НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙИСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВТСВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра технологии пищевых производств

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ

ПИТАНИЯ

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов высших учебных заведений

По специальности 271300

«Пищевая инженерия малых предприятий»

Мурманск

2006

УДК

ББК

Составители:

Юлия Валерьевна Шокина, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии пищевых производств Мурманского государственного технического университета, Василий Игоревич Волченко, канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры технологии пищевых производств Мурманского государственного технического университета

Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой января

2006 г., протокол №

Рецензент:

Гроховский Владимир Александрович, канд. техн. наук, профессор кафедры технологии пищевых производств Мурманского государственного технического университета

© Оригинал-макет издается в авторской редакции

ОГЛАВЛЕНИЕ

с.

Пояснительная записка
Лабораторная работа № 1 «Изучение кинетики замораживания рыбы» Лабораторная работа № 2 «Изучение биохимических изменений, протекающих в рыбе, в процессе охлаждения и замораживания, а также холодильного хранения»
Лабораторная работа № 3 «Изучение зависимости коэффициентов диффузии в процессе просаливания мяса от основных влияющих факторов» Лабораторная работа № 4 «Изучение зависимости выхода соленого мясного полуфабриката от способа посола»
Лабораторная работа № 5 «Изучение кинетики и динамики сушки растительного сырья»
Лабораторная работа № 6 «Изучение влияния параметров процессов брожения и выпечки на свойства хлебобулочных изделий»
Приложения

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курс «Научные основы производства продуктов питания» входит в план подготовки студентов специальности 271300 «Пищевая инженерия малых предприятий». Курс составлен таким образом, чтобы студент изучил научные основы технологических процессов переработки животного и растительного пищевого сырья и технологий производства основных продуктов питания, а также приобрел навыки расчета основных параметров технологических процессов. В методические указания включены лабораторные работы по разделам «Научные основы производства рыбопродуктов», «Научные основы переработки мяса», «Научные основы производства хлеба» программы курса с вопросами для самопроверки.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИЗУЧЕНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ, ПРОТЕКАЮЩИХ В РЫБЕ В ПРОЦЕССЕ ОХЛАЖДЕНИЯ И ЗАМОРАЖИВАНИЯ, А ТАКЖЕ ХОЛОДИЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ

Цель работы: изучить основные биохимические изменения рыбного сырья в процессе охлаждения и замораживания, а также холодильного хранения.

Задания:

1. Определить экспериментально в свежей рыбе (до холодильной обработки) следующие показатели: содержание азота летучих оснований, концентрацию ионов водорода, наличие аммиака.

2. Определить экспериментально в рыбе после холодильной обработки: содержание азота летучих оснований, концентрацию ионов водорода, наличие аммиака.

3. Провести холодильное хранение рыбы при различных температурных режимах.

4. Определить экспериментально в рыбе после холодильного хранения: содержание азота летучих оснований, концентрацию ионов водорода, наличие аммиака.

5. На основании анализа результатов проведенных лабораторных испытаний сделать заключение о характере биохимических процессов, протекающих в рыбе в процессе холодильной обработки и холодильного хранения, о влиянии холодильной обработки на ее качество.

Краткие теоретические сведения: в мышечной ткани свежей рыбы находится некоторое количество экстрактивных азотистых веществ небелковой природы, придающих характерный запах и вкус. К таким веществам можно отнести триметиламиноксид, который при распаде образует ряд летучих азотистых веществ – триметиламин (ТМА), диметиламин (ДМА), метиламин, аммиак. Накопление этих веществ в мышечной ткани происходит в результате сложных биохимических процессов, активно протекающих под действием собственных ферментов рыбы, а также под действием ферментов микроорганизмов, свидетельствуя об ухудшении качества продукта. Холодильная обработка и последующее холодильное хранение рыбного сырья замедляет, но не способно полностью остановить эти процессы. Необходимо также учитывать, что глубокое охлаждение и замораживание активизирует денатурационные процессы в сырье.

Сущность метода определения содержания летучих азотистых веществ заключается в их отгонке с парами и последующем связывании серной кислотой. Оттитровывая избыток серной кислоты щелочью в присутствии индикатора, судят о количестве всех летучих оснований в мышечной ткани сырья.

