Хладотранспорт Учебное пособие

1. Скоропортящиеся грузы, основные условия их хранения и подготовки к перевозке

ферментных систем, регулирующих обмен веществ и определяющих биологическую индивидуальность организма (от яблони вырастет яблоня), определяется генетическим материалом, заключенным в молекуле ДНК. Синтез специфических белков для данного организма (карликовая яблоня) происходит с помощью РНК (ДНК и РНК – особый вид нуклеиновых кислот).

На долю всех органических веществ приходится от 5 до 25 % массы продукта. К неорганическим веществам относятся вода и минеральные вещества. Одной из особенностей воды является ее полярность, т. е. несимметричное расположение в ее молекуле электрических зарядов. Кислородный заряд молекулы несет отрицательный заряд, водородный – положительный. Этим объясняется способность воды растворять многие вещества, что особенно важно для прохождения всевозможных химических реакций. Вместе с тем вода является и активным участником биохимических процессов. В воде повышается активность ферментов. Этим, в частности, объясняется плохой рост растений в засушливые годы. Большая часть воды находится в свободном виде и только около 5 % – в связанном состоянии, т. е. входит в состав молекул, поэтому очень легко высушить продукты до пятипроцентной влажности. При испарении воды происходит увядание продуктов, это, в свою очередь, приводит к усилению процесса распада содержащихся в клетках органических веществ и нарушает энергетический баланс. Поэтому при хранении в помещении там создают режим воздуха с влажностью 85–100 %.

Минеральные вещества входят в состав структурных элементов всех клеток. Некоторые из них способствуют обмену веществ и выполняют функции ферментов. Минеральные элементы живых организмов подразделяют на две группы: макроэлементы (калий, кальций, натрий, магний и др.), содержащиеся в золе, образующейся при сжигании продукта в количестве не менее сотых долей процента, и микроэлементы (железо, медь, цинк и др.), их в золе – от тысячных долей процента и ниже. Плоды и овощи – главный поставщик многих минеральных веществ. При хранении потерь минеральных веществ нет, но очень большие потери происходят при варке и консервировании за счет перехода их в кипящую воду.

Содержание органических и неорганических веществ в различных продуктах приводится в различных справочниках.

Физические свойства пищевых продуктов – плотность, теплоемкость, теплопроводность, температура замерзания и др. Для большо-

11

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ХЛАДОТРАНСПОРТ

го количества грузов эти данные приводятся в справочных материалах и используются для контроля качества скоропортящихся грузов, происходящих в них процессов, для выбора параметров холодильных установок, разработки технологических процессов консервирования и других целей.

Плотность зависит от химического состава, строения продукта. Плотность пищевых продуктов в основном близка к плотности воды вследствие ее большого содержания в них. Для оперативных целей плотность определяется как частное от деления массы продукта на объем.

Консистенция – совокупность свойств продукта, ощутимых осязаний: вязкость, плотность, упругость. Она не имеет количественного выражения и оценивается органолептически.

Теплоемкость – количество теплоты, поглощаемое продуктом при нагревании на один градус. Во многом она зависит от содержания в продукте воды и теплоемкости компонентов, входящих в него.

Теплопроводность – интенсивность прохождения тепла в массе пищевого продукта. Знать ее необходимо, чтобы выявить продолжительность процессов охлаждения, замораживания, размораживания.

Теплосодержание, или энтальпия, показывает, какое количество тепла содержит 1 кг продукта. Температура замерзания характеризует начало процесса замерзания соков продуктов, в составе которых имеются соли. Эта температура называется криоскопической, она ниже температуры замерзания воды на 0,4–4,2 °С.

Свойства некоторых продуктов питания приводятся в табл. 1.1–1.4.

12

1. Скоропортящиеся грузы, основные условия их хранения и подготовки к перевозке

Таблица 1.2

Химический состав пищевых продуктов

13

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ХЛАДОТРАНСПОРТ

Таблица 1.4

Теплосодержание (энтальпия) основных пищевых продуктов, КДж/кг

14

1. Скоропортящиеся грузы, основные условия их хранения и подготовки к перевозке

1.2.ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ МИКРОБИОЛОГИИ И ПРИЧИНЫ ПОРЧИ СКОРОПОРТЯЩИХСЯ ГРУЗОВ

Большие изменения продуктов происходят под влиянием микроорганизмов (бактерий, плесени, дрожжей). Значительное количество воды и наличие органических веществ создают благоприятные условия для их развития. Почти все микроорганизмы принадлежат к низшим растительным организмам. Особую группу микроорганизмов составляют протисты, которые относятся к низшим животным. Микроорганизмы не имеют специальных органов питания и дыхания. Обмен веществ у них происходит путем осмоса через всю поверхность тела. Осмос – это диффузия веществ в растворах через мембрану (перегородку).

