+7 (3822) 609-826
Современная пищевая инженерия
Что это и с чем её едят?
Как говорил Гиппократ, мы есть то, что мы едим. Продукты питания, которые употребляются человеком, влияют на общее самочувствие, настроение, работоспособность, активность и продолжительность жизни. Но подобрать общую “формулу” здорового питания, подходящую каждому из нас невозможно! Эта “формула” зависит от возраста, пола, вида нашей деятельности, наличия хронических заболеваний и генетической предрасположенности к ним. Поэтому сегодня особенно актуально выстраивать персонализированное питание, которое подойдет именно тебе. Сейчас уже возможно применять индивидуальный подход в производстве продуктов, чтобы сохранить здоровье и благополучие каждого из вас.
Мы, в детском технопарке "Кванториум" хотим собрать сообщество ребят, которые интересуются этой модной темой, хотят узнать больше о пищевой инженерии, провести свои эксперименты и сделать настоящие полезные проекты! Но давай по порядку. Для начала разберемся с понятиями и определениями.
Так что же такое пищевая инженерия?
“
это научная, академическая и профессиональная область, которая применяет принципы инженерии, естествознания и математики к созданию пищевых продуктов, включая обработку, производство, обращение, хранение, консервацию, контроль, упаковку и распределение пищевых продуктов.
Материалы для изготовления пищи обладают очень сложной структурой, поэтому инженерия сочетает в себе множество химических и физических наук. Помимо основных дисциплин, также необходимо разбираться в биохимии, микробиологии, пищевой химии, термодинамике и теплопередаче. Пищевые инженеры применяют эти знания для разработки и производства безопасных, питательных, здоровых, доступных и высококачественных ингредиентов и продуктов питания.
для начала: что происходит с едой на производстве?
На данный момент существует множество методов, применяемых в пищевой инженерии на производстве. Давайте рассмотрим некоторые из них.
Охлаждение и заморозка
Основная цель охлаждения и замораживания - сохранить качество и безопасность пищевых материалов. Эти методы продлевают жизнь продуктом питания, то есть не дают им быстро испортиться. Но это не единственный плюс! Охлаждение и замораживание способствуют сохранению некоторых качеств пищевых продуктов: внешний вид, текстура, вкус, аромат и питательная ценность. Кроме того, замораживание продуктов замедляет рост бактерий, которые потенциально могут нанести вред потребителям.
Испарение
Испарение применяют для концентрирования, изменения цвета и уменьшения содержания воды в пищевых и жидких продуктах. Этот процесс чаще всего наблюдается при переработке молока, производных крахмала, кофе, фруктовых соков, овощных паст и концентратов, приправ, соусов, сахара и пищевого масла. Кроме того, испарение используется в процессах обезвоживания пищевых продуктов.
Упаковка
Существует множество технологий упаковки продуктов питания. Все они выполняют ряд функций:
1. Продление срока хранения продуктов
2. Стабилизация (сохранение вкуса, внешнего вида и качества)
3. Поддержание пищи в чистоте
4. Защита
5. Создание привлекательности для потребителя
Этого можно достичь, например, упаковывая продукты питания в банки.
1. Продление срока хранения продуктов
2. Стабилизация (сохранение вкуса, внешнего вида и качества)
3. Поддержание пищи в чистоте
4. Защита
5. Создание привлекательности для потребителя
Этого можно достичь, например, упаковывая продукты питания в банки.
Наука не стоит на месте. Так как данное направление является довольно интересным, многие ученые выбирают именно его. Ежегодно публикуются новые и неординарные идеи, которые не так давно считались чем-то недосягаемым. Например, 3D-печать еды.
Что новенького?