Порядок выполнения работы: учебная группа студентов разбивается на подгруппы по 2-3 человека. Каждая подгруппа получает задание на исследование охлажденного или замороженного сырья, подвергшегося холодильному хранению в разных температурных условиях и разной длительности (задание выдает преподаватель). После дефростации воздушным способом рыбу промывают водой температурой не выше 20 ºС от загрязнений. Промытая рыба оставляется на столе на 3-5 минут для стекания влаги, после чего для нее экспериментально определяются следующие показатели: содержание азота летучих оснований, концентрация ионов водорода и наличие аммиака. Определения проводят по методикам, изложенным ниже. Результаты определений сводят в таблицу 1.

На основе анализа экспериментальных данных сделать вывод о влиянии холодильной обработки и холодильного хранения на биохимические процессы, протекающие в рыбе, об их характере.

Таблица 1 – Динамика показателей качества рыбы в процессе холодильной обработки и последующего холодильного хранения

Характеристика сырья, способа холодильной обработки и условий холодильного хранения	Показатель
	АЛО, мг%	проба на аммиак («+» или «-»)	рН
Сырье (вид, разделка, способ холодильной обработки)	…	…	…
Сырье после холодильного хранения (условия и продолжительность холодильного хранения)	…	…	…

Для определения азота летучих оснований мышечную ткань измельчают, пропуская через механическую мясорубку. Отвешивают навеску фарша 100 г (с точностью 0,1 г) и количественно переносят в отгонную колбу на 1000 мл. Затем в отгонную колбу приливают 500 мл дистиллированной воды, добавляют в 1 г оксида магния и во избежание вспенивания – кусочек парафина. Собирают установку для отгонки, в которую входят: отгонная колба, соединенная с парообразователем, установленным на электрической плитке, обратный холодильник, подключенный к отгонной колбе, и колба-приемник. Отгонку ведут до исчезновения щелочной реакции дистиллята (по лакмусовой бумаге). Дистиллят собирают в колбу-приемник емкостью 100 мл, подсоединенную к холодильнику, в которую перед началом отгонки приливают 30 мл 0,05 н раствор серной кислоты. По окончании отгонки избыток серной кислоты оттитровывают 0,1 н раствором гидроксида натрия в присутствии индикатора метилового красного. По результату титрования судят о количестве всех летучих оснований в навеске мышечной ткани. Содержание летучих азотистых оснований , мг%, рассчитывают по формуле:

, (1)

где - количество раствора 0,05 н серной кислоты, взятого в приемник, мл;

- количество раствора 0,1 н гидроксида натрия, израсходованного на титрование серной кислоты, мл;

1,4 – количество азота, эквивалентное 1 мл раствора 0,1 н гидроксида натрия;

- навеска фарша, г.

Сущность метода определения концентрации ионов водорода заключается в изменении окраски универсального индикатора или лакмусовой бумажки в присутствии свободных ионов водорода.

В мышечной ткани рыбы делают неглубокие надрезы, после чего в них помещают лакмусовые бумажки или бумажки универсального индикатора и прижимают их к мышечной ткани при помощи стеклянной палочки. После десятиминутной экспозиции лакмусовые бумажки переносят на белую матовую поверхность и при достаточном освещении сравнивают их с цветом контрольных бумажек или со специальной шкалой универсального индикатора.

Для свежего мяса рыбы характерно наличие кислой среды, для их удовлетворительного качества (при невысокой активности протекания биохимических процессов) характерна нейтральная реакция, наличие щелочной реакции свидетельствует о накоплении в мышечной ткани продуктов активно протекающих биохимических реакций.

Сущность метода определения наличия свободного аммиака в мышечной ткани сырья животного происхождения (по Эберу) заключается в том, что образующийся в процессе дезаминирования продуктов гидролиза белка аммиак, вступает во взаимодействие с парами соляной кислоты, при этом выделяется белое облачко хлорида аммония. У свежей рыбы реакция на аммиак по Эберу должна быть отрицательной (-) или слабоположительной (+-), так как в таком сырье еще нет продуктов глубокого распада белков. У рыбы с первыми признаками порчи, но еще доброкачественной, реакция на аммиак положительная (++) – в виде устойчивого облачка, появляющегося через несколько секунд после внесения пробы мышечной ткани в пробирку с реактивом. У рыбы с начавшейся порчей - реакция будет резко положительная (+++) – облачко появится немедленно после внесения мышечной ткани в пробирку с реактивом.