Увеличение содержания поваренной соли, кислоты, сахара в среде тормозит размножение многих микроорганизмов. Так, в среде с содержанием соли 1–3 % размножение тормозится, а при повышении концентрации до 25–30 % оно почти полностью приостанавливается.

Между микроорганизмами могут быть антагонистические отношения, когда один из микробов отрицательно действует на другой. Например, молочно-кислотные бактерии являются антагонистами гнилостных бактерий, так как продукт обмена первых, молочная кислота, тормозит развитие последних. Очень распространены такие взаимоотношения, когда жизнедеятельность одних способствует развитию других микробов. Например, организмы, расщепляющие натуральные белки, создают возможность для развития других, которые усваивают продукты распада белка.

Микробы развиваются при определенной температуре, по отношению к которой они подразделяются на термофилы (теплолюбивые), активно развивающиеся при температуре +30...+80 °С, мезофилы 0...+50 °С, криофилы (холодолюбивые) –7...+30 °С. При температуре выше +80 °С прекращается жизнедеятельность основной массы микробов. Некоторые организмы живут определенное время и при высоких температурах, они выдерживают температуру +100 °С несколько часов. Большое значение имеет продолжительность воздействия высоких температур для уничтожения микроорганизмов. Так, температуру +60...+70 °С необходимо поддерживать 15–30 мин, а +80...+85 °С – 1–2 мин.

Быстрое понижение температуры до значений, близких к нулю, вредно или даже губительно для живых клеток. Постепенное пони-

15

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ХЛАДОТРАНСПОРТ

жение температуры в том же интервале не приносит вреда. Это явление, названное температурным шоком, присуще высшим организмам, наблюдается оно также и у многих низших организмов. Шоковые явления объясняются тем, что при быстрой кристаллизации замерзающей воды в клетке повышается концентрация раствора электролита, что нарушает жизненное равновесие и вызывает гибель.

По типу дыхания микроорганизмы подразделяются на аэробные, использующие кислород воздуха, и анаэробные, живущие за счет кислорода, получаемого в результате расщепления продукта.

По периодам воздействия на продукты, особенно растительного происхождения, микроорганизмы подразделяются на три группы.

Первая группа микробов развивается на продуктах только в период хранения. Их споры в больших количествах имеются в воздухе, в почве, в помещениях хранилищ. Для их проникновения вглубь нужны повреждения.

Вторая группа заражает растения на поздних стадиях вегетации. Но их вредность проявляется при хранении. Они способны повреждать ослабшие и поврежденные растительные ткани.

Третья группа микроорганизмов поражает лишь вегетирующие растения. Но зараженные ими растения легко заражаются первыми двумя видами во время хранения.

Микроорганизмы по внешнему виду жизнедеятельности подразделяются на три основные группы: бактерии, плесени, дрожжи.

Бактерии – одноклеточные организмы, имеющие различные формы: шарикообразные, палочкообразные. При благоприятных условиях они быстро размножаются простым делением: за сутки может смениться 72 поколения, образуя массу (колонию) – пленку слизистой или другой консистенции, видимую невооруженным глазом. Вследствие размножения гнилостных бактерий мясные, рыбные и другие продукты быстро портятся. При неблагоприятных условиях некоторые бактерии образуют споры. Эта защитная реакция микробов на внешние воздействия. При спорообразовании протоплазма уплотняется и покрывается плотной оболочкой, после чего обычная оболочка клетки разрушается, а незначительное количество воды, оставшееся после спорообразования, находится в связанном состоянии. Споры очень устойчивы к температурным изменениям. Однако спорообразование довольно длительный процесс (около суток), и часто бактерии, внезапно попав в неблагоприятные условия, не успевают перестроиться и гибнут. При наступлении благоприятных условий через

16

1. Скоропортящиеся грузы, основные условия их хранения и подготовки к перевозке

3–6 часов споры набухают и бактерии полностью восстанавливают свою жизнедеятельность.

