В каких продуктах есть углекислый газ
Газы в пищевой промышленности.
Вопрос сохранности продуктов питания всегда актуален, причем на всех уровнях «пищевой цепи»: производитель, оптовик, продуктовый ритейлер, потребитель.
Современными производителями этот вопрос решается разными путями: заморозка продукции, рафинирование, добавление консервантов. Однако, наилучшего соотношения сроков хранения и сохранения полезных свойств продуктов добиваются производители, использующие в производственной цепочке пищевые газовые смеси.
С помощью пищевых газов легко можно увеличить сроки хранения в три, четыре, а иногда и большее число раз. Как правило, пищевые газы поставляются на перерабатывающие предприятия в специальных баллонах с давлением 150 бар (примерно 150 атмосфер). Реже производители сами производят требуемые смеси.
Пищевые газы, используемые при упаковке продуктов, часто называют защитными газами, а сам метод такой упаковки «упаковкой с регулируемой атмосферой» (modified-atmosphere packing – MAP).
Главное преимущество использования при упаковке газовых смесей – безопасность для потребителей.
Внешний вид продукта, упакованного в модифицированной газовой среде, остается привлекательным для покупателя, у него не возникает визуальных искажений, как при использовании вакуума. Вкус, запах продукта остается прежним.
Таким образом, хранение продуктов с помощью защитных газовых смесей становится более длительным, не портит внешнюю привлекательность и остается безопасным.
Для различных типов продуктов при MAP используются определенные соотношения объема газов — азота, углекислого газа и кислорода.
При подборе пищевой смеси учитываются такие факторы, как: кислотность, количество влаги, жира, состав продукта, тип и количество микроорганизмов, температура и особенности процесса изготовления.
Чаще всего употребляется смесь азота (N2) и углекислого газа (CO2). Оба газа не токсичны, химически не активны, не горючи. Реже используется кислород (O2).
Азот (N2) используется как инертный газ для замещения атмосферного воздуха. Он вытесняет кислород (O2), замедляя процессы окисления, а еще он практически не растворим в воде. Благодаря этим свойствам, он сохраняет вкус и аромат продукта и увеличивает срок его годности. Как раз азот не дает жирам окисляться и тормозит процесс развития анаэробного гниения. Используется в составе защитного газа в упаковке мяса, рыбы, жиров, хлебобулочных изделий и др. Обычно в смеси пищевых газов преобладает содержание азота, а при упаковке сухих продуктов, таких как орехи, чипсы, кофе, пряности, сухое молоко часто используется чистый азот.
Углекислый газ (CO2) является «бактериостатическим компонентом» и подавляет микробиологическую активность (рост) аэробных бактерий и плесени, тем самым сохраняя вкус, запах рыбы, птицы, мяса и других продуктов. Но его концентрация в смеси газов должна быть значительно меньше, чем азота, иначе это может привести к изменению кислотности и порче продукта. Часто двуокись углерода применяется при бункерном хранении чая, муки, круп, пряностей. В потребительской упаковке часто диоксид углерода используется в составе газовой смеси для хранения сыров, охлажденных мясных продуктов, рыбы, фруктов, грибов, орехов, соков, овощей, макаронных изделий, хлебобулочных изделий, сухих завтраков и т.д.
Кислород (O2) подавляет рост патогенных микроорганизмов. При хранении свежего мяса кислород помогает сохранить первоначальный красный цвет. При упаковке рыбы – предотвращает развитие ботулизма. Фруктам и зелени кислород дает возможность «дышать». Для пищевого производства нужен кислород высокой степени очистки. Кстати, кислород используется на производстве ещё и как обеззараживающий элемент. Озонирование — это хороший способ борьбы с плесенью, вредителями, грибками, бактериями и микроорганизмами. Этот метод является экологически чистым.
