Содержание

I.                   Введение ……………………………………………………………………….. 3

- актуальность выбора темы;

- цель и задачи исследования;

- объект и предмет исследования;

- методы исследования;

- гипотеза исследования.

II.                Основная часть ………………………………………………………………. 3-10

Теоретическая часть

2.1  История космического питания

2.2  Процесс получения сублимированных продуктов

2.3  Сублимация в домашних  условиях

2.4  Сублимированные продукты и обезвоженные продукты

2.5 Перспективное направление продуктов питания сублимационной сушки

Практическая часть:

2.6  Сублимация в домашних условиях

2.7  Просто добавь воды!

III.             Заключение ………………………………………………………………….. 10

IV.             Литература ……………………………………………………………………10

V.                Приложение …………………………………………………………………. 11-16

I    ВВЕДЕНИЕ

Актуальность выбора темы

«Восток» взлетел, оставлен Байконур,
«Поехали!..» в сердцах людей застыло,

Когда с улыбкой Он рукой махнул,
Когда корабль к звездам уносило.                          Максим Нестеренко

12 апреля 1961 года корабль-спутник «Восток» был выведен в открытый космос впервые с человеком на борту. Пилотом корабля стал советский летчик-космонавт Юрий Гагарин, превратившийся после этого в символ покорения космоса и ставший одним из самых известных людей XX века. С этого дня прошло 60 лет!

Чем больше мы узнаем о космосе, тем лучше мы узнаем мир и понимаем то, как он был создан, а для этого человечеству нужна космонавтика. 

Как работают космонавты на космической станции? Какие совершают открытия? Как они спят? Что едят космонавты? Ответы на эти и другие вопросы можно найти на просторах Интернета. Сколько здесь интересного! Какие захватывающие факты мне теперь известны! Особенный интерес вызвал материал о космической кухне:

«Космическая пища довольно разнообразная (рацион тщательно продумывается в Институте медико-биологических проблем), однако в основном сублимированная»

https://asteropa.ru/zhizn-kosmonavtov-na-orbite/

Что значит сублимированная пища? Какие существуют сублимированные продукты питания? Их можно попробовать? Эти продукты предназначены только для космонавтов?

Тема проекта: Сублимированные продукты питания. Только для космонавтов?

Цель исследования: формирование представлений о сублимированных продуктах питания

Задачи исследования :

ü  познакомиться с историей космического питания;

ü  выяснить,  в чем состоит процесс сублимации;

ü  выяснить, возможна ли сублимация в домашних условиях;

ü  узнать, где используются сублимированные продукты;

ü  выяснить, в чем польза сублимированных продуктов.

Объект исследования : сублимированные продукты питания

Предмет исследования: особенности сублимированных продуктов

Методы исследования:

·         изучение специальной литературы,

·         эксперимент,

·         анализ результатов,

·         описание;

·         обращение к  сети Интернет.

Гипотеза : сублимированные продукты могут использоваться человеком в повседневной жизни. Можно получить такие продукты в домашних условиях.

II     ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Теоретическая часть

2.1 История космического питания

Еще задолго до начала эры космических полетов ученые и инженеры из разных стран задумывались над тем, как человек сможет питаться в космосе, ведь организм космонавтов подвержен огромным нагрузкам, и для нормального функционирования ему необходим специально подобранный рацион.

Когда Юрий Гагарин стал первым человеком, побывавшим в космосе, он также стал первым человеком, который поел в космосе. За 108  минут полета  Гагарин и проголодаться-то не успел, но в программу полета входил пункт «употребление пищи» — и он послушно его выполнил. Всю пищу тогда в сгущенном виде запрессовывали в тубы, очень похожие на тюбики с зубной пастой. Выдавил из него в рот — и вроде как поел…

Космонавту  были предложены 63 алюминиевые тубы с едой (по 160 граммов каждая), а также хлебные шарики, копченая колбаса и лимонные дольки. В качестве основного блюда космонавт выбрал щавелевое пюре с мясом, а на десерт — шоколадный соус и черносмородиновый сок с мякотью.