В широкую пробирку или мерный цилиндр наливают от 3 до 5 мл реактива Эбера, после чего пробирку или цилиндр закрывают пробкой, через которую проходит загнутая крючком проволока. К крючку прикрепляют кусочек мышечной ткани рыбы и опускают его в пробирку так, чтобы он находился на 1,5-2,0 см выше уровня реактива Эбера. В присутствии аммиака вокруг кусочка образуется белое облачко хлорида аммония. Реактив Эбера представляет собой смесь одной части 25 %-ной хлористоводородной кислоты (плотность 1,22) с тремя частями 95 %-ного этилового спирта и одной части серного эфира.

Вопросы для самопроверки

1. К какому принципу консервирования по Я. Я. Никитинскому можно отнести холодильные технологии?

2. Какие консервирующие факторы действуют на продукт при охлаждении, подмораживании, замораживании?

3. Опишите основные биохимические изменения в рыбе при охлаждении?

4. Физические и гистологические изменения в рыбе при охлаждении и подмораживании?

5. Основные виды холодильной технологии: охлаждение, подмораживание и замораживание. Общие черты и различия.

6. Какие существуют способы вычисления , , для условий охлаждения рыбного сырья.

7. Способы вычисления , , для условий замораживания рыбного сырья.

8. Как вычисляется полное количество теплоты, отведенной от рыбы в процессе охлаждения?

9. В чем суть номографического метода расчета продолжительности охлаждения?

10. Как теоретически рассчитать количество льда, необходимое для охлаждения рыбы?

11. Какие способы охлаждения вам известны?

12. Каким требованиям должна удовлетворять охлаждающая среда?

13. Метод регулярного теплового режима для расчета продолжительности охлаждения.

14. Формула Рютова и формула Чижова для расчета продолжительности охлаждения. Общее и различия.

15. Темп охлаждения. Физический и геометрический смысл.

16. Расчет основных теплофизических характеристик в процессе замораживания рыбы.

17. Количество вымороженной воды. Понятие, способы расчета.

18. Формула Планка для расчета продолжительности замораживания.

19. Поясните физический смысл допущений, сделанных Планком для вывода своей формулы.

20. Биохимические изменения в рыбе при замораживании и последующем холодильном хранении.

21. Физические и гистологические изменения в рыбе при замораживании и последующем холодильном хранении.

22. Усушка рыбы при холодильном хранении охлажденных и замороженных продуктов ее переработки.

23. Влажностный баланс холодильной камеры. Условия, предотвращающие усушку рыбы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Вопросы для самопроверки

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Методы исследования.

Определение массовой доли воды высушиванем на приборе УВО или Чижовой. Метод основан на испарении влаги за счёт нагрева от металлической поверхности. Более подробно порядок и режим работы описан в инструкции по использованию прибора.

Для определения массовой доли влаги в продукте необходимо из фильтровальной бумаги вырезать квадрат со стороной 13 – 14 см, свернуть его пополам так, чтобы получился треугольник, а у полученного треугольника отогнуть края на 1 см, чтобы получился закрытый пакет. При необходимости (если продукт имеет повышенную жирность) в пакет помещают вкладыш. Пакет высушивают на приборе УВО (Чижовой) до удаления влаги, после чего определяют его массу с точностью не менее 0,01 г. Навеску тщательно измельчённого продукта массой 3 – 5 г помещают в пакет, распределяя равномерно по всей его площади, после чего пакет закрывают и помещают в прибор УВО (Чижовой) в соответствии с заданным режимом. По окончании высушивания пакет извлекают, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Массовую долю влаги определяют по формуле:

, (1)

где – масса сухого пакета без навески;

– масса пакета с навеской до высушивания;

– масса пакета с навеской после высушивания.

Определение кислотности [2]. Навеску измельчённой пробы массой 25 г, взвешенную с точностью до 0,1 г, помещают в сухую бутылку (коническую колбу). В мерную колбу вместимостью 250 мл наливают до метки дистиллированной воды, после чего треть этой воды заливают в бутылку с навеской, после чего навеску тщательно перемешивают стеклянной палочкой. К смеси постепенно приливают оставшуюся воду из колбы, смывая остатки навески на палочке. Бутылку закрывают пробкой, после чего встряхивают 2 – 3 минуты и выдерживают 10 минут. Потом бутылку снова встряхивают и снова выдерживают 8 – 10 минут. Верхний слой аккуратно сливают через марлю в сухой химический стакан. Из стакана отбирают пипеткой по 50 мл в колбы для титрования, в каждую из которых добавляют 2 – 3 капли фенолфталеина. Содержимое каждой из колб титруют 0,1 М раствором гидроксида натрия до появления неисчезающей светло-розовой окраски. Если окраска появилась, но исчезла в течение 1 минуты, то необходимо добавить ещё 2-3 капли индикатора. Если при этом окраска не восстановилась, то титрование следует продолжить [2].

