Опыты на содержание в продуктах крахмала

Исследовательская работа "Крахмал. Опыты с крахмалом."

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Первомайская средняя школа»

Научно-практическая конференция учащихся «Я познаю мир»

Исследовательская работа

«Крахмал. Опыты с крахмалом».

Авторы: ученики 1б класса

Руководитель: учитель начальных классов

Алексеева Светлана Александровна

г. Первомайск

2016 г.

Оглавление

1. Введение 3 - 4

Актуальность темы

Цель исследования

Гипотеза

2. Теоретическая часть 5 - 9

Крахмал – толкование, значение, смысл

Получение крахмала

Свойства крахмала

Поиск крахмала в продуктах питания

Применение крахмала

3. Вывод 10

4. Практические рекомендации 11

5. Библиографический список 12

6. Приложения 13 - 17

Введение

Правильное питание – залог здоровья.

Сейчас много говорят о здоровом питании. Телевидение, журналы, газеты спорят о необходимости диет. Наряду с этим врачей тревожит другая крайность – лишний вес школьников. Особенно сильно влияет характер питания на рост и развитие детей. Чтобы человек был бодр, активен, жизнерадостен, здоров, его питание должно быть разнообразным и полезным.

О важности витаминов в рационе питания человека знает каждый школьник.

Основным источником энергии являются углеводы. Интересно узнать об углеводах больше.

Из книг мы узнали, что главные источники углеводов из пищи – хлеб, картофель, макароны, крупы, сладости, сахар, мёд. Из всех веществ, которые человек употребляет в пищу углеводы - главный источник энергии. На протяжении жизни человек в среднем потребляет около 14 тонн углеводов. В среднем наш организм получает от 50 до 70% углеводов из дневного рациона. И всё же запасов углеводов в организме немного, поэтому нам приходится снабжать ими наш организм регулярно. Конечно, потребность в углеводах зависит от энергетических трат организма. Спортсмену, который тратит во время тренировок, соревнований много энергии потребуется значительно больше углеводов, чем человеку, не затрачивающему много физических сил.

Современная проблема гиподинамии (по­нижен­ная по­движ­ность, уменьше­ние си­лы и ­объема движе­ний вследствие развития автоматизации производства и ­быта, при этом снижа­ется ра­бо­то­спо­соб­ность че­ло­ве­ка, появляется уста­лость, нер­воз­ность) отсутствовала, когда человек трудился в поте лица, добывая хлеб насущный. Потому в фольклорных произведениях нет и намёка на диеты, на ограничение в потреблении углеводов. Уважительное отношение к хлебу, каше, крупяным изделиям можно проследить в народных пословицах: Каша – мать наша. Что за обед, коли каши нет. Хлеб всему голова. Хлеб да каша – пища наша. Хлеб да крупы на здоровье лупи. Хоть сахар и сладок, но хлеба не заменит.

Изучая вопрос потребления углеводов, мы отметили, что противники лишнего веса «обвиняют» во всех бедах крахмал, потому и диету начинают с ограничения крахмала. Ещё одна распространённая точка зрения, что картофельный крахмал самый вредный, а кукурузный значительно полезнее.

Оказывается дело не в конфетах, а в крахмале?

Книжные источники повествуют, что крахмал – сложный углевод, он образуется в растениях, его можно обнаружить в семенах растений, моркови, клубнях, корнеплодах, стеблях, иногда в плодах фруктов и листьях. Многие богатые крахмалом части растений являются важными источниками питания для людей и животных. Это картофель, пшеница, кукуруза, рис, овес, ячмень, рожь, гречиха, бобовые, соя. Крахмал хорошо переваривается и усваивается организмом человека.

Если такое повышенное внимание к крахмалу, интересно узнать о его роли в питании. С малых лет мы знаем вкус сахара, мёда, пирожного. А что мы знаем о крахмале, кроме того, что он хранится в целлофановом пакетике кухонного шкафа? Актуальность работы заключается в том, чтобы находить интересное и необычное рядом, в том, что доступно для наблюдения и изучения. Мы не привыкли отступать! Открываем лабораторию, где предмет наблюдения – крахмал.

Тема исследования: «Крахмал. Опыты с крахмалом».

В связи с противоречивой информацией возникло много проблемных вопросов:

• Что за волшебное вещество – крахмал, если он есть во многих растениях, но мы его не видим?

• Как получают крахмал и где используют? Возможно ли получить крахмал в домашних условиях?

• Какой у крахмала цвет, запах, вкус?

• Как влияют на наше здоровье продукты, содержащие крахмал?

• Есть ли продукты и растения в нашем доме, в которых «прячется» крахмал? Можно ли его в них обнаружить?

Цель исследования: поиск крахмала в продуктах питания и изучение его свойств.

Задачи исследования:

• собрать и изучить информацию о крахмале;

• изучить один из способов обнаружения крахмала в продуктах питания и растениях, провести опыты;

• подобрать необходимые для экспериментов вещества, продукты, лабораторное оборудование;

• познакомиться и использовать необходимые меры безопасности при проведении опытов;

• выделить крахмал из картофеля;

• узнать о сфере применения крахмала;

• проанализировать полученные результаты.

Гипотеза исследования

Если мы подробнее изучим крахмал, познакомимся с его свойствами, то эти знания помогут нам оценить пользу и вред продуктов, которые мы потребляем в пищу и, возможно, внести изменения в свой рацион питания.

Методы исследования:

• изучение литературы;

• сбор информации в сети Интернет;

• опыты;

• консультация учителя;

• обработка информации;

• подготовка презентации и защита работы.

Теоретическая часть

Крахмал – толкование, значение, смысл

В «Большом энциклопедическом словаре» приводится научное определение крахмала: «КРАХМАЛ – (слово из польского языка, с польского krochmal, немецкого Kraftmehl) запасной углевод растений; состоит из двух полисахаридов – амилозы и амилопектина, образованных остатками глюкозы. Накапливается в виде зерен, главным образом в клетках семян, луковиц, клубней, а также в листьях и стеблях. Крахмал – основная часть важнейших продуктов питания: муки (75-80%), картофеля (25%) и другие. Крахмал и его производные применяются при производстве бумаги, текстильных изделий, клеев, в литейном и других производствах, а также в фармацевтической промышленности».

Очень интересным оказалось толкование слова крахмал в «Толковом словаре живого великорусского языка» В. И.Даля: «КРАХМАЛ – чисто мучнистая часть семян, особенно хлебных растений; добывается мочкою зёрен, в виде белого порошка, более из пшеницы и картофеля; по клейкости своей, идёт для придания жёсткости и глади белью, почему и называется также скорбилом (скорбнуть). Крахмалить белье, скорбить, делать жестким, напитывая скорбилом, крахмалом, пропитывать варёным, а иногда и сырым раствором крахмала: У нас только тонкое белье крахмалится. Барыня сильно крахмалится, любит пышное, крахмальное платье. Крахмаленье (скорбление), крахмалка – процесс крахмаления, крахмальщик (крахмальщица) – тот, кто делает крахмал, крахмальница – кастрюля для варки крахмала, клейстера».

«Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова помог уточнить биологический процесс появления крахмала в растениях: «КРАХМАЛ – углевод особого состава, образующийся в виде мельчайших зёрнышек в зелёных частях растений из углекислоты воздуха под действием света (хим., бот.). || Продукт из таких зёрнышек различных растений, употребляется в пищевой, химической и текстильной промышленности, в стирке белья».

В «Свободной энциклопедии «Википедия»» дано следующее определение крахмала: «Безвкусный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом видно, что это зернистый порошок; при сжатии порошка крахмала в руке он издаёт характерный «скрип», вызванный трением частиц.

В горячей воде набухает (растворяется), образуя вязкий раствор – клейстер; с раствором йода образует соединение-включение, которое имеет синюю окраску».

Проанализировав эти определения, мы наметили план работы по исследованию крахмала:

1) попытаемся выделить крахмал из клубней картофеля;

2) опытным путём с помощью спиртового раствора йода проверим наличие или отсутствие крахмала в различных частях растений (листьях, клубнях, корнеплодах, плодах), продуктах питания;

3) покажем практические способы применения крахмала в быту и творчестве.