Теперь чуть более подробно примеры того, как действуют пищевые газы при методе MAP:
— Сухое молоко. Азот (N2) или смесь азота (N2) и углекислого газа (CO2) замещает воздух при упаковке цельного сухого молока, а содержание кислорода уменьшается до 1%, это предотвращает появление горечи, которая может возникнуть из-за окисления жиров.
— Творог. Двуокись углерода (CO2) в смеси с азотом (N2) нейтрализует действие псевдомонад и других бактерий, которые вызывают прогорклость. Так как в твороге много влаги и низкий уровень жирности, применение смеси защитных газов особенно актуально.
— Сыр. При большой концентрации углекислого газа (CO2) в смеси газов содержание кислорода (O2) значительно снижается. Двуокись углерода хорошо растворима во влаге, содержащейся в сыре, так она вытесняет кислород (O2), а азот (N2) помогает сбалансировать давление в упаковке.
— Мясные продукты. Углекислый газ (CO2) подавляет действие аэробных бактерий, которые развиваются в мясе благодаря наличию кислорода (O2). Таким образом, регулировка содержания кислорода помогает увеличить срок годности мяса.
— Сырое мясо. Благодаря действию углекислого газа (CO2), подавляется рост аэробных бактерий (в том числе псевдомонад и их разновидностей), а небольшое количество кислорода (O2) позволяет сохранить естественный красный цвет мяса. Важно, чтобы кислорода (O2) не было много, т.к. окисление пигмента оксимиоглобина говорит о начале процесса порчи продукта. Так срок годности сырого мяса может быть увеличен с 2-4 до 5-8 дней благодаря действию защитных газов.
— Рыба. Применяя углекислый газ (CO2), можно подавить рост большинства микроорганизмов. Порчу рыбы вызывают аэробы, псевдомонады, ацинетобактеры, мораскелла, флавобактерии, цитофаги. Разложение белков под действием микроорганизмов как раз и влияет на появление неприятного запаха. Азот (N2) используется для регулировки давления в упаковке.
— Хлебобулочные изделия. Основные проблемы при хранении хлебобулочных изделий появляются в виде развития плесени и вызываются аэробными бактериями, которые легко подавляются двуокисью углерода (CO2). Азот (N2) регулирует атмосферу. Тем самым срок хранения в модифицированной газовой среде увеличивается во много раз.
— Масло. Азот (N2) не дает окисляться кислородом (O2) цепочкам жирных кислот молекул триглицеридов. Фактически, с момента получения масла исключается его взаимодействие с кислородом, что дает возможность маслу храниться дольше и не прогоркать.
— Фрукты, овощи и зелень. Их особенность в том, что они «дышат», а потому необходимо оставить в среде минимальное количество кислорода (O2), примерно 2-3%. Благодаря большому количеству углекислого газа (CO2) «дыхание» замедляется, и не образуется в результате «дыхания» большого количества этилена, способствующего созреванию и размягчению плода. Но важно не переборщить, т.к. если кислорода слишком мало, возникает анаэробное дыхание, которое характеризуется появлением неприятного вкуса и запаха. Азот (N2) же помогает поддерживать в упаковке нормальное давление, чтобы продукты не сминались.
— Кофе. Так как в кофе, а также и во многих других сухих продуктах, много ненасыщенных жиров, самое важное – не дать возможности кислороду (O2) проникнуть в упаковку. Заменяем атмосферный воздух азотом (N2).
— Сок. Азот (N2), благодаря своей инертности и малой растворимости, помогает обеспечить нейтральную атмосферу при бутилировании соков, пива, вина и других жидкостей.
— Пиво. В современном производстве пива и виноделии часто добавляется кислород (O2). В данном случае он усиливает процесс брожения, тем самым сокращая сроки изготовления продукции.
