Теоретические основы товароведения

Спектроскопия используется в товароведных исследованиях для количественного и качественного анализов пищевых продуктов. С помощью этого метода можно определять состав и количество макро- и микроэлементов, содержание в пище витаминов А, К, В₁, В₂, В₆, никотиновой кислоты, токоферолов, каротина и др. Спектральный метод анализа основан на изучении спектров паров исследуемых веществ.

Хроматография - один из эффективных методов разделения и анализа сложных смесей веществ. Был открыт русским ученым М.С.Цветом в 1903 г. В настоящее время он используется в различных областях химии и биологии. С помощью хроматографии изучают химический состав пищевых продуктов, его динамику при хранении, природу и содержание ароматических и красящих веществ, аминокислотный состав и др. Этот метод отличается высокой чувствительностью. Хроматография - динамическое разделение смеси веществ с помощью сорбционных методов. Способ хроматографии охватывает множество методов разделения, но общим для всех них является то, что они основаны на распределении отдельных соединений между двумя несмешивающимися фазами, одна из которых неподвижна и омывается другой - подвижной. В роли подвижной фазы может выступать жидкость или газ, а в качестве неподвижной - твердые тела или жидкость.

Существует несколько классификаций хроматографических методов.

В зависимости от механизма разделения веществ различают следующие виды хроматографии: адсорбционная - основана на различной способности отдельных веществ адсорбироваться на тех или иных сорбентах; распределительная - основана на различной растворимости отдельных компонентов смеси в двух несмешивающихся жидкостях; ионообменная - основана на различной способности разделяемых веществ к ионному обмену с тем или иным ионитом; диффузионная - основана на разделении веществ по скорости диффузии внутри сорбента.

В зависимости от выбранного типа подвижной и неподвижной фаз различают хроматографию газовую, в которой подвижной фазой является газ, и жидкостную - подвижная фаза жидкость.

По технике выполнения и по видам вспомогательных средств различают хроматографию бумажную, колоночную, тонкослойную, газовую и др.

Потенциометрический метод основан на определении потенциала между электродом, насыщенным водородом, и жидкостью, имеющей водородные ионы. Этот метод широко используется для измерения рН, а по величине рН можно судить о свежести мяса и некоторых других продуктов.

Кондуктометрический метод основан на измерении электропроводности материалов. С помощью этого метода определяют титруемую кислотность темноокрашенных продуктов (виноградных вин, плодово-ягодных соков), так как в момент нейтрализации электропроводность растворов резко снижается или полностью отсутствует. Кондуктометрический метод измерения влажности сыпучих продуктов основан на зависимости между влажностью продукта и его электрическим сопротивлением. Определение влажности кондуктометрическим методом проводится специальными приборами - электровлагомерами и сводится к измерению сопротивления сыпучего материала. Этот метод измерения влажности применяется для таких пищевых продуктов, как зерно, мука, сахар-песок, кофе и др.

Реологические методы применяют в товароведных исследованиях для изучения структурно-механических свойств пищевых продуктов. С их помощью определяют упруго-вязкие характеристики теста, вязкость мясного фарша, прочность крахмального клейстера, консистенцию маргарина.

Микроскопирование широко используют при изучении структуры тканей пищевых продуктов, для установления вида крахмала, наличия в продукте примесей и микроорганизмов.

9.2 Химические и биохимические методы

Этими методами устанавливают химический состав пищевых продуктов, определяют показатели, характеризующие качество сырья. С их помощью можно судить об изменениях, происходящих в продуктах при транспортировании, хранении и реализации. Такие методы, как правило, основаны на химических реакциях исследуемого вещества с определенными реактивами с использованием приемов весового и объемного анализов.

Химическими методами определяют содержание в пищевых продуктах минеральных веществ, воды, сахаров, жиров, а также витаминов и других компонентов.

В товароведной практике эти методы широко используют для установления соответствия химического состава пищевых продуктов требованиям стандартов. Например, содержание влаги в пищевых продуктах может быть установлено высушиванием, электрометрическим и другими методами. Определение содержания сахаров основано на их способности окисляться в щелочной среде солями тяжелых металлов. Содержание минеральных веществ определяют сжиганием и прокаливанием органической части продукта в муфельных печах. Наиболее распространенным методом определения поваренной соли в продукте является метод Мора, основанный на титровании иона хлора раствором азотнокислого серебра. Кислотность продуктов устанавливают титрованием раствором едкой щелочи в присутствии индикатора, а в окрашенных растворах с помощью рН-метра. Определение содержания витамина С основано на его способности окисляться 2,6-дихлорфенолиндофенолом.

С помощью биохимических методов изучают интенсивность дыхания плодов и овощей, изменение сахаро- и газообразующей способности муки, ферментативную активность каталазы в молоке, процессы гидролиза и автолиза при созревании мяса и др. Так, интенсивность дыхания плодов и овощей определяют по количеству поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа.

9.3 Микробиологические методы

Эти методы служат для установления степени обсемененности пищевых продуктов микроорганизмами. При этом определяют как общее их содержание, так и вид микробов, наличие в продуктах бактерий, вызывающих пищевые отравления и заболевания.

Микробиологическими методами можно также определить содержание в пищевых продуктах витаминов, биологически активных веществ и др.

9.4 Физиологические методы

Такие методы исследования качества пищевых продуктов применяют для определения усвояемости пищи, реальной энергетической ценности. Эти методы анализа проводят главным, образом на подопытных животных и птицах.