В далёком прошлом

Производство крахмала было известно в глубокой древности. По свидетельству ряда античных писателей, пшеничный крахмал получали на островах Средиземного моря, в Древней Греции и Риме. Зерна пшеницы замачивали подслащенной во­дой в деревянных чанах, подвергали брожению, после чего разминали нога­ми, затем массу пропускали через льняную ткань или сито; полученную крахмальную суспензию осаждали в специальных отстойниках, сырой крах­мал намазывали на камни и высушивали на солнце. Начало производства крахмала из пшеницы в других евро­пейских странах относится к XVI в., а в XVII в. почти одновре­менно с распространением культуры картофеля, завезенной из Америки, стали получать картофельный крахмал. Более широко распространилось производство картофельного крахмала почти во всех странах Европы в конце XVIII в. после изобретения ручной тёрки.

1. Хорошо помыли и очистили картофель.

2. Натерли картофель на мелкой терке.

3. Залили натертый картофель холодной водой.

4. Перемешали.

5. Процедили через два слоя марли.

6. Хорошо отжали.

7. Подождали, крахмал опустится на дно.

8. Аккуратно слили воду.

9. Еще раз налили в чашку холодной воды и перемешали.

10. Подождали и аккуратно слили воду.

11. В третий раз налили холодную воду и снова перемешали.

12. Когда крахмал опустился на дно, аккуратно слили воду.

13. Собрали ложкой полученный крахмал и выложили на тарелку.

14. Оставили, чтобы крахмал высох.

15. Растерли полученный крахмал в порошок.

Опыты на кухне

В Интернет-источниках мы прочитали следующее: «Крахмал – углевод, который присутствует в овощах, фруктах, злаках, бобовых, орехах. Нет ничего опасного в том, если мы будем употреблять крахмалистые плоды и злаки. Вредит здоровью крахмал, который в виде порошка добавляют в продукты питания, как наполнитель».

Спорить с утверждением мы пока не можем, а вот проверить наличие крахмала не сложно. Для опытов мы приготовили овощи и фрукты: картофель, морковь, грушу, капусту, апельсин, а так же некоторые продукты питания, те, что оказались в холодильнике. (Приложение 3)

Обнаружить крахмал нам помогает настойка йода из домашней аптечки. Для опыта нужны свежие срезы овощей и фруктов!

Капнем настойкой на картошку и увидим, что бурый цвет йода превратился в темно-фиолетовый. Здесь происходит химическая реакция между йодом и крахмалом, который содержится в картофеле, и получается новое вещество сине-фиолетового цвета. Проделаем то же с яблоком.

Химики используют эту реакцию для того, чтобы установить, содержится ли в том или ином пищевом продукте крахмал, а если содержится, то в каком количестве.

Можно сделать первые выводы: йодное пятно на срезе картофеля заметно ярче, чем на яблоке – значит, в картофеле крахмала больше.

Проверяем, какие из овощей, фруктов и других пищевых продуктов содержат это полезное вещество крахмал, а какие - нет.

Для этого нанесем капельку йодной настойки на ломтики моркови, апельсина, капусты…

Вывод: крахмал содержится во многих овощах и фруктах.

А вот на срезе капусты, огурца синих пятен не появилось. И, действительно, есть растения, овощи, которые не содержат крахмал: лук, огурец, брюква, ревень, салат-латук, многие сорта капусты, помидоры, укроп, баклажан, брокколи, морковь, одуванчик, крапива, лук-порей, щавель.

Исследуем продукты, которые ежедневно употребляем в пищу сахар, соль.

Йодное пятно не изменило цвет, значит в этих продуктах нет крахмала.

Исследуем продукты, которые используем в пищу ежедневно – это молочные продукты сметана, кефир, молоко, масло… В натуральных молочных продуктах крахмала быть не должно. Но некоторые производители для того чтобы сделать продукт более густым добавляют крахмал или муку. Проведём опыты.

Результат исследования молочных продуктов порадовал – йодные пятна остались коричнево-жёлтыми, таких загустителей, таких как крахмал или мука, в этих продуктах нет.

Подвергли проверке майонез, сыр, колбасу…

Наблюдали, что и в этих продуктах йодные пятна остались коричнево-жёлтыми, таких загустителей, таких как крахмал или мука, в этих продуктах нет.

Хлебец белый и ржаной, бублики-баранки…

В злаковых культурах крахмала содержится больше, чем в картофеле. Понаблюдаем, как будут вести себя изделия из муки, злаки.

Хлебный мякиш окрасился в тёмно-фиолетовый цвет, значит, в состав белого и ржаного хлеба входит крахмал.

Проверяем пшеничную муку. Пятно синеет – крахмал содержится в муке, в манке (эту крупу производят из зёрен пшеницы).

Вывод: многие продукты, которые мы исследовали на нашей кухне, содержат крахмал.

Как сделать правильный выбор? Есть или не есть?

Так что же теперь вообще отказаться от продуктов, которые содержат крахмал? Большинство книг, посвященных проблемам питания, обращает внимание на важность крахмала – это источник энергии. В нашем традиционном питании крахмал – важная часть в рационе питания. Значительная часть всей мировой сельскохозяйственной продукции, которая производится для нужд человека и животных, состоит из продуктов, содержащих крахмал. «Совсем отказываться от крахмалосодержащих продуктов не надо, точнее даже важно, чтобы они были в рационе. Но! Их должно быть не более 20 процентов от всей пищи – пятая часть, а не 80-90, как это принято сейчас».

Сфера применения крахмала

Крахмалопродукты, полученные из кукурузы и картофеля, имеют важное хо­зяйственное значение и используются для пищевых и тех­нических целей.

При температуре 60 градусов крахмал набухает (растворяется ), образуя вязкий раствор – клейстер. Это свойство используют в приготовлении киселя.

Современные кондитеры используют крахмал, как загуститель, в мармеладе.

Клеящие свойства крахмала позволяют включать его в строительные смеси, при малярно-отделочных работах.

Особенно широко крахмал используются в текстильной промышленности для придания тканям плотности и для загустки печатных красок.

Уют в доме создают накрахмаленные скатерти, салфетки, шторы. Подкрахмаленное постельное бельё выглядят опрятно, долго сохраняют свежий вид.

Крахмал и его производные широко применяются в бумажной промышленности при изготовлении мелованной бумаги, картона и бумажной тары.

Крахмал идёт на производство спичек, кра­сок.

Крахмал используется в кожевенной, полигра­фической, фармацевтической промышленности.

Картофельный крахмал служит основой для различных мазей, таблеток, порошков, присыпок, компрессов, используется в качестве обволакивающего, смягчающего и противовоспалительного средства при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Он предохраняет слизистую оболочку кишечника от раздражения при приеме лекарств. Ванны из крахмала снимают зуд диатезах у детей.

Кажется, что крахмал не приносит никакой пользы, а то и добавит лишний килограмм, но это не так. Из литературы известно, что именно крахмал используется в выпечке для людей, вынужденных придерживаться строгой диеты.

Забавные игрушки-мнушки

из крахмала и шариков (Приложение 4)

Хочешь помять в руках такой шарик, «вылепить» забавную рожицу когда станет скучно и нечем заняться? Сделать его не трудно.

1.    Подготовили воздушный шарик, картофельный крахмал, маркер и пряжу.

2.    Насыпали крахмал в шарик с помощью картонной трубки от пищевой фольги и завязали узел.

3.    Нарисовали личико и сделали волосы из пряжи.

Вывод

Главный источник энергии для человеческого организма — уг­леводы. В рационе человека на них приходится более 70%. Ос­новной представитель углеводов в питании человека — крахмал.

Являясь главнейшим резервным углеводом растений, крахмал принадлежит к числу наиболее распространенных в раститель­ном мире веществ. Образуется в зеленых частях растений под действием лучей солнца. В зернах пшеницы, ржи, кукурузы, риса содержится до 65—82% крахмала, в клубнях картофеля — до 25%.

Чтобы понять, какую роль играет крахмал в питании человека, мы постарались узнать о нём как можно больше, изучили литературу по теме исследования. При более внимательном изучении крахмала с помощью наблюдений и опытов, мы пришли к следующим выводам:

• крахмал содержится в семенах растений, моркови, клубнях, корнеплодах, стеблях, иногда в плодах фруктов и листьях;

• крахмал – сложный углевод, который при тепловой обработке (в выпечке, консервах и т.д.) плохо усваивается организмом;

• крахмал – важная часть в рационе питания;

• но его добавляют и в качестве наполнителя во многие продукты питания;

• не на все производители указывают на этикетке, что в состав данного продукта входит крахмал;

• отказываться от крахмалосодержащих продуктов не стоит, но нужно учитывать, что наш дневной рацион питания не должен полностью состоять из углеводов.