Первый настоящий космический обед съел космонавт-2  - Герман Титов в августе 1961 года. В обед входили три блюда: суп-пюре овощной, паштет печеночный, сок черносмородиновый. Объем каждого блюда — один стакан. Несмотря на то, что Титов ел с аппетитом,  он проголодался настолько, что у него закружилась голова, и он был близок к голодному обмороку. По  прибытии на землю космонавт еле держался на ногах от голода, поэтому советские ученые решили всерьез заняться разработкой питательного рациона для космонавтов

К 1970-м годам его разнообразили украинским борщом, куриным филе, пожарскими котлетами, антрекотами, заливным говяжьим языком, пирожками с килькой. Одни блюда упаковывались в тубы, другие — в консервные коробки. Придумали и хлеб, который не крошится в невесомости, и упаковку для него.

     Американцы пошли другим путем. Задумка американских ученых была простой – высушить продукты, и в полете разводить их водой. Но такая еда оказалась безвкусной.

     Спустя 20 лет после начала усиленной работы над космической едой в СССР и США,  появилась вкусная, разнообразная еда. В меню российских космонавтов, работающих на Международной космической станции, входят две с половиной сотни наименований. Ежедневный рацион рассчитан на четырехразовое питание и составлен из расчета потребления космонавтом 3200 калорий.

     Знаменитая еда космонавтов в тюбиках – это гениальное советское решение, но в современной России от него уже практически отошли. Сегодня используют высокотехнологичную вакуумную упаковку. Можно сказать, что российские ученые скрестили американское и советское решение, изобретя одно из лучших решений для космонавтов.

Тюбики постепенно отошли на второй план. Их заменила созданная в 1980-х годах сублимированная пища. "Она готовится на кухне, на плите - получается вкусная, домашняя еда, - рассказывает Виктор Францевич Добровольский, главный конструктор космического питания. - Потом отправляется в сублиматор, который "сушит" пищу, обезвоживает ее... и любое блюдо превращается в порошок". Достаточно вскрыть вакуумную упаковку, налить туда воды, и через несколько минут порошок примет первозданный вид - станет горячим ароматным супом, густым творогом с сухофруктами или превратится в жаркое из мяса. Из сублиматов и состоит основной рацион космонавтов.

2.2 Процесс получения сублимированных продуктов

Сушка пищевых замороженных продуктов в вакууме впервые была предложена в СССР в 1921 году горным инженером Г. И. Лапла-Стороженецким после того, как он нашёл в вакуумной установке случайно попавшую туда ягодку клюквы. Сублимацию стали использовать в пищевой промышленности  в 60-х гг., в основном для снабжения армии и флота продовольствием - легким и не требующим специальных условий хранения.

Что такое сублимация?  Заглянем в словарь.

1.      СУБЛИМА́ЦИЯ, сублимации, мн. нет, жен. (от лат. sublimo-возношу) (хим.). Переход вещества при нагревании из твердого прямо в газообразное состояние, без превращения в жидкость                                                                            Толковый словарь Ушакова

2.      СУБЛИМАЦИЯ - возгонка, переход вещества из кристаллического состояния непосредственно (без плавления) в газообразное; происходит с поглощением теплоты.

Большая советская энциклопедия

3.       СУБЛИМАЦИЯ -  переход вещества из твердого состояния сразу в газообразное, минуя стадию плавления.                                                                           Химическая энциклопедия

4.      Сублимация (физика) — это процесс перехода вещества из твердого состояние в газообразное, минуя при этом жидкое. По-другому она называется взгонкой вещества.

Процесс сублимации, помимо того, что он часто встречается в природе, нашел широкое распространение в бытовых вопросах.

Высыхание белья на морозе.

   Абсолютно каждая хозяйка зимой вывешивает белье на мороз. Казалось бы, оно должно вернуться застывшим, однако возвращается полностью сухим. Связано это с тем, что произошла сублимация молекул воды.

Принтеры цветной печати. Твердые цветные частицы краски сразу переходят в газообразное состояние под воздействием давления и температуры.