9.5 Товароведно-технологические методы

Этими методами пользуются для установления степени пригодности продукта к промышленной переработке, а также для определения свойств продуктов, проявляющихся в процессе их употребления. Так, при изучении хлебопекарных свойств муки обязательно проводят пробную выпечку хлеба и определяют в нем объемный выход, цвет и характер корки, пористость, цвет, эластичность, липкость мякиша и другие показатели.

Глава 10. Технологический цикл товаров

Технологический цикл товаров - совокупность стадий и этапов, применяемых на них средств и методов для последовательного выполнения определенных операций, начиная от выявления запросов, их удовлетворения и завершая определением степени удовлетворенности потребителей.

Ниже показаны основные стадии и этапы технологического цикла:

I. Предтоварная стадия: 1 - проектирование и/или разработка продукции, 2 - материально-техническое снабжение, 3 - приемочный контроль сырья, 4 - производство продукции (и/или разработка производства), 5 - окончательный контроль готовой продукции.

II. Товарная стадия: 6 - формирование товарных партий, 7 - хранение и транспортирование, 8 - предреализационная товарная обработка, 9 - реализация товаров, 10 - потребление, 11 - хранение (при необходимости).

III. Стадия утилизации отходов товаров: 12 - уничтожение отходов.

Таким образом, на предтоварной стадии проектируется, разрабатывается и производится продукция, предназначенная для удовлетворения потребностей других производителей или конечных потребителей. Не вся произведенная продукция становится товаром. Часть ее может быть отбракована на 5-м этапе при окончательном контроле как дефектная и отправлена на промпереработку или уничтожение.

Этапы предтоварной стадии с 1-го по 5-й предназначены для изготовления единичных экземпляров продукции и/или ее товарной массы (особенно для нефасованной продукции).

Товарная стадия начинается с формирования товарных партий из единичных экземпляров. Этот этап осуществляется на складе готовой продукции или в экспедиции предприятия-изготовителя. Последующие этапы товарной стадии до реализации обеспечивают товародвижение партии в целом и предназначены для сохранения ее целостности по количеству и качеству.

Стадия утилизации является завершающим этапом, предназначенным для уничтожения опасной продукции.

Глава 11. Обеспечение качества и количества товаров

Обеспечение качества и количества товаров - совокупность планируемых и систематически проводимых мероприятий, направленных на формирование и сохранение установленных требований к качеству и заданному количеству товаров.

При планировании и осуществлении этих мероприятий необходимо учитывать комплекс факторов, влияющих на формирование и сохранение качества и количества товаров. На разных этапах единого технологического цикла приоритетны разные группы факторов: формирующие или сохраняющие.

11.1 Формирующие факторы

Формирующие факторы - комплекс объектов и операций, свойственных определенным этапам технологического цикла и предназначенных для формирования заданных требований к качеству и количеству продукции.

К этой группе факторов относятся проектирование, разработка продукции; сырье; технология производства.

При проектировании и разработке продукции предусматриваются определенные требования к ее качеству и количеству. Эти требования должны устанавливаться на основе маркетинговых исследований рынка, конечным результатом которых является определение запросов потребителей к уровню качества, а также к наиболее приемлемым количественным характеристикам (размерам изделий, массе упаковочных единиц и т. п.).

Успех (или провал) обеспечения качества и количества во многом обусловлен этим фактором. От того, насколько правильно потребности выявлены и отражены в характеристиках конкретного продукта, зависит конечный результат - сбыт и реализация товаров.

Этот фактор является определяющим для всех остальных формирующих факторов.

Сырье - один из основополагающих факторов, формирующих качество и количество товаров. Виды сырья и их соотношение (рецептура) определяются на этапе проектирования и разработки продукции. На этапе производства необходимо лишь четко соблюдать заданные сырьевые параметры.

Различают основное и вспомогательное сырье, материалы, в том числе упаковочные, а также полуфабрикаты. Различия между указанными элементами сырьевого фактора заключаются в степени их обработки и готовности, а также воздействия на формирование качества и количества продукции.

Основное сырье - составная часть сырья, существенно влияющая на формирование качества и количества готовой продукции на стадии производства. Например: сорт муки, из которой выпекается хлеб, существенно влияет на потребительские свойства и качество готового продукта.

Вспомогательное сырье - составной элемент сырья, предназначенный для улучшения состава и свойств основного сырья и/или готового продукта.

Вспомогательное сырье, как правило, не определяет количественные характеристики изготовляемого товара. В ряде случаев даже ограничивается максимально предельное содержание этого сырья. В качестве вспомогательного сырья для пищевых продуктов используют пищевые добавки (красители, консерванты, загустители и т. п.), пряности и приправы (перец, гвоздика, корица, поваренная соль, пищевые кислоты и т. п.). Вспомогательное сырье предназначено для улучшения органолептических свойств (внешний вид, консистенция, вкус и запах, внутреннее строение), а также изменения состава и структуры изделий с целью повышения сохраняемости, свойств функционального и социального назначения. Благодаря этому вспомогательное сырье и материалы обеспечивают внутривидовое разнообразие готовой продукции. Так, многочисленные наименования, сорта, марки товаров зачастую отличаются друг от друга вспомогательными сырьем и материалами (например, шоколад молочный, сливочный, ванильный, с орехами различается наполнителями).

Технология производства - совокупность операций, предназначенных для формирования основополагающих товароведных характеристик готовой продукции.

Различают три основных этапа технологии производства: подготовительный, основной и окончательный.

Подготовительный этап - совокупность операций по подготовке основного и вспомогательного сырья к переработке. На этом этапе исходные свойства сырья практически не изменяются или эти изменения касаются отделения малоценных частей. Например, при производстве колбас на подготовительном этапе проводят обвалку и жиловку мяса; при производстве плодоовощных консервов - мойку и сортировку сырья по качеству.