Результатом исследовательской работы считаем и то, что:

• мы учились работать не только с книгами, но и с Интернет-ресурсами, получая интересующую нас информацию;

• освоили технологию проведения опытов с крахмалом;

• изучили свойства крахмала;

• научились выделять крахмал из картофеля и пшеницы;

• в ходе экспериментов обнаружили продукты питания из повседневного рациона, в которых содержится крахмал, нашли продукты, в которых его нет;

• обсудили с одноклассниками проблему правильного питания и здорового образа жизни.

Это исследование еще раз убедило нас в том, что для получения ответов на вопросы, не обязательно ждать, когда мы начнём изучать химию. Можно просто устроить лабораторию на кухне!

Практические рекомендации

Практическая значимость нашего проекта заключается в том, что о результатах исследования можно рассказать на уроках окружающего мира, конференции или классном часе познакомить с технологией опытов по обнаружению крахмала в продуктах питания, его использовании.

Библиографический список

1. Большая детская энциклопедия. Химия/Сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество. 2000.

2. Малая детская энциклопедия. Химия./Сост. К. Люцис. М.: Русское энциклопедическое товарищество, 2001.

3. Ольгин О. Забавная химия для детей. М.: «Детская литература», 1997.

4. Я познаю мир. Химия. Автор-составитель Л.А.Савина. - М.: Изд-во «АСТ», 1999.

Интернет-ресурсы:

1. http://www.pandia.ru/400449/

2. http://www.sergey osetrov.narod.ru/Raw_material/Starch_production_Technology.htm

3. http://malahov-plus.com/forum/topic_2113/28

4. http://artyx.ru/news/item/f00/s06/n0000690/index.shtml

Игрушки-мнушки: http://img0.liveinternet.ru/images/attach/b/3/13/40/13040912_foto1.jpg

Мармелад: http://dobrochan.ru/src/jpg/1107/3825206341221748.jpg

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Эксперимент с крахмалом, образцы эссе

1 страница, 283 слова

Исследуйте проблему:

Прежде чем мы начнем, нам нужно больше узнать о крахмале. Исследования показывают, что крахмал - это белый порошок без запаха и вкуса, растворимый в холодной воде. Эта информация поможет нам извлечь крахмал из наших образцов для более точных тестов. Если у нас есть разноцветные фрукты или овощи для тестирования, мы можем исключить вероятность смешанных цветов и неточных тестов. Крахмал также играет жизненно важную роль в биохимии растений и животных.Он вырабатывается в зеленых растениях путем фотосинтеза и является одной из основных форм, в которых растения хранят пищу. Животные получают крахмал из растений и хранят его в виде гликогена. И растения, и животные превращают крахмал в глюкозу, когда требуется энергия. В промышленных масштабах крахмал производится в основном из кукурузы и картофеля.

Гипотеза:

Крахмал - это вещество, содержащееся в большинстве фруктов и овощей, что означает, что он, скорее всего, присутствует в образцах овощей и фруктов. Поскольку крахмал является недорогим и широко доступным пищевым продуктом, он используется в качестве пищевой добавки во многих пищевых продуктах.

Эксперимент:

Для выполнения этого проекта мы должны использовать раствор йода в качестве реагента для крахмала. Одна капля этого раствора на любом образце может обнаружить крахмал, изменив цвет исследуемой области на темно-синий.

Мы будем использовать следующие образцы:

Фрукты и овощи Пищевые продукты

Рисовое молоко

Картофель Йогурт

Зерновое мороженое

Яблоки Макароны

Морковь и орехи

Каша брокколи

1 страница, 401 слов

Курсовая работа по растительным продуктам при приготовлении в домашних условиях

Корма для растений питательны и недороги.Фрукты и овощи высокого качества доступны как в свежем, так и в замороженном виде в течение всего года. Богатая минералами и роторная сушилка, используемая для цемента, шахт, химикатов, витаминов, углеводов и белков угольного шлама, растительная пища способствует выполнению многих функций организма и имеет важное значение в рационе человека. Свежие фрукты и овощи являются скоропортящимися и ...

Используемых материалов:

Процедура: Мы измельчаем влажные образцы, добавляем холодную воду или воду комнатной температуры и фильтруем раствор, чтобы получить прозрачную жидкость.Затем проверьте образцы прозрачной жидкости на крахмал и запишите результат.

Теперь проанализируйте свои данные и сделайте вывод.

экспериментальных исследований: типы, примеры и методы

Экспериментальные исследования - это наиболее знакомый тип исследования для людей, занимающихся физическими науками и множеством других областей. В основном это связано с тем, что экспериментальные исследования - это классический научный эксперимент, подобный тем, которые проводятся в школьных классах естественных наук.

Представьте, что вы взяли 2 образца одного и того же растения и выставили один из них на солнечный свет, а другой держали подальше от солнечного света.Пусть растение, подвергшееся воздействию солнечного света, назовем образцом A, а последнее - образцом B.

Если после продолжительности исследования мы обнаружим, что образец A растет, а образец B умирает, даже если они оба регулярно смачиваются и дают такое же лечение. Таким образом, можно сделать вывод, что солнечный свет способствует росту всех подобных растений.

Что такое экспериментальные исследования?

Экспериментальное исследование - это научный подход к исследованию, при котором одна или несколько независимых переменных обрабатываются и применяются к одной или нескольким зависимым переменным, чтобы измерить их влияние на последние.Влияние независимых переменных на зависимые переменные обычно наблюдается и регистрируется в течение некоторого времени, чтобы помочь исследователям сделать разумный вывод относительно взаимосвязи между этими двумя типами переменных.

Метод экспериментального исследования широко используется в физических и социальных науках, психологии и образовании. Он основан на сравнении двух или более групп с простой логикой, что, однако, может быть сложно выполнить.

В основном связанные с процедурой лабораторных испытаний, планы экспериментальных исследований включают сбор количественных данных и выполнение их статистического анализа во время исследования.Таким образом, сделаю пример количественного метода исследования.

Какие бывают типы дизайна экспериментального исследования?

Типы дизайна экспериментального исследования определяются тем, как исследователь распределяет испытуемых по различным условиям и группам. Они бывают 3-х видов, а именно; доэкспериментальные, квазиэкспериментальные и истинно экспериментальные исследования.

План доэкспериментального исследования

В плане до эксперимента исследуется либо группа, либо различные зависимые группы на предмет влияния применения независимой переменной, которая, как предполагается, вызывает изменения.Это простейшая форма экспериментального исследования, не относящаяся к контрольной группе.

Хотя это очень практично, экспериментальные исследования отсутствуют в некоторых областях истинно-экспериментальных критериев. План предэкспериментального исследования далее делится на три типа

• Одноразовый тематический план исследования

В этом типе экспериментального исследования рассматривается только одна зависимая группа или переменная. Исследование проводится после некоторого лечения, которое, как предполагалось, вызывало изменения, что делает его исследованием после тестирования.

• Предтест-посттест с одной группой Дизайн исследования:

Этот план исследования сочетает в себе посттестовое и предтестовое исследование путем проведения теста на одной группе перед назначением лечения и после его проведения. Первый вводится в начале лечения, а затем в конце.

• Сравнение статических групп:

В сравнительном исследовании статических групп 2 или более групп помещаются под наблюдение, где только одна из групп подвергается некоторому лечению, а другие группы остаются статичными.Все группы проходят последующее тестирование, и предполагается, что наблюдаемые различия между группами являются результатом лечения.

Квазиэкспериментальный план исследования

Слово «квази» означает частичное, половинное или псевдо. Следовательно, квазиэкспериментальные исследования напоминают настоящие экспериментальные исследования, но не идентичны. В квази-экспериментах участники не распределяются случайным образом, и поэтому они используются в условиях, когда рандомизация затруднена или невозможна.

Это очень распространено в образовательных исследованиях, когда администраторы не желают разрешать случайный выбор студентов для экспериментальных выборок.

Некоторые примеры квазиэкспериментального исследования включают: временные ряды, отсутствие эквивалентной схемы контрольной группы и сбалансированная схема.

Настоящий план экспериментального исследования

Настоящий план экспериментального исследования основан на статистическом анализе для подтверждения или опровержения гипотезы.Это наиболее точный тип экспериментального дизайна, который может проводиться с предварительным тестом или без него, по крайней мере, на двух случайно выбранных зависимых субъектах.

