відносять природну сировину рослинного, тваринного або мікробного походження, яка не піддавалась промисловій переробці – свіжі плоди, овочі, сире м'ясо та ін., або пройшла первинну переробку – борошно, олія, цукор, солоні напівфабрикати.

Модифікованими вважається природна сировина, яка зазнала значної переробки, що призвела до зміни складу, структури, властивостей – білкові гідролізати, розчинні та окислені крохмалі, мікрокристалічна целюлоза, маргарин.

Штучною – є органічна сировина, яку отримують хімічним синтезом – синтетичні вітаміни, ароматизатори, барвники, підсолоджувачі, хімічні консерванти і антиокислювачі та ін.

Органічну сировину в залежності від вмісту певних компонентів класифікують на вуглеводвмисну, білкову, жирову, ефіроолійну, вітамінну та ін.

За  вмістом води сировину розділяють на соковиту та суху, за здатністю до зберігання – на швидкопсувну та тривалого зберігання.

За  кількістю корисних компонентів сировину поділяють на просту, тобто однокомпонентну, – це сіль, цукор, спирт етиловий, оцет, олія, тваринні жири та ін., і складну, тобто багатокомпонентну, – зерно, плоди і овочі, м'ясо, молоко, риба та ін.

В залежності від вмісту сировини у готовому продукті її поділяють на основну та допоміжну. Наприклад, для ікри кабачкової основною сировиною будуть кабачки, а допоміжною – олія, томат-продукти, спеції, сіль кухонна.

Крім сировини в харчових виробництвах широко використовують технологічні матеріали, за допомогою яких здійснюється технологічний процес виробництва, зберігання та транспортування готової продукції. До них відноситься технічна вода, лід, шпагат, плівка, нитки, пакувальні матеріали, фарби, дріт та ін.

Найбільшу цінність для  виробництва харчових продуктів  має натуральна сировина рослинного та тваринного походження. З рослинної сировини переважно використовують плоди, ягоди та овочі, зерно, олійне насіння, а з тваринної –  м'ясо свійських тварин та птиці, риба і рибопродукти, молоко. Яйця, тваринні жири. Ці види сировини розрізняються за своїм складом, харчовою та біологічною цінністю. Кращою вважається тваринна сировина. Вона за своїм хімічним складом більш наближена до потреб людського організму, краще засвоюється, має чудові смакові та ароматичні якості. Але ресурси тваринної сировини обмежені і вона має високу вартість. Переробка її складає певні технічні труднощі, тому що сировина швидко псується.

Рослинна  сировина менш цінна тому, що її склад суттєво відмінний від складу організму людини, вона менш задовольняє потреби людини, гірше засвоюється, але на відміну від тваринної сировини, вона дешевша і ресурси її більш доступні та різноманітні, зберігання і переробка її має менше технічних складностей.

Плоди, ягоди, овочі та гриби

 У харчопереробній  промисловості використовують близько  40 видів культурних та дикорослих  плодів і ягід, понад 60 видів  овочів і понад 30 видів грибів. Для оптимального зберігання  і переробки необхідно не тільки знати їх хімічний склад, фізичні властивості а і фізіологічні особливості. Більшість видів плодоовочевої сировини є соковитою, містить велику кількість вологи і погано проводять тепло. В процесі зберігання плодоовочева сировина продовжує дихати і  при зберіганні у насипному стані має здатність до самозігрівання, відпотівання, підвищення інтенсивності дихання, проростання, псування. Тому для зниження кількості втрат велике значення надається контролю та регулюванню таких факторів, як температура, вологість, газовий склад середовища, цілісність, ступінь ушкодження шкідниками та ін.

Плоди та ягоди поділяють на групи: насіннєві – яблука, груші, айва; кісточкові – абрикоси, персики, вишні, черешні, сливи, алича; тропічні – ананаси, манго, папайя;  субтропічні – грейпфрути, апельсини, мандарини, лимони; горіхоплідні – фундук, волоський горіх, каштан, мигдаль; ягоди – виноград, полуниці, обліпиха, чорна смородина, порічки, малина, калина, аґрус; дикорослі – яблука, груші кизил, терен, горобина, ожина, суниці, шипшина, ліщина, кедрові горішки та ін.