Трехмерная печать еды
Трехмерная (3D) печать, представляет собой процесс использования цифровых файлов для создания трехмерных объектов. В пищевой промышленности 3D-печать продуктов питания используется для обработки пищевых слоев с помощью компьютерного оборудования. Процесс 3D-печати медленный, но со временем он улучшается с целью сокращения затрат и времени обработки. Вот некоторые из успешных продуктов питания, напечатанных с помощью 3D-технологий: шоколад, сыр, глазурь для торта, индейка, пицца, сельдерей и другие.
Трехмерная печать еды
Биосенсоры
Биосенсоры можно использовать для контроля качества в лабораториях и на разных этапах обработки пищевых продуктов. Поскольку миллионы людей страдают от болезней пищевого происхождения, вызываемых бактериями и вирусами, биосенсоры становятся важным инструментом для обеспечения безопасности пищевых продуктов. Они помогают отслеживать и анализировать качество продуктов питания на нескольких этапах цепочки поставок: в пищевой промышленности, отгрузке и коммерциализации. Биосенсоры также могут помочь в обнаружении генетически модифицированных организмов (ГМО), чтобы помочь регулировать продукты ГМО. С развитием технологий, таких как нанотехнологии, качество и возможности использования биосенсоров постоянно улучшаются.
Пастеризация молока с помощью микроволн
Когда условия хранения молока контролируются, молоко имеет очень хороший вкус. Однако окисленный ароматизатор - это проблема, которая отрицательно влияет на вкус и безопасность молока. Чтобы предотвратить рост болезнетворных бактерий и продлить срок хранения молока, были разработаны процессы пастеризации. Молоко, приготовленное в микроволновой печи, было изучено и разработано для предотвращения окисления по сравнению с традиционными методами пастеризации молока, и был сделан вывод, что молоко имеет лучшее качество, когда оно подвергается пастеризации в микроволновой печи.
Давайте мы тоже ненадолго станем исследователями и проведем лабораторную работу. Здесь не нужно применять редкие реактивы или дорогостоящее оборудование. Для начала мы воспользуемся простыми веществами, которые легко достать (некоторые даже продаются в магазине или аптеке).
лабораторные работы
Качественный анализ
| Определение витамина А в подсолнечном масле Налейте в пробирку 1 мл подсолнечного масла и добавьте 2-3 капли 1 %-ного раствора FeClз (Хлорид железа III) При наличии витамина А появится ярко – зеленое окрашивание! Суточная потребность витамина А 0,5- 2,5 мг. При его недостатке ухудшается зрение, замедляется рост молодого организма, особенно костей, наблюдается повреждение слизистых оболочек дыхательных путей, пищеварительной системы. |
Обнаружение витамина С в яблочном соке
Налейте в пробирку 2 мл сока и добавьте воды до 10 мл. Затем влейте немного крахмального клейстера. Далее по каплям добавляйте 5 %-ный раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего 10–15 с. Техника определения основана на том , что молекулы аскорбиновой кислоты легко окисляются йодом. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая капля окрасит раствор в синий цвет.
Суточная потребность Аскорбиновой кислоты 50-100 мг.
Чтобы бороться с витаминной недостаточностью, необходимо повысить содержание свежих овощей и фруктов в пищевом рационе (продукты, богатые витамином С: смородина, красный перец, облепиха и шиповнике).
Чтобы бороться с витаминной недостаточностью, необходимо повысить содержание свежих овощей и фруктов в пищевом рационе (продукты, богатые витамином С: смородина, красный перец, облепиха и шиповнике).
Определение витамина D в рыбьем жире
В пробирку с 1 мл. рыбьего жира прилейте 1 мл раствора брома.
При наличии витамина D (Кальциферола) появляется зеленовато-голубое окрашивание!
Суточная потребность Витамина D 2,5- 10 мкг. Кальциферол регулирует содержание кальция и фосфора в крови. Авитаминоз приводит к развитию рахита у детей и размягчению костей у взрослых. Витамина D содержится в рыбьем жире, печени трески, говяжей печени.
При наличии витамина D (Кальциферола) появляется зеленовато-голубое окрашивание!