Настоящий план экспериментального исследования должен включать контрольную группу, переменную, которой может манипулировать исследователь, и распределение должно быть случайным. Классификация истинного экспериментального плана включает:

• Дизайн контрольной группы только после тестирования: В этом дизайне субъекты выбираются случайным образом и распределяются в 2 группы (контрольную и экспериментальную), и только экспериментальная группа обрабатывается.После тщательного наблюдения обе группы проходят последующее тестирование, и на основании различий между этими группами делается вывод.
• Дизайн контрольной группы до и после тестирования: Для этого дизайна контрольной группы субъекты случайным образом распределяются по 2 группам, представлены обе, но обрабатывается только экспериментальная группа. После тщательного наблюдения обе группы проходят последующее тестирование, чтобы измерить степень изменений в каждой группе.
• Соломон из четырех групп Дизайн: Это комбинация контрольных групп только до тестирования и до теста после тестирования.В этом случае случайно выбранные испытуемые делятся на 4 группы.

Первые две из этих групп тестируются с использованием метода только после тестирования, а две другие тестируются с использованием метода предварительного тестирования.

Примеры экспериментальных исследований

Примеры экспериментальных исследований различаются в зависимости от типа рассматриваемого экспериментального плана исследования. Самый простой пример экспериментального исследования -

Преимущества обработанных пищевых продуктов: (EUFIC)

1. Введение и определения

Все мы обрабатываем пищевые продукты каждый день, когда готовим еду для себя или своей семьи, и практически все продукты проходят определенную обработку, прежде чем они будут готовы к употреблению. Некоторые продукты даже опасны, если их есть без надлежащей обработки. Самое основное определение пищевой промышленности - это «множество операций, с помощью которых сырые пищевые продукты становятся пригодными для потребления, приготовления или хранения».Пищевая промышленность включает в себя любые действия, которые изменяют или превращают сырые растительные или животные материалы в безопасные, съедобные и более приятные на вкус пищевые продукты. В крупномасштабном производстве пищевых продуктов обработка включает применение научных и технологических принципов для сохранения пищевых продуктов путем замедления или остановки естественных процессов разложения. Это также позволяет предсказуемым и контролируемым образом изменять пищевые качества продуктов. Пищевая промышленность также использует творческий потенциал переработчика для преобразования основного сырья в ряд вкусных привлекательных продуктов, которые обеспечивают интересное разнообразие в рационе потребителей.Без обработки пищевых продуктов было бы невозможно удовлетворить потребности современного городского населения, а выбор продуктов питания был бы ограничен сезонностью.

Термин «обработанные пищевые продукты» используется многими с определенным пренебрежением, предполагая, что обработанные пищевые продукты в некотором роде уступают своим необработанным аналогам. Однако важно помнить, что обработка пищевых продуктов использовалась на протяжении веков для того, чтобы сохранить продукты или просто сделать их съедобными. Фактически, переработка охватывает всю пищевую цепочку от сбора урожая на ферме до различных форм кулинарного приготовления в домашних условиях, и это значительно облегчает обеспечение безопасными продуктами питания населения во всем мире.

Обработка пищевых продуктов может привести к улучшению или ухудшению питательной ценности продуктов, иногда и одновременно, и может помочь сохранить питательные вещества, которые в противном случае были бы потеряны при хранении. Например, шоковая заморозка овощей вскоре после сбора урожая замедляет потерю чувствительных питательных веществ. Сырые бобы несъедобны, и простой процесс нагревания (например, кипячения) делает их съедобными, уничтожая или инактивируя определенные антипитательные факторы, которые они содержат. Процесс варки овощей действительно приводит к потере витамина С, но он также может высвобождать некоторые полезные биоактивные соединения, такие как бета-каротин в моркови, которые в противном случае были бы менее доступны во время пищеварения, потому что нагревание разрушает стенки растительных клеток.

На протяжении веков ингредиенты выполняли полезные функции в различных продуктах питания. Наши предки использовали соль для консервирования мяса и рыбы, добавляли травы и специи для улучшения вкуса продуктов, консервированные фрукты с сахаром и маринованные овощи в растворе уксуса. Сегодня потребители требуют и пользуются питательными, безопасными, удобными и разнообразными продуктами питания. Это возможно благодаря методам обработки пищевых продуктов (например, пищевым добавкам и достижениям в области технологий). Пищевые добавки добавляются с определенной целью, будь то обеспечение безопасности пищевых продуктов, повышение питательной ценности или улучшение качества пищевых продуктов.Они играют важную роль в сохранении свежести, безопасности, вкуса, внешнего вида и текстуры продуктов. Например, антиоксиданты предотвращают прогоркание жиров и масел, тогда как эмульгаторы предотвращают разделение арахисового масла на твердую и жидкую фракции. Пищевые добавки дольше защищают хлеб от плесени и позволяют фруктовому джему «застыть», чтобы его можно было намазывать на хлеб.

2. История

Люди веками перерабатывали пищу (см. Таблицу 1). Самые старые традиционные методы включали в себя сушку на солнце, консервирование мяса и рыбы с солью или фруктов с сахаром (то, что мы теперь называем вареньем).Все они работают исходя из того, что уменьшение наличия воды в продукте увеличивает срок его хранения. Совсем недавно технологические инновации в переработке превратили наши продукты питания в богатый ассортимент, который сегодня доступен в супермаркетах. Кроме того, пищевая промышленность позволяет производителям производить продукты с улучшенным питанием («функциональные пищевые продукты») с добавлением ингредиентов, которые обеспечивают определенные преимущества для здоровья помимо основного питания.

2.1 История консервирования

Консервирование возникло в начале 19 годов, когда войска Наполеона столкнулись с серьезной нехваткой продовольствия.В 1800 году Наполеон Бонапарт предложил награду в размере 12 000 франков каждому, кто сможет разработать практический метод консервирования продуктов для маршевых армий; широко распространено мнение, что он сказал: «Армия идет на живот». После многих лет экспериментов Николя Апперт представил свое изобретение запечатывания продуктов в стеклянных банках и их приготовления и выиграл приз в 1810 году. В следующем году Апперт опубликовал «Искусство сохранения животных» («Искусство сохранения животных»). and Vegetable Substances), которая была первой в своем роде поваренной книгой по современным методам консервирования пищевых продуктов.Также в 1810 году англичанин Питер Дюран применил процесс Апперта, используя различные сосуды из стекла, керамики, олова или других металлов, и получил первый патент на консервирование от короля Георга III. Это можно считать происхождением современной консервной банки.

2.2 История замораживания

Современная индустрия замороженных продуктов была основана Кларенсом Бёрдси в Америке в 1925 году. Он был торговцем мехом в Лабрадоре и заметил, что филе рыбы, оставленное туземцами для быстрой заморозки в арктических зимах, сохраняет вкус и текстуру свежей рыбы лучше, чем рыба, замороженная при более умеренных температурах в другое время года.Ключом к открытию Бёрдси была важность скорости замораживания, и он первым изобрел промышленное оборудование для быстрой заморозки продуктов. Сегодня мы знаем, что в сочетании с соответствующей обработкой перед замораживанием это быстрое замораживание может обеспечить превосходное сохранение пищевой ценности широкого спектра пищевых продуктов.

Таблица 1. Хронологическое развитие технологий пищевой промышленности

3.Основные преимущества обработанных пищевых продуктов

3.1 Вкусовые качества и сенсорные улучшения

Практически все пищевые продукты перед употреблением проходят определенную обработку. Проще говоря, это может быть очистка банана от кожуры или отваривание картофеля. Однако для некоторых продуктов, таких как пшеница, требуется довольно тщательная обработка, прежде чем они станут вкусными. Сначала уборка зерна, затем удаление шелухи, стеблей, грязи и мусора. Очищенное зерно обычно варят или измельчают в муку, а затем из него часто превращают другой продукт, такой как хлеб или макароны.

Органолептическое (сенсорное) качество некоторых пищевых продуктов напрямую зависит от технологии их обработки. Например, запеченные бобы приобретают кремовую консистенцию в результате тепловой обработки во время консервирования. Экструдированные и воздушные продукты, такие как сухие завтраки или чипсы, было бы практически невозможно производить без крупномасштабного современного оборудования для пищевой промышленности.

