CC BY
64
УДК 664.8.037.1
ПОСВЯЩАЕТСЯ 25-ЛЕТИЮ МЕЖДУНАРОДНОЙ АКАДЕМИИ ХОЛОДА
Искусственный холод и скрытые резервы пищевых отраслей
В. С. Колодязная, д-р техн. наук, профессор; Е. И. Кипрушкина, д-р техн. наук; Д.А. Бараненко, канд. техн. наук; И.А. Шестопалова, канд. техн. наук
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
Современные достижения науки, применение в сельском хозяйстве инновационных агротехнологий и техники, биологических и физико-химических средств защиты в животноводстве и растениеводстве позволяют наращивать темпы роста продовольствия. В то же время ежегодное увеличение производства сельскохозяйственной продукции требует огромных капитальных затрат, связанных с освоением новых земель, водных, энергетических, трудовых и других материальных ресурсов. Многие ученые считают, что эти ресурсы неуклонно истощаются и во многих странах их на данный момент уже нет [1].
Ученые всего мира единодушны в том, что нужна смена экономической парадигмы: устойчивый рост производства, который сохранял бы природные ресурсы для будущих поколений. При этом необходимо искать скрытые резервы, стремиться к максимальному снижению потерь сельхозпродукции на всех этапах -от производителя до потребителя.
По данным Института мировых ресурсов ^Ю) и РАО, ежегодно около 30% всех произведенных пищевой продукции теряется или портится. Аналогичная ситуация отмечается и в нашей стране [2, 3, 4]. Цель снижения потерь продовольствия поставлена в международном документе «Повестка дня до 2030 года», который Россия подписала в 2015 г., согласно которому необходимо сократить потери сельскохозяйственной продукции в два раза. Резервы для развития отечественной сельскохозяйственной отрасли скрыты не только в увеличении физических объемов производства продовольствия, но и в умении правильно им распоряжаться.
Чтобы снизить потери, необходимо сосредоточиться прежде всего на развитии инфраструктуры хране-
ния и переработки сельхозпродукции.
В решении проблемы эффективного хранения, рациональной переработки пищевого сырья, сокращения потерь на всех этапах продвижения -от производителя до потребителя -определяющее значение имеет применение искусственного холода.
Сохранение пищевого сырья и продуктов питания в условиях низких положительных и отрицательных температур - важнейший аспект продовольственной безопасности государства, включая физическую и экономическую доступность пищевых продуктов для всех граждан, гарантированную собственным производством продовольственного сырья, готовых продуктов и наличием резервов [3, 5]. В настоящее время в мире производится около 4,5 млрд т пищевых продуктов, более половины из которых требуют холодильной обработки. К сожалению, такой обработке подвергается примерно 25-30% продовольствия, около 30% пищевой продукции не доходит до потребителя [3, 6, 7].
Очевидно, что решение основных проблем снабжения населения любой страны продуктами питания связано не только с увеличением производства сельхозпродукции, но и с рациональной организацией ее переработки и хранения при максимально эффективном применении искусственного холода в пищевых отраслях. Перед наукой и практикой пищевых отраслей стоит важная задача - разработать и реализовать эффективную холодильную индустрию производства и хранения экологически безопасных продуктов питания высокого качества и пищевой ценности. Решение этой проблемы имеет определяющее значение для сохранения здоровья и генофонда населения России и требует усилий специалистов различных направлений.
Применение искусственного холода в пищевых отраслях предполагает комплексный подход и включает: максимальную эффективность технологических процессов производства, переработки и хранения сырья и продуктов питания, инженерное обеспечение, соответствующие затраты, подготовку кадров высокой квалификации и глубокие исследования, создающие предпосылки для научно-технического прогресса в этой области.
Развитие и совершенствование процессов и технических средств холодильной технологии не может быть реализовано без углубленных знаний о свойствах пищевых продуктов, о влиянии на них внешних воздействий и о возможных методах и способах создания рациональных условий, способствующих сохранению качества и пищевой ценности продуктов.
