Выпечка хлеба

    

1.3.6 Хранение хлеба

 

В процессе остывания  происходит перераспределение влаги  внутри хлеба, часть ее испаряется в окружающую среду, а влажность корки и слоев, лежащих под ней и в центре изделия, выравнивается. В результате влагообмена внутри изделия и внешней средой масса хлеба уменьшается на 2...4 % по сравнению с массой горячего хлеба. Этот вид потерь называется усушкой. Для снижения усушки хлеб стремятся как можно быстрее охладить, для этого понижают температуру и относительную влажность воздуха хлебохранилища, уменьшают плотность укладки

хлеба, обдувают хлеб воздухом, температурой 20°С. На усушку влияют также влажность мякиша, так как увеличение влажности хлеба вызывает возрастание потерь на усушку, и чем больше масса хлеба, тем меньше усушка.

При хранении в результате физико-химических процессов, связанных  с изменением структуры клейстеризованного крахмала, хлеб черствеет. Клейстеризованный во время выпечки крахмал с течением времени стареет – выделяет поглощенную им влагу и переходит в прежнее состояние, свойственное для крахмала муки.

Крахмальные зерна при  этом уплотняются и значительно  уменьшаются в объеме, между ними образуются воздушные прослойки. Полностью предотвратить черствение хлеба не удается, но известны приемы его замедления, например глубокое замораживание (при – 18... –30 °С) и последующее хранение в таком виде; завертывание хлеба во влагонепроницаемую обертку; добавление молока, сыворотки, сахара, жира и других компонентов; интенсивный замес теста и длительная выпечка хлеба. Эффективным способом сохранения свежести хлеба является упаковка в целлофан, парафинированную бумагу, лакированный целлофан

и др. Перспективной считается  упаковка, пропитанная сорбиновой кислотой, которая предотвращает плесневение хлеба и увеличивает срок хранения.[1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2 Источники загрязнения  и загрязняющие вещества

2.1 Биологическое загрязнение

Сам по себе хлеб – очень  полезный продукт, богатый ценными  веществами, однако мало кто принимает во внимание то, что при перевозке хлеба из пекарни в магазины происходит загрязнение продукта.

Дело в том, что с хлебобулочных  заводов и пекарен хлеб отправляется, как правило, еще горячим. Он выпускает  собственные влажные пары и впитывает  в себя окружающий воздух, который может содержать в себе, наряду с грязью, многие патогенные микроорганизмы, вирусы, бактерии и инфекции. Кроме того, влага, выделяемая свежими хлебобулочными изделиями, оседает на стенках кузова перевозочной машины. Эти хлебные испарения являются прекрасной средой для размножения различных бактерий, которые затем могут опять попасть на хлеб, ведь его возят в машинах, кузова которых не подвергаются регулярной санитарно-гигиенической обработке. Владельцы хлебных магазинов в целях экономии часто нанимают для разгрузки хлебных лотков случайных людей, не имеющих медицинской книжки, что увеличивает риск попадания на изделия различных вредных веществ.

Загрязнения хлеба можно избежать, используя герметичную упаковку, производящуюся на хлебных заводах, однако чаще всего хлеб поставляется неупакованным. В сочетании с несоблюдением санитарных норм хлеб вполне может стать опасным для здоровья продуктом.

Еще одной опасностью является возможность  изготовления хлебобулочных изделий  из муки, зараженной картофельной палочкой. Такой хлеб не черствеет, а наоборот, рыхлеет и размягчается, мякиш становится тягучим, липким. Корочка хлеба быстро покрывается плесенью. Если обрезать корочку, хлеб все равно остается токсичным – грибок пронизывает сразу всю буханку хлеба. Картофельная палочка может вызвать не только проблемы с пищеварением, но и развитие пневмонии, заболевания крови, а также общее отравление организма. Чаще всего плесневеют хлебные изделия, изготовленные в частных пекарнях, поскольку там, как правило, применяется ускоренная технология. Так, если на хлебозаводе опара замешивается не менее 4 ч, то в частных пекарнях на это отводится не более 1,5 ч. Кроме того, в частных пекарнях добавляют в хлеб улучшители и разрыхлители, которые также способствуют развитию патогенных микроорганизмов. Такой хлеб обычно очень мягкий, пористый, и намного легче, чем заводской. Зачастую по внешнему виду просто не возможно понять, что хлеб заражен грибком.

Проблема частных пекарен  заключается также в том, что  в них иногда используются вальцовые станки из металла, твердость которого меньше твердости зерна. В результате при производстве муки со стенок таких станков срезаются мелкие металлические стружки, которые смешиваются с мукой и затем попадают в состав хлебобулочных изделий. Такие стружки очень мелкие. Их невозможно обнаружить без специального исследования. Металлические стружки очень острые, попав в желудок, они впиваются в него и разъедают, вызывая сначала гастриты, а затем приводя к хроническим язвам. Эти мелкие частички практически невозможно извлечь из стенок желудка, да врачи и не смогут их обнаружить и назвать причину заболевания. В связи с этим рекомендуется избегать покупки дешевого, а также быстро плесневеющего хлеба.