Суточная потребность Витамина D 2,5- 10 мкг. Кальциферол регулирует содержание кальция и фосфора в крови. Авитаминоз приводит к развитию рахита у детей и размягчению костей у взрослых. Витамина D содержится в рыбьем жире, печени трески, говяжей печени.
Как и в большинстве направлений, в пищевой инженерии есть проблемы, с которыми сталкиваются ученые. Они пытаются решить эти вопросы, но мы никогда не знаем, откуда придет верное решение. Может у вас получится что-то придумать?
актуальные вопросы 21 века
Устойчивость
Пищевая инженерия оказывает негативное воздействие на окружающую среду, такое как выбросы большого количества отходов и загрязнение воды и воздуха. Эти проблемы должны быть решены инженерами пищевой промышленности. Ученые по-разному экспериментируют, чтобы создать усовершенствованные процессы, снижающие загрязнение. Но их необходимо продолжать улучшать, чтобы обеспечить устойчивую цепочку поставок продуктов питания.
У тебя есть предложения для сохранения нашего дома?
У тебя есть предложения для сохранения нашего дома?
Рост населения
Несмотря на то, что запасы продовольствия ежегодно расширяются, число голодающих также увеличивалось. Ожидается, что к 2050 году население мира достигнет 9-10 миллиардов человек, и проблема недоедания остается одной из приоритетных. Чтобы обеспечить продовольственную безопасность, пищевые инженеры должны решить проблему нехватки земли и воды. Кроме того, производство продуктов питания зависит от земельных и водных ресурсов, которые испытывают стресс из-за увеличения численности населения.
Где искать новые земли?
Где искать новые земли?
Здоровье человека
Пищевые инженеры должны адаптировать пищевые технологии и операции к недавней потребительской тенденции к потреблению здоровой и питательной пищи. Чтобы обеспечить пищу такими качествами инженеры должны сотрудничать с профессионалами в других областях, таких как медицина, биохимия и химия. Необходимо разработать новые технологии и методы, чтобы увеличить производство пищевых продуктов, оказывающих положительное влияние на здоровье человека.
Думаешь, можно создать небольшое производство у себя дома?
Думаешь, можно создать небольшое производство у себя дома?
Наверное, ты думаешь, что это все сложно, запутано и не для тебя? Совсем нет! Организаторы НТО (Национальная технологическая олимпиада) недавно разработали отдельный профиль по данному направлению. Ребята собираются в команды и вместе ищут решения новым челленджам современной пищевой инженерии.
Национальная технологическая олимпиада (или НТО) существует с 2015 года — она начиналась как Олимпиада Кружкового движения НТИ.
Осваивай современные технологии.
Решай только актуальные задачи.
Выясни, кем хочешь стать.
Поступай в передовые вузы.
Осваивай современные технологии.
Решай только актуальные задачи.
Выясни, кем хочешь стать.
Поступай в передовые вузы.
Стань тем, кем мечтаешь!
| Национальная технологическая олимпиада |
Профиль: Современная пищевая инженерия (технологии живых систем)
Участвуя в этом профиле, ты получишь знания в области биотехнологий, современных технологий производства продуктов здорового питания и контроля их качества. Также ты сможешь попробовать свои силы в создании еды будущего и приобрести навыки стартап-технолога – руководителя пищевого предприятия нового направления, который создает и внедряет в деятельность своей организации инновационную продукцию и технологию, что служит основой для эффективного бизнеса.
Не забудь посмотреть видео о профиле НТО "Современная пищевая инженерия"!
Полезные ресурсы для подготовки:
Интересные видео и каналы:
The DairуNews. Видео о новейших разработках в области молочного производства
Научно-познавательный канал Наука 2.0
Давайте еще немного потренируемся и будем думать как настоящие нутрициологи (специалисты этой области изучают вопросы приема пищи, сочетаемости и состава продуктов, потребления, усвоения и выведения пищевых веществ из организма). Сейчас мы научимся решать простые задачки про питание, пищевые продукты и питательные вещества.
