- •Особливості харчових продуктів та їх виробництва
- •Сировина харчових виробництв та шляхи розширення сировинної бази
- •Плоди, ягоди, овочі та гриби
- •М’ясна та рибна сировина
- •Молоко та молочні продукти як харчова сировина
- •Проблема забезпечення харчових виробництв сировиною та шляхи її вирішення
- •Харчове виробництво, як хіміко-технологічна система
- •2. Умови та закони рівноваги технологічних систем
- •Кінетичні закономірності технологічних процесів
- •Фізико-хімічна кінетика
- •Кінетика біохімічних і мікробіологічних процесів
- •1. Особливості дії законів фундаментальних наук у харчовій промисловості
- •2. Принцип раціонального використання сировини
- •3. Принцип раціонального використання енергоресурсів та устаткування
- •4. Принцип інтенсифікації технологічних процесів
- •Принцип оптимізації
- •Зміни хімічного складу продовольчої сировини при технологічній обробці
- •Класифікація складових харчової сировини
- •Складові сировини
- •Білки та інші азотисті сполуки сировини, їх властивості
- •Вуглеводи та їх похідні
- •Ліпіди сировини та харчових продуктів
- •Мінеральні речовини
- •Барвники
- •Ароматичні речовини
- •Вода продовольчої сировини і харчових продуктів
- •Структурно - механічні властивості харчових продуктів
- •1. Основні поняття реології
- •2.Моделі ідеальних тіл
- •3. Теплофізичні властивості
- •Колоїдно-хімічні властивості високомолекулярних сполук (вмс)
- •1. Класифікація та характеристика видів високомолекулярних сполук
- •2. Характеристика властивостей вмс та їх зміни при технологічній обробці
- •3. Класифікація та характеристика структур дисперсних систем
- •Основні методи обробки сировини в харчових технологіях
- •1. Процеси механічної обробки
- •2. Вплив механічної обробки на склад та властивості продукції
- •3. Процеси термічної обробки Класифікація, характеристика та види термічної обробки
- •Класифікація способів теплової обробки
- •4. Характеристика основних методів термічної обробки та їх застосування в харчових технологіях
- •5. Вплив теплової обробки на склад та властивості продукції
- •Фізико-хімічні основи харчових технологій
- •Масообмінні процеси харчових технологій
- •Процес екстрагування продовольчої сировини
- •2. Сорбційні процеси та їх застосування
- •3. Процеси розчинення та кристалізації
- •4. Процеси перегонки та ректифікації
- •5. Утворення дисперсних систем та структура харчових продуктів
- •5.1 Утворення харчових емульсій та їх властивості
- •5.2 Харчові суспензії, їх утворення та властивості
- •5.3. Піни та піноподібні структури харчових продуктів
- •6. Хімічні процеси
- •6.1 Гідрогенізація та переетерифікація жирів
- •6.2 Гідролітичні процеси
- •1. Біохімічні та мікробіологічні основи харчових виробництв
- •1.1 Сутність біохімічних процесів, їх особливості і класифікація
- •1.2. Будова, властивості та джерела здобування ферментів
- •1.3. Біохімічні процеси, що відбуваються в сировині і готовій продукції
- •1.4. Використання біотехнології в харчових виробництвах
- •Тема: Теоретичні основи зберігання та консервування продовольчої сировини і продуктів
- •Продовольча сировина як об’єкт зберігання
- •Процеси, що відбуваються при зберіганні сировини
- •Чинники, що впливають на втрати маси і якості сировини і харчових продуктів при зберіганні
- •1.4. Умови та способи зберігання
- •На основі цього співвідношення, у практиці зберігання найбільш поширеі 3 типа ргс:
- •Теоретичні основи консервування харчових продуктів
- •Призначення та принципи консервування
- •Безпека харчової сировини і продуктів
- •Хімічна безпека харчових продуктів
- •Пестициди, нітрати та нітрити
- •Токсичні забруднення антибіотиками, гормональними препаратами та іншими хімічними речовинами
- •Сучасний розвиток споживчої упаковки
- •Компоненти упаковки
- •Радіаційна небезпека
1. Біохімічні та мікробіологічні основи харчових виробництв
1.1 Сутність біохімічних процесів, їх особливості і класифікація
В продовольчій сировині під час транспортування, зберігання і переробки дуже поширені біохімічні та мікробіологічні процеси. Вони можуть мати як самоплинний перебіг, так і виконуватись цілеспрямовано з певною технологічною метою.