3,2 Консервированные и улучшенные питательные свойства

Обработка, такая как замораживание, сохраняет питательные вещества, которые естественным образом присутствуют в пищевых продуктах.Другие процессы, такие как приготовление пищи, иногда могут улучшить пищевую ценность, делая питательные вещества более доступными. Например, приготовление и консервирование помидоров для приготовления томатной пасты или соуса делает биоактивное соединение ликопин более доступным для организма. При аккуратной обработке при переработке какао и шоколада сохраняется уровень флавоноидов, таких как эпикатехин и катехины, но их содержание может быть снижено при плохих условиях обработки. Ликопин и флавоноиды обладают антиоксидантными свойствами, которые, согласно некоторым исследованиям, способствуют поддержанию здоровья сердца и могут снизить риск некоторых видов рака.

В настоящее время исследователи изучают возможность изменения усвояемости питательных веществ посредством обработки пищевых продуктов для создания продуктов с повышенной доступностью питательных веществ. Например, похоже, что гомогенизация молока может уменьшить размер капель жира, казеинов и некоторых сывороточных белков. Похоже, что это приводит к лучшей усвояемости, чем необработанное молоко. Ранние исследования показывают, что манипуляции со структурами триациглицерина (вилкообразного основного скелета жиров) также могут влиять на перевариваемость жиров, тем самым изменяя их влияние на риск сердечно-сосудистых заболеваний после приема внутрь.

3.3 Безопасность

Многие методы обработки обеспечивают безопасность пищевых продуктов за счет уменьшения количества вредных бактерий, которые могут вызывать заболевания (например, пастеризация молока). Сушка, маринование и копчение снижают активность воды (т.е. воду, доступную для роста бактерий) и изменяют pH пищевых продуктов, тем самым ограничивая рост патогенных и вызывающих порчу микроорганизмов и замедляя ферментативные реакции. Другие методы, такие как консервирование, пастеризация и ультравысокая температура (УВТ), уничтожают бактерии посредством термической обработки.

Еще одно преимущество обработки - уничтожение антипитательных факторов. Например, приготовление пищи разрушает ингибиторы протеазы, такие как ингибиторы трипсина, содержащиеся в горохе, фасоли или картофеле. Ингибиторы трипсина - это небольшие глобулярные белки, которые подавляют действие пищеварительных ферментов человека трипсина и химотрипсина, необходимых для расщепления пищевых белков. Если они присутствуют в пищевых продуктах, они могут снизить пищевую ценность пищи, и в исследованиях на животных было показано, что в высоких дозах они токсичны, а некоторые исследования на людях показали аналогичные результаты.Продолжительное кипячение также уничтожает вредные лектины, содержащиеся в бобовых, таких как красная фасоль. Лектины заставляют красные кровяные тельца слипаться и, если они не разлагаются до употребления, вызывают тяжелый гастроэнтерит, тошноту и рвоту.

3.4 Сохранение, удобство и выбор

Пищевая промышленность позволяет продлить срок хранения пищевых продуктов (например, скоропортящихся продуктов, таких как мясо, молоко и продукты из них). Применение упаковки в модифицированной атмосфере означает, что фрукты и овощи могут храниться дома дольше, что означает меньшую частоту покупок свежих продуктов и меньшую потерю порчи.Продуманное хранение и упаковка обеспечивают удобство для потребителя.

Пищевая промышленность позволяет нам наслаждаться разнообразным питанием, которое соответствует быстрым темпам и нагрузкам нашего современного общества. Люди все чаще ездят на отдых за границу, поэтому они могут познакомиться с более широким выбором вкусов и стилей продуктов. Люди также меняют то, как они проводят время, и многие предпочитают не готовить еду с нуля. Поэтому, чтобы оправдать ожидания потребителей, производители производят изысканные продукты ресторанного качества или из далеких стран, чтобы готовить и наслаждаться ими у себя дома.

В западном мире наши продукты питания преимущественно основаны на пяти основных культурах - рисе, пшенице, кукурузе, овсе и картофеле. Множество характеристик, к которым мы привыкли в наших продуктах, основаны на этих пяти простых основных продуктах в сочетании с современными технологиями обработки пищевых продуктов. Таким образом, можно сказать, что сегодня мы привыкли к разнообразным продуктам питания, приготовленным из узкого ряда видов растений, которые обеспечивают наше питание. Такое преобразование основных продуктов питания в обработанные продукты было бы невозможно без современных пищевых технологий.

3.5 Уменьшение неравенства и проблем в отношении здоровья

Признано, что люди с низким доходом имеют менее разнообразный рацион, что отражается в более низком потреблении питательных веществ и более низком питательном статусе. Обработка, такая как обогащение некоторых продуктов, таких как мука, хлеб и сухие завтраки, уменьшила количество людей в Европе с низким уровнем питательных веществ. Кроме того, сохранение питательных веществ с помощью таких процессов, как замораживание, позволяет тем, у кого нет доступа к такому широкому спектру продуктов, получить лучшее питание из более узкого диапазона доступных им продуктов.

Хронические заболевания, такие как болезни сердца, ожирение и диабет, можно частично лечить с помощью диетических стратегий. В ответ на это производители применили методы обработки пищевых продуктов, чтобы предложить потребителям выбор многих продуктов и блюд с низким или обезжиренным содержанием жира. Возможно, самым простым примером этого является производство полужирного молока (также известного как «обезжиренное» или «полужирное»), при котором жир удаляется из продукта во время обработки - сливки снимаются с верхней части молока. после стадии центрифугирования.Жиры в пище также можно уменьшить, добавив воду или другие ингредиенты, чтобы заменить часть жира и снизить энергетическую плотность. Маргарины с пониженным содержанием жира - хороший тому пример. Добавление воды действительно приводит к получению более скоропортящегося продукта, и, следовательно, продукты с пониженным содержанием жира могут содержать дополнительные стабилизаторы и консерванты для восстановления их первоначального срока хранения и стабильности. Помимо продуктов с низким содержанием жира, пищевая промышленность теперь позволяет производить версии многих продуктов с низким содержанием соли, сахара и высоким содержанием клетчатки, что позволяет потребителям выбирать продукты, соответствующие их индивидуальным потребностям в отношении здоровья.

4. Различные методы обработки

4,1 Традиционный

4.1.1 Обогрев

Температура пищи повышается до уровня, который подавляет рост бактерий, инактивирует ферменты или даже уничтожает жизнеспособные бактерии. Традиционные методы влажного приготовления включают бланширование, кипячение, приготовление на пару и приготовление под давлением. К сухим методам приготовления относятся запекание, жарка и запекание. В более новых технологиях тепло применяется с помощью электромагнитного излучения, например микроволн.

Техника сверхвысоких температур (УВТ) широко используется в пищевой промышленности.Это включает нагревание пищи до ≥135 ° C в течение не менее 1 секунды с последующим быстрым охлаждением для уничтожения всех микроорганизмов.

Пастеризация - это когда пища нагревается минимум до 72 ° C в течение не менее 15 секунд для уничтожения большинства патогенов пищевого происхождения, а затем быстро охлаждается до 5 ° C.

4.1.2 Охлаждение

Температура пищи снижается, чтобы замедлить ее порчу, либо из-за задержки роста бактерий, либо из-за инактивации ферментов с разрушительными эффектами.Традиционные методы охлаждения включают охлаждение при температуре около 5 ° C и замораживание, при котором температура снижается до ниже -18 ° C (даже до -196 ° C в коммерческих морозильных камерах). Чем ниже температура, тем дольше можно безопасно хранить продукты. Однако резкие перепады температуры в течение продолжительных периодов времени могут привести к потере питательных веществ и разрушению целостных структур пищевых продуктов, в результате чего природа и питательная ценность этих продуктов питания значительно снизятся.

4.1.3 Сушка

При сушке содержание воды в растительной пище снижается до уровня, при котором биологические реакции (такие как активность ферментов и рост микробов) подавляются, и, таким образом, снижается вероятность порчи пищи. Сушка может быть в форме сублимационной сушки (например, трав и кофе), распылительной сушки (например, сухого молока), сушки на солнце (например, томатов, абрикосов) или туннельной сушки (например, кусочков овощей).

4.1.4 Соление

Добавление соли в пищу веками использовалось как метод сохранения пищи.Этот метод основан на предположении, что соль снижает активность воды в консервируемых продуктах, что предотвращает рост организмов, вызывающих порчу. В зависимости от типа пищи аналогичный эффект может быть достигнут с сахаром. Также возможно замедлить или остановить рост и убить определенные микроорганизмы, изменив pH пищи (например, добавив кислоты, такие как уксус, при мариновании).

