Важнейшие общие понятия и термины технологий продуктов питания

Лекция 1

Понятие «технология» появилось в научной литературе в конце ХVIII века. Слово «технология» греческого происхождения и собственно состоит из двух частей. Первая его часть происходит от греческого слова «techne», которое означает «искусство», «ремесло», «мастерство», вторая часть слова «технология» происходит от «logos», означающего «слово», «понятие», «учение».

Таким образом, слово «технология» можно перевести как «наука о мастерстве, ремесле», т.е. умение произвести что-либо в какой-то конкретной области деятельности.

В более широком, применяемом в настоящее время смысле понятие «технология» можно трактовать как учение о способах и средствах воздействия на исходный объект с целью придания ему новых свойств.

Итак, любая технология имеет конкретную цель. Достижение этой цели осуществляется в ходе определенных воздействий на исходный объект и изменений в нем. В материальном производстве (и в том числе при производстве продуктов питания) исходный объект называют сырьем. Целенаправленно воздействуя на исходный объект, т.е. сырье, мы получаем объект с новыми свойствами. Но, как правило, в результате первых воздействий конечная цель еще не достигается, хотя полученный объект по свойствам уже отличается от исходного. Такой промежуточный объект с новыми свойствами называют полуфабрикатом. В ходе последующих воздействий на полуфабрикаты (т.е. промежуточные объекты) происходит окончательное формирование требуемых свойств и получается новый объект – продукт.

Совокупность всех этих воздействий и изменений в их логической последовательности и взаимосвязи принято называть технологическим процессом.

Слово «процесс» происходит от латинского «processus», что означает «продвижение». Исходя из этого, термин «технологический процесс» можно представить как продвижение к заданной цели путем определенных воздействий на объект (и изменений в нем), производимых в установленном порядке.

Тесно связано с понятием «технологический процесс» и понятие «производственный процесс». Понятие «производственный процесс» несколько шире. Производственный процесс охватывает всю совокупность факторов и условий, которые обеспечивают реализацию технологического процесса. По сути – технологический процесс является основой, сердцевиной процесса производственного.

Термин «процесс» мы можем встретить при обсуждении технологических вопросов и в несколько ином аспекте, а именно тогда, когда речь идет о изменениях, происходящих в каком-либо технологическом объекте. И это оправданно, так как изменение – это тоже своего рода продвижение к новым свойствам объекта. Любые изменения (процессы), происходящие при технологических воздействиях на объекты пищевых производств, имеют определенную природу – физическую, химическую или биологическую.

Из группы процессов, имеющих физическую природу, в технологиях продуктов питания наиболее распространены механические (измельчение, смешивание, прессование и др.) и термодинамические (нагрев, охлаждение) процессы.

Широко используются при производстве пищевых продуктов химические процессы: здесь имеют место превращения как органических, так неорганических веществ, физико-химические, коллоидные и биохимические процессы. В основе многих технологий лежат процессы массопереноса (экстракция, сушка, кристаллизация и др.), которые относят к группе физико-химических.

Используются в пищевых производствах процессы гетерогенного и гомогенного катализа, а также особый вид каталитических реакций – ферментативные реакции и в том числе – реакции автолиза. Термин «автолиз» означает расщепление сложных веществ до более простых под действием его же (объекта) собственных гидролитических ферментов.

В ряде технологий пищевых производств используются естественные процессы жизнедеятельности растений и микроорганизмов, т.е. биологические процессы, поскольку растения и микроорганизмы являются живыми или, иными словами, биологическими объектами. Процессы жизнедеятельности – это физиологические процессы такие, как дыхание, метаболизм, рост, размножение. В каждой конкретной технологии может использоваться, а значит, и стимулироваться определенная группа этих процессов или даже определенная их стадия. Но в любом случае используемый в технологии физиологический процесс будет включать процесс дыхания или сопровождаться им. Это объясняется тем, что за счет дыхания растения и микроорганизмы добывают энергию, необходимую для осуществления других физиологических процессов. По существу, дыхание растений и микроорганизмов – это комплекс последовательно осуществляемых окислительно-восстановительных процессов ферментативного характера. При этом в результате окисления определенных органических веществ под действием ферментов живого организма происходит высвобождение энергии и образуется определенное количество конкретных конечных, а также промежуточных продуктов реакции. В результате выделения части энергии в окружающую среду происходит повышение температуры системы, в составе которой находится живой организм. Явление повышения температуры в результате дыхания называется самосогреванием. Явление самосогревания учитывается при работе с живыми объектами, а в некоторых случаях даже используется как технологический фактор.

В технологии продуктов питания приходится как стимулировать течение микробиологических процессов, так и наоборот – тормозить их во избежание микробиологической порчи сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Для успешного решения любой из этих задач необходимо знать условия активной жизнедеятельности микроорганизмов.

Для осуществления активной жизнедеятельности микроорганизму необходимо наличие в среде обитания свободной или слабосвязанной влаги. Кроме того, в среде обитания должны присутствовать вещества, необходимые для осуществления процесса дыхания, т.е. получения микроорганизмом энергии. Для полноценного развития, роста и размножения микроорганизмов необходимо также наличие в среде обитания ряда веществ, используя которые, микроорганизм сможет синтезировать собственные химические вещества и строить из них свои структурные элементы.

Важным условием активной жизнедеятельности микроорганизмов является благоприятный для этого уровень рН среды, температуры и осмотического давления в ней.

Знание природы процессов, происходящих при производстве продуктов питания, закономерностей их протекания очень важно для успешного управления ими, совершенствования существующих технологий и разработки новых.

Но не менее важно и понимание роли каждого процесса в достижении конечной технологической цели, т.е. его функционального назначения или, иными словами, его технологической функции.

Процессы, имеющие одну и ту же природу, могут использоваться в различных технологиях с различными целями.

Так, например, процесс измельчения может осуществляться с целью:

- разрушения (нарушения) макро- и микроструктуры обрабатываемого объекта;

- увеличения площади соприкосновения (взаимодействия) компонентов;

- получения продукта с заданными (необходимыми) размерами.

Измельчение может быть избирательным. «Избирательным» называют измельчение, которое производится с целью последующего разделения (сортирования) полученных частиц по определенным признакам и свойствам. Избирательному измельчению обычно подвергают конгломераты. Термин «конгломерат» происходит от латинского «conglomeratus» и означает «скученный», т.е. соединение чего-либо разнородного в едином целом.

Следует иметь и виду, что у термина «разделение», в данном случае наряду с указанным выше «сортированием» есть и другие синонимы: «сепарирование», «классификация», «калибрование» (сортирование по размеру). Все эти термины применительно к технологиям продуктов питания подразумевают процесс разделения гетерогенной (неоднородной) системы на составляющие ее компоненты или фазы на основе различия их свойств.

Различные технологические функции в технологиях пищевых производств могут выполнять и термодинамические процессы. Например, нагрев сырья или полуфабриката может осуществляться с целью:

- -изменения агрегатного состояния вещества (плавления, парообразования);

- нарушения или разрушения структуры материала;

- интенсификации или, наоборот, остановки ферментативных реакций.

Различные технологические цели может преследовать и понижение температуры материала, т.е. его охлаждение: например, оно может проводиться для изменения агрегатного состояния вещества, торможения ферментативных процессов или процессов жизнедеятельности микроорганизмов.