Основными операциями подготовительного этапа могут быть мойка, резка, обвалка, измельчение, сортировка, растворение в воде, плавление и т. п. Эти операции относятся к способам механической и гидромеханической обработок.

Основной этап - совокупность операции по переработке сырья (материалов, полуфабрикатов) для получения готовой продукции. Этот этап имеет решающее значение для формирования качества готовой продукции на стадии производства. Для него характерно существенное изменение исходных свойств сырья, материалов, полуфабрикатов, если применяется их глубокая переработка.

На основном этапе применяются разнообразные технологические операции: смешивание по рецептуре, термическая, механическая и иная обработка.

Окончательный этап - совокупность операций по обработке готовой продукции с целью придания ей товарного вида, улучшения сохраняемости и подтверждения соответствия установленным требованиям. Все операции этого этапа направлены либо на дополнительные улучшения качества готовой продукции (упаковка, сортировка по градациям качества, обработка поверхности защитными покрытиями, окраска, маркирование и т.п.), либо на окончательный контроль качества.

Хотя каждый этап технологии производства вносит определенный вклад в формирование качества готового продукта, наибольшее значение все же имеют операции основного этапа.

Для формирования заданного качества очень важно также соблюдение установленных технологических режимов, что способствует предупреждению возникновения производственных дефектов единичных или всех экземпляров готовой продукции. Так, из-за несоблюдения температурного режима выпечки хлеба могут появиться дефекты - подгорелость корки или непропеченность мякиша.

Одним из необходимых элементов системы качества на производстве является контроль за соблюдением установленных требований к технологическому режиму путем проведения рабочих испытаний после каждой операции и окончательного контроля готовой продукции. На предприятиях пищевой промышленности вышеназванные функции возложены на производственную лабораторию. В результате этого контроля проводятся корректирующие мероприятия.

К таким корректирующим мероприятиям могут быть отнесены: подбор сырья с определенными технологическими свойствами, совершенствование и модернизация технологических операций и режимов с учетом свойств исходного сырья, сортировка готовой продукции по градациям качества, изъятие, переработка или уничтожение некачественной продукции. Указанные мероприятия должны обеспечивать формирование гарантированного качества заданного уровня.

Кроме того, при приемке по качеству и отпуске товаров товароведы регистрируют выявленные дефекты, а затем составляют рекламации для предъявления претензий поставщику, что также служит основанием для корректирующих мероприятий на стадии производства.

11.2 Сохраняющие факторы

К сохраняющим факторам относятся упаковка, хранение, товарная обработка, реализация и потребление.

Упаковка - средство или комплекс средств, обеспечивающих защиту товара от повреждений и потерь, а окружающую среду - от загрязнения.

Основное назначение упаковки - защита упакованных товаров от неблагоприятных внешних условий, а также предупреждение попадания частиц товаров или отдельных экземпляров в окружающую среду, что уменьшает количественные потери самих товаров, а также загрязнение окружающей среды.

Вспомогательная функция упаковки - носитель маркировки или красочного оформления товара; в этом качестве она способствует созданию потребительских предпочтений и представляет наибольший интерес для маркетологов.

Хранение - этап технологического цикла товародвижения от выпуска готовой продукции до потребления или утилизации, цель которого - обеспечение стабильности исходных свойств или их изменение с минимальными потерями.

При хранении проявляется одно из важнейших потребительских свойств товаров - сохраняемость, благодаря которому возможно доведение товаров от изготовителя до потребителя независимо от их местонахождения, если сроки хранения превышают сроки перевозки. Так, бананы, ананасы, выращиваемые в тропических странах, - распространенный товар в самых отдаленных регионах земного шара благодаря их хорошей сохраняемости. В то же время многие не менее ценные тропические плоды реализуются только в местах выращивания из-за низкой сохраняемости.

Конечный результат эффективного хранения товаров - сохранение их без потерь или с минимальными потерями в течение заранее обусловленного срока. Показателями сохраняемости служат выход стандартной продукции, размер потерь и сроки хранения.

Товарная обработка - совокупность операций по подготовке товаров к реализации. Цель основных операций товарной обработки - придание привлекательного внешнего вида, а также удобных для потребителей количественных характеристик единичным экземплярам товаров для создания потребительских предпочтений.

В ряде случаев на этом этапе происходит и формирование качества. Так, при одной из операций товарной обработки - сортировке - в результате отбраковки низкокачественных экземпляров товаров качество товарной партии в целом повышается. Существуют и другие операции улучшающие качество товаров.

Обеспечение надлежащего качества достигается с помощью следующих основных операций: сортировки, калибровки, мойки, покрытия защитными оболочками или, наоборот, их удаления.

Формирование необходимого количества товаров, предназначенного для продажи покупателям, производится путем его фасования и упаковывания либо разупаковывания.

Реализация товаров - деятельность по отпуску товаров потребителям. Назначением реализации является создание потребительских предпочтений, обеспечивающих сбыт товаров.

От всех перечисленных ранее факторов, сохраняющих качество, реализация товаров отличается наименьшим временем осуществления, поэтому оказывает самое незначительное влияние на сохраняемость, особенно если товар заранее прошел предреализационную товарную обработку.

Потребление - комплекс операций, обеспечивающих использование товаров по функциональному и/или социальному назначению.

Глава 12. Физические свойства товаров

Количественные характеристики товаров выражаются через ряд физических величин, которые определяются как физические свойства. Физические величины измеряются в основных и производных единицах измерения, устанавливаемых Международной системой единиц (СИ).

В процессе товародвижения, при проведении контроля и при реализации товаров количественному измерению подлежат как их единичные экземпляры, так и товарная партия целиком.