Есть разные способы добавления соли в пищу, но обычно термин «соление» относится к консервированию пищи с помощью сухой соли.Соление в основном используется для консервирования мяса и рыбы. Соль можно добавлять как таковую или втирать в мясо. Соленая рыба (сушеная и соленая треска) и соленое мясо, такое как итальянский прошутто крудо, являются примерами соленых продуктов. Другие методы обработки пищевых продуктов, в которых играет роль соль, - это засолка и маринование.

При рассоле пищу помещают в рассол, насыщенный водой или почти насыщенный солью, метод, который был обычным способом консервирования мяса, рыбы и овощей. Сегодня засаливание продуктов в маринаде - менее подходящий метод консервирования, но он все еще используется для созревания сыров, таких как фета и халлуми.

Маринование часто подразумевает соление или рассол в сочетании с ферментацией или добавлением уксуса и в основном используется для консервирования овощей (например, квашеной капусты, огурцов, перца, лука и оливок) и рыбы (например, сельди).

Посолка - это обычное название методов обработки пищевых продуктов, в основном используемых для рыбы и мяса, в которых сочетаются соль и сахар, а также иногда нитраты или нитриты (которые предотвращают рост вредных бактерий Clostridium botulinum и придают мясу привлекательный розовый цвет. ) добавляются в пищу.При посолке пищу иногда также коптят.

4.1.5 Ферментация

При брожении используются определенные дрожжи или бактерии, чтобы придать пище желаемый вкус и текстуру, но это также способ изменить биохимические характеристики пищевых продуктов и тем самым предотвратить рост микроорганизмов, вызывающих порчу.

Дрожжевое брожение используется в таких процессах, как выпечка хлеба и производство алкогольных напитков. Точно так же соевый соус является результатом дрожжевого брожения.

В аэробных условиях, то есть при наличии кислорода, дрожжи превращают сахара и другие углеводы в диоксид углерода и воду. Это то, что делает тесто заквашенным; дрожжи выделяют углекислый газ, который образует пузырьки газа в тесте и заставляет его расширяться. При выпекании губчатая структура закрепляется за счет тепла, и хлеб приобретает мягкую текстуру. Дрожжи погибают от тепла.

При производстве пива, вина и других алкогольных напитков роль дрожжей заключается в образовании алкоголя и частично в газировании напитка.В анаэробных (бескислородных) условиях дрожжи превращают сахар или другие углеводы в спирт (этанол) и диоксид углерода. Если углекислый газ не удалить, напиток станет шипучим. При производстве алкогольных напитков обычно добавляют определенные дрожжевые культуры, но в определенных производственных процессах напиток подвергается самопроизвольной ферментации, что означает, что ферментация осуществляется дрожжами и другими микроорганизмами, которые естественным образом встречаются на винограде или в производственной среде.При выпечке этанол образуется как побочный продукт. Процесс ферментации меняется с аэробного на анаэробный во время закваски, так как кислород потребляется дрожжами. Однако во время выпечки спирт испаряется, поэтому хлеб не содержит спирта. Ферментация имеет большое значение для вкуса пива, вина и т. Д., Поскольку дрожжи, помимо этанола и углекислого газа, производят ряд других соединений, которые придают этим напиткам их специфические ароматические характеристики.

Другой тип ферментации, используемый в производстве пищевых продуктов, осуществляется бактериями, продуцирующими молочную кислоту, которые естественным образом присутствуют в пищевых продуктах или добавляются в процессе производства.Бактерии используют лактозу (молочный сахар) или другие углеводы в качестве субстрата для производства молочной кислоты. По мере увеличения содержания молочной кислоты pH снижается, и это может влиять на характеристики пищи, поскольку некоторые белки чувствительны к кислотности. Например, кислая среда коагулирует казеин, белок, содержащийся в молоке, который делает молоко густым и придает йогурту и другим кислым молочным продуктам их особую консистенцию. Не все кисломолочные продукты подвергаются брожению; молочная кислота как таковая также может быть добавлена ​​в молоко.Среди других пищевых продуктов, ферментированных бактериями, продуцирующими молочную кислоту, - квашеная капуста, соленые огурцы, хлеб на закваске и мясные продукты, такие как салями.

Как упоминалось выше, ферментация повышает стойкость и безопасность пищевых продуктов. Как алкоголь, так и кислотность, а также присутствие безвредных (или полезных) микроорганизмов предотвращают рост разрушающих и вредных бактерий, грибков и т. Д. Спирт является широко используемым дезинфицирующим средством и играет ту же роль, когда присутствует в напитках; он может убивать и препятствовать размножению микроорганизмов.Кислая среда также тормозит рост микробов. В обоих случаях эффективность зависит от уровня алкоголя и кислоты. Безвредные микроорганизмы в пище также влияют на количество нежелательных микробов и скорость их распространения, поскольку конкуренция за субстраты (питательные вещества) возрастает с увеличением количества присутствующих микроорганизмов.

Помимо вкуса и текстуры, прочности и безопасности пищевых продуктов, ферментация может повысить пищевую ценность пищевых продуктов. Микроорганизмы действительно производят аминокислоты, жирные кислоты и некоторые витамины, которые усваиваются и используются, когда мы едим пищу.Микробная активность может также снизить содержание антинутриентов, веществ, присутствующих в определенных пищевых продуктах (например, бобовых, злаках, овощах), которые препятствуют усвоению питательных веществ. Уменьшение содержания таких компонентов улучшает усвоение питательных веществ из пищи и тем самым увеличивает ее пищевую ценность. Одним из примеров является закваска, которая содержит молочнокислые бактерии, способные выводить фитаты. Фитат - это антинутриент, присутствующий в цельнозерновой муке, который, благодаря своей способности образовывать комплексы с минералами, может препятствовать всасыванию в кишечнике основных питательных веществ, таких как кальций, железо, цинк и магний.Таким образом, биодоступность минералов в хлебе на закваске выше, чем в хлебе, приготовленном только на дрожжах.

4.1.6 Пищевые добавки

Пищевые добавки - это вещества, которые добавляют в пищевые продукты для определенных технических целей и сгруппированы в зависимости от функции, которую они выполняют при добавлении в пищевые продукты, например консерванты, антиоксиданты, стабилизаторы, вещества против слеживания или упаковочные газы. Только вещества, которые обычно не употребляются в пищу сами по себе и которые обычно не используются в качестве характерных ингредиентов пищи, квалифицируются как добавки.

С увеличением использования пищевых продуктов в нашей пищевой цепи с 19 века, количество используемых добавок увеличилось. Добавки могут быть натуральными, идентичными натуральным или искусственными. Все пищевые добавки в обработанных пищевых продуктах должны быть одобрены национальным регулирующим органом, отвечающим за безопасность пищевых продуктов в каждой стране. На количество и типы добавок в пищевых продуктах устанавливаются строгие ограничения, и любая добавка должна быть включена в список ингредиентов на упаковке продуктов. В Европе одобренным добавкам присваивается префикс «E» для Европы, т.е.грамм. E330 - лимонная кислота, подкисляющая. Лимонная кислота была впервые выделена в 1784 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле, который кристаллизовал ее из лимонного сока.

4.2 Преимущества новых технологий

Многие традиционные методы консервирования приводят к неизбежным потерям в содержании питательных веществ и могут отрицательно сказаться на характере и качестве продукта после обработки. Новые технологии, часто называемые «минимальными процессами», нацелены на производство безопасных пищевых продуктов с более высокими питательными качествами, лучшими органолептическими и сохраняющимися качествами.Каждый новый процесс проходит длительные испытания, чтобы полностью оценить влияние на пищевую ценность.

4.2.1 Приготовление в микроволновой печи

Микроволновая обработка - это нагрев излучением в отличие от более традиционных методов конвекции или теплопроводности. Микроволны эффективно передаются в воде, но не в пластике или стекле, и отражаются металлами. Именно колебания молекул воды в пище приводят к ее нагреванию. Поскольку вода обычно распределяется в пище неравномерно, для правильного нагрева и безопасного обращения с продуктами необходимо время от времени помешивать.Приготовление пищи в микроволновой печи - это быстрый метод нагрева, который требует небольшого добавления воды и, следовательно, приводит к меньшим потерям питательных веществ, чем другие формы приготовления.