Средства от моли и ароматические пластинки. Нередко какой-то из этих предметов можно найти в шкафу. Такие пластинки не просто растворяются, как многие думают, а переходят в состояние газа и переносят запах.

Давным-давно всем известно, что народы Севера  вымораживали на солнце рыбу, а в старину зимой на Руси выбеливали льняные полотнища.

Сублимация продуктов

Сублимация продуктов (от лат. sublimo — «возвышать») — это один из методов консервирования продуктов. Такой метод представляет собой удаление влаги из свежих продуктов вакуумным способом, что позволяет уменьшить массу в 5–10 раз. Все полезные вещества и вкусовые качества консервируемой еды при этом удаётся сохранить. Сублимированная пища может храниться до 25 лет при температурах от -50 °C до +50 °C.

Как происходит сублимация продуктов?

В сублиматор помещают предварительно замороженный продукт и после того как будет достигнут нужный вакуум, начинают подводить к продукту тепло, за счет которого осуществляется процесс сублимационной сушки. При подведении тепла сначала происходит сублимация льда из зоны, непосредственно прилегающей к открытой поверхности продукта. В дальнейшем зона сублимации постепенно углубляется в толщу продукта, и образующийся пар на пути к открытой поверхности преодолевает сопротивление уже высохшего слоя.

Завершение процесса сублимационной сушки происходит, когда температура всего продукта становится положительной.

Сушку заканчивают по достижении заданной влажности продукта (обычно около 2%). После этого нарушают вакуум в системе, и готовый продукт выгружают для упаковки.

Сублимированные продукты могут быть как небольшими кусочками, так и в виде порошка.

Для примера: если взять 1 кг мяса, то оно превращается в 300 граммов сублиматов, а вот 1 кг овощей превращается уже в 150  г сублиматов. Из 10 кг клубники получается 1 кг  сублиматов - вес уменьшается в 10 раз! 

Продукты  упаковываются в особый трёхслойный материал на основе алюминиевой фольги, внутри - газообразный азот.  В среднем, срок хранения сублимированных продуктов колеблется от 1 до 25 лет, что подходит для человека делающего запасы на случай ЧП как нельзя более кстати.       

Первоначально сублимированные продукты использовались в условиях автономного существования людей, в частности, в космосе. Современную армию и флот невозможно представить без снабжения сублимированными продуктами. Специально для нужд армии были разработаны аналоги войсковых сухих пайков. Сегодня есть возможность предложить продукты и для туристов, и для охотников-рыболовов, геологов, альпинистов, полярников и подводников, для людей часто путешествующих.

Сублимированные продукты   пригодны для детского и диетического питания.

Разнообразие блюд тоже является немаловажным плюсом. Количество видов вкусов сублимированных продуктов поражает воображение. Тут и первые блюда (супы), и вторые блюда (с гарниром), и мясные продукты, и рыба, и овощи, и крупы, и даже мороженое!

Как  используют в пищу?

Очень просто: необходимо сублимированный продукт замочить в воде от 2 до 5 минут. При этом он быстро набухнет и восстановит свою первоначальную массу. Насыщенные влагой, их почти не отличить от свежих не только по форме, но и вкусовым качествам, аромату, содержанию витаминов.

Сегодня сублимированные продукты доступны каждому россиянину.

2.3  Сублимация в домашних  условиях

Самодельные сублиматы - это уже готовые блюда, которые для готовки надо просто залить кипятком.

     Самодельные сублиматы

•          разнообразят питание

•          упрощают готовку

•          долго хранятся

•          экономят время на готовку.

Но есть методы, позволяющие получить похожие результаты.

Сделать похожие на сублимированные продукты в домашних условиях можно с применением сушки как в духовке, так и в бытовой сушилке.

Рецепты можно найти в интернете.

2.4  Сублимированные продукты и обезвоженные (высушенные) продукты

Сходство между сублимированными и обезвоженными (высушенными) продуктами

Ø  Сублимированные и обезвоженные продукты представляют собой два вида консервированных продуктов с более длительным сроком хранения.