12.1 Общие физические свойства

К ним относятся размерно-массовые и теплофизические характеристики (свойства) единичных экземпляров и совокупных товарных масс (упаковочных единиц и товарных партий).

Размерно-массовые характеристики отдельных товаров и товарных партий. Эти характеристики представлены массой, длиной, объемом.

Масса товаров - количество товаров в определенном объеме, выраженное в основной (кг) или производных величинах (мг, г, ц, и др.).

Длина - основная физическая величина, выражаемая в метрах (м). Применяется как показатель качества отдельных товаров (длина огурцов, овощной зелени, бананов и т. п.).

Выбор единиц измерения определяется размерами товаров или товарных партий.

Многие товары с круглым или овальным сечением измеряют по диаметру, например для большинства видов свежих плодов и овощей в стандарте установлен размер по наибольшему поперечному диаметру.

Объем - производная физическая величина, определяемая как произведение трех длин (длины, ширины и высоты). Это самая распространенная физическая величина, применяемая для характеристики жидких товаров (упаковочных единиц или товарных партий). Одновременно она служит мерой при отпуске товара потребителю, идентифицирующим признаком единичных экземпляров товаров или совокупных упаковочных единиц (например, молоко в тетрапаках вместимостью 1; 0,5; 0,25 л).

Плотность - производная физическая величина (с), определяемая отношением массы товара (т) к его объему (V) (1):

, г/см³ (1)

Плотность товаров зависит от их химического состава, структуры, а также температуры и давления. Разные вещества обладают разной плотностью. Чем больше в составе товара веществ с повышенной плотностью, тем выше и его плотность. Пористая или крупноклеточная структура товаров обусловливает пониженную плотность. При повышении температуры плотность снижается за счет увеличения объема, а при повышении давления - возрастает. Исключение составляет вода, у которой максимальная плотность отмечается при температуре 3,98 °С, а при отклонении от этой температуры плотность воды уменьшается.

Плотность товаров влияет на массу и объемную массу, а также на объем товаров.

Теплофизические свойства товаров. К общим теплофизическим свойствам относятся температура, теплоемкость и теплопроводность. Единичные экземпляры товаров и их товарная масса характеризуются неоднородной структурой, что обусловлено химическими свойствами и составом, строением, а также наличием аэропространства между отдельными товарами и/или упаковками в товарной партии. Это обусловливает общность и различия показателей, характеризующих теплофизические свойства.

Температура - основная физическая величина, которая характеризует теплодинамическое состояние, как единичных экземпляров товаров, так и их совокупностей - товарных партий.

Температура товара и товарной партии зависит от температуры окружающей среды. При перемещении товаров из одной среды в другую возникают перепады температуры, что может вызвать выпадение конденсата на таре и товарах, а также их увлажнение. Вследствие этого могут увеличиться масса товаров, произойти нежелательные качественные изменения (микробиологическая порча, коррозия металлов и т. п.).

Температура товаров и товарных партий существенно влияет на их сохраняемость. При высокой температуре увеличивается интенсивность биохимических, микробиологических и некоторых физических процессов (например, усушка), вследствие чего возрастают потери, ухудшается сохраняемость товаров, сокращаются сроки хранения. Низкие температуры, снижая интенсивность многих процессов, также могут вызывать негативные явления (замерзание, застуживание). Поэтому оптимальная температура товаров индивидуальна для каждой товарной группы или даже вида товара.

Особенно важен этот показатель для скоропортящихся пищевых продуктов. Для некоторых из них даже регламентируется в стандарте температура самого товара (например, для молока). В большинстве случаев устанавливается температура не товара, а температурный режим хранения, что не всегда одно и то же.

Теплоемкость - количество тепла, необходимое для повышения температуры объекта определенной массы в определенном интервале температур.

Показателем теплоемкости служит удельная теплоемкость, которая определяется количеством тепла, необходимым для повышения температуры 1 кг продукта на 1 °С. Выражается показатель в Дж/°С или Дж/(кг ? К), где К - градус Кельвина.

Удельная теплоемкость воды равна 1 Дж/°С, углеводов - 0,34, жиров - 0,42, белков - 0,37 Дж/°С.

Теплоемкость товаров зависит от их химического состава и температуры, а товарных партий - еще и от аэропространства внутри товарной партии. С увеличением влажности и температуры теплоемкость, как правило, увеличивается.

Удельная теплоемкость рассчитывается для определения количества тепла, которое нужно передать товару для его нагревания или отнять для его охлаждения. Этот показатель применяется для расчета потребностей в холодильном оборудовании.

Теплопроводность - количество тепла, которое проходит через массу объекта определенной толщины и площади в фиксированное время при разности температур на противоположных поверхностях в один градус.

Показателем этого свойства является удельная теплопроводность, или коэффициент теплопроводности, который характеризуется количеством тепла, проходящего через массу продукта толщиной 1 м на площади 1 м² за 1 ч при разности температур на противоположных поверхностях в один градус.

Единица измерения удельной теплопроводности (л):

Коэффициент теплопроводности воздуха равен: 0,092сухих веществ - 0,42-0,84 Очень высокую теплопроводность имеет вода - 2,13

Поэтому чем больше в товарной партии аэропространство и ниже влажность товаров, тем меньше теплопроводность. Следовательно, сухие товары с высокой скважистостью медленнее охлаждаются. Поэтому заданные режимы с пониженной температурой для сухих товаров устанавливаются дольше, чем для влажных или для товаров, не имеющих аэропространства, но обладающих непрерывной водной фазой. Так, маргарин или сливочное масло, расфасованные в коробки монолитом, охлаждаются быстрее, чем в пачках.