Исследованиями по применению искусственного холода в пищевых отраслях занимаются многие отечественные (Университет ИТМО, ВГУ-ИТ, КГТУ, МГУПП, КубГТУ, КГТИИПП, МГТУ им. Н.Э. Баумана, ВНИХИ, ОАО «Гипрорыбфлот», ФНЦ «Пищевые системы им. В.М. Горбатова» и др.) и зарубежные вузы и научные организации.
Международная академия холода (МАХ) создана в 1993 г. и в течение 25 лет успешно координирует и объединяет усилия ученых многих стран мира, занимающихся теорией и практикой получения искусственного холода и его применения во многих отраслях народного хозяйства и прежде всего в пищевой промышленности.
Под эгидой МАХ ученые Университета ИТМО проводят теоретические и экспериментальные исследования по применению искусственного холода в пищевых отраслях по следующим научным направлениям:
- разработка технологий охлаждения, подмораживания, замораживания и хранения различных видов мясного, рыбного и растительного продовольственного сырья, новых видов функциональных пищевых продуктов повышенной биологической ценности и различной калорийности;
- разработка технологий частичной дегидратации, быстрого замораживания и хранения продовольственного сырья и пищевых продуктов с высоким начальным влагосо-держанием;
- изучение закономерностей тепло- и массопереноса в зависимости
INNOVATIVE TECHNOLOGIES
от внешних воздействии и свойств пищевых продуктов;
- исследование состояния воды в клетках и тканях пищевых продуктов при холодильном консервировании, изучение механизмов влияния различных структурных фракций воды на процессы, протекающие в охлажденных и замороженных продуктах;
- изучение реакции растительных и животных тканей на воздействие низких температур с учетом молекулярного строения, особенностей белковых фракций и других соединений, а также адаптации к условиям среды и применения криозащитных веществ;
- исследование защитных механизмов, физиолого-биохимических и физико-химических процессов, протекающих при охлаждении и хранении растительной продукции с применением искусственного холода и биологических средств защиты;
- изучение и обоснование технологических режимов пролонгированного хранения плодоовощной продукции в контролируемой атмосфере с пониженной концентрацией кислорода и повышенной диоксида углерода в условиях низких положительных температур;
- исследование биомодификации свойств пищевого сырья животного и растительного происхождения и разработка технологий продуктов питания функционального назначения пролонгированных сроков годности;
- разработка и применение защитных пленкообразующих покрытий на основе полисахаридных и полипептидных компонентов, а также фенольных соединений,обладающих мико- и бактерицидными и антиок-сидантными свойствами.
В проведении исследований по различным направлениям принимают участие преподаватели, бакалавры, магистры, научные сотрудники Международного научного центра «Биотехнология Третьего тысячелетия». В нашем университете успешно работает диссертационный совет Д 212.227.09, где защищаются кандидатские и докторские диссертации по трем специальностям:
05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств;
05.18.17 - Биотехнология пищевых продуктов и биологически активных веществ;
05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых производств.
За последние 25 лет в совете защищено более 270 кандидатских и 24 докторских диссертации. Большин-
ство специалистов работают на пищевых предприятиях, продолжают заниматься научно-исследовательской работой или преподают в вузах пищевого профиля.
Многие исследователи отмечают, что при хранении пищевого сырья и продуктов питания животного и растительного происхождения в охлажденном состоянии максимально сохраняется их пищевая и биологическая ценность, качество и безопасность. Однако при низких положительных температурах сроки годности продукции ограничены, что связано преимущественно с ми-кробиальной порчей, вызванной развитием психрофильной микрофлоры, а также потерей массы за счет испарения влаги [2, 6, 7].
При хранении охлажденной сельскохозяйственной продукции более эффективное увеличение ее стойкости достигается не только снижением температуры хранения, но и применением дополнительных к холоду физико-химических и биологических средств защиты.
Многолетние совместные исследования нашей кафедры общей и холодильной технологии пищевых продуктов, ВНИИ Сельскохозяйственной микробиологии и Института высокомолекулярных соединений позволили разработать эффективные технологии длительного хранения картофеля, плодов и овощей с применением искусственного холода, хитозана и биологических средств защиты, позволяющие максимально сохранить качество и пищевую ценность продуктов, в 2-4 раза снизить микробиальную порчу и увеличить продолжительность хранения продукции в охлажденном состоянии [8, 9, 10].
