Какая существует связь между влажностью пищевой ценностью и сохранностью продуктов

Многие товары при хранении изменяют свою влажность. Увлажнение или усыхание товаров происходит в результате контакта с окружающим воздухом, который всегда содержит водяные пары.

Абсолютная влажность воздуха

– это упругость (или давление) водяного пара (е), содержащегося в воздухе, выраженная в миллибарах (мбар) и характеризующая влагосодержание воздуха. Например 1 м3 воздуха при температуре 0°С может удержать 4 г водяных паров, а при температуре +27°С – 17 г. Обычно в воздухе содержится меньше водяных паров, чем требуется для его полного насыщения.

Поэтому введено определение относительной влажности воздуха (ОВВ, %).

Относительная влажность воздуха (ОВВ, %) представляет собой отношение упругости водяного пара, содержащегося в воздухе, к упругости насыщенного пара при той же температуре (Е). Она характеризует степень насыщенности воздуха водяным паром:

ОВВ(%)= е/Е • 100.

Недостаток насыщенности или дефицит влажности (д) является разностью упругости насыщенного водяного пара при данной температуре и упругости водяного пара, содержащегося в воздухе:

д=Е-е.

Этот недостаток насыщенности, как и упругость водяного пара, выражается в миллибарах.

Максимальная упругость водяного пара зависит от температуры воздуха и очень быстро уменьшается с ее понижением.

Например, при температуре +20°С упругость водяного пара составляет 23 мбар, при +10°С – 11 мбар, при 0°С – 6 мбар, при -10°С – 2,9 мбар, при -20°С – 1,2 мбар и при -30°С – только 0,5 мбар.

Допустим, в 1 м3 воздуха при нормальном давлении и температуре 21°С содержится 15 г водяных паров, а для полного насыщения воздуха водяными парами при этой же температуре и давлении необходимо 20 г водяных паров на 1 м3 воздуха. В этом случае ОВВ составит:

15 г / 20 г • 100=75%.

Относительную влажность воздуха измеряют психрометрами и гигрометрами (рис. 6, 9).

Рис. 6. Волосной гигрометр: 1 – винт; 2 – блочок; 3 – грузик; 4 – стрелка; 5 – шкала.

Рис. 9. Гигрограф: 1 – пучок волос; 2 – рамка; 3 – крючок; 4 – угловой рычаг; 5 – цилиндрический противовес; 6 – изогнутая часть рычага; 7 – плечо стрелки; 8 – стрелка.

Психрометр состоит из двух термометров, спиртовой шарик одного из которых обернут батистовой ленточкой, опущенной в стакан с дистиллированной водой. Влажный термометр показывает более низкую температуру, чем сухой, так как на испарение воды затрачивается тепло. Чем суше воздух, тем быстрее происходит испарение влаги, значит больше разница в показаниях сухого и влажного термометров. По разности показаний сухого и влажного термометров (°С) с помощью психрометрической таблицы определяют ОВВ в помещении (рис. 7).

Рис. 7. Психрометр.

Продукты, обладающие большой активной поверхностью и содержащие гидрофильные вещества (крахмал и др.), являются гигроскопическими, то есть способными быстро поглощать влагу.

При низкой относительной влажности воздуха может происходить усыхание некоторых продуктов питания.

Для хранения каждого вида товара необходима определенная относительная влажность.

При одной и той же абсолютной влажности относительная влажность воздуха может расти и убывать в зависимости от температуры. С понижением температуры ОВВ повышается, воздух становится более влажным. С повышением температуры происходит обратное.

В случае избытка водяных паров в воздухе они конденсируются (сгущаются) и выпадают в виде росы и дождя при температуре выше 0°С, в виде инея и снега – при температуре ниже 0°С.

Образование капель воды (отпотевание) можно наблюдать на поверхности товара, если его внести с холода в теплое помещение. Теплый воздух, соприкасаясь с холодной поверхностью товара, охлаждается и становится насыщенным. Отпотевание продукта происходит при резких колебаниях температуры.

Между влажностью воздуха и влажностью продукта имеется взаимосвязь – продукт или теряет влагу, или поглощает ее из воздуха. Через некоторое время устанавливается равновесие между содержанием влаги в продукте и относительной влажностью – упругость водяного пара в воздухе соответствует упругости пара над поверхностью продукта, потому не происходит ни усушки, ни увлажнения.

Испарение воздуха из продуктов увеличивается с повышением температуры, понижением относительной влажности воздуха, усилением его циркуляции.

Высокая относительная влажность воздуха в некоторых регионах страны весьма часто является причиной порчи продуктов питания при хранении.

В тех районах, для которых характерно понижение температуры воздуха летом, рано наступают первые морозы и поздно – последние; в которых зима мягкая, с частыми оттепелями, – к снегованию овощей нужно относиться осторожно и систематически следить за температурой внутри буртов с овощами.

Учитывая особенности климата региона необходимо систематически измерять температуру и относительную влажность воздуха в местах хранения овощей и плодов.

Если относительная влажность воздуха высокая, то помещение в сухую погоду необходимо проветривать, на железных противнях следует разложить негашеную известь.

Если влажность воздуха ниже, чем требуется, то при сырой погоде рекомендуется проветривать помещение, мыть полы, на батареях отопления подвесить керамические стаканчики с водой, которая, испаряясь, увеличит количество водяных паров в воздухе.

Хранение продовольственных товаров всегда сопровождается изменением их качества и массы. Хранение продуктов с минимальными потерями в весе и без заметного ухудшения качества возможно только при оптимальных условиях. Изучить эти условия, разработать и усовершенствовать экономически обоснованные режимы и способы хранения продуктов — важнейшая задача теории и практики.