разные блюда - для разных людей!
Задача 1
Сергей и Даша поехали в выходные кататься на велосипедах за город. На обратном пути после трехчасовой небыстрой прогулки они решили заехать перекусить в один из ресторанов быстрого питания. Какое меню Вы им предложите, чтобы компенсировать их энергозатраты, если Даша старается есть только растительную пищу и курицу и ограничивает себя в сладком, а Сергей любит мясные блюда?
В ответе укажите энергозатраты прогулки и рекомендуемые блюда с их энергетической ценностью.
В ответе укажите энергозатраты прогулки и рекомендуемые блюда с их энергетической ценностью.
Задача 2
Семья Ульяновых (Сергей, Галина и их 10-летний сын Яков) собралась в байдарочный поход на реку на выходные (2 полных дня и 1 ночёвка). Ульяновы планируют проводить на воде по 8 часов в день с остановкой на небольшой перекус рыбными консервами. Перед приготовлением ужина Сергей потратит около 30 минут на рубку дров, а Яков погуляет около часа по окрестностям в поисках ягод. Помогите Галине рассчитать, сколько и каких продуктов надо взять с собой. Учитывайте, что Яков будет грести в 2 раза слабее, чем его родители. Покажите свои расчёты, напишите, какие приёмы пищи и какие блюда вы выбрали для Ульяновых.
Задача 3
Николай увлекается альпинизмом. Он решил записаться в группу, пожелавшую совершить восхождение на Эльбрус. Подъём на Эльбрус и спуск с него у не очень тренированных людей в группе занимает 8 дней. Высота горы 5642 м над уровнем моря. В течение этого времени альпинисты должны совершить тренировочный подъём на 2600 м. Это займёт по времени 6 часов. На этой высоте разбивается первый лагерь, в котором туристы отдыхают и ночуют. На следующий день они взойдут на высоту 4045 м. Там будет разбит второй тренировочный лагерь. Подъём займёт 8 часов. Следующее восхождение будет совершено через день на высоту 4700 м, которое займет 4 часа. На этой высоте туристы разбивают третий лагерь. Из этого лагеря альпинисты уже пойдут на покорение вершины. Вместе со спуском до третьего лагеря это займёт примерно 12 часов (9 на подъём и 3 на спуск.)
1) Подсчитайте энергозатраты, которые будут у Николая во все периоды восхождения.
2) Сколько энергии будет затрачено на покорение вершины и спуск с неё в последний день?
3) Напишите, какие продукты удобнее всего взять с собой Николаю на последнее восхождение и в каком количестве, чтобы восполнить эти затраты и не перегружать рюкзак, в котором находится альпинистское снаряжение.
4) Подсчитайте примерный вес взятых продуктов.
1) Подсчитайте энергозатраты, которые будут у Николая во все периоды восхождения.
2) Сколько энергии будет затрачено на покорение вершины и спуск с неё в последний день?
3) Напишите, какие продукты удобнее всего взять с собой Николаю на последнее восхождение и в каком количестве, чтобы восполнить эти затраты и не перегружать рюкзак, в котором находится альпинистское снаряжение.
4) Подсчитайте примерный вес взятых продуктов.
Тебе обязательно пригодится этот сайт для решения задач
Не только в России увлекаются этим направлением. Если тебя заинтересовала эта тема и ты хорошо владеешь английским языком, лови полезные сайты с онлайн курсами по профилю.
Дополнительные курсы на английском языке:
Контакты
+7 (3822) 609-826 – администратор
+7 (3822) 609-853 – приемная
quant@quantorium70.ru – администратор
quantorum.tomsk@mail.ru – приемная
634034, г. Томск, пр. Ленина, 26
+7 (3822) 609-853 – приемная
quant@quantorium70.ru – администратор
quantorum.tomsk@mail.ru – приемная
634034, г. Томск, пр. Ленина, 26