Для обработки картофеля, плодов и овощей перед закладкой на хранение рекомендуется культурная жидкость различных штаммов бактерий-антагонистов: Pseudomonas sp. штамм 125, Ps. auerofaciens штамм 35, Mycobacterium sp. штамм 11, Bacillus subtilis штамм Ч 13, Ps. fluorescens штамм 228 в концентрации от 2x108 до 14х108кл /мл.
Показана высокая эффективность препарата на основе хитозана - марок Агрохит и ХАН-8, обладающих мико- и бактерицидными свойствами, вследствие чего потери плодов и овощей от инфекционных заболеваний, вызванных основными возбудителями - грибами родов Botrytis, Monillium, Fusarium, Penicilliumrn др. - значительно снижаются [9, 11, 12].
Совместно с физико-техническим институтом им. А.Ф. Иоффе и ВНИИ Синтетического каучука им. С.М. Ле-
бедева проводятся исследования по получению и применению газоселективного материала на основе трековых мембран для хранения плодоовощной продукции в контролируемой атмосфере при пониженной концентрации кислорода и повышенной диоксида углерода и азота. Обоснованы рациональные технологические параметры хранения столовых сортов винограда и осенних сортов яблок при низких положительных температурах с применением трековых мембран, позволяющие замедлить физиолого-биохимические процессы, максимально сохранить качество, пищевую и биологическую ценность продукции при пролонгированных сроках хранения [13].
В решении проблемы длительного хранения скоропортящихся пищевых продуктов решающее значение имеет замораживание, как один из перспективных способов консервирования, позволяющий максимально сохранить качество, пищевую и биологическую ценность продуктов растительного и животного происхождения, а также создать продовольственные ресурсы.
Производство быстрозамороженных сельхозпродуктов - высокорентабельная отрасль во многих странах мира. К сожалению, до настоящего времени производство быстрозамороженной продукции в России не достигло желаемого уровня, несмотря на высокий интерес потребителей к данному виду товаров. На российском рынке в большой мере реализуются замороженные полуфабрикаты и готовые блюда на основе мясного сырья, а замороженная растительная продукция в основном представлена импортными производителями. Перед отечественной промышленностью стоит задача производства высококачественной замороженной продукции как животного, так и растительного происхождения в широком ассортименте, включая функциональные продукты.
Замораживание не идеальный способ консервирования, он имеет как достоинства, так и недостатки. Несомненные достоинства этого вида консервирования: максимальное сохранение качества пищевой и биологической ценности продуктов при длительном хранении; расширение ассортимента и создание запасов продуктов для равномерного снабжения населения и промышленности, снижение сезонности потребления плодов, ягод и овощей; повышение производительности труда при приготовлении пищи на предприятиях общественного питания и в домашних условиях; сглаживание сезон-
ности работ на плодоовощных и консервных предприятиях.
Основные недостатки: относительно высокая стоимость замораживания, хранения, транспортирования; негативные явления, обусловленные значительным количеством слабосвязанной и свободной воды в растительных материалах (необратимая денатурация белков, механическое повреждение клетки, рекристаллизация и остаточная ферментативная активность при хранении, разрушение протоплазмы и потеря клеточного сока при размораживании).
Качество замороженных продуктов определяется следующими основными факторами: химико-технологической характеристикой исходного сырья, его подготовкой и предварительной обработкой, технологиями замораживания, хранения и размораживания.
При переработке и замораживании растительного и мясного сырья возможно производство широкого спектра продукции: полуфабрикаты и готовые блюда, повседневные обеды, блюда праздничной кухни, специальные наборы; различные комбинированные продукты для профилактического, диетического и детского питания, а также для отдельных групп населения.
При производстве быстрозамороженной растительной продукции одним из значимых факторов является характеристика исходного сырья. В нашем университете в течение многих лет провододились комплексные исследования по обоснованию критериев устойчивости отдельных видов и сортов ягод, плодов, картофеля и овощей к замораживанию и хранению, были предложены различные технологии предварительной обработки и замораживания картофеля, плодов, овощей и ягод [4, 7].
