Ролята на водата в хранително-вкусовата промишленост
Водата като основна или спомагателна суровина се използва в по-голямата част от технологичните процеси за получаване на хранителни продукти. Почти цялото производство на храни е свързано с консумацията на вода от определен източник. Основните проблеми, които възникват в този случай са свързани с факта, че изходната вода няма необходимото качество и изисква допълнително пречистване. В редица индустрии, свързани с производството на бутилирана вода, вода за бебешка храна, вода за бира и алкохолни напитки, като правило се изисква специална обработка на водата, свързана не само с нейното пречистване, но и с въвеждането (дозирането) на отделни микро- и макроелементи. Допълнителна трудност при решаването на този проблем е, че практически няма идентични водоизточници, така че системата за пречистване на водата във всеки случай трябва да бъде създадена, като се вземат предвид местните условия.
За производството на сокове, безалкохолни напитки, бира, алкохолни напитки се изисква пречистване на водата в съответствие със строги специфични изисквания, основните позиции на които са изложени в съответните нормативни документи [1]. За редица хранителни производства, като хлебни изделия, мляко и млечни продукти, е достатъчно водата да отговаря на изискванията за питейна вода.
Водата е уникален хранителен продукт. Асимилацията от човешкото тяло на различни основни вещества от течна среда е с порядък или повече по-висока от асимилацията им от твърда храна. До голяма степен това се отнася за набора от микро- и макроелементи, съдържащи се в естествената вода.
Основният естествен химичен състав на водата е свързан с разтворените в нея минерални компоненти: макро- и микроелементи. Първият - йони на калций, магнезий,натрий, калий, хлориди, сулфати, бикарбонати, в зависимост от преобладаването на определени вещества, определят хидрохимичния клас на водите. Вкусовите характеристики на водата обаче могат да се дължат и на наличието на микроелементи в нея, например желязо, манган, цинк и мед [2]. Органолептичните свойства и особено вкусът на водата са от голямо физиологично значение за поддържане на водно-солевия баланс на човешкия организъм и до голяма степен определят процеса на нейното приготвяне в производството на храни.
На второ място по важност за човешкия организъм са магнезиевите йони [32-34]. Те участват активно в метаболитни реакции, в изграждането на редица ензимни системи, които са необходими за осъществяване на хексокиназната реакция, т.е. да фосфорилира глюкозата и да я използва от клетките на тялото. Магнезиевите йони активират процеса на инхибиране в мозъчната кора на мозъка, индиректно, чрез натриеви и калиеви йони, стимулират активността на аденозинтрифосфорната киселина в мозъчната тъкан, което подобрява гликолизата и процеса на дишане в мозъчните тъкани, подобрява общото благосъстояние, има антиспастичен и вазодилатиращ ефект, повишава устойчивостта на лигавиците и кожата към проникване на бактерии и токсични вещества. В същото време излишъкът от магнезиеви йони води до метаболитни нарушения и спиране на растежа.
Не малко значение във водната обмяна на човешкия организъм имат натриевите и калиеви йони като антагонисти. По този начин прилагането на калиеви йони допринася за екскрецията на натриеви йони. Липсата на калиеви йони допринася за задържане на вода в организма и развитие на отоци, а липсата на натриеви йони води до дехидратация на тялото.
При повишено съдържание на сулфати във водата се нарушава функцията на храносмилателната система и има неприятен послевкус.
Научноизследователски институт по екологияХигиена на човека и околната среда на името на А. Н. Сисин от Руската академия на медицинските науки и Зъболекарския съюз на България показаха, че проблемът с флуорирането е от решаващо значение за формирането на здрави зъби при децата и за общата профилактика на кариеса. Проблемът с кариеса е актуален и за възрастното население, тъй като последствията от него не се ограничават до разрушаването на дъвкателния апарат. Усложнените форми на кариес често водят до възпалителни процеси в лицево-челюстната област, алергизация на тялото, заболявания на УНГ органи, храносмилателна, отделителна и други системи.
Според СЗО масовата поява на кариес до голяма степен се дължи на недостига на флуор в питейната вода. Така че, при превенцията на кариес, използването на подобрени дъвки се оценява само на 2-3%, а използването на съвременни пасти за зъби, съдържащи флуор - на 25-30%. Най-високият превантивен ефект (от 40 до 70%) се осигурява от приема на флуориди в тялото с вода. По този начин, без достатъчно осигуряване на организма с флуориди от питейната вода, ефективното решение на проблема с кариеса е почти невъзможно.
За съжаление обхватът и нивото на физиологично необходимите концентрации на флуориди във водата е изключително тесен, нисък и възлиза на 0,6-1,5 mg/l. При по-ниски концентрации този елемент практически няма положителен ефект върху човешкото тяло, а повишаването на концентрациите до стойности над 2-3 mg / l води до сериозни нарушения на костната тъкан и инхибиране на функционалната активност на централната нервна система [1, 4].
На примера на микроелемента флуор, значението на приема на микроелементи в човешкото тяло с питейната вода и хранителните продукти, съдържащи значително количествотечности.
Микроелементът йод участва в синтеза на хормоните на щитовидната жлеза, влияе върху метаболитните и регенеративните процеси на организма. В излишък влияе върху активността на ензимните системи, променя структурните и функционалните характеристики на щитовидната жлеза, черния дроб и бъбреците. При дефицит - промяна в метаболитните процеси на тялото, характерна за хипофункцията на щитовидната жлеза [1, 5]. Нормата на физиологичната полезност на йода в питейната вода и течните продукти на негова основа е 10-125 mcg/l. В същото време приемът на йод в тялото не трябва да надвишава 1 mg / ден; ако се поеме прекомерно в тялото, по-специално с вода, той няма време да се освободи и може да се развие хронично отравяне.
Към днешна дата местни и чуждестранни изследователи са установили оптималните параметри на макроминералния състав на питейната вода, които до голяма степен съвпадат с изискванията на SAN PiN 2.1.4.116-02 (виж таблицата).
Наличието на сериозни ограничения върху макро- и микроелементния състав на питейната вода и течните хранителни продукти налага висока отговорност както на самото производство на храни, така и на производителите на използваното оборудване.
Пречиствателните станции за производство на храни трябва да имат подходящи сертификати и санитарни и епидемиологични разрешения за използване на избрано оборудване и материали за тези цели.
Въпреки високата сложност на изпълнението на мащабни проекти с многоетапно пречистване и въвеждане на добавки, процеси на йонообмен или обратна осмоза, съвременните методи за компютърно моделиране на процесите на пречистване на вода позволяват да се изостави създаването на пилотни модели и в резултат на това значително да се подобрят финансовите и времеви показатели за проектиране имонтаж на водопречиствателни линии и адаптирането им към специфични условия.
Трябва да се отбележи, че окончателният избор на схемата за пречистване на водата се извършва от производителя на продукта с прякото участие на компанията, която се занимава с проектиране, доставка, монтаж и въвеждане в експлоатация на оборудване за пречистване на вода.