Теоретические проблемы длительного хранения продовольственных товаров (Российская Федерация)

Ю.И. Сидоренко, д.т.н., проф., заместитель директора по перспективному развитию ФГБУ НИИПХ Росрезерва

 

Теоретические проблемы длительного

хранения продовольственных товаров

 

Современное общество характеризуется лавинообразным развитием инновационных технологий практически во всех областях человеческого бытия. Развитие фундаментальной науки создало предпосылки для бурного развития технологий в области коммуникаций, средств перемещения людей и грузов, создания нанотехнологий, биоинформатики и др. Технологический бум затронул и такую традиционную для жизнеобеспечения область, как производство и оборот продовольствия. Инновационными приоритетами в данной области сегодня являются повышение урожайности и продуктивности за счет внедрения достижений генной инженерии, разработка новых технологий машин и аппаратов для выпуска новых видов продовольствия, конструирование продовольственных товаров и целых рационов на основе принципов персонифицированного питания. Однако оказалось, что широкое проникновение достижений технологии в область продовольственного обеспечения оказывает противоречивое влияние на этногенез. Расширение продовольственной базы за счет использования различных нутриентов экзогенного для продовольственного сырья характера привело к психологическому, а порой и физиологическому отторжению потребителем широкой линейки продовольственных товаров. Указанная тенденция имеет место и сегодня. Широкое введение в потребительский оборот суррогатов натуральных продуктов вызывает у потребителя желание защитить себя от их вредного воздействия. Одной из защитных социальных форм является широкое распространение идей органического питания. Питание является основополагающей формой адаптации человека к воздействию окружающей среды. Сложившиеся традиции питания выработаны в процессе многовековой эволюции человека и являются естественным результатом реакции человеческого организма на воздействие внешних факторов. Рационы питания предопределены географическими, ландшафтными и климатическими условиями проживания. В связи с этим можно предположить, что консерватизм в потребительских предпочтениях является защитной реакцией человека на техногенные воздействия современных технологий.

В связи с одновременным воздействием на человека факторов инновационного развития технологий и объективных потребностей в традиционном, консервативном питании, сформировалось противоречие, без рационального разрешения которого дальнейшее развитие прогресса обречено на торможение. При поиске путей решения данного противоречия неоспоримой доминантой является учет сложившихся традиций в питании, закреплении в современных рационах адаптированных к организму человека продуктов питания. Для жителя Евразии традиции в питании сложились в условиях длительных холодных периодов в годовом цикле, невысокой продуктивности сельского хозяйства в связи с особенностями климата, необходимостью освоения значительных пространств, высокой интенсивностью физической деятельности. Интенсивность физической нагрузки приводит к усиленному метаболизму, что выражается в сокращении периода жизни клетки и более высоким темпам обновления организма. Такая физиологическая модель требует большего объема пластического материала, энергии, макро и микро нутриентов. Указанные действующие факторы предопределили евразийский рацион, как набор высокобелковых, высокоэнергетичных и оптимизированных по нутрициологическим нормам продуктов питания.

Приведенные ограничения указывают на то, основным путем развития продовольственного обеспечения населения Евразии является использование экстенсивных технологий формирования продовольственных ресурсов. Ярко выраженные тенденции глобальной урбанизации, роста численности населения, повышения интенсивности жизнедеятельности требуют расширения продовольственной базы при одновременном сохранении традиций в использовании естественных продуктов питания. Решение проблемы обеспечения продовольственной безопасности страны кроется в разработке более совершенно технологии хранения сохранности продуктов питания, полученных естественным путем.

Традиционные методы хранения продовольствия, в основном, предусматривали сохранность продуктов питания до нового урожая. Учитывая нестабильность климата, возникает потребность в организации продовольственных резервов, способных храниться более длительное время. Разработка технологий формирования традиционных для населения России продовольственных резервов, способных храниться в течение длительного времени, представляет собой самостоятельную научную задачу.

Сам процесс хранения продуктов биоорганической природы предполагает управление и контроль прохождения биологических, биохимических, физико-химических, химических и физических процессов, не допуская их развития до величины, несовместимой с допустимым уровнем качества и безопасности продуктов питания.

Длительному хранению подвергают продовольственные товары различной степени переработки. По степени переработки продовольствия перед его закладкой на хранение можно выделить три основные группы:

- запасы в виде живого организма;

- запасы после первичной обработки сельскохозяйственного сырья;

- запасы после глубокой переработки сельскохозяйственного сырья.

Видовые признаки каждой группы приведены ниже.

Живой организм– сохранена целостная структура организма, в организме при хранении имеют место биохимические процессы, организм после хранения способен к репродукции (животные на откорме, зерно, свежие фрукты, овощи и др.).