Итак, какие пищевые продукты упаковывают с помощью газовых смесей:
— колбасы, ветчина, свежее красное мясо, фарш, мясо птицы
— рыба, креветки
— сыр, масло
— пельмени, пицца, пирожки, вареники
— хлеб, бисквиты, печенье
— полуфабрикаты из свежего теста
— фрукты, овощи, зелень, грибы
— орехи, семечки, фисташки, чипсы
— кофе, чай
— мука, сухое молоко, пряности, крупы, макаронные изделия
— соки, безалкогольные напитки и др.
Хранение с помощью защитных газов может быть как бункерным, так и в потребительской упаковке, таким образом, область применения пищевых газов становится огромной.
Помимо использования защитных газов в упаковке, газы также могут быть использованы в следующих направлениях на производстве:
— криогенная технология заморозки и охлаждения продуктов (Используются жидкие газы – азот и углекислота);
— технология использования сухого льда;
— технология криогенного измельчения продуктов.
На территории Российской Федерации разрешены к применению при производстве пищевых продуктов следующие защитные газы, их обозначают как пищевые добавки:
— диоксид углерода Е290
— азот Е941
— аргон Е938
— гелий Е939
— оксид азота Е942
— кислород Е948.
За более подробной консультацией, помощью в подборе газовой смеси, газоаналичического оборудования и прочим вопросам, обращайтесь к специалистам Messung.
Газировка, вулкан, Венера, рефрижератор – что между ними общего? Углекислый газ. Мы собрали для Вас самую интересную информацию об одном из самых важных химических соединений на Земле.
Что такое диоксид углерода
Диоксид углерода известен в основном в своем газообразном состоянии, т.е. в качестве углекислого газа с простой химической формулой CO2. В таком виде он существует в нормальных условиях – при атмосферном давлении и «обычных» температурах. Но при повышенном давлении, свыше 5 850 кПа (таково, например, давление на морской глубине около 600 м), этот газ превращается в жидкость. А при сильном охлаждении (минус 78,5°С) он кристаллизуется и становится так называемым сухим льдом, который широко используется в торговле для хранения замороженных продуктов в рефрижераторах.
Жидкая углекислота и сухой лед получаются и применяются в человеческой деятельности, но эти формы неустойчивы и легко распадаются.
А вот газообразный диоксид углерода распространен повсюду: он выделяется в процессе дыхания животных и растений и является важной составляющей частью химического состава атмосферы и океана.
Свойства углекислого газа
Углекислый газ CO2 не имеет цвета и запаха. В обычных условиях он не имеет и вкуса. Однако при вдыхании высоких концентраций диоксида углерода можно почувствовать во рту кисловатый привкус, вызванный тем, что углекислый газ растворяется на слизистых и в слюне, образуя слабый раствор угольной кислоты.
Кстати, именно способность диоксида углерода растворяться в воде используется для изготовления газированных вод. Пузырьки лимонада – тот самый углекислый газ. Первый аппарат для насыщения воды CO2 был изобретен еще в 1770 г., а уже в 1783 г. предприимчивый швейцарец Якоб Швепп начал промышленное производство газировки (торговая марка Schweppes существует до сих пор).
Углекислый газ тяжелее воздуха в 1,5 раза, поэтому имеет тенденцию «оседать» в его нижних слоях, если помещение плохо вентилируется. Известен эффект «собачьей пещеры», где CO2 выделяется прямо из земли и накапливается на высоте около полуметра. Взрослый человек, попадая в такую пещеру, на высоте своего роста не ощущает избытка углекислого газа, а вот собаки оказываются прямо в густом слое диоксида углерода и подвергаются отравлению.
CO2 не поддерживает горение, поэтому его используют в огнетушителях и системах пожаротушения. Фокус с тушением горящей свечки содержимым якобы пустого стакана (а на самом деле — углекислым газом) основан именно на этом свойстве диоксида углерода.
Углекислый газ в природе: естественные источники
Углекислый газ в природе образуется из различных источников:
- Дыхание животных и растений.