4.2.2 Подготовка / хранение / упаковка в модифицированной атмосфере

MAP можно определить как «помещение пищевых продуктов в газонепроницаемые материалы, в которых газовая среда была изменена». Он относится к контролируемым изменениям атмосферы, в которой готовятся, упаковываются или хранятся пищевые продукты, которые вместе подавляют рост бактерий.Обычно в качестве газов используются кислород, диоксид углерода и азот. MAP может представлять собой вакуумную упаковку или введение газа во время упаковки. Совсем недавно MAP превратился в активную упаковку, в которой атмосфера постоянно меняется в течение срока годности продукта. Например, можно использовать поглотители кислорода или пленки, выделяющие диоксид углерода. Снижение уровня кислорода и повышение уровня углекислого газа приводят к подавлению роста микробов.

Мясо, рыба и сыр являются примерами так называемых недыхающих продуктов, которым нужны пленки с очень низкой газопроницаемостью для поддержания исходной газовой смеси внутри упаковки.С другой стороны, взаимодействие упаковочного материала с продуктом важно для вдыхания продуктов, таких как фрукты и овощи. Можно адаптировать газопроницаемость упаковочной пленки к дыханию продуктов, так что в упаковке установится равновесие газовой смеси и увеличится срок хранения продукта.

4.2.3 Облучение

Обработка ионизирующим излучением - это особый вид передачи энергии, при котором часть энергии, передаваемой за обработку, достаточно высока, чтобы вызвать ионизацию.Он используется для контроля и нарушения биологических процессов с целью продления срока хранения свежих продуктов, а также может применяться для стерилизации упаковочных материалов. Благоприятные биологические эффекты облучения включают подавление прорастания, задержку созревания и дезинсекцию насекомых. Микробиологически облучение подавляет патогенные и другие микроорганизмы, вызывающие порчу. Основное преимущество облучения заключается в том, что оно проходит через пищу, убивает микроорганизмы, но поскольку оно не нагревает пищу, оно оказывает незначительное влияние на состав питания.Белки и углеводы могут до некоторой степени расщепляться, но на их пищевую ценность это мало влияет.

В соответствии с европейским законом о пищевых продуктах (1999/2 / EC и 1999/3 / EC) обработка ионизирующим излучением определенного продукта питания может быть разрешена только в том случае, если:

• есть разумная технологическая потребность
• не представляет опасности для здоровья
• приносит пользу потребителям или
• он не используется в качестве замены гигиенических и гигиенических практик, надлежащей производственной или сельскохозяйственной практики.

В соответствии с европейским законодательством, любой пищевой продукт, облученный как таковой или содержащий облученные пищевые ингредиенты, должен четко указывать это на этикетке.

4.2.4 Омический нагрев

Это тепловой процесс, при котором тепло вырабатывается внутри за счет прохождения через пищу переменного электрического тока, который действует как электрическое сопротивление. Омический нагрев также известен как «резистивный нагрев» или «прямой резистивный нагрев». Он не зависит от передачи энергии частицами воды, поэтому это важная разработка для эффективного нагрева продуктов с низким содержанием воды и твердых частиц.Это кратковременный высокотемпературный метод (HTST), который снижает вероятность высокотемпературной чрезмерной обработки и связанной с этим потери питательных веществ. Еще одно преимущество омического нагрева заключается в том, что он сохраняет деликатно структурированные продукты, такие как клубника.

4.2.5 Сверхвысокое давление

Технология высокого давления подвергает пищевые продукты воздействию давления 100–1000 МПа обычно в течение 5–20 минут. Он имеет ряд ключевых атрибутов, включая инактивацию микроорганизмов, модификацию биополимеров, например образование геля, и сохранение качества, например цвета, вкуса и питательных веществ.Это связано с его уникальной способностью напрямую влиять на нековалентные связи (такие как водородные, ионные и гидрофобные связи), оставляя ковалентные связи неповрежденными, и то и другое без использования тепла. Как следствие, он дает возможность удерживать витамины, пигменты и вкусовые компоненты, инактивируя микроорганизмы или ферменты, которые в противном случае могли бы отрицательно повлиять на функциональность пищевых продуктов из-за их порчи.

4.2.6 Световые импульсы

В этом методе используются прерывистые вспышки белого света (20% УФ, 50% видимого и 30% инфракрасного) с интенсивностью, которая, как утверждается, в 20 000 раз превышает интенсивность солнечного света у поверхности земли.Типичная частота импульсов - от одной до двадцати вспышек в секунду, которые приводят к значительному сокращению количества микроорганизмов на поверхности при использовании на мясе, рыбе и хлебобулочных изделиях. Этот метод идеально подходит для обеззараживания поверхности упаковочных материалов и лучше всего работает на гладких, чистых от пыли поверхностях.

4.2.7 Импульсные электрические поля (ИЭП)

Этот процесс включает приложение повторяющихся коротких импульсов электрического поля высокого напряжения (10–50 кВ / см) к перекачиваемой жидкости, протекающей между двумя электродами.Он не использует электричество для выработки тепла, а вместо этого инактивирует микроорганизмы, разрушая стенки и мембраны клеток, подвергающихся воздействию импульсов высокого напряжения. PEF в основном используется в охлаждаемых продуктах или в продуктах, хранящихся в окружающей среде, и, поскольку он применяется в течение одной секунды или меньше, он не приводит к нагреванию продукта. По этой причине он имеет преимущества в питании по сравнению с более традиционными тепловыми процессами, которые разрушают чувствительные к теплу питательные вещества.

5. Влияние обработки на пищевую ценность

Обработка пищевых продуктов может привести к улучшению или ухудшению питательной ценности пищевых продуктов.Простые процессы приготовления пищи на домашней кухне приводят к неизбежному повреждению клеток растительной пищи, что приводит к вымыванию необходимых витаминов и минералов. Однако, если мы будем осторожны в обработке продуктов и выберем разнообразные обработанные продукты, они могут сыграть важную роль в питательной и сбалансированной диете. В отличие от домашней среды, производители продуктов питания имеют доступ к промышленным масштабам, быстрым методам обработки, которые вызывают минимальные потери питательных веществ, и они используют процессы, которые действительно помогают высвобождать положительные питательные вещества (например, ликопин при приготовлении помидоров) или устранять вызывающие озабоченность соединения (например, лектины). в бобовых).

5.1 Витамины и минералы

Есть 13 витаминов, которые необходимы организму в небольших количествах, но тем не менее необходимы. Четыре из них жирорастворимы (A, D, E и K), а остальные девять растворимы в воде (витамины группы C, B). Ни одна пища не содержит всех витаминов, поэтому для адекватного потребления необходима сбалансированная и разнообразная диета. Обработка по-разному влияет на разные витамины. Например, водорастворимые витамины, как правило, более чувствительны к обработке и часто частично теряются при кипячении и термообработке.Однако более новые «нетепловые» процессы, такие как омический нагрев или обработка сверхвысоким давлением, могут помочь сохранить витамины, поскольку они подвергают пищу воздействию более низких температур (если таковые имеются), и эти процессы происходят в течение очень короткого времени. В некоторых случаях обработанные продукты содержат больше витаминов, чем свежие. Например, замороженные овощи, собранные и замороженные в течение нескольких часов, сохраняют больше витамина С, чем их свежие аналоги, потому что при хранении в охлажденном виде со временем теряется больше витамина С, чем при хранении в замороженном виде.

Минералы - это неорганические элементы, в которых наш организм нуждается в небольших количествах, обычно получаемых в достаточном количестве при употреблении обычной смешанной диеты. Обработка пищевых продуктов может иметь важное положительное влияние на доступность минералов из продуктов. Например, фитаты в цельнозерновых злаках ингибируют всасывание железа и цинка, но во время ферментации высвобождаются ферменты, которые разрушают фитаты и увеличивают доступность железа и цинка в тесте.

В качестве меры общественного здравоохранения в настоящее время различные продукты питания обогащены витаминами и минералами.Готовые к употреблению хлопья для завтрака часто содержат железо, и оно стало одним из основных источников железа в рационе молодых женщин, потому что их потребление красного мяса снизилось (красное мясо имеет естественный высокий уровень легко усваиваемого железа). Дефицит железа - одна из самых серьезных проблем, связанных с дефицитом питательных веществ в Европе, от которой страдают до 30% молодых женщин. В некоторых странах каши для завтрака и мука обогащены фолиевой кислотой как средство повышения фолиевой кислоты у женщин детородного возраста.Это связано с признанием того, что низкий уровень фолиевой кислоты во время беременности связан с повышенным риском дефектов нервной трубки (например, расщелины позвоночника) у будущих детей.

