Применение электростатического поля высокого напряжения при хранении продукции растениеводства

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7/2015 ISSN 2410-6070

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

УДК 619:576.8:616.9:637.5

Н.В. Г орбунова, аспирант Д.Н. Катусо в, к.т.н., доцент А.А. Шатов, аспирант факультет «Ветеринарной медицины, пищевых и биотехнологий» ФГБОУ ВПО Саратовский ГАУ им. НИ. Вавилова г. Саратов, Российская федерация

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ХРАНЕНИИ ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

Аннотация

Рассмотрена одна из наиболее перспективных технологий продления сроков хранения пищевых продуктов растительного происхождения, основанная на использовании электростатического поля высокого напряжения. На основе анализа работ ряда авторов показана эффективность воздействия электростатического поля на обрабатываемый продукт, вследствие уменьшения концентрации микроорганизмов на их поверхности.

Ключевые слова

Электростатическое поле, напряженность, потеря массы.

Пищевая промышленность современной действительности должна обладать высоким уровнем микробиологической безопасности продуктов питания. Ведь продукты питания - это в первую очередь полезные вещества, которые мы должны получать с пищей в определенном количестве и соотношении. По разным статистическим данным уровень потенциально вредных веществ попадающих внутрь организма, преимущественно с пищей, находится на уровне 70 - 90%. Именно поэтому актуальной задачей для пищевых производств является предотвращение поступления в организм человека потенциально опасных веществ и максимальное снижение неблагоприятного эффекта, который может быть нанесен организму при их действии.

Для охраны внутренней среды организма человека необходимо исключить и биологические загрязнители, имеющие преимущественно природное происхождение: микроорганизмы (бактерии, вирусы, плесневые грибы), всегда присутствующие в окружающей среде и продуктах и при определенных условиях способные привести к опасным последствиям.

Организация хранения продуктов питания, а также продуктов переработки растениеводства как правильно проводится без учета микробиологического фактора. Увеличение социальной нагрузки на человека требует его полноценного питания, а овощи и фрукты выступают как богатейший источник природных антиоксидантов, биологически активных веществ, незаменимых аминокислот и минеральных элементов. Поэтому потребление их должно быть равномерным в течение всего года. Наряду с увеличением производства свежих плодов и овощей огромное значение приобретает снижение потерь и сохранение их качества при хранении.

В основе многих сельскохозяйственных и пищевых технологий лежат различные микробиологические процессы. Поэтому изыскание наиболее совершенных способов и методов управления жизнедеятельностью микроорганизмов является актуальной задачей, что позволяет своевременно обнаружить появление нежелательных микробиологических заболеваний и принять меры к их устранению.

Одной перспективных технологий, применяемых с целью продления сроков хранения пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья является использование электростатических полей высокого напряжения [1-6]. Ведь ни для кого не секрет что на поверхности плодов, как и внутри плода, всегда присутствует разнообразная микрофлора. Вредными веществами, образующимися в растительном сырье при хранении, являются и продукты метаболизма микроорганизмов: микотоксины, являющиеся

30

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7/2015 ISSN 2410-6070

токсичными метаболитами токсикогенных штаммов микроскопических грибов; афлотоксины (АТ), продуцируемые плесневыми грибами Aspergillus flavus и многие другие.

Применения электрических полей при хранении пищевых продуктов в большинстве случаев позволяет достичь бактериостатического и бактерицидного эффекта. Научные исследования, проводимые на базе Национального института винограда и вина «Магарач» (г. Ялта), где в качестве объектов исследования были выбраны плоды черешни темного сорта, доказали положительное воздействие электростатического поля на обрабатываемый продукт вследствие уменьшения концентрации микроорганизмов на поверхности плодов. Еще одним важным выводом при исследовании для авторов явилось то, что использование напряжения электрического тока ионизации 15000 В и экспозиции 5 минут (оптимальный режим) уменьшает общую микробиологическую обсемененность в 2,2 раза. [8] Соответственно, плоды черешни, хранящиеся с применением электроионизированного воздуха, дольше сохранялись по сравнению с необработанными плодами, при полном сохранении привлекательных органолептических характеристик продуктов.

Исследования на томатах так же показали ряд преимуществ использования электростатического поля для хранения. Исследования показали, что потери влаги уменьшаются на 40% по сравнению с образцами без обработки. Установлено замедление процессов порчи повреждённых томатов после обработки в электростатическом поле.

Для увеличения срока сохранности томатов в хранилищах могут поддерживать температуру от 20С до 50С. Поэтому были проведены исследования в этом интервале температур при разных значениях напряженности электростатического поля (ЭСП) [7] (рисунок 1).

Полученные результаты показали, что при низких температурах электростатическая обработка (ЭСО) практически не позволяет получать существенный эффект по

снижению потери массы продукта даже при высоких напряженностях

электростатического поля.

В летний период при транспортировке томатов также происходит потеря суммарной массы томатов. Для сравнения температурного воздействия на процесс испарения воды из томатов была выбрана максимальная

температура Т=320С (рисунок 2).

Математическая обработка

полученных результатов позволила получить усредненную величину потери воды томатами при транспортировке и хранении после предварительной электростатической обработке в летний период с интервалом температур 180С Т 320С, которая составила около 65% при 90% потери для

необработанной продукции в электростатическом поле.

Таким образом, для данного интервала температур обработка в течение 30 с и напряженности поля 35кВ/м является достаточной, чтобы в течение 3 дней сохранять продукцию с поврежденной поверхностью плода.