Ø  Основным принципом сохранения в этих методах является снижение влагосодержания пищи.

Ø  Оба метода предотвращают рост микроорганизмов, в том числе плесени, дрожжей и бактерий на пище, удаляя воду.

Ø  Хранение при низких температурах увеличит срок годности

Различие  между сублимированными и обезвоженными продуктами

Недостатки сублимации

• В домашних условиях сделать сублимат невозможно. Для этого нужны мощные холодильные установки, а также нужно будет создать вакуум или очень низкое давление.

• Высокая цена. Процесс  очень энергозатратный. Расход энергии на сублимацию в несколько раз превосходит другие виды сушки.

2.5  Перспективное направление производства продуктов питания сублимационной сушки

Сублимация - это самый современный и качественный способ консервации продуктов. В нашей стране высокое качество продуктов сублимационной сушки доказано многочисленными исследованиями, а также практикой их использования для организации питания космонавтов, где к качеству пищи предъявляются особо высокие требования.

Применение таких продуктов оказывает воздействие на организм человека в разных направлениях:

ü  нормализует работу желудка, кишечника, печени, почек, поджелудочной железы,

очищает организм от вредных накоплений;

ü  производит антиоксидантное действие, замедляя процессы старения и уменьшая риск

злокачественных образований;

ü  стимулирует иммунную, нервную, сердечно-сосудистую и другие системы организма. Сублимированные продукты используются как оздоровительное питание.

Сублимированные продукты гораздо лучше и быстрее усваиваются организмом. Питательные вещества из таких продуктов попадают в кровь даже раньше, чем пища доходит до желудка. Такая еда способствует очень быстрому насыщению.

Перспективное направление производства продуктов питания сублимационной сушки:

·         для улучшения питания населения страны;

·         для организации лечебно-профилактического питания лиц, связанных с химическими и

физическими факторами риска на промышленных предприятиях и последствиями аварий на атомных реакторах;

·         для улучшения обеспечения высококачественными продуктами питания населения

Севера и других труднодоступных районов;

·         для питания работников, условия труда и быта которых предъявляют повышенные

требования к качеству питания (геологи, нефтяники, газовики, металлурги, шахтеры, подводники, строители дорог, заготовители леса и т.п.);

·         для детского и специального питания; в рационах питания спортсменов, путешественников.

Практическая часть

2.6 Сублимация в домашних условиях

Эксперимент 1               Сублимация яблок         Приложение 1

Оборудование: банка стеклянная, набор вакуумный для консервирования ВАКС, электросушилка.

Ход работы:

1.      тонко нарезали яблоко и положили  в морозилку для быстрого замораживания;

2.      замороженные ломтики уложили в банку, закрыли крышкой и откачали воздух насосом. Создали внутри банки вакуум.

3.      Положили банку в сушилку на сутки, периодически поворачивали ее.

4.      Извлекли банку из сушилки

Выводы : сублимация удалась, дольки яблока стали тоньше, цвет сохранили. Открыв банку , почувствовала аромат свежего яблока.

Недостатки: времени потрачено довольно много. Большие затраты на электроэнергию.  На стенках банки появлялись капельки воды, значит, не вся влага выпарилась. Следует использовать салфетки и силикагель для поглощения появляющейся влаги. При повторении эксперимента учесть замечания: использовать силикагель, салфетки, провести сублимацию в холодильнике.

Эксперимент 2               Сублимация в холодильнике         Приложение 2

Оборудование : банка стеклянная, набор вакуумный для консервирования ВАКС, силикагель,

салфетки впитывающие.

Ход работы:

1.      Подготовили продукты: зеленый лук, банан, заморозили

2.      На дно банки положили силикагель, салфетку, продукт, салфетку, силикагель.

3.      Откачали воздух насосом, создали вакуум.

4.      Положили банку в холодильник. Ждем результат.

Сравним результаты первого и второго эксперимента.

Время второго сублимирования больше, но энергозатраты меньше, холодильник работает в своем режиме. Продукты не изменили свой внешний вид и цвет, но вес их стал гораздо меньше.