Первичной переработки– нарушена целостность организма, сохранена клеточная целостность тканей, идут биохимические процессы (ферментация, дыхания в клетках), организм после хранения не способен к репродукции. В процессе хранения идут физико-химические (адгезия, адсорбция, коагуляция, дегидратация), химические (окисление, нейтрализация, гидролиз), физические (измельчение, слеживаемость, высушивание, сублимация) процессы  (мука, термически не обработанная крупа, мясо охлажденное и замороженное, рыба охлажденная и замороженная, чай байховый, кофе зеленый в зернах, какао-бобы до термической обработки и др.).

Глубокой переработки– разрушена клеточная структура, биохимические реакции проходят в минимальном объеме, отсутствуют прямые видовые признаки.  В процессе хранения идут физико-химические (адгезия, адсорбция, коагуляция, дегидратация), химические (окисление, нейтрализация, гидролиз), физические (измельчение, слеживаемость, высушивание, сублимация) процессы  (мясо тушенное, рыба консервированная, молоко консервированное, сахар, масло сливочное, масло растительное,  кофе растворимый,  кондитерские изделия, овощи и фрукты переработанные, напитки и др.).

В целом все виды хранения можно охарактеризовать конечным числом происходящих в продукте процессов:

• биологические: насекомые, грызуны, биоценоз  клетки;
• биохимические: ферментация, дыхание в клетках, внутриклеточные энергетические процессы;
• физико-химические – адгезия, адсорбция, гидратация, дегидратация, коагуляция, коллоидная стабилизация, кристаллизация, фазовые переходы;
• микробиологические – контаминация, спорообразование, активный рост микроорганизмов, токсикологическая активность;
• химические – окисление, нейтрализация, гидролиз, синтез;
• физические – измельчение, слеживаемость, высушивание, сублимация, растворение, экстракция.

При хранении различных продуктов вышеуказанные процессы проходят с различной интенсивностью.

Таким образом, процесс хранения любого продукта может быть описан в виде суммы дискретных процессов, интенсивность которых зависит от исходного качества и условий хранения. В общем виде эти процессы взаимоувязаны и оказывают стимулирующее или ингибирующее воздействие друг на друга. С целью разработки феноменологической модели старения продовольственных запасов можно предположить независимость протекающих при хранении процессов. В этом случае каждый процесс описывается отдельно. Для характеристики каждого дискретного процесса хранения предложено использовать принцип контроля «Критических показателей качества» (КПК), которые количественно характеризуют динамику протекания каждого процесса хранения товара. Феноменологическая модель хранения будет заключаться в аналитическом описании динамики изменения ключевых процессов, имеющих место при хранении товара. Сроком хранения будет являться время, в течение которого наиболее лабильный (подвержен наибольшим изменениям) фактор достигнет уровня, неприемлемого для того, что бы отнеси данный продукт питания к категории качественных.

Возможность контроля КПК позволяет количественно оценить качество товаров и научно обосновать сроки их хранения и годности. На основе динамики изменения КПК необходимо построить математическую модель, учитывающую скорость изменения каждого из критических показателей качества.

Для изучения динамики изменения КПК должны быть разработаны методы ускоренного хранения товаров. Разработка таких методов требует применения специальных приемов математического планирования и обработки экспериментальных данных. Разработка таких методов позволит на основании краткосрочных исследований прогнозировать реальные сроки хранения продовольственной продукции.

В настоящее время срок годности, как правило, определяется на основании коммерческой целесообразности. При этом реальный срок хранения товаров, выработанных по одному нормативному документу, может существенно отличаться даже для одного производителя, в зависимости от качества сырья, квалификации персонала, эффективности СМК предприятия и других факторов.

На основе изучении динамики изменения КПК могут быть научно обоснованы сроки хранения каждой отдельной партии товара, исходя из реальных характеристик продукции.

Очевидно, можно предположить, что динамика изменения КПК может быть спрогнозирована на основе их исходного значения для данной партии товара. Соответственно, может быть рассчитан ожидаемый срок хранения товаров, подвергаемых длительному хранению.

После изучения динамики изменения КПК, может быть поставлена обратная задача: производство продуктов питания с заданным сроком годности. При решении последней задачи, сроки хранения будут определяться только экономическими показателями, что позволит эффективно проектировать рациональные цепи поставки товаров.

Таким образом, на основе изучении динамики изменения критических показателей качества продовольственных товаров может быть разработана методика прогнозирования реальных сроков хранения каждой отдельной партии товара, а также спроектирован товар с заданным сроком хранения.