Овочева група поділяється на плодові овочі – томатні, гарбузові, бобові, зерняткові;  листові –  капустні, салат, шпинат, щавель, ревінь; цибулинні – цибуля, часник; корене- та клубнеплоди – картопля, буряк, морква, селера. пастернак; пряні та десертні овочі – петрушка, кріп, спаржа, артишоки.

Гриби до теперішнього часу перероблялись тільки дикорослі. В  останні роки широко переробляють гриби, які вирощувались в штучних умовах на спеціальних ґрунтах. Найбільш поширені печериця і «Тешенка» або глив рот пластинчатий. З дикорослих заготовляють та переробляють переважно білі гриби, польські, підберезовики, маслюки, лисички, рижики, грузді, опеньки та ін.

Добова потреба людини в плодах і ягодах складає – 220 г, в овочах і картоплі – 715 г. Суттєву фізіологічну та технологічну роль відіграють пектинові речовини, які відносяться до розчинних харчових волокон ( желювання. прозорість соків, розварюваність та ін.).

Білків в плодах і овочах міститься мало – 1-3 %, за виключенням бобових, які містять 5-8 % білка (зелений горох, квасоля).

Жири не поширені у плодоовочевій сировині, за виключенням горіхоплідних – арахіс, волоський горіх, та бобових – соя.

Біологічна цінність їх обумовлена присутністю вітамінів, макро- та мікроелементів та поліфенольних сполук.

Зерно та олійна сировина

Зернові культури є найважливішим  сировинним ресурсом харчової промисловості, тому що вони можуть бути джерелом вуглеводів, білків, жирів, вітамінів та мінеральних речовин. У різних видах зерна і насіння вміст білків може досягати 30-45 % (на суху масу), крохмалю та інших вуглеводів – 48-58 %, жирів – 40-60 %, вологи – 12-15 %. Зернові культури служать сировиною для борошняної, круп’яної, крохмале-патокової, хлібобулочної, макаронної. кондитерської та інших підгалузей харчової промисловості.

За  хімічним складом зернові культури поділяють на три групи:

- вуглеводвмісні –  пшениця, ячмінь, овес, кукурудза,  рис, просо, гречка;

- білкові – соя,  горох зерновий, квасоля;

- олійні – соняшник, льон, соя, рапс, конопля.

З хлібних злаків в  Україні культивують переважно  пшеницю, жито і ячмінь, з інших зернових – кукурудзу та гречку. Перше місце за площею посівів займає пшениця. Вона в залежності від біологічних особливостей буває м’якою і твердою.  Кожна з них за терміном посіву може бути озимою та яровою. Найбільш врожайні сорти м’якої пшениці, тому під них засівають найбільші площі.

За хімічним складом  і технологічними властивостями  м’які сорти пшениці використовують у хлібопеченні, в кондитерській та крохмале-паточній промисловості. А сорти твердої пшениці використовують у макаронному виробництві.

Жито – друга за значенням після пшениці зернова культура. Його переробляють на борошно і використовують у хлібопеченні. Житнє борошно має більш цінні білки, більшу кількість моно- і дисахаридів, а також макроелементів.

Ячмінь – цінна круп’яна культура, тому значна частина врожаю переробляється на різні крупи. Крім того ячмінь є основною культурою для виготовлення пивного солоду. Саме з ячмінного солоду варять кращі сорти вітчизняного пива.

Кукурудзу, гречку і просо переважно переробляють на крупи. З кукурудзи виробляють також крохмаль, глютен (білковий препарат) і олію.

Горох вирощують на зерно і як овочеву культуру. Зерно технічної зрілості використовують для виготовлення популярних овочевих консервів «Зелений горошок». Достигле зерно використовують як круп’яну сировину і для виробництва горохвяного борошна. З нього отримують добавки, які в Україні замінюють імпортні соєві білкові добавки. Соєві білкові добавки широко використовуються при виробництві різноманітних продуктів – від напоїв і кондитерських виробів до м’ясних і молочних виробів.