12.2 Специфические физические свойства товарных партий

К специфическим физическим свойствам товарных партий относятся объемная (насыпная) масса и скважистость.

Объемная (насыпная) масса - масса единицы объема товаров, выражается чаще всего в кг на 1 м³. Этот показатель используется для характеристики товаров, объединенных в совокупные упаковочные единицы или товарные партии. Особенностью таких товарных масс является наличие пустот между отдельными экземплярами товаров (плоды, овощи, карамельные, кондитерские изделия и т. п.) или частицами сыпучих товаров (мука, крупа, сахарный песок и т. п.).

Показатель объемной (насыпной) массы применяют при определении потребности в таре, складских площадях и транспортных средствах для обеспечения товародвижения. Чем больше объемная масса товара, тем меньше затраты на тару, транспортирование и хранение. Разные товары имеют неодинаковую объемную массу (табл. 2).

Таблица 2. Объемная масса пищевых продуктов

Наименование продукта	Объемная масса, кг/м3	Наименование продукта	Объемная масса, кг/м3
Картофель	600-700	Мясо	760-780
Морковь	400-450	Рыба	740-760
Ягоды	450-500	Мука	1400-1460
Яблоки	480-520	Зерно	530-720
Крупа	1250-1310	Зернобобовые	750-800

Объемная масса зависит от плотности единичных экземпляров товаров, а также от наличия аэропространств (пустот) в товарной массе. Эти аэропространства обеспечивают естественный и активный воздухообмен, а также теплообмен. Если аэропространства в товарной массе недостаточно, это может привести к негативным последствиям: самосогреванию, «отпотеванию» вследствие выпадения конденсата водяных паров комкованию. Такие нежелательные процессы наблюдаются при бестарном хранении зерна, муки, крупы, овощей (самосогревание, «отпотевание»), поваренной соли и сахара (комкование - сочетании с повышенной относительной влажностью воздуха).

Аэропространство товарной массы характеризуется специфическим показателем - скважистостью (Ск), который рассчитывается (2) как отношение объема аэропространства к объемной товарной массе (V_тм):

(2)

где V_т - объем товара без аэропространства (кг/м³), который определяется как объем воды, вытесняемый измеряемым товаром.

12.3 Специфические физические свойства единичных экземпляров товаров

Специфические физические свойства единичных экземпляров товаров устанавливаются только для товаров, характеризующихся целостностью. Их можно подразделить на следующие группы: структурно-механические, теплофизические, электрические и оптические свойства.

Следует отметить, что эти группы физических свойств выполняют двойную функцию: они предназначены не только для количественных, но и для качественных характеристик товаров.

Структурно-механические свойства - особенности товаров, проявляющиеся при ударных, сжимающих, растягивающих и других воздействиях.

Данные свойства товаров имеют важное значение в ситуациях, когда возникают нагрузки на товар.

Нагрузка - это внешнее воздействие, прилагаемое к объекту.

Следствием нагрузок может быть деформация товаров.

Деформация - способность объекта изменять размеры, форму и структуру под влиянием внешних воздействий, вызывающих смещение отдельных частиц по отношению друг к другу.

Деформация товаров зависит от величины и вида нагрузки, структуры и физико-химических свойств объекта.

Деформации могут быть обратимыми и необратимыми. При обратимой деформации первоначальные размеры, форма и структура тела восстанавливаются полностью после снятия нагрузки, а при необратимой - не восстанавливаются. Способность к обратимым деформациям характеризуется упругостью и эластичностью, разница между которыми заключается во времени, в течение которого восстанавливаются исходные параметры. Необратимые деформации обусловлены плотностью.

Обратимые деформации в зависимости от времени обратимости могут быть упругими и эластичными.

В зависимости от направления приложенной силы деформации подразделяются на деформации растяжения, сжатия, изгиба, сдвига, кручения.

Растяжение - деформация, характеризующаяся изменением параметров объекта (длины, формы и т. п.) при воздействии продольных (растягивающих) сил. В результате этого увеличивается длина тела. Такие деформации могут возникать при производстве отдельных видов карамели («тянутая» карамель), макаронных изделий, соломки, палочек.

Сжатие - деформация, при которой отмечается увеличение поперечных размеров и уменьшается длина тела. При разрушающих нагрузках деформация сжатия становится недопустимой, что приводит к частичному или полному разрушению (раздавливанию, проколам, нажимам) товаров. Показателем деформации сжатия служит разрушающее напряжение. Деформации сжатия возникают при производстве, хранении и потреблении многих товаров. Примером таких деформаций может служить возникновение нажимов на свежих плодах и овощах, особенно при хранении навалом или нарушении высоты загрузки, разрушения круп, сахара-рафинада, макаронных изделий и др. При этом у круп увеличивается примесь битого ядра, у макаронных изделий - лома и крошки. При разжевывании пищи также возникают деформации сжатия.

Изгиб - деформация, при которой происходит искривление оси или срединной поверхности объекта под воздействием внешних сил. Изгиб появляется при нагрузках, неравномерно сосредоточенных на определенной площади, причем в центре приложения силы нагрузка наиболее высокая. По мере удаления от него нагрузка уменьшается, пока совсем не исчезнет. В результате возникает стрела изгиба. Одновременно с изгибом происходит растяжение поверхностных слоев и сжатие - внутренних. Деформации изгиба характеризуются радиусом кривизны, напряжением растяжения и сжатия. Если последние два показателя превышают предел допустимых напряжений, происходит разрушение объекта в зоне наибольшей нагрузки и возникают такие дефекты, как проколы (например, у плодов и овощей, бумажной, полимерной упаковки), трещины (у хлеба, сыра и т. п.), разрывы.

