Теплофизические методы

Одним из основных процессов производства пищевых продуктов, при котором сырье, проходя комплекс сложных физико-химических, структурных и других изменений, превращается в готовый продукт, является тепловая обработка. От правильного выбора параметров этого процесса во многом зависят качественные и технико-экономические показатели продукта.

Влажные способы тепловой обработки отличаются тем, что тепло продукту передается от жидкой горячей среды (вода, бульон, пар).

Варка – это нагрев до состояния кулинарной готовности в воде острым паром или смесью насыщенного пара и воздуха с температурой ниже 100º С в специальных камерах, открытых котлах, в автоклавах под давлением и электромагнитном поле СВЧ.

Припускание применяют при тепловой обработке продуктов с высоким содержанием влаги. Температура греющей среды 100-102º С, соотношение продукта и греющей среды примерно 1:0,3.

Стерилизация – это нагрев продукта, изолированного от внешней среды путем упаковки его в герметичную тару до температуры и в течение времени, достаточных для предотвращения развития микрофлоры для длительного хранения.

Пастеризацией называют однократную тепловую обработку изолированного от внешней среды продукта, при которой уничтожаются преимущественно вегетативные формы микроорганизмов.

Вытопкой жира называют выделение его путем нагрева сырья. Степень разрушения жировой ткани при этом зависит от температуры нагрева и количества воды.

Ректификация (при производстве этилового спирта) – процесс разделения смеси, состоящей из двух и более компонентов, кипящих при различных температурах. Получающаяся в результате брожения бражка кроме воды и этилового спирта содержит органические и неорганические соединения (сахара, декстрины, минеральные вещества, эфиры, альдегиды, кислоты и др.).

При кипении смеси летучих компонентов паровая фаза обогащается компонентом, имеющим более низкую температуру кипения. В водно-спиртовом растворе упругость паров спирта при любой температуре значительно выше упругости паров воды. Вследствие этого содержание спирта в паре больше, чем в кипящем водно-спиртовом растворе.

Характерной особенностью сухих способов тепловой обработки пищевых продуктов является ведение процесса при незначительном парциальном давлении пара в среде нагрева. Тепловую обработку такими способами как правило осуществляют при высоких температурах (от 150 до 200º С), в результате чего в поверхностном слое продукта протекают сложные химические реакции, при которых развиваются характерные вкус и аромат продукта.

Сухие способы тепловой обработки применяют для приготовления продуктов из сырья с небольшим содержанием соединительной ткани и клетчатки.

Жарка – тепловая обработка продукта с целью доведения до кулинарной готовности при температуре, обеспечивающей образование на его поверхности специфической корочки.

Запекание – нагрев производят продуктами сгорания газа или горячим воздухом. Передача тепла продуктам осуществляется конвекцией, излучением, распространяется оно внутрь за счет теплопроводности. Запекание применяют при производстве кулинарных изделий, колбас, мясных хлебов и пр.

Копчение – обработка поверхности пищевых продуктов веществами, содержащимися в коптильном дыме. Основное назначение такой обработки – придание продуктами специфического вкуса и аромата, а также повышения их стойкости при хранении. Копчение можно рассматривать как химический способ обработки продуктов, качество которых зависит от химического состава коптильной среды – древесного дыма при традиционных способах копчения и коптильных препаратов при бездымном копчении. В зависимости от температуры, при которой ведется процесс, различают два вида копчения: горячее и холодное.

Горячее копчение проводят при температуре 35-50º С в течение 12-24 часов. При горячем копчении в тканях сырых продуктов с заметной скоростью происходят ферментативные изменения, которые существенным образом влияют на органолептические свойства продукта. В результате этих изменений изделие становиться пригодным в пищу без дополнительной кулинарной обработки.

Холодное копчение проводят при температуре 18-22º С в течение 2-3 суток.

Сушкой называют процесс удаления из материала любой жидкости, в результате чего в нем увеличивается доля сухих веществ. Учитывая, что при этом удаляют главным образом воду, под сушкой понимают процесс обезвоживания.

К влажным способам вспомогательной тепловой обработки относятся следующие.

Шпарка – кратковременная обработка поверхностей, например тушек птицы, свиней, субпродуктов и т. д., при температуре греющей среды (воды, пара) 51-83º С с целью ослабления связи подлежащих удалению частей (волосы, щетина, эпидермис и т. д.) с самим обрабатываемым объектом.

Подшпарка – процесс, аналогичный шпарке, только проводится при более высокой температуре греющей среды (воды, пара).

Бланширование – кратковременная варка продуктов, не содержащих грубой соединительной ткани или клетчатки с целью снижения в них содержания мышечной ткани. Бланширование считается законченным, если температура в центре продукта достигает приблизительно 70ºС. Осуществляют этот процесс в горячей воде, острым паром, в электростатическом поле СВЧ.

Ошпарка осуществляется в паровых камерах при давлении 0,15 МПа в течение 0,5 – 3 мин. При температуре внутри продукта 50-60ºС, на поверхности - на 10º С выше. Применяется, например, при изготовлении бараночных изделий.

Разваривание – производиться для разрушения клеточных стенок крахмалосодержащего сырья, освобождения углеводов из клеток и перевод их в растворимую форму.

Упаривание осуществляется для повышения содержания сухих веществ в жидких продуктах. Его применяют, например, при производстве сахара.

Обезжиривание (экстракция) – способ разделения жидких и твердых смесей, основанный на обработке жидкими растворителями, в которых компоненты смеси растворяются неодинаково. Растворитель подбирают так, чтобы в нем хорошо растворялся извлекающий компонент и слабо – другие.

Размораживание. В технологической практике под размораживанием понимают повышение температуры продукта до точки, близкой к креоскопической в наиболее толстой части. Режимы процесса рассчитывают на минимальные потери массы при максимальном сохранении качества.

К сухим способам вспомогательной тепловой обработки относят следующие.

Пассерование – обжаривание продукта с жиром или без него перед последующей тепловой обработкой при производстве кулинарных изделий, консервов.

Обжаривание – тепловая обработка сырья перед стерилизацией в достаточно большом количестве жира.

Сушка - применяется для повышения стойкости при хранении зерна, пищевых продуктов, биопрепаратов, желатина и т. д.

К комбинированным способам вспомогательной тепловой обработки относят опаливание, которое проводят для удаления (сжигания) остатков волос, пуха и эпидермиса из животного сырья. Процесс осуществляется при температуре 600-800º С, а температура открытого пламени достигает 1000º С. Опаливание влажных субпродуктов и птицы предшествует подсушка газами температурой 300 - 450º С.