Каждому школьнику известно, что растения поглощают углекислый газ CO2 из воздуха и используют его в процессах фотосинтеза. Некоторые хозяйки пытаются обилием комнатных растений искупить недостатки приточной вентиляции. Однако растения не только поглощают, но и выделяют углекислый газ в отсутствие света – это часть процесса дыхания. Поэтому джунгли в плохо проветриваемой спальне – не очень хорошая идея: ночью уровень CO2 будет расти еще больше. - Вулканическая деятельность.
Диоксид углерода входит в состав вулканических газов. В местностях с высокой вулканической активностью CO2 может выделяться прямо из земли – из трещин и разломов, называемых мофетами. Концентрация углекислого газа в долинах с мофетами столь высока, что многие мелкие животные, попав туда, умирают. - Разложение органических веществ.
Углекислый газ образуется при горении и гниении органики. Объемные природные выбросы диоксида углерода сопутствуют лесным пожарам.
Углекислый газ «хранится» в природе в виде углеродных соединений в полезных ископаемых: угле, нефти, торфе, известняке. Гигантские запасы CO2 содержатся в растворенном виде в мировом океане.
Выброс углекислого газа из открытого водоема может привести к лимнологической катастрофе, как это случалось, например, в 1984 и 1986 гг. в озерах Манун и Ньос в Камеруне. Оба озера образовались на месте вулканических кратеров – ныне они потухли, однако в глубине вулканическая магма все еще выделяет углекислый газ, который поднимается к водам озер и растворяется в них. В результате ряда климатических и геологических процессов концентрация углекислоты в водах превысила критическое значение. В атмосферу было выброшено огромное количество углекислого газа, который наподобие лавины спустился по горным склонам. Жертвами лимнологических катастроф на камерунских озерах стали около 1 800 человек.
Искусственные источники углекислого газа
Основными антропогенными источниками диоксида углерода являются:
- промышленные выбросы, связанные с процессами сгорания;
- автомобильный транспорт.
Несмотря на то, что доля экологичного транспорта в мире растет, подавляющая часть населения планеты еще не скоро будет иметь возможность (или желание) перейти на новые автомобили.
Активное сведение лесов в промышленных целях также ведет к повышению концентрации углекислого газа СО2 в воздухе.
Углекислый газ в организме человека
CO2 – один из конечных продуктов метаболизма (расщепления глюкозы и жиров). Он выделяется в тканях и переносится при помощи гемоглобина к легким, через которые выдыхается. В выдыхаемом человеком воздухе около 4,5% диоксида углерода (45 000 ppm) – в 60-110 раз больше, чем во вдыхаемом.
Углекислый газ играет большую роль в регуляции кровоснабжения и дыхания. Повышение уровня CO2 в крови приводит к тому, что капилляры расширяются, пропуская большее количество крови, которое доставляет к тканям кислород и выводит углекислоту.
Дыхательная система тоже стимулируется повышением содержания углекислого газа, а не нехваткой кислорода, как может показаться. В действительности нехватка кислорода долго не ощущается организмом и вполне возможна ситуация, когда в разреженном воздухе человек потеряет сознание раньше, чем почувствует нехватку воздуха. Стимулирующее свойство CO2 используется в аппаратах искусственного дыхания: там углекислый газ подмешивается к кислороду, чтобы «запустить» дыхательную систему.
Углекислый газ и мы: чем опасен СO2
Углекислый газ необходим человеческому организму так же, как кислород. Но так же, как с кислородом, переизбыток углекислого газа вредит нашему самочувствию.
Большая концентрация CO2 в воздухе приводит к интоксикации организма и вызывает состояние гиперкапнии. При гиперкапнии человек испытывает трудности с дыханием, тошноту, головную боль и может даже потерять сознание. Если содержание углекислого газа не снижается, то далее наступает черед гипоксии – кислородного голодания. Дело в том, что и углекислый газ, и кислород перемещаются по организму на одном и том же «транспорте» – гемоглобине. В норме они «путешествуют» вместе, прикрепляясь к разным местам молекулы гемоглобина. Однако повышенная концентрация углекислого газа в крови понижает способность кислорода связываться с гемоглобином. Количество кислорода в крови уменьшается и наступает гипоксия.