Разработанный нами метод замораживания в жидких хладоносителях представляет интерес, поскольку достигается значительное сокращение продолжительности замораживания, что связано с более высокими значениями коэффициента теплоотдачи (скорость замораживания увеличивается в 3 - 6 раз). В качестве жидких хладоносителей рекомендуются многокомпонентные растворы солей, в основном хлорида натрия, хлорида кальция и магния, пропиленгликоля, этилового спирта, моно- и дисахари-дов, сохраняющие свойства продуктов и их исходные характеристики.
Для замораживания многих видов пищевых продуктов (рыба, птица, плоды, ягоды, овощи) перспективно замораживание с использованием многокомпонентных некипящих сред
и мелкокристаллических суспензий (айс-сларри). В рамках международного проекта Европейского Союза «Инкоперникус» с участием нашего вуза, ученых Бельгии и Болгарии выбраны жидкие хладоносители. Их рекомендуется использовать для замораживания и охлаждения широкого спектра пищевых продуктов.
На основании исследования жидких хладоносителей, содержащих этиловый спирт, сахарозу, цитрат, ацетат и хлорид натрия в различных концентрациях, по комплексу орга-нолептических, физико-химических и теплофизических показателей выбраны хладоносители для получения ледяных суспензий.
По комплексу физико-химических, биохимических и органолептических показателей качества плодов, овощей и ягод показана нецелесообразность применения бланширования при замораживании их в двухфазных хладоносителях.
Экономические преимущества применения двухфазных хладоносителей для замораживания плодов, овощей и ягод заключается в получении продуктов высокого качества в результате интенсификации теплообмена и снижении энергозатрат на бланширование и холодильную обработку.
Высокий коэффициент теплоотдачи позволяет в 7 - 8 раз снижать продолжительность замораживания. Основной недостаток этого метода - диффузия компонентов в замораживающие среды. Нами получены данные и предложены приемы уменьшения диффузии.
Для реализации методов замораживания пищевых продуктов в жидких хладоносителях и в ледяных суспензиях наиболее эффективна гидрофлюидизация.
В рамках международного проекта разработан опытный образец гидрофлюидизационного скороморозильного аппарата.
В университете разработана технология частичной дегидратации плодов, овощей, картофеля и ягод, отличающихся высоким начальным содержанием свободной и слабосвязанной воды, снижающей эффективное проведение проекта замораживания и хранения [4].
Для удаления влаги из пищевых продуктов предлагаются различные методы: высокотемпературный нагрев, осмос, сублимация, инфракрасное и микроволновое излучение. Нами предложен метод микроволновой вакуумной дегидратации, который имеет ряд преимуществ: быстрый, объемный, однородный, не требующий передачи нагрев, кроме того, создается внутреннее
давление за счет потока быстро испаряющегося пара, сохраняющее на-тивную форму продукта и ускоряющее миграцию влаги к поверхности. Повышение температуры продукта ограничивается точкой кипения воды при пониженном давлении. Наличие вакуума также уменьшает окислительные реакции, несколько повышает скорость дегидратации.
Установлено, что частичная дегидратация растительной продукции с высоким начальным влагосодер-жанием микроволновым излучением в вакууме и последующее быстрое замораживание позволяют максимально сохранить пищевую, в том числе биологическую ценность, а также структурно-механические свойства при длительном хранении дегидрозамороженных овощей, плодов и ягод.
По комплексу показателей, характеризующих энергетические затраты и качество растительной продукции в цикле «частичная микроволновая вакуумная дегидратация-замораживание-хранение-размораживание» или термическая обработка, рекомендуется удалять от 30 до 50% свободной и слабосвязанной влаги от начальной массы сырья; при определяющем размере изделий 5 15 мм; давлении в камере 6,6 7,9 кПа; удельной подводимой мощности 160-320 Вт/кг [4].
