Кіріспе

Қолданбалы физика ғылымдары саласы

Тамақ инженериясы – тамақ өнімдерін өңдеу, өндіру, тасымалдау, сақтау, консервациялау, бақылау, қаптау және таратуды қоса алғанда, тамақ өндірісі мен қызметін түсіндіріп, инженерлік, ғылыми және математикалық принциптерді қолданатын ғылыми, академиялық және кәсіби сала. Тамақ ғылымдарына және электр, механикалық, азаматтық, химиялық, өнеркәсіптік және ауыл шаруашылығы инженериясы сияқты кеңірек инженерлік салаларға байланыстылығын ескере отырып, тамақ инженериясы көп салалы және тар мамандық деп есептеледі.

Тарих

Азық-түлік инженериясы салыстырмалы түрде жаңа және дамып келе жатқан зерттеу саласы болғанымен, ол ұзақ жылдар бойы қалыптасқан түсініктер мен қызметтерге негізделген. Нақтырақ айтқанда, дәстүрлі қызметтерге тағамды кептіру және концентрациялау, қорғаушы қаптама, консервілеу және сублимациялық кептіру жатады. Соғыстар мен ұзақ сапарлар, оның ішінде ғарыш миссиялары тағам технологияларының дамуына зор ықпал етті және оны жеделдетті, себебі солардың бәрінде ұзақ сақталып, қоректік заттарға толы тағамдар тіршілік үшін өте маңызды болды. Бұл процеске көбінесе сүт, крахмал туындылары, кофе, жеміс шырындары, көкөніс пасталары мен концентраттары, дәмдеуіштер, соустар, қант және тағамдық майды өңдеу кезінде кездесесіз. Буландыру тағамды кептіру процестерінде де қолданылады. Кермеудің мақсаты – ылғал болған жағдайда ғана өсетін саңырауқұлақтың тағамда көбеюіне жол бермеу.

Тамақ өңдеуге арналған энергия

Тамақ өңдеудің тұрақтылығын арттыру үшін энергия тиімділігін жоғарылату және пайдаланылмаған жылуды қайта пайдалану қажет. Энергияны көп қажет ететін дәстүрлі тамақ өңдеу процестерін термодинамикалық циклдар және температуралық емес қыздыру процестері сияқты жаңа технологиялармен алмастыру энергия тұтынуды азайтуға, өндіріс шығындарын төмендетуге және тамақ өндірісінің тұрақтылығын жақсартуға мүмкіндік береді.

Тамақ өңдеудегі жылу беру

Жылу беру шаруашылығы дерлік барлық коммерциялық тағам өнімдерін өңдеуде маңызды, сондай-ақ тағамның гигиеналық, қоректік және сезімталдық қасиеттерін сақтау үшін де қажет. Жылу беру әдістеріне индукция, конвекция және сәулелену жатады. Бұл әдістер тағамдарды мұздату, пісіру немесе қуыру кезінде, сондай-ақ оммалық қыздыру немесе инфрақызыл сәулеленуді қолданғанда тағамның физикалық қасиеттерін өзгерту үшін пайдаланылады. Бұл құралдар тағам инженерлеріне тағам өнімдерін жасау және өңдеу саласында жаңашылықтар жасауға мүмкіндік береді.

Тамақ қауіпсіздігін басқару жүйелері (FSMS)

Азық-түлік қауіпсіздігін басқару жүйесі (FSMS) – "азық-түлік өнімінің тұтынуға қауіпсіздігін қамтамасыз ету мақсатында кәсіпорындағы азық-түлік қауіпсіздігіне қауіп төндіретін факторларды бақылауға бағытталған жүйелі тәсіл". Кейбір елдерде FSMS – барлық азық-түлік өндіру кәсіпорындары үшін міндетті заң талабы болып табылады, олар қауіп-талдау және маңызды бақылау нүктелері (HACCP) принциптеріне негізделген FSMS-ты қолдануға және сақтауға міндетті. ISO 22000 стандарты FSMS талаптарын белгілейді.