Про такие продукты хочется сказать, что они действительно сублимированные.

Но на самом деле процесс сублимации в домашних условия повторить очень  сложно.

Сделать ЧТО-ТО ПОДОБНОЕ (но не сублимат) в домашних условиях, без применения специализированного промышленного оборудования, можно ТОЛЬКО сушкой продуктов. 

Хотя многие, почему-то, называют этот процесс сублимацией, а продукты – сублиматами.

Эксперимент 3                                                    Приложение 3

Приготовление  курицы для похода

(обезвоживание с использованием сушилки)

1)      Куриную грудку отварить в подсоленной воде, после закипания томить на слабом огне.

Для аромата добавить лавровый лист, черный и душистый перец.

2)      После остывания грудку извлечь, дать бульону стечь. Нарезать грудку на небольшие

кусочки. Разложить на поддоны сушилки, подложив марлю под каждый уровень.

3)      Сушить в течение 8 часов. Важно, чтобы кусочки были равными, чтобы обеспечить

равномерное просушивание.

4)      сушили  в режиме нарастающих температур:

сначала 45-55°С (2 часа), затем - 65-70 °С (2 часа), досушивают мясо при температуре 75-85 °С в течение 1-4 часов.

5)      Хранить лучше всего в вакуумных банках, но в походах их использовать неудобно,

поэтому я убрала продукт в льняные мешочки, которые сначала опускала в концентрированный раствор соли , а затем высушила.

Выводы: мясо получилось очень аппетитное на вид , ароматное и вкусное! Моя мама – участник Поискового Отряда "Liza Alert" , члены которого оказывают содействие в поиске пропавших людей. Она рассказала, что такое мясо удобно брать с собой. Одной горсти такого мяса достаточно, чтобы сварить полтора литра бульона для супа, можно добавить в кашу или сделать подливу для макарон. Кроме того, в  сушеном виде оно занимает мало места и очень легкое. А еще оно легко переносит 30 градусную жару, не портится и не теряет своих качеств.

Эксперимент 4                                                   Приложение 4

Подготовка продуктов к сушке

В этом эксперименте я сушила два яблока с использованием электросушилки.  Я использовала разные способы нарезки , сравнивала  массу «до»  и  «после»,  засекала время, ушедшее на сушку.

Выводы: способ нарезки влияет на время сушки: чем меньше и тоньше ломтики, тем быстрее происходит высыхание. При этом потеря в массе примерно одинакова. Внешний вид и вкус высушенных яблок одинаковый. Если залить горячей водой, яблоки не восстанавливают свою первоначальную форму, вкус изменяется, но остается приятным.

2.7 Просто добавь воды!

Эксперимент 5       Сублимированный обед                 Приложение 5

Я приготовила обед из четырех блюд из сублимированных продуктов промышленного производства.

Первое блюдо      Свекольник

Второе блюдо      Мюсли хрустящие запеченные ягодные

Третье блюдо       Кофе

Десерт                  Клубника

Изучила состав на пакетиках с продуктами: все содержат только натуральные продукты, добавки отсутствуют. Способ приготовления: с помощью инновационной технологии щадящей вакуумной сушки при низких температурах. Чтобы использовать содержимое, надо просто залить горячей водой и подождать 3-5 минут. Обед готов. Приступаем к дегустации.

Свекольник : вкус похож на натуральный , похож на суп – пюре, но вкусно.

Мюсли хрустящие запеченные ягодные – аромат лесных ягод, ягоды кусочками, при заливке водой содержимое пакета разбухло, ягоды увеличилось, но потребовалось немного больше времени – 10 минут. Получилось очень вкусно.  Лучше есть на завтрак.

Кофе – вкус традиционный.

Клубника – это что-то невероятно вкусное. Ягоды из пакета яркие, естественные, но очень-очень легкие. Залила их водой, стояли 5минут. В объеме почти не увеличились, но вкус и аромат свежей клубники сохранили. Очень вкусно!