Сдвиг - деформация, возникающая при приложении двух равных, но действующих в разных направлениях сил, в местах соединения отдельных частей товаров. Показателем этой деформации служит угол сдвига. Разновидностью сдвига является срез, при котором сдвиг частиц объекта происходит в одной плоскости. Сдвиг предшествует деформациям изгиба и кручения. Поэтому он может явиться причиной возникновения тех же дефектов. Кроме того, деформация сдвига наблюдается при многих производственных процессах, формирующих структуру товаров (образование пор в хлебобулочных и других изделиях с пористой структурой, глазков в сыре, формирование структуры изделий с включением других материалов или сырья, например, колбасного фарша и т. п.).

Кручение - деформация, характеризующаяся взаимным поворотом поперечных сечений объекта под воздействием действующих в противоположном направлении двух сил. В результате этой деформации возникает скрученность объекта, которая характеризуется: круткой, направлением крутки (левой, правой), углом наклона волокон или нитей к продольной оси. Такие деформации наиболее распространены при производстве фигурных макаронных и хлебобулочных изделий.

Таким образом, на товары при производстве, хранении, перевозке и потреблении (эксплуатации) постоянно и/или периодически действуют нагрузки и возникают разные виды деформаций. Последствия этих деформаций зависят от общих и специфичных механических свойств товара.

Структурно-механические свойства называют также реологическими. Они характеризуют способность товаров сопротивляться приложенным внешним силам или изменяться под их воздействием. К ним относятся прочность, твердость, упругость, эластичность, пластичность, вязкость.

Прочность - способность твердого тела сопротивляться разрушению при приложении к нему внешней силы при растяжении и сжатии.

Это одно из важнейших структурно-механических свойств. Прочность материала зависит от его структуры и пористости. Материалы, имеющие линейное расположение частиц и меньшую пористость, более прочные. Чем прочнее изделие, тем меньше оно разрушается или деформируется.

Прочность имеет важное значение для количественной характеристики некоторых продовольственных товаров (макароны, сахар-рафинад, печенье). Если пищевые продукты недостаточно прочные, увеличивается количество лома, крошки.

Твердость - местная краевая прочность тела, которая характеризуется сопротивлением проникновению в него другого тела.

Твердость определяют с помощью прибора пенетрометра. Рабочей частью этого прибора служит твердое тело, имеющее форму цилиндра, шарика, иглы, конуса или пирамиды. Твердость товара определяется по тому минимальному усилию, которое нужно приложить для проникновения рабочей части прибора в товар. По П. А. Ребиндеру твердость можно охарактеризовать как работу, затраченную на образование единицы новой поверхности.

Твердость товаров зависит от их природы, формы, структуры, размеров и расположения атомов, а также сил межмолекулярного сцепления. На твердость кристаллических тел влияет кристаллизационная вода, которая ослабляет внутренние связи и уменьшает твердость.

Твердость определяют при оценке степени зрелости свежих плодов и овощей, так как при созревании их ткани размягчаются. Уменьшение твердости косвенно влияет на сохраняемость плодов и овощей, особенно их устойчивость к микробиологическим заболеваниям.

По твердости сухарных и бараночных изделий судят о процессах черствения, в ходе которых происходят структурные изменения, вызывающие увеличение твердости.

Упругость - способность объекта к мгновенно обратимым деформациям. Этим свойством характеризуются в основном непродовольственные товары.

Эластичность - способность объекта к обратимым деформациям в течение определенного времени. Это свойство используется при оценке качества хлеба (состояние мякиша), мяса и рыбы, клейковины теста. Так, эластичность мякиша хлеба, мяса и рыбы служит показателем их свежести, так как при черствении мякиш утрачивает эластичность; при перезревании мяса и рыбы или их порче мышечная ткань сильно размягчается и также утрачивает эластичность.

Пластичность -- способность объекта к необратимым деформациям, вследствие чего изменяется первоначальная форма, а после прекращения внешнего воздействия сохраняется новая форма. Пластичность сырья и полуфабрикатов используется при формовании готовых изделий. Так, благодаря пластичности пшеничного теста можно придавать определенную форму хлебобулочным, мучным кондитерским, бараночным и макаронным изделиям. Пластичностью обладают горячие карамельные, конфетные, шоколадные и мармеладные массы. После выпечки и остывания готовые изделия утрачивают пластичность, приобретая новые свойства (эластичность, твердость и т. п.).

Вязкость - свойство газов, жидкостей и твердых тел, обусловливающее сопротивление слоев относительному перемещению под действием внешних сил. Для твердых тел вязкость рассматривается как сопротивление развитию остаточных деформаций.

Вязкость жидких товаров определяется с помощью прибора вискозиметра и выражается в пуазах. Применяется для оценки качества товаров с жидкой и вязкой консистенцией (сиропов, экстрактов, меда, растительных масел).

Вязкость зависит от химического состава (содержания воды, сухих веществ, жира) и температуры товара. При повышении содержания воды и жира, а также температуры снижается вязкость сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, что облегчает их приготовление. Так, при формовании корпусов конфет из помадных масс или пралине большое значение имеет их вязкость.

Теплофизические свойства - свойства, характеризующие индивидуальное термодинамическое состояние единичных экземпляров товаров. К ним относятся термодинамическая температура, температура плавления, застывания и замерзания, а также огнестойкость. Последние характеризуют только товар и не присущи в целом товарной партии.

Температура плавления и застывания - температура, при которой отдельные компоненты товаров переходят из твердого состояния в жидкое (плавление) или из жидкого в твердое (застывание).