Иногда зерно, из которого изготавливается мука, может содержать  примесь спорыньи – микроскопического гриба, которым очень часто поражаются колосья ржи и намного реже – пшеницы. Спорынья является очень токсичной из-за содержащихся в ней алкалоидов, обладающих адреналиноподобным эффектом. Спорынья устойчива к нагреванию и сохраняет токсичность даже после выпечки хлеба. Этот гриб вызывает заболевание под названием эрготизм, для которого характерно поражение нервной системы, сопровождающееся судорогами, сведением челюстей, иногда галлюцинациями и помутнениями рассудка. Наблюдаются также тошнота, рвота, боли в области живота. [3]

 

 

 

2.2 Химическое  загрязнение

В хлебопекарном цехе ЗАО «Хлебокомбинат» установлены 2 печи ХПА-40, одновременно из которых  в работе находится лишь одна. В  качестве топлива для печей ХПА-40 используется природный газ. Годовой  расход природного газа на 1 печь – 100 тыс. нм³. Время, затрачиваемое на розжиг печи ХПА-40 для достижения температурного режима, необходимого для выпечки – 7 часов. Выброс продуктов сгорания природного газа в топочных камерах печей ХПА-40 осуществляется в общую дымовую трубу. Выделяющиеся загрязняющие вещества от источника: диоксид азота, оксид азота, оксид углерода. В процессе выпечки хлеба в пекарных камерах печей происходит выделение паров этилового спирта (этанола), уксусной кислоты и уксусного альдегида (ацетальдегида), которые удаляются из пекарных камер по вытяжным трубам за счет естественной тяги и выбрасываются в атмосферу.  
        В котельной предприятия «Хлебокомбинат» установлены 3 паровых котла, марки ДКВР-2,5-13, один из которых находится в резерве. Котельная работает на собственные технологические нужды предприятия (производимый котельной пар используется в хлебопекарных печах), на  отопление и горячее водоснабжение. В качестве топлива используется природный газ. Удаление продуктов сгорания природного газа происходит через дымовую трубу котельной. Годовой расход природного газа по котельной составляет 1500 тыс.м³. Котельная предприятия работает круглосуточно. Годовой фонд рабочего времени котельной составляет 8760 часов. Выделяющиеся вредные вещества: оксид углерода, оксид азота, диоксид азота, бензапирен. [5]    

При транспортировке муки происходит загрязнение мучной пылью. Мука является дисперсным порошкообразным  продуктом с частицами   размером   1 -240   мкм   неодинакового  химического состава.  Примерно половина частиц муки имеют размеры 40 -50 мкм. На хлебозаводах взрывоопасность создает пыль, взвешенная в воздухе производственных  помещений;  ее  наибольшая концентрация в воздухе производственных помещений. Реальную опасность представляет пыль, осевшая в помещениях, учитывая, что осадочная запыленность в ряде, случаев составляет 100 г/м²-сут и более. Поскольку уборы осевшей пыли на ряде предприятий производится лишь один раз в два-три дня, накопления осевшей пыли могут достигать 200 - 300 г/м². В случае локального «хлопка» эта пыль может оказаться в  воздухе и образовать с ним  взрывоопасную смесь.[4]

Автотранспортные средства предприятия паркуются на закрытой отапливаемой стоянке. Все автомобили на бензине. Выброс происходит через  ворота размером высотой 3,0м. и шириной 2,8м. Выделяющиеся загрязняющие вещества от источника: оксид углерода, бензин, диоксид азота, оксид азота, сернистый ангидрид.[5] 
       Оксид углерода — это вещество является продуктом неполного сгорания топлива, время его жизни в атмосфере составляет 2–4 месяца. Важнейшим источником поступления оксида углерода в атмосферу являются автотранспортные средства. Присутствие оксида углерода в атмосферном воздухе не может ощущаться человеком по запаху либо цвету. Оксид углерода считается вдыхаемым ядом, способным создавать дефицит кислорода в тканях тела, повышает количество сахара в крови. У здоровых людей этот эффект проявляется в уменьшении способности выносить физические нагрузки. Этот эффект зависит как от концентрации газа, так и от времени пребывания человека в загрязненной атмосфере. Однако физиологические и патологические изменения могут происходить лишь под воздействием очень больших доз, не достигаемых в реальных условиях. Оксид углерода не является накапливающимся ядом — процесс неблагоприятного воздействия на человека обратим, хроническое отравление оксидом углерода не может наступить в результате долговременного воздействия при относительно низких концентрациях порядка 2–10 ПДК_мр. Природные фоновые уровни окиси углерода колеблются в пределах от 0,01 до 0,23 мг/м³. В зоне городских автомагистралей крупных европейских городов его средние концентрации за 8 ч составляют, как правило, менее 20 мг/м³, а пиковые величины за 1 ч - ниже 60 мг/м³. По рекомендациям ВОЗ, средняя концентрация оксида углерода за 15 минут не должна превышать 100 мг/м³, за 30 минут – 60 мг/м³.

