2.Физические свойства сочной продукции и их значение при обработке и хранении

Сохранность плодов, овощей и картофеля в значительной степени определяется следующими физическими свойствами: теплофизическими и сорбционными, сыпучестью, самосортированием, скважистостью, механической прочностью, подверженностью замерзанию. Они регулируют интенсивность физиологических, биохимических и микробиологических процессов, протекающих в продукции при ее обработке и хранении.

К теплофизическим свойствам продукции относят теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность и термовлагопроводность. Они определяют температуру в массе продукции при ее хранении и скорость охлаждения продукции при активном вентилировании. Тепло в массе продукции передается путем кондукции (при соприкосновении плодов и клубней друг с другом) и конвекции (через воздух скважин).

Теплоемкость характеризуется количеством тепла, необходимого для нагрева 1 кг продукции на 1 ⁰С. Она выражается в ккал/кг ⁰С, или в кДж/кг ⁰С.

С учетом того, что сочная продукция содержит большое количество воды, а скважины между отдельными экземплярами продукции заполнены воздухом, необходимо знать, что воздух имеет теплоемкость, равную 1,27кДж/кг ⁰С; вода – 4,19 кДж/кг ⁰С. Сочная продукция по величине этого показателя занимает среднее положение между воздухом и водой. Так, теплоемкость картофеля равна 3,52; капусты – 3,98; огурцов – 4,06 кДж/кг⁰С.

Теплопроводность – это способность продукции проводить тепло от более нагретых к менее нагретым участкам. Сочная продукция обладает низким коэффициентом теплопроводности – 0,34 – 0,52 кДж/м час ⁰С. Для сравнения укажем, что у меди он равен 1190 – 1430 кДж/м час ⁰С.

Температуропроводность характеризует скорость нагрева или охлаждения продукции. Коэффициент температуропроводности для сочной продукции также низок. Для примера укажем, что коэффициент температуропроводности картофеля, капусты и свеклы находится в пределах 12,24 10^-8 – 18,04 10^-8 м²/с. В связи с низкими величинами коэффициента температуропроводности продукция может сравнительно долго сохранять свою температуру на одном уровне, характеризуется большой тепловой энерцией.

Из-за низких тепло- и температуропроводности сочная продукция при хранении очень медленно охлаждается и нагревается. Если на хранение заложена продукция в сухом и охлажденном состоянии, то низкая ее температура сохраняется и в теплое время года. Однако при нарушении режимов вентиляции и относительной влажности воздуха образующееся при интенсивном дыхании всех живых компонентов продукции тепло слабо рассеивается в окружающуюся среду, накапливается в массе продукции и повышает ее температуру, т.е. будет наблюдаться самосогревание.

Термовлагопроводность – это перемещение парообразной влаги в направлении потоков тепла. Движение идет от более нагретых к менее нагретым участкам. При этом происходит конденсация водяных паров в отдельных слоях насыпи и усиливаются физиологические и микробиологические процессы. Термовлагопроводность является основой пластового самосогревания.

Сорбционные свойства. Сорбция – способность продукции поглощать из окружающей среды пары воды и газы. Она свойственна клубням, плодам, ягодам, луковицам. Сорбция молекул газов приводит к возникновению посторонних запахов из продукции при хранении, дезинсекции и дезинфекции складов. Нельзя хранить плоды с сильным ароматом (апельсины, лимоны, мандарины) с другими плодами, овощи с резким запахом (лук, чеснок, хрен) с другими овощами.

Значительное влияние на состояние продукции при транспортировке, обработке и хранении оказывает гигроскопичность. Гигроскопичность – это способность продукции поглощать и отдавать пары воды.