Такие нездоровые для организма последствия наступают при вдыхании воздуха с содержанием CO2 больше 5 000 ppm (таким может быть воздух в шахтах, например). Справедливости ради, в обычной жизни мы практически не сталкиваемся с таким воздухом. Однако и намного меньшая концентрация диоксида углерода отражается на здоровье не лучшим образом.
Согласно выводам некоторых исследований, уже 1 000 ppm CO2 вызывает у половины испытуемых утомление и головную боль. Духоту и дискомфорт многие люди начинают ощущать еще раньше. При дальнейшем повышении концентрации углекислого газа до 1 500 – 2 500 ppm критически снижается работоспособность, мозг «ленится» проявлять инициативу, обрабатывать информацию и принимать решения.
И если уровень 5 000 ppm почти невозможен в повседневной жизни, то 1 000 и даже 2 500 ppm легко могут быть частью реальности современного человека. Наш эксперимент в школе показал, что в редко проветриваемых школьных классах уровень CO2 значительную часть времени держится на отметке выше 1 500 ppm, а иногда подскакивает выше 2 000 ppm. Есть все основания предполагать, что во многих офисах и даже квартирах ситуация похожая.
Безопасным для самочувствия человека уровнем углекислого газа физиологи считают 800 ppm.
Еще одно исследование обнаружило связь между уровнем CO2 и окислительным стрессом: чем выше уровень диоксида углерода, тем больше мы страдаем от окислительного стресса, который разрушает клетки нашего организма.
Углекислый газ в атмосфере Земли
В атмосфере нашей планеты всего около 0,04% CO2 (это приблизительно 400 ppm), а совсем недавно было и того меньше: отметку в 400 ppm углекислый газ перешагнул только осенью 2016 года. Ученые связывают рост уровня CO2 в атмосфере с индустриализацией: в середине XVIII века, накануне промышленного переворота, он составлял всего около 270 ppm.
Несмотря на такое ничтожное процентное содержание диоксида углерода в атмосфере, он оказывает огромное влияние на климат планеты. Углекислый газ – один из парниковых газов. Он поглощает и удерживает инфракрасное излучение с поверхности Земли, что в конечном итоге способствует повышению температуры на планете. Этот процесс называется парниковым эффектом. Без парникового эффекта температура на земном шаре была бы примерно на 30°С ниже.
Атмосфера Венеры на 96,5% состоит из углекислого газа, и, по-видимому, тоже подвержена парниковому эффекту. Из-за него Венера является самой жаркой планетой Солнечной системы, она горячее даже ближайшего к Солнцу Меркурия. Температура на Венере около 464°С – этого хватит, чтобы расплавить свинец и олово.
Рост уровня СО2 в атмосфере Земли ведет к усилению парникового эффекта, а тот, в свою очередь – к необратимым изменениям климата. Уже сейчас можно наблюдать таяние ледников. Например, знаменитая снежная шапка Килиманджаро уменьшилась за последние 100 лет на 80%.
Что и говорить, без углекислого газа наш мир был бы совершенно другим. Он участвует в важнейших химических, биологических, климатических и геологических процессах на Земле. И чем больше мы о них знаем, тем проще нам принимать важные решения: выбирать образ жизни и создавать свою среду – свой здоровый и комфортный микроклимат.
Summary
Article Name
Что такое CO2
Description
Углекислый газ. Мы собрали для Вас самую интересную информацию об одном из самых важных химических соединений на Земле.
Author
Марина Гесс
Publisher Name
Tion.ru
Publisher Logo
Подпишись на наш Instagram и будь в курсе
самых интересных новостей и акций!