Плесени развиваются на поверхности продукта, образуя пушистый налет. Рост плесени внутри продукта возможен при наличии пустот с доступом воздуха в них. Плесневые грибки выделяют разнообразные ферменты, которые разлагают белки, жиры и углеводы, переводя их в растворимое состояние. Большинство плесневых грибков вызывают порчу пищевых продуктов, изменяют их внешний вид и сообщают им неприятный запах. Часто плесени развиваются на сырых стенках складских помещений, а оттуда попадают на пищевые продукты. Строение плесени более сложное, чем у бактерий. Плесневая клетка состоит из тонких ветвящихся нитей, толщина которых от 1 до 1,5, а длина около 10 мкм. Размножение ее может быть бесполым (спорообразное), половым (слияние клеток), вегетативным, когда частица, отторгаясь от основы, служит началом новой грибницы. Плесени, сопутствующие продуктам при хранении, разнообразны. Наиболее распространенные:

–пенициллиум (кистевидная плесень) – налет белого цвета, со временем приобретает голубовато-зеленый оттенок;

–головчатая плесень (мукоровый гриб) – появляется в виде паутинообразных, пушистых, серо-дымчатых образований с черными точками, разбросанными на поверхности мясных продуктов, отсыревших стен, влажных предметов;

–молочная плесень – бархатисто-пушистый налет белого цвета, сопровождает квашение овощей и кисломолочные продукты.

Распространены и другие плесени, например, такие, как гроздевидная плесень, лучистые грибки, домовой гриб и др.

Дрожжи – одноклеточные грибки, размножаются почкованием. На поверхности клеток появляется почка, которая через 2 ч превращается в новую клетку. Отдельные виды дрожжей размножаются путем слияния двух клеток, деления, спорообразования. При неблагоприятных условиях у дрожжей также наблюдается спорообразование, но споры не такие стойкие, как бактерии, и не переносят повышения температуры на 10–15 °С выше той, при которой гибнут сами клетки. Дрожжевые клетки обладают способностью разлагать сахар на спирт

иуглекислый газ. В процессе брожения дрожжи разлагаются. Дрожжи портят продукты, особенно растительного происхождения. Дрожжи приводят к ослизнению мяса, изменению его цвета. Дикие дрожжи встречаются на продуктах при хранении в холодильниках и транс-

17

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ХЛАДОТРАНСПОРТ

портировке. Имеется группа дрожжей, культивируемых человеком (культурные дрожжи), которые используются в пищевой промышленности для осуществления ряда технологических процессов (производство хлеба, спирта, пива и т. д.).

Вприроде существуют микробы, которые удается обнаружить только при помощи электронного микроскопа. К ним относятся фильтрующие вирусы, вызывающие мозаичную болезнь огурцов, арбузов и др.

Большинство пищевых продуктов – благоприятная среда для развития микроорганизмов. Они находят здесь все необходимые питательные вещества и условия для роста и размножения. Поверхность мяса всегда обсеменена микроорганизмами, попадающими на нее при обработке, хранении и перевозке туш. Видовой состав микробов здесь носит случайный характер. Развитие их зависит от вида мяса, его влажности и окружающей среды. Например, свинина портится быстрей говядины при равных условиях. В толще мяса, полученного от здоровых животных, как правило, микробов нет, а в мясе больных животных или испытывавших перед убоем голодание, утомление они могут быть. Наиболее частые виды порчи – гниение, кислотное брожение и плесневение.

Рыба портится быстрей, чем мясо млекопитающих животных, что объясняется особенностью строения ее мускульной ткани и повышенным содержанием влаги в теле. В большинстве случаев она гибнет от удушья, которое сопровождается накоплением крови в жабрах. Иногда это вызывает повреждение сосудов, и кровь выступает наружу. Белковая слизь, покрывающая кожу и кровь, наполняющая жабры, – прекрасная среда для быстрого развития гнилостных бактерий. В большом количестве гнилостные бактерии находятся в кишечнике рыбы.

Яйцо здоровой птицы стерильно, а заражается оно микробами снаружи через поры. На тупом конце только что снесенного яйца при охлаждении образуется пространство (пуга), которое заполняется наружным воздухом. Вместе с ним туда попадают и микроорганизмы. При длительном хранении, особенно в неблагоприятных условиях, яйца высыхают, пуга увеличивается, и в ней размножаются плесени и бактерии.