5.2 Углеводы и клетчатка

Для моно- и олигосахаридов незначительное разложение происходит при температурах вплоть до тех, которые используются при UHT-обработке, но есть несколько реакций, которые могут повлиять на качество питания. Например, некоторые сахара могут изменять свою молекулярную структуру во время нагревания, что может повлиять на усвояемость.Это может быть полезно для уменьшения присутствия неперевариваемых олигосахаридов (таких как стахиоза или рафиноза, присутствующих в бобовых и некоторых других продуктах), которые вызывают метеоризм при чрезмерном употреблении.

В настоящее время проводятся обширные исследования по изучению влияния обработки на растворимость и усвояемость определенных волокон и крахмалов, таких как резистентный крахмал. Низкая усвояемость может быть преимуществом, поскольку было показано, что углеводы с медленным высвобождением могут снижать повышение уровня сахара в крови и инсулина, возникающее после еды.Избыточный уровень глюкозы в крови и инсулина был связан с развитием инсулинорезистентности, потенциально являющейся предшественником диабета II типа. Было показано, что экструзионная варка увеличивает «растворимость» волокна. Растворимые волокна, такие как β-глюкан, могут снижать уровень холестерина в сыворотке, что способствует снижению риска сердечно-сосудистых заболеваний.

5,3 Жиры и белки

Большинство жиров достаточно стабильны во время обработки. Однако ненасыщенные жирные кислоты склонны к окислению и прогорклости при хранении.Применение упаковки с модифицированной атмосферой, антиоксидантов и асептической упаковки может привести к значительному увеличению времени хранения, что снимает эти опасения.

Белки обычно денатурируются при высоких температурах, что может оказывать пагубное воздействие на структуру пищи. Однако это может быть полезно с точки зрения питания, поскольку может означать повышение усвояемости белка. Новое захватывающее исследование также показывает, что новые методы обработки пищевых продуктов, такие как высокое давление, приложение электрического поля или облучение, могут оказывать влияние на пищевые аллергены.Уничтожение антипитательных белков, таких как авидин, в сырых яйцах является преимуществом во время обработки, поскольку оно позволяет абсорбировать иначе связанные питательные вещества. Авидин прочно связывается с биотином сырых яиц и тем самым блокирует абсорбцию этого витамина B, но связь освобождается, когда авидин денатурируется при нагревании.

6. Почему обработанные пищевые продукты так важны для современного общества?

В настоящее время трудно придерживаться диеты, основанной только на свежих, необработанных продуктах.Основная часть потребностей нашей семьи в продуктах питания поступает из обработанных пищевых продуктов, которые добавляют разнообразия нашему рациону и делают нашу напряженную жизнь удобнее. Обработанные пищевые продукты позволяют потребителям реже совершать покупки и запасаться широким ассортиментом продуктов, на основе которых можно приготовить разнообразные и питательные блюда.

Многие обработанные пищевые продукты столь же питательны, а в некоторых случаях даже более питательны, чем свежие или приготовленные в домашних условиях продукты, в зависимости от способа их обработки. Например, уровни фолиевой кислоты и тиамина в бобах лучше переносят процесс консервирования, чем длительное замачивание и приготовление, необходимые для домашнего приготовления из сушеных бобов.Замороженные овощи обычно перерабатываются в течение нескольких часов после сбора урожая. В процессе замораживания потери питательных веществ незначительны, поэтому замороженные овощи сохраняют высокое содержание витаминов и минералов. Напротив, свежие овощи собирают и отправляют на рынок. Могут пройти дни или даже недели, прежде чем они дойдут до обеденного стола, и витамины постепенно теряются с течением времени, независимо от того, насколько аккуратно овощи транспортируются и хранятся. Рыбные консервы - хороший источник кальция, потому что рыбу часто консервируют без костей, а обработка делает мелкие кости более мягкими и съедобными.

Включение широкого спектра пищевых продуктов, будь то свежие, замороженные, консервированные или обработанные иным образом, позволяет потребителям достичь рекомендуемого суточного потребления. Например, консервированные фрукты, фруктовые соки и смузи, а также замороженные овощи засчитываются в популярную цель «5 порций фруктов и овощей в день». Ключевым моментом для потребителей является сбалансированность и разнообразие: ни один продукт питания не обеспечивает достаточного количества питательных веществ для выживания, и каждый метод обработки влияет на питательные вещества по-разному.

7.Факты о пищевой промышленности

• Люди веками перерабатывали продукты питания, сохраняя их для будущего использования и обеспечения их безопасности.
• Пищевая промышленность позволяет продлить срок хранения скоропортящихся пищевых продуктов, тем самым расширяя выбор и уменьшая зависимость от сезонности.
• Потери при хранении свежих пищевых продуктов обычно больше, чем потери, связанные с обработкой пищевых продуктов, и обработка пищевых продуктов может повысить питательную ценность некоторых пищевых продуктов.
• Добавление питательных веществ в пищевые продукты и напитки используется во всем мире в качестве меры общественного здравоохранения и является экономически эффективным средством обеспечения питательного качества пищевых продуктов.
• Консервированные, свежие и замороженные фрукты и овощи содержат питательные вещества, необходимые для здорового питания. Употребление исключительно свежих фруктов и овощей игнорирует питательную ценность обработанных пищевых продуктов, которые включают как промышленные, так и пищевые продукты, обработанные в домашних условиях.

Ссылки и дополнительная литература

Генри CJK и Чепмен К.(2002). Справочник по питанию для кухонных комбайнов. Woodhead Publishing Ltd.

Международный совет по продовольственной информации (2009 г.). От фермы до вилки: вопросы и ответы о современном производстве продуктов питания.

MacEvilly C и Peltola K (2003). Влияние агрономии, хранения, обработки и приготовления пищи на биологически активные вещества в продуктах питания. В растениях, диете и здоровье Под ред. Гейл Голдберг. Издательство Blackwell Science Publishing.

Mills EN, et al. (2009). Влияние обработки пищевых продуктов на структурные и аллергенные свойства пищевых аллергенов.Молекулярное питание и исследования пищевых продуктов 53 (8): 963-969.

БНФ (1999). Питание и пищевая промышленность. Информационный документ Британского фонда питания.

Paschke A (2009). Аспекты обработки пищевых продуктов и их влияние на структуру аллергенов. Молекулярное питание и исследования пищевых продуктов 53 (8): 959-962.

Как написать методику исследования в четыре этапа

В своей диссертации вам нужно будет обсудить методы, которые вы использовали для своих исследований. В главе о методологии объясняется, что вы делали и как вы это делали, позволяя читателям оценить надежность и валидность исследования. Он должен включать:

Раздел о методологии обычно должен быть написан в прошедшем времени.

Шаг 1. Объясните свой методологический подход

Начните с представления вашего общего подхода к исследованию.

Какую исследовательскую проблему или вопрос вы исследовали? Например, вы стремились систематически описывать характеристики чего-либо, исследовать недостаточно исследованную тему или установить причинно-следственную связь? И какие данные вам понадобились для достижения этой цели?

• Нужны ли вам количественные данные (выраженные цифрами) или качественные данные (выраженные словами)?
• Вам нужно было собрать первичные данные самостоятельно или вы использовали вторичные данные, которые были собраны кем-то другим?
• Собирали ли вы экспериментальные данные, контролируя и манипулируя переменными, или описательные данные, собирая наблюдения без вмешательства?

В зависимости от вашей дисциплины и подхода вы также можете начать с обсуждения обоснования и предположений, лежащих в основе вашей методологии.

• Почему это наиболее подходящий подход к ответам на вопросы вашего исследования?
• Это стандартная методология в вашей сфере или требует обоснования?
• Были ли какие-то этические или философские соображения?
• Каковы критерии достоверности и надежности этого типа исследований?

Шаг 2. Опишите свои методы сбора данных

После того, как вы представили свой общий методологический подход, вы должны подробно описать свои методы сбора данных.

Количественные методы

В количественном исследовании для получения достоверных обобщаемых результатов вы должны достаточно подробно описать свои методы, чтобы другой исследователь мог воспроизвести ваше исследование.

Объясните, как вы применяли концепции и измеряли свои переменные; ваш метод выборки или критерии включения / исключения; а также любые инструменты, процедуры и материалы, которые вы использовали для сбора данных.

Опросы
Опишите, где, когда и как проводился опрос.