Кислотность определяют по формуле:

где – объём 0,1 М раствора щёлочи, пошедшей на титрование, мл;

– объём воды, взятой для разведения навески, мл (250);

m – масса навески продукта, г;

– объём фильтрата, взятый на титрование, мл (50);

100 – коэффициент пересчёта на 100 г продукта;

10 – коэффициент пересчёта 0,1 М раствора на 1 М;

К – поправочный коэффициент к концентрации щёлочи (1).

Определение пористости [2]. Сначала необходимо измерить точный объём пробника Журавлёва, для чего измеряют внутренний диаметр выемки (d) пробника и расстояние от вертикальной стенки основания до места положения ножа (h). Объём вычисляется по формуле

(2)

Перед измерением острый край металлического цилиндра смазывают растительным маслом.

От средней части изделия отрезают ломоть шириной 7 – 8 см, из которого пробником Журавлёва делают 3 выемки (для пшеничного хлеба) на расстоянии от корок не менее 1 см, вводя пробник в мякиш вращательным движением. Заполненный цилиндр помещают на деревянное основание так, чтобы ободок цилиндра совпадал с прорезью в лотке. Деревянной втулкой выталкивают кусочек мякиша длиной примерно 1 см, срезают ножом и отбрасывают, после чего выталкивают мякиш до деревянной стенки, срезают ножом и полученную выемку используют для определения. От оставшегося мякиша таким же образом выталкивают ещё одну выемку мякиша, операцию повторяют; в итоге получают 3 или 4 выемки, для каждой из которых определяют массу. Пористость определяют по формуле:

, (3)

где V – общий объём выемок, полученный путём умножения объёма пробника на число выемок, см³;

m – суммарная масса выемок, г;

– плотность беспористой массы, определённая из таблицы 3.

Таблица 3 – плотность беспористой массы мякиша [2].

Вид изделия	Плотность беспористой массы
Хлеб из пшеничной муки высшего и первого сорта	1,31
Хлеб из пшеничной муки второго сорта	1,26
Хлеб из смеси пшеничной муки 1 и 2 сорта	1,28
Хлеб из пшеничной подольской муки	1,25
Хлеб из пшеничной обойной муки	1,21
Хлеб из ржаной сеяной и заварных сортов муки	1,22
Хлеб из смеси ржаной сеяной и пшеничной муки 1 сорта	1,22

Вопросы для самопроверки

1. Назовите основные технологические операции, в наибольшей степени влияющие на свойства готовых хлебобулочных изделий. Ответ обоснуйте.

2. Поясните, каким образом химический состав и свойства муки влияют на свойства готового продукта.

3. Перечислите физико-химические, коллоидные, биохимические и микробиологические процессы, которые происходят при замесе и брожении дрожжевого теста из пшеничной муки.

4. Какие тепло- и массообменные процессы происходят при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий?

5. Почему, по Вашему мнению, влажность мякиша может оказаться больше влажности теста?

6. Какой температурный режим следует поддерживать в процессе выпечки? Ответ научно обоснуйте.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ковальская Л.П., Шуб И.С., Мелькина Г.М. и др.: под ред. Л. П. Ковальской. Технология пищевых производств. М.: Колос, 1999. – 751 с.

2. Скуратовская О. Д. Контроль качества продукции физико-химическими методами. 1. Хлебобулочные изделия. 2-е изд., доп. и перераб. / О. Д. Скуратовская – М.:ДеЛи принт, 2002. – 102 с.

3. Сборник рецептур на хлеб и хлебобулочные изделия. Сост. П.С. Ершов. – СПб.: «ПРОФИ-ИНФОРМ», 2004. – 192 с.

4. Технологическая инструкция по производству хлебобулочных изделий

5. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. - Учебник для Вузов. 8 изд. М.: Легк. и пищ. промышлен., 1984.-415 с.

6. Шокина Ю.В. Научные основы производства рыбопродуктов. Лабораторный практикум. – СПб.: ГИОРД, 2003. – 88 с.

7. Технология продуктов из гидробионтов/С. А. Артюхова, В. Д. Богданов, В. М. Дацун и др.: под ред. Т. М. Сафроновой и В. И. Шендерюка. – М.: Колос, 2001. – 496 с.