Оксиды азота — являются потенциальным раздражителем, способным увеличить риск хронических легочных заболеваний. Оксид азота (NO) - бесцветный газ, который кислородом окисляется в NO₂ — стабильный газ желтовато–бурого цвета, сильно ухудшающий видимость, придавая коричневый оттенок воздуху. 
Диоксид азота представляет собой один из основных загрязнителей атмосферного воздуха, образующийся в процессе горения при высоких температурах. Также диоксид азота образуется на солнечном свету из NO. NO₂ находится в атмосфере около 3–х суток. Исследования Всемирной организации здравоохранения показывают, что экспозиция по диоксиду азота в атмосферном воздухе в крупных городах может приводить как к острым, так и к хроническим эффектам на здоровье, особенно у восприимчивой части населения, к которым относятся люди, страдающие хроническими заболеваниями дыхательных путей, и дети. 
ВОЗ рекомендует критерии для долгосрочных осредненных концентраций диоксида азота на уровне 40 мкг/м³ (среднегодовая концентрация), и для кратковременных воздействий на уровне 200 мкг/м³ (средняя за 1 час). В РФ с 1 февраля 2006 года для разовых концентраций диоксида азота установлен норматив на уровне 200 мкг/м³, до 2006 года предельная допустимая максимальная разовая концентрация составляла 85 мкг/м³.

Бензапирен является наиболее типичным химическим канцерогеном окружающей среды, способствующим развитию онкологических заболеваний. Источником бензапирена является процесс горения практически всех видов горючих материалов. Бензапирен присутствует в дымовых газах, копоти и саже, оседающих в дымоходах и на поверхностях, имевших контакт с дымом, точнее в смолистых веществах, содержащихся в продуктах сгорания. Он присутствует в атмосферном воздухе населённых мест, в воздухе производственных помещений, в воде открытых водоёмов, в растениях, в почве. В организм человека бензапирен может поступать через кожу, органы дыхания, пищеварительный тракт и трансплацентарным путём. [7]

 

 

 

 

 

 

 Глава 3 Методы определения загрязняющих веществ

3.1 Тонкослойная  хромотография

(ТСХ), вариант хроматографии,  основанный на различии в скорости  перемещения компонентов смеси  в плоском тонком слое (толщина 0,1-0,5мм) сорбента при их движении в потоке подвижной фазы (элюента). Последняя представляет собой, как правило, жидкость, однако осуществлен и газовый вариант ТСХ. В качестве сорбентов используют мелкозернистые силикагель, Аl₂О₃, целлюлозу, крахмал, полиамид, иониты и др. Суспензиями этих сорбентов покрывают пластинки из стекла, фольги или пластика; для закрепления слоя применяют крахмал, гипс или др. связующие. Промышленностью выпускаются готовые пластинки с уже закрепленным слоем сорбента. Элюентами служат обычно смеси органических растворителей, водных растворов кислот, солей, комплексообразующих и др. веществ. В зависимости от выбора хроматографической системы (состава подвижной и неподвижной фаз) в разделении веществ основную роль могут играть процессы адсорбции, экстракции, ионного обмена, комплексообразования. На практике часто реализуются одновременно несколько механизмов разделения.

В зависимости от положения  пластинки и направления потока элюента различают восходящую, нисходящую и горизонтальную ТСХ. По технике  работы выделяют фронтальный анализ (когда подвижной фазой служит анализируемая смесь) и обычно используемый элюционный вариант. В элюционном варианте на слой сорбента наносят капли (объемом 1-5 мкл) анализируемого раствора и погружают край пластинки в элюент, который находится на дне герметично закрываемой стеклянной камеры. Элюент продвигается по слою сорбента под действием капиллярных и гравитационных сил; анализируемая смесь перемещается в том же направлении. В результате многократного повторения актов сорбции и десорбции в соответствии с коэффициентом распределения в выбранной системе компоненты разделяются и располагаются на пластинке отдельными зонами.

После завершения процесса пластинку вынимают из камеры, высушивают и обнаруживают разделенные зоны по собственной окраске или после опрыскивания их растворами реагентов, образующих окрашенные или флуоресцирующие пятна с компонентами разделяемой смеси.