Температура плавления и застывания влияет на консистенцию товаров. Так, жиросодержащие товары имеют жидкую консистенцию, если входящие в их состав жиры плавятся и застывают при низких температурах и твердую консистенцию - при высоких температурах плавления и застывания этих жиров (бараний жир - температура плавления 44...55 °С и застывания 34...35 °С).

Температура замерзания - температура, при которой вода переходит из жидкого состояния в твердое.

Замерзание по-разному влияет на качество потребительских товаров. При образовании кристаллов льда объем продукта увеличивается, что приводит к разрушению стеклянной тары и вздутию металлической или полимерной. Кроме того, нарушается свойственная товару структура, вследствие чего ухудшается его качество (для пищевых продуктов консистенция и усвояемость); гомогенизированные товары расслаиваются (например, пюре, соки и т. п.).

Вместе с тем замораживание некоторых пищевых продуктов (хлеба, плодов, овощей, мяса, рыбы) позволяет улучшить их сохраняемость и удлинить сроки хранения.

Огнестойкость - способность товаров быть устойчивыми к воздействию химической природы веществ и структуры материалов. Органические вещества являются горючими, а неорганические - негорючими.

Большинство пищевых продуктов с повышенным содержанием сухих веществ, особенно жиров, этилового спирта достаточно быстро воспламеняются и горят открытым пламенем.

Электрофизические свойства - способность товаров изменяться под влиянием внешнего электрического поля. Показателями этих свойств являются электропроводность и диэлектрическая проницаемость товаров. Их учитывают в большей степени при оценке качества электротехнических товаров, в меньшей - пищевых продуктов.

Электропроводность - способность объектов проводить электрический ток. По электропроводности некоторых пищевых продуктов можно косвенно судить об их качестве и сохраняемости. Так, повышение электропроводности молока может быть следствием его низкой жирности, разбавления или прокисания; обусловлено это относительным увеличением количества заряженных частиц в молоке (ионов воды, солей, кислот).

Диэлектрическая проницаемость - величина, влияющая на количество энергии, которая может быть аккумулирована в виде электрического поля.

Диэлектрические свойства присущи потребительским товарам, которые представляют собой гетерогенные смеси, содержащие воду, водные растворы солей, а также белки, жиры и углеводы, относящиеся к разряду диэлектриков с потерями. Эти свойства проявляются в поляризации объекта под влиянием внешнего приложенного электрического поля.

Оптические свойства - свойства, обусловленные способностью товаров рассеивать, пропускать или отражать свет. К основным оптическим свойствам относятся цвет, прозрачность, преломляемость света, зависящие от отражательной, поглотительной или пропускающей способности объектов.

Цвет - один из важнейших показателей качества, который может быть охарактеризован и количественно. Цвет товаров зависит от их отражательной способности. Объекты, отражающие все длины волн спектра, одинаково окрашены в ахроматические цвета - белый или черный, а объекты, избирательно отражающие лучи разных длин волн, приобретают соответствующий хроматический цвет.

Прозрачность обусловлена пропускающей способностью товара. Наибольшей пропускающей способностью обладают истинные растворы. Жидкие прозрачные напитки отличаются высокой пропускающей способностью. Взвешенные (дисперсные) частицы в напитках вызывают опалесценцию из-за отражения части световых лучей, вследствие чего появляется помутнение. При большом количестве взвешенных частиц объект становится непрозрачным. Например, осветленные и неосветленные соки отличаются разной степенью прозрачности, а соки с мякотью непрозрачные, что обусловлено разным содержанием дисперсных частиц.

Преломляемость - способность объекта преломлять световые лучи, зависящая от содержания растворимых веществ, различных включений, состояния поверхности и других факторов.

Преломляемость используют для определения концентрации растворимых веществ. Чем больше содержание растворимых веществ, тем больше коэффициент преломления. На этом свойстве основан рефрактометрический метод, которым определяют массовую долю растворимых сухих веществ в соках, пюре, пастах, напитках.

Для более глубокого изучения оптических свойств определяют спектральные и интегральные терморадиационные характеристики пищевых продуктов (интегральные коэффициенты поглощения, рассеивания, отражения, пропускания).

Глава 13. Химические состав и свойства товаров

Товароведные характеристики товаров обусловлены определенными химическими свойствами и составом.

Все многообразие химических веществ товаров можно подразделить в зависимости от их природы на определенные группы, подгруппы и виды. Классификация химических веществ товаров представлена на рис. 9.

Рис. 9. Классификация химических веществ товаров

13.1 Вода

Вода - преобладающий компонент товаров с повышенной влажностью. Значение воды для формирования потребительских свойств таких товаров велико. Вода служит растворителем многих веществ - солей, сахаров, кислот, водорастворимых белков и др., а также входит в состав коллоидов и кристаллогидратов. В воде происходят многие ферментативные и микробиологические процессы. Поэтому повышенное содержание воды может отрицательно влиять на сохраняемость товаров. Особенно важна вода для товаров, состоящих из живых клеток, так как без нее прекращаются процессы обмена веществ. Примером таких «живых» товаров могут служить свежие плоды и овощи, яйцо, живая рыба.

По содержанию воды все товары можно подразделить на следующие группы.

1. Товары с высоким содержанием воды (80,0-99,9 %), к которым относятся питьевая и минеральные воды, отдельные виды свежих плодов и овощей (огурцы, томаты, ягоды, овощная зелень), молоко, кисломолочные напитки и т. п.

2. Товары со средним содержанием воды (30-79%), в перечень которых входят хлеб и булочные изделия, мясные и рыбные товары, молочные продукты (кроме молока, кисломолочных напитков, коровьего масла, сыров и сухого молока) и др.