В практике хранения сочной продукции чаще встречается десорбция (испарение) водяных паров. Большие размеры клеток и межклеточников, высокое содержание воды в свободном состоянии, незначительная толщина верхнего кутинизированного слоя клеток, слабая во-

доудерживающая способность цитоплазмы из-за малого содержания белков и других коллоидов, большая удельная поверхность (поверхность, приходящаяся на 1 г продукта) способствуют быстрому испарению влаги и увяданию плодов и овощей при низкой влажности и повышенной температуре воздуха в хранилищах или в окружающей среде.

Размер потерь воды у сочной продукции зависит также и от ее физического состояния. Влага теряется через кожицу, чечевички, ростки, порезы, ссадины, поврежденные болезнями и вредителями ткани. Особенно много воды теряют порезанные, раздавленные овощи и плоды. Незрелые клубни картофеля испаряют больше влаги, чем зрелые, ибо поверхность у них более проницаемая. Зрелые клубни теряют много влаги только сразу после уборки.

К сорбционным свойствам относят и отпотевание продукции. Оно может происходить при высокой относительной влажности воздуха в хранилище. Отпотевание происходит также при незначительном снижении температуры, если в хранилище поддерживается высокая влажность воздуха и пониженная температура. Если охлажденную продукцию сразу переместить из холодильника в теплое помещение, может также произойти отпотевание. Оно идет и при разности температур по участкам насыпи продукции, а также в массе продукции и окружающем воздухе.

Наличие капельно-жидкой влаги способствует развитию фитопатогенной микрофлоры. При таких условиях споры фитопатогенов прорастают, а затем внедряются в ткани продукции через устьице и микроповреждения. И как следствие, идет плесневение и гниение продукции, появляются бактериозы. Поэтому борьба с отпотеванием является первоочередной задачей во время хранения.

Подверженность замерзанию. При замерзании плодов и овощей сначала идет понижение температуры замораживаемого объекта на несколько градусов ниже нуля. При дальнейшем понижении температуры внутри клеток образуются кристаллы льда. Они быстро растут с выделением теплоты, что ведет к повышению температуры. Она останавливается на некотором уровне ниже нуля. Это и есть температура замерзания плодов и овощей. Так, температура замерзания картофеля находится в пределах -1,3 … - 0,6⁰С ; моркови и капусты белокочанной поздней – - 1; свеклы – -1,6 … -0,9; лука репчатого острого – -1,8; лука полуострого и сладкого – -1,5; чеснока – -2,6 … -1; томатов бурых и красных – -0,7; огурцов – -1 … -0,5; яблок летних и осенних сортов –

-2 … -1,5; груш – -1,8; вишни и черешни – -2,5 … -1,7⁰С. Причем разные части объекта замерзают при разных температурах. Так, наружные зеленые листья кочана капусты даже при воздействии температуры

-5…-7⁰С «отходят». Самой чувствительной является верхушечная почка, которая замерзает при температуре – -0,8 … - 1,1⁰С. Кочерыга замерзает при температуре – -1,5 … - 1,8, а белые листья при – -2 … -4⁰С.

При подмораживании овощи и плоды темнеют и изменяют вкус. Гидролитические ферменты разрушают сложные вещества (крахмал, гликозиды) до более простых – сахаров. По этой причине брусника, рябина, дикие яблоки, картофель становятся сладкими. Кроме того, плоды становятся мягче, ибо протопектин после оттаивания гидролизуется до растворимого пектина. Замороженные яблоки после оттаивания также буреют, ибо дубильные вещества окисляются до флобафенов.

Итак, нельзя допускать случайного подмораживания продукции, так как при этом идет резкое снижение ее качества.

Сыпучесть – это способность продукции самопроизвольно перемещаться относительно какой-либо наклонной поверхности или по отдельным экземплярам продукции (кочан по кочану, корнеплод по корнеплоду и т.п.).

Продукция, имеющая гладкую поверхность и округлую форму (вишня, абрикос, слива, персик), обладает большей сыпучестью. Примеси снижают сыпучесть. Травмированная продукция менее сыпуча. На сыпучесть влияет характер материала, состояние поверхности, по которой перемещается продукция.