Показано, что удаление влаги из растительной ткани до 50% от начальной массы максимально сохраняет структуру овощей в цикле «замораживание-хранение-размораживание или термическая обработка», снижает потерю клеточного сока и повышает регидратаци-онные характеристики готового продукта при кулинарной обработке.
Дополнительные затраты на дегидратацию составляют от 25 до 56 тыс. руб. на тонну при удалении 30-50% влаги соответственно. Экономические преимущества применения частичной дегидратации плодов и овощей перед замораживанием заключается в экономии на всех звеньях холодильной цепи и максимальном сохранении качества в удобной для использования форме, что компенсирует затраты, связанные с частичным обезвоживанием.
Немаловажным фактором продовольственной безопасности является экономическая доступность пищевых продуктов, поэтому особенно важна возможность конструирования недорогой продукции для здорового питания. Переработка вторичного пищевого сырья, малоценных частей и некондиционной продукции животноводства и растениеводства -
INNOVATIVE TECHNOLOGIES
колоссальный ресурс для получения макро- и микронутриентов. С помощью гидролиза, экстракции, фер-ментирования и биокатализа получают белковые препараты, пептиды, эмульгаторы, пребиотики и т. д. Эти высокоценные ингредиенты могут быть использованы для обогащения и создания новых пищевых продуктов согласно принципам рационального питания и пищевой комбинаторики, для модификации сырья и увеличения пищевой ценности также могут применяться пробиотические культуры микроорганизмов [8, 14].
Нутриенты, в том числе полноценный белок, могут быть также получены без использования ресурсов сельского хозяйства. В био- и фотореакторах возможно выращивание специально отобранных видов микроорганизмов, таких как Spirulina, Chlorella, Euglena и других микроводорослей и продуктивных культур. Для питания таким микроорганизмам нужен диоксид углерода и свет для фотосинтеза, в процессе своей жизнедеятельности они выделяют кислород, а по химическому составу клетки содержат до 70% полноценного белка, 10 - 15% углеводов, а также витамины, минеральные вещества и полиненасыщенные жирные кислоты. При обогащении субстрата неорганическими элементами микроорганизмы способны накапливать их в хорошо усваиваемых человеком органических формах. Так как микроорганизмы обладают на порядок большей продуктивностью по сравнению с традиционными сельскохозяйственными культурами, на меньшей площади и без использования плодородной почвы можно получать высокоценное сырье для производства пищевых продуктов. Несомненное положительное для экологии свойство такого производства - утилизация СО2 и выработка кислорода [6].
Для получения функциональных продуктов предложено использовать биомодификацию свойств мясного сырья с применением ферментных препаратов протеолитического действия и биопрепаратов «Витафлор», содержащего молочнокислые бактерии Lactobacillus acidofillum штаммов Д75 и Д76, Lactobacillus plantarum штамма 8Р-А3 [8, 10, 14].
В университете разработаны рецептуры и технологии рубленых охлажденных и замороженных полуфабрикатов и мясопродуктов эмульсионного типа с использованием традиционных и нетрадиционных видов мяса (мясо черного африканского страуса, дикого кабана, лося, кролика, телятины), обогащенных
биологически активными веществами - нутрицевтиками и парафарма-цевтиками [14, 15].
Предложенные полипептидно-полисахаридные защитные пищевые покрытия на основе хитозана позволяют в несколько раз понизить уровень обсемененности мяса и мясопродуктов. Установлена бактериоста-тическая активность их составов в отношении КМАФАнМ, Pseudomonas fluorescens, Staphylococcus aureus, Escherichia coli и Bacillus subtilis. Использование данных покрытий для упаковки мясопродуктов без оболочки позволило увеличить срок хранения продукции в охлажденном состоянии в 2 раза [8, 15].
Таким образом, применение искусственного холода в пищевых отраслях является одним из важнейших факторов в решении проблем:
- снижения потерь пищевого сырья и продуктов питания на всех этапах от производителя до потребителя;
- максимально возможного сохранения качества, безопасности, пищевой и биологической ценности;
- продовольственной безопасности Российской Федерации.