8. Ершов А.М. Практикум по основам проектирования предприятий рыбной промышленности. – Мурманск: МГАРФ, 1994. – 143 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5. Варианты заданий к лабораторной работе № 5

Наименование изделия	Форма изделия	Рецептура, кг/100 кг муки							Ориентировочное количество добавляемой воды, кг/100 кг муки	Масса одного изделия, г	Выход продукта, %	Продолжительность выпечки, мин	Температура выпечки, °С
Наименование изделия	Форма изделия	Мука (вид,сорт, количество)	Соль	Дрожжи	Сахар-песок	Масло растительное	Яйцо	Другие компоненты	Ориентировочное количество добавляемой воды, кг/100 кг муки	Масса одного изделия, г	Выход продукта, %	Продолжительность выпечки, мин	в первый (второй) период	во второй (третий) период
Хлеб белый формовой из муки высшего сорта	Круглая или продолговатая с 4 – 6 надрезами	100 (пшеничная, сорт высший)	1,3	2,0	1,0	-	-	-	50	700 (500 – 850)[6]	136,8	45	250	≈180
Хлеб белый формовой из муки первого сорта	то же	100 (пшеничная, сорт первый)	1,3	1,5	-	-	-	-	59	750	136,1	то же	то же	то же
Батон простой из пшеничной муки 1 сорта	Продолговатая	100(пшеничная, сорт первый)	1,3	0,7	-	0,15	-	-	59	400	≈145	≈40	240	≈180
Батон нарезной молочный из пшеничной муки 1 сорта	то же	100(пшеничная, сорт первый)	1,5	1,0	5,0	1,5	-	Маргарин: 1,0; Молоко сухое обезжиренное:2,5	57	то же	то же	то же	то же	то же
Батон нарезной молочный из пшеничной муки высшего сорта	-//-	100(пшеничная, сорт высший)	1,5	1,0	6,0	1,5	-	Маргарин: 1,0; Молоко сухое обезжиренное:2,5	56	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-

Приложение 5. Варианты заданий к лабораторной работе № 5

1. Морковь (соломка толщиной 3-5 мм), сушка при температуре 60 – 80 ºС, влажность воздуха – 40 – 70 %. Конечная влажность - ориентировочно 30 %. Выбирается несколько вариантов в этом диапазоне температур. Частота замеров – раз в 10 минут.

2. Морковь (кружочки толщиной 3-4 мм), сушка при температуре 60 – 80 ºС, влажность воздуха – 40 – 70 %. Конечная влажность - ориентировочно 30 %. Выбирается несколько вариантов в этом диапазоне температур. Частота замеров – раз в 10 минут.

3. Морковь (кружочки толщиной 3-4 мм) – ИК-сушка. Частота замеров – раз в 5 минут.

4. Морковь (кружочки толщиной 3-4 мм) – СВЧ-сушка. Удельная мощность СВЧ-излучения – 450 – 500 Вт/кг. Частота замеров – раз в 2 – 3 минуты.

5. Морковь тёртая, сушка при температуре 60 – 80 ºС, влажность воздуха – 40 – 70 %. Конечная влажность - ориентировочно 30 %. Выбирается несколько вариантов в этом

6. Лук (кольца), сушка при температуре 60 – 80 ºС, влажность воздуха – 40 – 70 %. Конечная влажность – ориентировочно 20 %.

7. Картофель (кубики), ИК-сушка. Частота замеров – раз в 5 минут.

8. Картофель (кубики), СВЧ-сушка. Частота замеров – раз в 2 минуты.

[1] Для идеальных пластины и цилиндра берутся только первые слагаемые

[2] Периодичность измерения зависит от удельной поверхности сырья, способа сушки и других параметров. Она должна обеспечивать возможность построения кривой.

[3] Распространённой ошибкой является непосредственное измерение угла в градусах или радианах и последующее определение его тангенса. Этот подход на практике не используют. Между тем, он даст верный результат, но только в том случае, если масштабные коэффициенты по абсциссе и ординате численно равны между собой (что бывает достаточно редко).

[4] Т.к. фактор эквивалентности NaOH (KOH) равен 1, то 0,1 M и 0,1 н растворы – это одно и то же.

[5] Под градусом кислотности хлебобулочных изделий понимают объём 1 М гидроксида натрия, необходимый для нейтрализации кислот, содержащихся в 100 г продукта.

[6] В этом столбце за скобками указана масса изделия, на которую надо ориентироваться при выполнении работы, а в скобках – допустимый диапазон по технологическим инструкциям.