Соняшник – основна вітчизняна олійна культура. Насіння кращих сортів соняшника має олійність 50-55 % і високу врожайність. Відходи олійного виробництва – шрот і макуха, містять 14-19 % білків, тому їх як сировину використовують як сировину для отримання білків. Підсмажене очищене ядро соняшника є цінною сировиною у кондитерському виробництві, хлібопеченні та інших галузях.

Льон  і коноплю в Україні вирощують переважно як луб’яні культури для отримання волокна.

В останні роки все  більшої популярності набуває нова олійна культура – рапс. Його посіви в Україні використовують як кормову культуру і як попередник у сівозмінах. Тільки частину посівів використовують для збору насіння. Рапсова олія має високі якісні характеристики, але містить глюкозид – ерукову кислоту, яка небезпечна для здоров’я людини.

М’ясна  та рибна сировина

За обсягами використання сировина тваринного походження посідає  друге місце, поступаючись рослинній. З цієї групи сировини найбільшу цінність і застосування мають – м'ясо, субпродукти. Риба, нерибна водна сировина, молоко та яйце продукти. Ці продукти є єдиним джерелом повноцінних білків та незамінних амінокислот. Крім того, сировина тваринного походження є джерелом жирів, які надають продуктам з неї високої калорійності та смакоароматичних якостей. Ця сировина багата макро- та мікроелементами, водо- та жиророзчинними вітамінами, екстрактивними речовинами.

В теперішній час, у зв’язку з швидким псуванням м’ясної сировини, знайшли широке розповсюдження технології виготовлення харчової продукції, в якій тваринна сировина частково замінюється рослинною сировиною. Це дає можливість крім економії, отримати продукти більш збалансовані за хімічним складом. Харчовою та біологічною цінністю, оскільки тваринна сировина майже не містить вуглеводів.

У свіжому м’ясі, рибі та яйцях на першому етапі зберігання відбуваються складні біохімічні процеси  дозрівання (автолізу білків), які змінюють технологічні та споживчі властивості. Як і при зберіганні соковитої плодоовочевої продукції, важливим завданням технологів є вибір і забезпечення оптимальних умов – температури. Відносної вологості повітря сховищ, інтенсивності вентиляції, санітарного режиму та ін. Тваринна сировина містить багато вологи, яка випаровується при несприятливих режимах.

М'ясо є комплексом м’язової, жирової, з’єднувальної, хрящової та кісткової тканини в їх природній комбінації. Хімічний склад, харчова цінність та технологічні властивості м’яса залежать від багатьох факторів – виду, породи, стану, віку, вгодованості тварин, від анатомічної та морфологічної будови. Від терміну та умов зберігання. В залежності від степеня вгодованості та анатомічної будови м'ясо поділяють на категорії та сорти. Поділ на категорії і сорти залежить також від виду і віку забійних тварин.

Для виробництва харчових продуктів використовують м'ясо, м’ясні субпродукти, кров і кишкові фабрикати  великої і дрібної рогатої худоби,  свиней, коней, а також м'ясо свійської птиці, кролів, нутрій і диких тварин – лосів, косуль, зайців та дикої птиці. Найбільшу питому вагу займає м'ясо великої рогатої худоби, свиней та свійської птиці. М'ясо є сировиною для виробництва ковбасних виробів, м'ясних копченостей, м’ясних напівфабрикатів, консервів. Значна частина м’яса після зберігання реалізується без переробки в охолодженому або замороженому стані.

М’ясні  субпродукти – це переважно внутрішні органи, які видаляються під час первинної переробки м’ясних туш. Вони поділяються на групи – м’якотні, м'ясо-кісткові, шерстні, слизові, та категорії в залежності від їхньої будови та харчової цінності. Їх широко використовують при виробництві ліверних ковбас, консервів та як замінники частини м’яса в м’ясних продуктах. Використання субпродуктів дозволяє зменшити витрати м’яса, розширити асортимент і збагатити продукти харчовими волокнами тваринного походження – колагеном, еластином, осеїном. З цією ж метою широко використовують кров великої рогатої худоби і свиней.