Сыпучесть определяется углом трения и углом естественного откоса или ската. Угол трения – наименьший угол, при котором продукция начинает скользить по наклонной поверхности. Угол естественного откоса или ската – это угол между диаметром основания и образующей конуса, получающегося при свободном падении продукции на горизонтальную плоскость.

Угол трения при движении по деревянному настилу у картофеля равен 21 –24, свеклы – 23 –27, моркови – 28 –33⁰. Угол естественного откоса у сочной продукции находится в пределах 40 – 45⁰. Чем меньше указанные углы, тем выше сыпучесть продукции.

Угол ската учитывается при закладке сочной продукции в бурты. При загрузке хранилищ картофель и овощи через люки скатываются по наклонной поверхности, если угол наклона ее превышает угол трения. Если картофель и овощи перемещают по транспортерной ленте, то ее устанавливают так, чтобы угол наклона был меньше угла трения. В противном случае они скатываются с транспортера в обратном направлении.

Самосортирование – это неравномерное распределение компонентов массы продукции по отдельным участкам насыпи. Самосортированию способствует неоднородность продукции, ее различная сыпучесть. Оно наблюдается при перевозке продукции, передвижении ее по транспортерам, засыпке ее на хранение и в процессе выгрузки. Так, при механической загрузке хранилищ картофелем и овощами более крупные, с большей удельной массой экземпляры распределяются вблизи места падения, а мелкие, легкие отбрасываются к стенам хранилища, скатываются к основанию насыпи. Создаются участки насыпи

с более мелкими, травмированными экземплярами, с большим содержанием легковесных примесей, а, следовательно, с меньшей скважистостью и низким содержанием воздуха. Здесь активнее протекают физиологические и микробиологические процессы, появляются предпосылки возникновения самосогревания и задыхания продукции. Чтобы избежать самосортирования, на хранение надо закладывать продукцию, прошедшую сортирование и калибрование по форме и размерам, а также очищенную от примесей.

Скважистость – это отношение межклубневых, межкочанных и т.п. пространств (пор, скважин) к общему объему, занятому продукцией. Иначе говоря, это объем пор в 1 м³ штабеля продукции, заполненных воздухом. Благодаря скважистости создается запас воздуха для жизнедеятельности продукции, идет тепло- и влагообмен в хранящейся продукции за счет воздухообмена, можно проводить активное вентилирование продукции, вводить в нее газ или пары различных отравляющих веществ для дезинсекции или дезинфекции.

Скважистость зависит от размера, формы, характера поверхности продукции, высоты загрузки, наличия в ней примесей. Так, скважистость в партии картофеля без примесей составляет 42 – 45, свеклы – 50 – 55, моркови – 51 – 53%. Чем больше скважистость, тем меньше объемная масса продукции. В итоге при большей скважистости и соответственно меньшей объемной массе продукции необходим больший объем хранилищ для ее размещения.

Механическая прочность характеризуется удельным сопротивлением клубней, корнеплодов, кочанов, плодов вдавливанию штампа площадью 1 см² и усилием на раздавливание между двумя пластинами. Так, у картофеля удельное сопротивление колеблется в пределах 17 – 25 кг/см² , усилие на раздавливание составляет 30 – 98 кг. Прочность зависит от структуры объекта, его размера, массы.

На механическую прочность продукции влияют также условия выращивания, уборки, подработки. Большую роль играет температура клубней картофеля по времени уборки и сортировки. Выше повреждаемость клубней картофеля наблюдается при уборке и подработке при температуре ниже 10 … 12⁰С. Снижение температуры на 1⁰С увеличивает травмированность на 9 – 10%. Это объясняется тем, что при понижении температуры накапливаются сахара и ткани клубней становятся менее эластичными. Крупные клубни травмируются сильнее. Клубни округлой формы имеют большую прочность. Продукция, имеющая более прочные покровные ткани, повреждается меньше. Например, свекла более прочна, чем морковь, репа, редис.