Полученные ранее результаты показали, что температура имеет колоссальное значение для процессов, протекающих при электростатической обработке и для возможностей использования

Of"1

технологии. Было выявлено что в интервале температур 15 ^ Т50 ^ (рисунок 3) система наиболее

восприимчива к ЭСО, при меньших температурах эффект от обработки незначителен, что было

31

ЭСП

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7/2015 ISSN 2410-6070

подтверждено при изучении потери массы поврежденных томатов. Так как томаты более чем на 90% состоят из воды данные результаты можно считать сопоставимыми.

В сравнении с повреждёнными томатами, целые томаты значительно лучше удерживают влагу. В случае, когда кожура имеет разрыв, и структура нарушена, начинаются процессы отмирания тканей с потерей влаги, на которую в данном случае и воздействует ЭСП. Стоит отметить, что избыточная напряженность ЭСП обладает обеззараживающими свойствами, подавляя рост микроорганизмов.

В заключении следует отметить, что ряд авторов, изучавших процесс электростатической обработки при хранении пищевых продуктов, отмечают, что данная обработка в большинстве случаев оказывает положительное воздействие на продление сроков хранения и качественные показатели продукции, лучше сохраняется внешний вид, тормозится рост микроорганизмов, уменьшаются потери влаги.

Список использованной литературы:

1. Катусов, Д.Н. Перспективы использования электростатического поля при производстве продуктов питания / Д.Н. Катусов, Э.А. Алимова // Современные проблемы техники и технологии пищевых производств: материалы XV международной научно-практической конференции (29 ноября 2013 г.) / сост.:

В.П. Тарасов, А.А. Глебов, Д.С. Коркин; Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. - Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2014. - С. 64-67.

2. Катусов, Д.Н. Перспективы применения электростатического поля высокого напряжения в пищевой промышленности / Д.Н. Катусов, А.А.

Шатов // Технология и продукты здорового питания: Материалы VIII Международной

научно-практической конференции / Под ред. И.В.

Симаковой - Саратов: Издательство «Буква»,

2014. - С. 167-171.

3. Катусов, Д.Н. Перспективы применения электростатического поля при производстве продуктов питания / Д.Н. Катусов, А.А. Шатов //

Materialy X mezinarodni vedecko - prakticka konference «Veda a technologie: krok do budoucnosti - 2014». - Dil 28.Zemedelstvi.: Praha. Publishing House «Ed-ucation and Science» Stran. 43-45.

4. Катусов, Д.Н. Перспективы применения электрофизических методов при обработке зерна / Д.Н. Катусов, А.А. Шатов // Materials of the X International scientific and practical confer-ence, «Fundamental and applied science», - 2014. Sheffield. Science and education LTD - Р. 53-55.

электростатического поля

Рисунок 3. Зависимость потери массы у поврежденных томатов при транспортировке: 1, 2- зависимости влияния ЭСО на потерю массы 3 - математическая зависимость процесса потери массы томатов для интервала температур 180С Т 320С Время нахождения томатов в электростатическом поле т= 30 с.

32

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7/2015 ISSN 2410-6070

5. Шатов, А.А. Анализ существующих способов обеззараживания зерна /А.А. Шатов, Д.Н. Катусов // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской научнопрактической конференции Том 2. Производство и переработка продукции АПК - Пенза: РИО ПГСХА, 2014. - с. 32-34.

6. Шатов, А.А. Обработка зерновых культур в электростатическом поле с целью увеличения сроков хранения /А.А. Шатов, Д.Н. Катусов // Безопасность и качество товаров: Материалы VIII Международной научно-практической конференции. / Под ред. С.А. Богатырева - Саратов, ФГБОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2014. - С. 108-111.

7. Кузнецов А.Л., Будаева В.А. Влияние электростатического поля на сохранность спелых томатов - Режим доступа: http://www.rusnauka.com/9_SNP_2015/Agricole/4_189697.doc.htm

8. Степаненко Д.С., Тарусова Н.В., Гогунская П. В. Микробиологические аспекты хранения свежих плодов, обработанных электроионизированным воздухом / Д. С. Степаненко, Н.В. Тарусова, П. В. Гогунская // Биологический вестник Мелитопольского государственного педагогического университета им. Богдана Хмельницкого / - Мелитополь, 2012. - С143 - 152.

©Н.В. Горбунова,Д.Н. Катусов ,А.А. Шатов, 2015

УДК 664.995

В.М. Дацун,

д-р техн. наук, профессор, школа биотехнологии Дальневосточный федеральный университет

Е.М. Осипова, канд. техн. наук, Дальрыбвтуз г. Владивосток, Российская федерация

ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБРАСТАНИЙ УСТАНОВОК МАРИКУЛЬТУРЫ

Аннотация

Обоснована целесообразность использования обрастателей установок марикультуры, как сырья для производства кормовых концентратов. Оценены возможные объемы обрастателей, приведена их краткая технохимическая характеристика, предложена технология переработки обрастателей, в основе которой лежит процесс деминерализации исходного сырья с целью получения кормовых концентратов дифференцированного качества. Приведен химический состав полученных продуктов, оценена их биологическая ценность.

Ключевые слова

Установки марикультуры, обрастатели, высокоминерализованное сырье, кормовые продукты, видовой

состав, объем сбора, кормовые концентраты

Марикультура является быстроразвивающейся отраслью народного хозяйства и представляет качественно новый этап развития рыбного хозяйства как в России, так и за рубежом. Прибрежные воды Приморья по видовому составу обитающих здесь объектов разведения, а также по условиям гидрологического режима, являются наиболее благоприятными для развития современных высокоэффективных хозяйств марикультуры.

Обрастатели установок марикультуры существенно влияют на урожайность, конкурируя с культивируемыми объектами за пространство, пищу и кислород [5,6] и в настоящее время не используются.

С учетом перспектив роста объемов культивирования (до 618 тыс. т/год) [1,7,8,13] возможные объемы обрастателей могут составить до 865 тыс. т/год.

33