Тамақты үш өлшемді басып шығару

Үш өлшемді (3D) басып шығару, сондай-ақ аддитивті өндіріс деп аталады, бұл цифрлық файлдарды пайдаланып үш өлшемді нысандарды жасау процесі. Тамақ өнеркәсібінде 3D басып шығару тамақ қабаттарын өңдеу үшін компьютерлік жабдықтарды қолдану арқылы жүзеге асырылады. 3D басып шығару процесі баяу, бірақ уақыт өте келе шығындарды және өңдеу уақытын қысқарту мақсатымен жақсарып келеді. 3D технологиясы арқылы сәтті басылып шығарылған тағамдардың мысалдары: шоколад, ірімшік, торт глазурі, түйеқұс еті, пицца, сельдерей және тағы да басқалар. Бұл технология үздіксіз дамып келеді және тамақтың қоректік құндылығын сақтап, қауіпсіздігін қамтамасыз ететін, энергияны тиімді пайдаланатын және экономикалық тұрғыдан тиімді тағамдармен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Биосенсорлар

Биосенсорларды зертханаларда және азық-түлік өңдеудің әртүрлі кезеңдерінде сапаны бақылау үшін қолдануға болады. Биосенсорлық технология – фермерлер мен азық-түлік өндірушілердің әлемдік азық-түлік сұранысының өсуіне бейімделуінің бір жолы, сонымен бірге азық-түлік өндірісі мен сапасын жоғары деңгейде ұстап тұруға мүмкіндік береді. Бұған қоса, бактериялар мен вирустардан туындайтын, миллиондаған адамға әсер ететін тағам арқылы жұғатын аурулардың көп болуына байланысты, биосенсорлар азық-түліктің қауіпсіздігін қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Олар азық-түлік тізбегінің әртүрлі кезеңдерінде – өңдеу, тасымалдау және сату кезінде азық-түліктің сапасын қадағалауға және талдауға көмектеседі. Биосенсорлар генетикалық модификацияланған организмдерді (ГМО) анықтауға және ГМО өнімдерін реттеуге де септігін тигізеді. Нанотехнология сияқты технологиялардың дамуы биосенсорлардың сапасы мен қолданылу аясын үнемі жақсартуда. Кейде білім беру ұйымдары азық-түлік инженериясы бойынша білім беруді мамандықтар, маманданулар немесе қосымша курстар арқылы ұсынады. Азық-түлік инженериясы мамандарын даярлау бағдарламасы математика, химия, биохимия, физика, микробиология, тамақтану және құқық сияқты салаларды қамтитын көп салалы білім беруді көздейді. Азық-түлік инженериясы оқу саласы ретінде дамуда және академиялық оқу жоспарлары үнемі жаңаруда. Болашақтағы азық-түлік инженериясы бағдарламалары биоэкономика, азық-түлік қауіпсіздігі, халық санының өсуі, тамақтану әдеттерінің өзгеруі, жаһандану, климаттың өзгеруі, энергия құны, құн тізбегіндегі өзгерістер, жанармай бағасы және тұрақтылық сияқты азық-түлік индустриясының қазіргі міндеттеріне байланысты өзгеріске ұшырауы мүмкін. Азық-түлік инженерлері өсіп келе жатқан халықтың қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін тұрақты өндіріс жолдарын табуға тырысады.

Адам денсаулығы

Тамақ инженерлері соңғы тұтынушылардың дені салауатты және қоректі тағамдарды тұтынуға бейімделуіне байланысты тағам технологияларын және өндіріс процестерін бейімдеуі керек. Осындай қасиеттері бар тағамдарды қамтамасыз ету және адам денсаулығын жақсарту үшін тамақ инженерлері медицина, биохимия, химия және тұтыну салаларындағы мамандармен тығыз байланыста жұмыс істеуі тиіс. Адам денсаулығына жағымды әсер ететін тағамдардың өндірісін арттыру мақсатында жаңа технологиялар мен тәжірибелерді әзірлеу қажет.