                                                   III  ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Продукты сублимационной сушки отличаются высоким качеством. Основное преимущество метода сублимации – отсутствие воздействия высоких температур на продукт, что позволяет практически полностью сохранить все питательные вещества, витамины, микроэлементы, первоначальный запах, вкус и цвет. В герметичной упаковке при хранении в диапазоне от -50°C до +50°C сублиматы не теряют своих свойств в течение нескольких лет. Достаточно перед употреблением добавить воды - продукт восстанавливается и будет почти неотличим от натурального. По мнению диетологов, пища, прошедшая процесс сублимации, усваивается в организме гораздо легче.

Я убедилась, что меню космонавтов вполне пригодно и для обычных землян.

Сублиматы теперь доступны туристам и путешественникам, домохозяйкам и кулинарам, подводникам и полярникам, детям и взрослым.

Недостаток у сублиматов один – их высокая себестоимость. Именно из-за своей высокой стоимости сублиматы, при всех их преимуществах, не могут конкурировать с другими способами сушки, но человек все больше стремится к выбору качественных продуктов питания.

Однако приблизить свойства и характеристики ягод к сублимированным, в домашних условиях возможно, используя привычную кухонную технику. Сушка – распространенный способ заготовки ягод и фруктов на зиму, продуктов для туристических походов.

Моя гипотеза подтвердилась частично.

Сублимированные продукты питания употребляют не только космонавты. Они  могут использоваться человеком в повседневной жизни. В домашних условиях без специального оборудования приготовить сублиматы довольно сложно, но попробовать можно.

IV Литература

1. «Что такое сублимационная сушка? Как это работает? Millrock Technology, Inc. ”Millrock Technology, Inc.

2.Гуйко Э.И., Журавская И.К., Каухчешвили Э.И. Сублимационная сушка пищевых продуктов., М., изд-во Пищевая промышленность, 1966 г.

3.Поповский В.Г. Основы сублимационной сушки пищевых продуктов., М., изд-во «Пищевая промышленность», 1967 г.

4. Кац З. А. Производство сушеных овощей, картофеля и фруктов. М. : Легкая и пищевая промышленность, 1984.

5.Сублимационная сушка пищевых продуктов растительного происхождения., под ред. Поповского В.Г. М., изд-во Пищевая промышленность, 1975 г.

6.https://www.prosushka.ru/6-texnologiya-sublimacionnoj-sushki.html

7.http://tekhnosfera.com/issledovanie-i-razrabotka-tehnologii-sublimatsionnoy-sushki-syrov#ixzz5cD9v6GUZ

8. https://allcafe.ru/reviews/excursions/space-food/

9. https://zen.yandex.ru/media/esquire.ru/kak-poiavilas-pervaia-kosmicheskaia-eda-i-kakoi-racion-pitaniia-u-kosmonavtov-segodnia-

10. http://еда-космонавтов.рф/blog/post/istoria-kosmiceskogo-pitania

V       ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Эксперимент 1               Сублимация яблок        

Оборудование : банка стеклянная, набор вакуумный для консервирования ВАКС, электросушилка.

Ход работы:

Эксперимент 2               Сублимация в холодильнике         Приложение 2

Эксперимент 3                                                    Приложение 3

Приготовление  курицы для похода

(обезвоживание с использованием сушилки)

1)      Куриную грудку отварить в подсоленной воде, после закипания томить на слабом огне.

Для аромата добавить лавровый лист, черный и душистый перец.

2)      После остывания грудку извлечь, дать бульону стечь. Нарезать грудку на небольшие

кусочки.

3)      сушили  в режиме нарастающих температур:

сначала 45-55°С (2 часа), затем - 65-70 °С (2 часа), досушивали  мясо при температуре 75-85 °С в течение 4 часов.

Эксперимент 4                                                   Приложение 4

Подготовка продуктов к сушке

Эксперимент 5       Сублимированный обед                 Приложение 5

                                                Просто добавь воды!

Первое блюдо     СВЕКОЛЬНИК

Второе блюдо         Мюсли хрустящие запеченные ягодные

Третье блюдо      КОФЕ

Десерт      КЛУБНИКА