Біохімічними називають процеси, що ініціюються ферментами самої сировини або внесеними у вигляді індивідуальних чи комплексних ферментних препаратів. На відміну від них мікробіологічні процеси ініціюються ферментами живих мікроорганізмів, які знаходяться в сировині або додаються під час її технологічної переробки.
Ферменти – це специфічні білкові речовини, які синтезуються в живих клітинах рослин, тварин або мікроорганізмів і регулюють перебіг всіх важливих процесів організму. В клітинах тканини вони локалізовані на внутрішніх мембранах і в органелах – мітохондріях, рибосомах, ядрі, лізосомах. В живих неушкоджених клітинах дія окремих ферментів і ферментних груп чітко впорядкована, скоригована і спрямовується керуючими системами – нервовою, або гормональною. Як і звичайні неорганічні каталізатори, ферменти в живих клітинах прискорюють реакції в обох напрямах – прямому і зворотному. При пошкоджені клітин, відбувається звільнення ферментів і вони виходять у цитоплазму або на межі клітини, де їх дія стає неконтрольованою. В цьому випадку вони каналізують переважно реакції розпаду або дезінтеграції.
Відмінністю ферментативних реакцій є те, що вони завжди багатоступеневі, мають багато проміжних стадій, але протікають з надзвичайно великими швидкостями – при атмосферному тиску, при низьких температурах і концентраціях. Це відбувається тому, що ферменти суттєво знижують енергію активації процесу, спрямовуючи його по енергетично вигідному шляху. Швидкість перебігу ферментативних процесів залежить від природи і концентрації компонентів, рН середовища, наявності активаторів і інгібіторів.
Каталітична дія або активність ферментів значною мірою залежить від походження ферментів, ступені їх очищення. Чим вище ступінь очищення, тим активніший фермент. Концентрація ферменту значна нижча за концентрацію субстрату. На швидкість біохімічних процесів впливають природа і стан субстрату, що пояснюється ступенем доступності зв’язків субстрату дії ферменту. Наприклад, крохмаль, отриманий з різної сировини – картоплі, пшениці, кукурудзи, навіть з різних сортів однієї культури, атакуються ферментом по-різному. Чим пухкіша структура молекули субстрату і ближче до поверхні молекули зв’язки, тим вище атакуємість ферментом і навпаки. Ця залежність широко використовується в харчових технологіях. У пивоварінні, спиртовій, крохмалепаточній промисловості крохмалевмісну сировину перед проведенням гідролізу піддають попередній термічній обробці для клейстеризації крохмалю. Клейстеризований крохмаль швидше і повніше гідролізується, ніж нативний. Теж саме відноситься і до білків. Якщо вони попередньо денатуровані або пройшли попередню обробку для руйнування третинної і вторинної структури, то краще атакуються протеолітичними ферментами. Для кращої атакованості ферментами субстрату, крім теплової обробки, використовують механічну обробку, зміну рН середовища, зволожування та ін. На відміну від хімічних реакцій, швидкість ферментативних реакцій залежить від температури і рН середовища. Наприклад, ферменти шлунково-кишкового тракту людини і тварин мають температурний оптимум їх дії 35-40 оС, а рослинні – до 70 оС. Пепсин шлункового соку має найвищу активність при рН 1,8-2,2, трипсин – при 7,5-8,0, а лужна фосфатаза – при 8,5-9,0.
Ферменти, як і неорганічні каталізатори, змінюють свою активність в присутності деяких речовин, які можуть підвищувати каталітичну дію ферменту – активатори, або знижувати їх активність – інгібітори. В ролі активаторів можуть бути іони металів, вітаміни, кислоти та ін. Інгібіторами являються усі денатуруючи фактори – іони важких металів, комплексоутворюючі сполуки, а також специфічні для кожного ферменту речовини, які блокують його активний центр шляхом хімічної взаємодії.
В харчових технологіях біохімічні процеси класифікують за ознакою типу ферментативної реакції: процеси окислення, відновлення, гідролізу, переносу, синтезу. Але в харчовій сировині і продуктах досить часто біохімічні процеси різних типів протікають одночасно, а тому їх поділяють за ознакою наслідків перебігу – процеси дихання, автолізу, дозрівання, проростання, відмирання тощо. В залежності від способу ініціювання процесу їх поділяють на самоплинні, коли процеси ініціюються ферментами самої сировини, і індуктивні, коли процеси ініціюються ферментами, що додаються в ході технологічного процесу для досягнення певної мети. Самоплинні процеси переважно мають місце під час вирощування, транспортування, зберігання сировини. Підчас переробки сировини такі процеси не бажані, тому що призводять до непередбачених наслідків – зниженню технологічних та споживчих властивостей, якості та стійкості сировини.