3. Товары с пониженным содержанием воды (0,1-29 %) - сахар, мука, крупы, макаронные изделия; сушеные плоды, овощи, рыба; сухое молоко.

Чем ниже содержание воды, тем больше сухих веществ содержат товары и лучше их сохраняемость.

Свойства. Вода играет важную роль в обеспечении физиологических потребностей человека, так как нормальное функционирование его организма возможно лишь при постоянстве водной среды (водного гомеостаза) и одновременно при выведении различных токсичных продуктов жизнедеятельности в виде водных растворов (мочи, пота и т. п.). Поэтому ежедневно в организм человека средней массы (70 кг) должно поступать не менее 2,5-3 л воды, в том числе 50% от этого количества с жидкими пищевыми продуктами. Лишь небольшая часть воды образуется в организме при сгорании жиров (примерно 0,3 л) или поступает через кожу во время водных процедур.

Структура и консистенция многих товаров зависит от содержания воды, в том числе соотношения свободной и связанной воды. Товары с повышенным содержанием свободной воды характеризуются жидкой или мазеобразной консистенцией, а с пониженным содержанием или отсутствием воды - сухой твердой или порошкообразной консистенцией.

13.2 Неорганические вещества

Неорганические вещества - химические элементы или их соединения, в которых отсутствуют атомы углерода и водорода. Эта группа веществ представлена в товарах минеральными веществами, кислотами, основаниями и их солями, а также газами.

Минеральные вещества входят в состав товаров в свободном или связанном виде.

В продовольственных товарах минеральные вещества находятся в связанной форме - в виде неорганических солей или органических соединений.

Товары разных классов, групп и видов отличаются многообразием качественного и количественного минерального состава. В них присутствуют в качестве основных веществ или примесей все элементы таблицы Менделеева. Достаточно большое количество минеральных элементов входит в состав органических соединений (белков, фосфолипидов, витаминов, ферментов и т. п.) или неорганических солей (хлористый натрий, калий, кальций, аммоний и др.). Эти минеральные элементы находятся в товарах в связанном виде.

В отличие от других химических веществ трудно найти товары, в которых отсутствуют минеральные вещества. Даже питьевая вода имеет слабую минерализацию.

Свойства. Минеральные вещества участвуют в формировании потребительских свойств товаров. У пищевых продуктов - функциональное назначение (пищевую ценность), в отдельных случаях сохраняемость (например, поваренная соль) и органолептические свойства (цвет, вкус).

Наряду с положительным действием на потребительские свойства товаров некоторые минеральные вещества, называемые токсичными, могут оказывать отрицательное воздействие и обусловливать безопасность товаров. Поэтому соответствующие санитарные нормы и правила устанавливают гигиенические требования к безопасности, в том числе и по содержанию токсичных элементов (например, мышьяк, ртуть, кадмий, свинец).

Наряду с этим следует отметить, что и другие минеральные вещества в повышенных дозах могут оказывать вредное влияние на организм человека, хотя в микродозах они жизненно необходимы ему. Например, железо входит в состав гемоглобина крови, некоторых дыхательных ферментов, белок мышечной ткани - в миоглобин и недостаточное его поступление в организм приводит к физиологическим заболеваниям (анемии и т. п.). Однако повышенное содержание железа в продуктах питания может вызвать отравление.

В продовольственных товарах минеральные вещества чаще находятся в виде неорганических и органических солей, а также входят в состав белков, липоидов, ферментов и других органических веществ.

Неорганические кислоты - вещества, молекулы которых содержат ионы водорода и анионы.

В продовольственных товарах свободные неорганические кислоты встречаются редко (например, ортофосфорная кислота в качестве подкислителей напитков типа кока-кола). Чаще всего в пищевых продуктах встречаются соли неорганических кислот (нитраты, нитриты, хлористый натрий, магний, кальций и др.).

Из солей неорганических кислот в продовольственных товарах наибольшее распространение получили хлористый натрий (поваренная соль), двууглекислый натрий (сода), натриевые и другие соли азотной и азотистой кислот (нитраты и нитриты).

Свойства. Нитраты и нитриты высокотоксичны, вызывают отек легких, кашель, рвоту, острую сердечную недостаточность. Нитриты образуют с гемоглобином метгемоглобин, что вызывает угнетение дыхания. Кроме того, в организме человека образуются нитрозоамины с канцерогенными свойствами.

Наибольшее количество нитратов и нитритов содержится в плодоовощных товарах и колбасах. Источниками их попадания в продукты являются интенсивное поглощение из почвы при усиленном азотном питании растений, потребление животными кормов, богатых этими веществами, загрязнение почвы и природной воды азотными удобрениями, а также сточными водами. В колбасах и мясокопченостях источником нитратов и нитритов служат их пищевые добавки в качестве стабилизаторов розовой окраски мяса.

Газы - составная часть многих товаров с пористой структурой, клеточным строением или специально насыщаемых (наполняемых) газами. В количественном соотношении газы занимают небольшой удельный вес в товарах, однако для некоторых из них они имеют существенное значение для качества.

При производстве некоторых товаров их искусственно насыщают газами. Так, в шипучие вина и газированные напитки вводят углекислый газ (диоксид углерода), массовая доля которого служит одним из идентифицирующих признаков ассортиментной принадлежности вида и разновидности товара (сильно-, средне- и слабогазированные напитки). Повышенное содержание СО₂ улучшает также сохраняемость газированных, шипучих и игристых напитков, придает кислый вкус.

Многие товары пенистой структуры производят путем сбивания и насыщения массы воздухом. К таким товарам относится пастила, суфле, косметические пенки и т. п. Пористая структура хлебобулочных изделий формируется за счет газов, образующихся при брожении.