Чтобы эффективно применять искусственный холод на предприятиях агропромышленного комплекса, занимающихся переработкой и хранением сельхозпродукции, необходимо на государственном уровне решать вопросы, связанные с производством современного отечественного холодильно-технологического оборудования, широко внедрять инновационные технологии, готовить специалистов различных уровней непосредственно для холодильной индустрии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Global food losses and food waste. Study conducted for the International Congress «SAVE FOOD!» at Interpack, 2011,Dusseldorf, Germany / FAO of the UN, Rome, 2011.
2. Бабакин, Б. С. Энергосберегающие холодильные технологии транспортировки, хранения и дозаривания фруктов / Б.С. Бабакин, С.Б. Бабакин, М.И. Воронин - М.: ДеЛи плюс, 2013. -192 с.
3. Колодязная, В. С. Продовольственная безопасность и холодильная технология / В.С. Колодязная [и др.] // Вестник МАХ, № 1. - 2013. - С. 24-28.
4. Цветков, О. Б. Введение в айс-сларри / О.Б. Цветков [и др.] - СПб.: ПаркКом, 2014. - 175 с.
5. Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации. - М.: Минсельхоз, Указ президента № 120 от 30.01.2010 г.
6. Ибраев, А. М. Холодильная технология в пищевой промышленности / А. М. Ибраев - Казань: КГТУ, 2012. -4 с.
7. Лаллуш, А. Финики: пищевая ценность, обработка, хранение. Монография /
A. Лаллуш, В.С. Колодязная - СПб.: Европейский Дом, 2015. - 158 с.
8. Бараненко,Д.А. Подавление жизнедеятельности микрофлоры порчи мяса и мясопродуктов с помощью барьерной технологии / Д.А. Бараненко, Н.А. Забелина // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. - СПб.: Университет ИТМО, 2011. - № 1.
9. Кипрушкина, Е. И. Экологически безопасные методы в интегрированной защите и сохранении растительной продукции / Е.И. Кипрушкина, В.С. Колодязная, В.К. Чеботарь // Пищевая промышленность. - 2013. - № 2. - С. 4-6.
10. Kolodyaznaya, V.S. Effect of cold treatment on the aminoacid composition of veal / V. S. Kolodyaznaya [at al] // Agronomy Reseach. - 2014, - vol. 12, -№ 3. - P. 705-716.
11. Колодязная, В. С. Кинетика превращения органических кислот при холодильном хранении цитрусовых плодов, выращенных в Алжире / В.С. Коло-дязная, М.С. Булькран // Вестник МАХ. -№ 4. - 2014. - С. 22-25.
12. Kiprushkina, E. I., Baranenko D.A. Kolodyaznaya V. S. A comparative study of fuel use and income analysis of potato production with bacteria-antagon / D. A. Baranenko, V. S. Kolodyaznaya // Energy Procedia. -2017. vol. 113. -P. 194-200.
13. Колодязная, В. С. Кинетика реакций окисления субстратов дыхания столовых сортов винограда при холодильном хранении с применением трековых мембран / В.С. Колодязная, Ш.М. Коидов, Т.В. Шеленга // Вестник МАХе. - 2015. - № 1. - С. 29-33.
14. Колодязная, В.С. Пробиотические культуры в технологии мясных полуфабрикатов из телятины / В.С. Колодязная, Ю.В. Бройко, Д.А. Бараненко // Мясная индустрия. - 2011. - № 10. - С. 33-36.
15. Колодязная, В.С. Технология мясных изделий эмульсионного типа с заданными функциональными свойствами /
B. С. Колодязная, Д.А. Бараненко // Вестник Международной академии холода. - 2006. - № 3. - C. 32-35.
REFERENCES
1. Global food losses and food waste. Study conducted for the International Congress «SAVE FOOD!» at Interpack, 2011,Dusse1dorf, Germany/FAO of the UN, Rome, 2011.
2. Babakin, B.S. Jenergosberegajushhie holodil'nye tehnologii transportirovki, hranenija i dozarivanija fruktov / B.S. Babakin, S. B. Babakin, M.I. Voronin - M.: DeLi pljus, 2013. -192 s.