Кол-во компонента в хроматографической зоне определяют непосредственно на слое сорбента по площади зоны (обычно ее диаметр варьирует от 3 до 10мм) или интенсивности ее окраски (флуоресценции). Используют также автоматические сканирующие приборы, измеряющие поглощение, пропускание или отражение света, либо радиоактивность хроматографических зон. Погрешность количественного определения обычно составляет 5-10%; пределы обнаружения веществ в зонах -10^-3-10^-2 мкг (по окрашенным производным) и 10^-10-10^-9 мкг (с применением люминесцентного анализа).

Достоинства ТСХ: простота, экономичность, доступность оборудования, экспрессность (продолжительность  разделения 10-100 мин), высокие производительность и эффективность разделения, наглядность результатов разделения, простота обнаружения хроматографических зон.

ТСХ применяют для разделения и анализа как органических, так и неорганических веществ: практически всех неорганических катионов и мн. анионов, в т. ч. близких по свойствам ионов благородных металлов, РЗЭ, а также полимеров, лекарственных средств, пестицидов, аминокислот, липидов, алкалоидов и т. д.

3.2 Масс-спектрометрия (масс-спектроскопия, масс-спектральный анализ), метод анализа вещества путем определения массы (чаще, отношения массы к заряду m/z) и относительного количества ионов, получаемых при ионизации исследуемого вещества или уже присутствующих в изучаемой смеси. Для разделения ионов исследуемого вещества по величинам m/z, измерения этих величин и токов разделенных ионов используют масс-спектральные приборы. Приборы, в которых регистрация осуществляется электрическими методами, называются масс-спектрометрами, а приборы с регистрацией ионов на фотопластинках - масс-спектрографами. Масс-спектральные приборы состоят из системы ввода пробы (система напуска), ионного источника, разделительного устройства (масс-анализатора), детектора (приемника ионов), вакуумных насосов, обеспечивающих достаточно глубокий вакуум во всей вакуумной системе прибора, и системы управления и обработки данных. Масс-спектральные приборы характеризуются чувствительностью, которая определяется как отношение числа зарегистрированных ионов к числу атомов введенной пробы. За абсолютный порог чувствительности принимают минимальное количество исследуемого вещества (выраженное в г, молях), за относительный - минимальную массовую или объемную долю вещества (выраженную в %), которые обеспечивают регистрацию выходного сигнала при отношении сигнал-шум 1:1. Масс-анализаторы - устройства для пространственного или временного разделения ионов с различными значениями m/z в магнитном или электрическом полях или их комбинациях. Различают статические и динамические анализаторы. В статических ионы разделяются в постоянных, или практически неизменяющихся за время их движения через анализатор,  магнитных полях. Ионы с различными значениями m/z движутся в таком анализаторе по разным траекториям и фокусируются либо в разных местах фотопластинки, либо последовательно на щель детектора в результате плавного изменения напряженности электрического и магнитного полей анализатора. В динамических анализаторах разделение ионов происходит под воздействием импульсных или радиочастотных электрических полей с периодом изменения меньшим или равным времени пролета ионов через масс-анализатор. Ионы с различными значениями m/z, как правило, разделяются по времени пролета определенного расстояния. Давление в анализаторах должно быть достаточно низким (~10^-5 Па), чтобы избежать рассеяния ионов на молекулах остаточных газов. Основная характеристика масс-анализатора - его разрешающая способность, или разрешающая сила R. Она характеризует способность анализатора разделять ионы с незначительно отличающимися друг от друга массами и определяется отношением значения массы иона М к ширине его пика DМ (выраженной в атомных единицах массы) на определенном уровне высоты пика (обычно 50 или 10%): R = М/DМ. Напр., R = 10000 означает, что масс-анализатор может разделять ионы с массами 100,00 и 100,01. Наиболее часто применяют статистические масс-анализаторы с однородным магнитным полем (одинарная фокусировка) или комбинацией электрического и магнитного полей (двойная фокусировка). В масс-анализаторах с одинарной фокусировкой ионный луч, сформированный в источнике ионов, выходит из щели в виде расходящегося ионного пучка и в магнитном поле разделяется на пучки ионов с различными значениями m/z. Под действием поля, силовые линии которых направлены перпендикулярно направлению движения ионного пучка, ионы двигаются по круговой траектории с радиусом r = (2Vm_n/zH²)^1/2, где V - напряжение, ускоряющее ионы, m_n - масса иона, z - заряд иона, H - напряженность магнитного поля. Ионы с одинаковой кинетической энергией, но с разными массами или зарядами проходят через анализатор по различным траекториям. Обычно развертка масс-спектра (регистрация ионов с определенными значениями m/z) осуществляется изменением Н при постоянном V. Масс-спектрометрию широко применяют в различных областях науки и техники: в химии и нефтехимии, физике, геологии, биологии, медицине, в промышленности полимеров, в лакокрасочной и химической промышленности, ветеринарии, в пищевой промышленности, при анализе продуктов загрязнения окружающей среды и мн. др. [6]