Вмолоко микроорганизмы попадают из внешней среды. Свежее молоко содержит бактерицидные вещества, которые обладают способностью подавлять развитие бактерий и часто их убивают. Пери-

18

1. Скоропортящиеся грузы, основные условия их хранения и подготовки к перевозке

од, в течение которого под влиянием этих веществ не размножаются бактерии, носит название бактерицидной фазы. По окончании ее микроорганизмы начинают усиленно развиваться, в результате чего господство над всеми остальными приобретают молочнокислые бактерии, которые превращают молоко в молочнокислый продукт. Привычный вкус молоку придает аскорбиновая кислота, которая разлагается под действием света.

Плоды и овощи с точки зрения хранения подразделяются на три группы. Первая группа – вегетативные органы двухлетних растений – клубни, корнеплоды, кочаны, луковицы. Их биологическая роль в жизни растений – образование семян на втором году жизни. Они хранятся относительно хорошо, важно защищать их от преждевременного прорастания. Вторая группа – генеративные органы однолетних (овощных) и многолетних (плодовых) растений – овощи и плоды. Их биологическая роль в жизни растений состоит в обеспечении питательными веществами семян. Как только семена созреют, содержащие их органы отомрут. Поэтому возможные сроки хранения плодов

иягод определяются степенью зрелости, а также интенсивностью процессов послеуборочного созревания. Третья группа – листья. С момента отделения от материнского растения они не выполняют никаких биологических функций. В них много воды, вследствие чего хранить их трудно.

Свежие плоды и овощи обладают способностью сопротивляться инфекции, это предохраняет их от микробных заболеваний. Невосприимчивость (иммунитет) к заболеванию зависит от кислотности соков, наличия дубильных веществ, глюкозидов, эфирных масел и др.

Многие из этих веществ сосредоточены, главным образом, в кожице плодов и овощей, а также прилегающих к ней клетках мякоти. Если кожица не повреждена, на поверхности в большинстве случаев находится лишь незначительное количество питательных веществ, поэтому только немногие виды микробов могут здесь существовать

иразмножаться. Остальные же находятся в неактивном состоянии, главным образом, в виде спор. Порче подвергаются прежде всего поврежденные, а также перезрелые плодоовощи.

При поражении микроорганизмами клетки начинают активную борьбу, в результате чего усиливается дыхательный процесс. Вследствие этого при хранении обязательным условием является поддерживание дыхательного газообмена. Несмотря на огромное количество микроорганизмов, иммунитет в природе является правилом, а вос-

19

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ХЛАДОТРАНСПОРТ

приимчивость растений к болезням – исключением. Иначе не могла бы существовать форма жизни, которая сложилась на Земле. Живые организмы обладают реакцией сверхчувствительности, при которой в ответ на инфекцию клетка растения-хозяина погибает (некротизируется) сразу же после проникновения паразита, вслед за этим погибает и проникший в нее паразит. При хранении плодов и овощей следует создать условия, способствующие нормальному их развитию.

1.3. ПРИНЦИПЫ И ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Необходимые для жизнедеятельности человека пищевые продукты производятся очень неравномерно в течение года, что вызывает необходимость длительного хранения и транспортировки их в большом количестве. Сохранность продуктов обеспечивают различными способами консервирования, в зависимости от чего они практически не изменяют свои свойства, изменяют их в определенных пределах или переходят в новое состояние. Все способы консервирования основаны на следующих принципах: биоз – поддерживание жизнедеятельности продукта так, чтобы действовали внутренние силы для подавления микроорганизмов и ферментов. Например, зимние яблоки и корнеплоды могут сохраняться значительное время за счет иммунитета; анабиоз – торможение жизнедеятельности самого продукта и микрофлоры.

Способы консервирования подразделяются на химические (посол, маринование, хранение в сахаре), физические (высушивание, воздействие высокими и низкими температурами), облучение (ультрафиолетом, ионизирование), биологические (применение антибиотиков).

Некоторые способы консервирование значительно изменяют качество продуктов, их внешний вид. Только консервирование низкими температурами способно сохранить в основном все качества и свойства пищевых продуктов, обеспечить их длительное хранение. Железнодорожный транспорт принимает к перевозке продукты питания, консервированные всеми способами.

Посол – метод консервирования с применением поваренной соли для мяса, рыбы, овощей. Соль в растворенном виде подавляет жизнедеятельность микробов и ферментов. Объясняется это тем, что ее ионы присоединяются к самым уязвимым местам в структуре бел-

20