3. Kolodjaznaja, V.S. Prodovol'stven-naja bezopasnost' i holodil'naja tehnologija/ V.S. Kolodjaznaja [i dr.] // Vestnik MAH, № 1. - 2013. -S. 24-28.
4. Cvetkov, O. B. Vvedenie v ajs-slarri/O.B. Cvetkov [i dr.] - SPb.: ParkKom, 2014. - 175 s.
5. Doktrina pro do vo l'stve n n oj bezopasnosti Rossijskoj Federacii. - M.: Minsel'hoz, Ukaz prezidenta № 120 ot 30.01.2010 g.
6. Ibraev, A.M. Holodil'naja tehnologija v pishhevoj promyshlennosti/A. M. Ibraev - Kazan': KGTU, 2012. - 4 s.
7. Lallush, A. Finiki: pishhevaja cennost', obrabotka, hranenie. Monografija/ A. Lallush, V.S. Kolodjaznaja - SPb.: Evropejskij Dom, 2015. - 158 s.
8. Baranenko, D. A. Podavlenie zhiznedejatel'nosti mikroflory porchi mjasa i mjasoproduktov s pomoshh'ju bar'ernoj tehnologii/ D.A. Baranenko,
N.A. Zabelina // Nauchnyj zhurnal NIU ITMO. Serija: Processy i apparaty pishhevyh proizvodstv. - SPb.: Universitet ITMO, 2011. - № 1.
9. Kiprushkina, E. I. Jekologicheski bezopasnye metody v integrirovannoj zashhite i sohranenii rastitel'noj produkcii/E.I. Kiprushkina, V.S. Kolodjaznaja, V.K. Chebotar' // Pishhevaja promyshlen-nost'. - 2013. - № 2. - S. 4-6.
10. Kolodyaznaya, V.S. Effect of cold treatment on the aminoacid composition of veal/ V.S. Kolodyaznaya [at al] // Agronomy Reseach. - 2014, vol. 12, № 3. -P. 705-716.
11. Kolodjaznaja, V.S. Kinetika prevrashhenija organicheskih kislot pri holodil'nom hranenii citrusovyh plodov, vyrashhennyh v Alzhire/ V.S. Kolodjaznaja, M.S. Bul'kran // Vestnik MAH, № 4. -2014. - S. 22-25.
12. Kiprushkina, E. I., Baranenko D. A. Kolodyaznaya V. S. A comparative
study of fuel use and income analysis of potato production with bacteria-antagon D.A. Baranenko, V.S. Kolodyaznaya // Energy Procedia. -2017. vol. 113. - P. 194-200.
13. Kolodjaznaja, V. S. Kinetika reakcij okislenija substratov dyhanija stolovyh sortov vinograda pri holodil'nom hranenii s primeneniem trekovyh membran / V.S. Kolodjaznaja, Sh. M. Koidov, T.V. Shelenga // Vestnik MAHe-2015. -№ 1. - S. 29-33.
14. Kolodjaznaja, V.S. Probioticheskie kul'tury v tehnologii mjasnyh polufabrikatov iz teljatiny/V.S. Kolodjaznaja, Ju. V. Brojko, D.A. Baranenko // Mjasnaja industrija. -2011. - № 10. - S. 33-36.
15. Kolodjaznaja, V.S. Tehnologija mjasnyh izdelij jemul'sionnogo tipa s zadannymi funkcional'nymi svojstvami/ V.S. Kolodjaznaja, D. A. Baranenko // Vestnik Mezhdunarodnoj akademii holoda. - 2006. - № 3. - C. 32-35.