Устойчивость товара при хранении зависит от его химического состава, физической структуры и реакции на воздействие факторов окружающей среды.

Особенности химического состава продовольственных товаров обуславливают эндогенные (внутренние) факторы хранения — дыхание, гликолиз, автозаправка, а влияние окружающей среды на продукты, которые сохраняются, связанный с действием экзогенных (внешних) факторов — воздуха, его температуры, влажности, света, ультрафиолетовых лучей, радиации, микроорганизмов и вредителей. Под действием этих факторов в пищевых продуктах происходят составляющие процессы — физические, химические, биохимические и микробиологические.

Итак, при хранении продуктов их состояние, потребительная ценность и размеры потерь в весе зависят главным образом от следующих причин:

1) интенсивности биохимических процессов, которые происходят в клетках и тканях продукта;

2) степени действия на продукт представителей микробиологического мира;

3) развитие в массе продукта насекомых и клещей — вредителей запасов.

Температура воздуха

Температура является одним из важнейших факторов, определяющих характер и интенсивность процессов, протекающих в пищевых продуктах при хранении. Она влияет на физическое состояние продуктов. Колебания температуры меняет объем продукта, особенно напитков. Температура замерзания тканевого сока продукта зависит от концентрации раствора и свойств растворителя, степени диссоциации растворенных веществ.

При медленном замораживании продуктов образование кристаллов начинается между клетками за счет влаги клеток и волокон, где кристаллизация еще не началась. Крупные кристаллы разрушают перво-начальную структуру продукта, которая при размораживании полностью не возобновляется.

Температура воздуха при хранении влияет также на скорость химических, биохимических и особенно микробиологических процессов.

Пищевые продукты при наличии температуры в центре их массы от °°С до 4°С называют охлажденными, а с температурой -6°С и ниже — замороженными. В охлажденных продуктов не прекращается развитие микрофлоры, активно происходят процессы сорбции и десорбции, а поэтому их нужно хранить при относительной влажности воздуха 8°-9°% и скорости движения воздуха от °,1 °,3 м/с, чтобы не возникла опасность развития микрофлоры и затхлости.

Необходимо избегать колебаний температуры при хранении замороженных продуктов через перекристалізацію, связанную с увеличением размеров кристаллов льда в продукте, что уменьшает преимущества быстрого замораживания. В замороженных пищевых продуктах рост кристаллов льда тем значительнее, чем выше температура хранения и больше ее колебания.

Влажность воздуха

Воздух всегда содержит некоторое количество водяных паров. Показателями влажности воздуха абсолютная и относительная влажность и точка росы.

Абсолютная влажность воздуха — это вес водяного пара в см3 воздуха. Водяной пар создает давление, которое называют упругостью и выражают в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст). С точностью можно считать, что содержание водяного пара (в граммах) в см3 воздуха соответствует упругости водяного пара (в мм рт. ст.). Таким образом, абсолютная влажность воздуха выражается массой водяного пара (в граммах), содержащейся в см3 влажного воздуха, а также упругостью (парциальным давлением) водяного пара (в мм рт. ст Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его насыщения.

свойства подогретого воздуха поглощать большое количество влаги основано сушки зерна, овощей, плодов и других продуктов. Относительная влажность воздуха — это отношение фактического количества водяных паров в воздухе к тому количеству, которое необходимо для его насыщения при данной температуре. Относительную влажность воздуха выражают в процентах; она характеризует степень насыщения воздуха водяными парами. Другими словами, относительная влажность воздуха — отношение упругости (парциального давления) водяного пара, содержащегося в воздухе, к максимальной упругости (парциального давления) их при данной температуре, выраженное в процентах/

Точка росы — это температура воздуха, при которой воздух достигает полного насыщения (100%-ной относительной влажности). Дальнейшее насыщение воздуха приводит к конденсации пара в виде росы, а при температуре ниже 0°С — в виде инея.

Количество водяного пара, необходимое для полного насыщения воздуха, а следовательно, и максимальная упругость пара возрастает с повышением температуры.

По одной и той же абсолютной влажности воздуха относительная влажность может повышаться или снижаться в зависимости от изменения температуры. При снижении температуры повышается степень насыщенности воздуха водяным паром, повышается относительная влажность воздуха и может достигнуть 00-процентной относительной влажности при охлаждении воздуха до точки росы. При дальнейшем понижении температуры создается избыточное количество водяного пара и воздух становится перенасыщенным. В этом случае избыток водяного пара конденсируется в виде капельно-жидкой влаги (при температуре до 0°С) или инея (при температуре ниже 0°С). С этим явлением связано відпотівання.

С повышением температуры, наоборот, уменьшается степень насыщенности воздуха водяным паром, относительная влажность уменьшается, воздух становится суше.

Таким образом, колебания температуры в хранилищах вызывает колебания относительной влажности воздуха, что в свою очередь изменяет массу и влажность продукта. Разница между максимальной упругостью водяного пара при данной температуре и действительным его упругостью называется дефицитом влажности.

При одном и том же содержании водяного пара в воздухе понижение температуры вызывает повышение относительной влажности воздуха, т. е. его увлажнение. При повышении температуры относительная влажность воздуха снижается — оно становится суше. Дефицит влаги в таком случае будет повышаться. Следовательно, снижение температуры в складском помещении приводит к снижению скорости испарения влаги. Повышение температуры, наоборот, увеличивает усушку.