Искусственный холод и скрытые резервы пищевых отраслей Ключевые слова
безопасность; искусственный холод; качество; научные разработки; пищевые отрасли; пищевые продукты; переработка; потери; технологии; хранение
Реферат
В статье показана важная роль искусственного холода в качестве скрытого резерва пищевых отраслей при решении проблемы производства и хранения экологически безопасных продуктов питания, снижения потерь сельхозпродукции на всех этапах от производителя до потребителя. Отмечены научные направления, связанные с применением искусственного холода в пищевых технологиях, выполняемые под эгидой Международной академии холода, которой в этом году исполняется 25 лет. Изложены научные разработки по применению искусственного холода и дополнительных к нему физико-химических и биологических средств в технологиях производства и хранения продукции растительного и животного происхождения, позволяющие получить высококачественные продукты питания повышенной пищевой и биологической ценности, создать резервы продовольствия, снизить потери и увеличить продолжительность хранения продукции в 2-4 раза. Показано, что для повышения эффективности применения искусственного холода при хранении продовольственного сырья и скоропортящихся продуктов питания при низких положительных температурах целесообразно использовать биопрепараты на основе бактерий-антагонистов определенных родов, видов и штаммов, а также газо-селективный материал на основе трековых мембран, позволяющий создать газовую среду с пониженной концентрацией кислорода и повышенной диоксида углерода. Для создания продовольственных резервов и бесперебойного обеспечения населения скоропортящимися продуктами питания, в том числе полуфабрикатами, готовыми блюдами, предложены инновационные технологии быстрого и сверхбыстрого замораживания частичного дегидратированной продукции, в частности, плодов и овощей. Удаление 30-50% свободной и слабосвязанной влаги ускоряет процесс замораживания, уменьшает массу хранимой продукции и увеличивает продолжительность хранения. Отмечено, что эффективная работа пищевых предприятий, занимающихся переработкой и хранением сельхозпродукции, определяется внедрением технологических и технических научных разработок по применению искусственного холода в агропромышленном комплексе, подготовке высококвалифицированных кадров, в том числе для холодильной индустрии, что должно быть одной из важных государственных задач, определяющих успешное развитие пищевых отраслей нашей страны.
Авторы
Колодязная Валентина Степановна, д-р техн. наук, профессор, Кипрушкина Елена Ивановна, д-р техн. наук, Бараненко Денис Александрович, канд. техн. наук, Шестопалова Ирина Анатольевна, канд. техн. наук Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО), 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, д. 9, kvs_holod@mail.ru.
Artificial cold and hidden reserves of food industries Key words
artificial cold; food industries; food products; losses processing; quality; safety; storage; scientific developments; technology
Abstracts
The article shows the important role of artificial cold as a hidden reserve of food industries in solving the problem of production and storage of ecologically safe food products and reducing losses of agricultural products at all stages from producer to consumer. The International Academy of Refrigeration celebrates the 25th anniversary this year. Scientific directions related to the use of artificial cold in food technologies that carried out by members of the IAR have been noted in the article. These are scientific developments on the application of artificial cold and additional physico-chemical and biological agents in the production and storage of plant and animal products, which allow to obtain high-quality food products of increased food and biological value, to create food reserves, reduce losses and increase the duration of storage of products in 2 - 4 times. It is expedient to use biological preparations based on antagonist bacteria of certain genera, species and strains, gas-selective materials based on track membranes, a reduced concentration of oxygen and increased of carbon dioxide toenhance the efficiency of using artificial cold during storing food raw materials and perishable food products at low positive temperatures. For the creation of food reserves and the uninterrupted populationprovision with perishable food products, including semi-finished products and ready meals, innovative technologies for fast and ultra-rapid freezing of partial dehydrated products, in particular fruits and vegetables, are proposed. Removing 30 - 50% of f ree and loosely bound moisture accelerates the freezing process, reduces the mass of stored products and increases the storage time. It was noted that the effective work of food enterprises engaged in the processing and storage of agricultural products is determined by the introduction of technological and technical scientific developments in the application of artificial cold in the agro-industrial complex, the training of highly qualified personnel, which should be one of the important state tasks that determine the successful development of our country's food industries.
Authors
Kolodjaznaja Valentina Stepanovna, Doctor of Technical Sciences, Professor,
Kiprushkina Elena Ivanovna, Doctor of Technical Sciences, Baranenko Denis Aleksandrovich, Candidate of Technical Sciences, Shestopalova Irina Anatol'evna, Candidate of Technical Sciences, St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, 9, str. Lomonosov, St. Petersburg, 191002, kvs_holod@mail.ru.
