close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Технология производства функциональных продуктов питания из плодов и листьев калины обыкновенной

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Попова Елена Ивановна
Технология производства функциональных продуктов
питания из плодов и листьев калины обыкновенной
Специальность 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки
злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной
продукции и виноградарства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Мичуринск-наукоград РФ, 2018
Работа выполнена на кафедре «Технологии производства, хранения и
переработки продукции растениеводства» ФГБОУ ВО «Мичуринский государственный аграрный университет»
Научный руководитель:
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Винницкая Вера Федоровна
Официальные оппоненты: Сорокопудов Владимир Николаевич – доктор
сельскохозяйственных наук, профессор, ведущий
научный сотрудник отдела генетики и селекции
плодовых и ягодных растений ФГБНУ «Всероссийский селекционно-технологический институт
садоводства и питомниководства».
Бочаров Владимир Александрович – кандидат
сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий
кафедрой товароведения и экспертизы качества
Института пищевых технологий и дизайна – филиала ГБОУ ВО «Нижегородский государственный
инженерно-экономический университет».
Ведущая организация:
ФГБОУ ВО Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова
Защита диссертации состоится 21 сентября 2018 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 при федеральном государственном
бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Мичуринский
государственный аграрный университет» по адресу: 393760, Тамбовская область,
г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д. 101, корпус 1, зал заседаний диссертационных советов, тел./факс (47545) 9-44-12, E-mail: dissov@mgau.ru.
С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке
ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ и на сайте www.mgau.ru, с авторефератом на
сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки
Российской Федерации www.vak.ed.gov.ru.
Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные и скрепленные
гербовой печатью, с указанием почтового адреса, телефона, электронной почты
и сайта организации, фамилии, имени, отчества, должности лица, подготовившего отзыв, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.
Автореферат разослан __________________________ 2018 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета, доктор
сельскохозяйственных наук, доцент
Гурьянова Ю.В.
2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследований. Пищевой промышленностью недостаточно полно используются плоды и ягоды нетрадиционных культур, в том числе
калины обыкновенной, из-за специфического вкуса и аромата, а имеющийся в
розничной торговой сети ассортимент продуктов питания из плодов калины не
всегда пользуется вниманием потребителей.
Разработка нового ассортимента и технологий производства функциональных продуктов питания из плодов и листьев калины дают возможность получения продуктов с заданными потребительскими свойствами и пищевой ценностью, что необходимо в современных условиях жизни человека. В связи с
этим, модернизация существующих, внедрение инновационных технологий, ресурсосберегающих приемов получения функциональных продуктов питания из
калины обыкновенной, приобретают особую актуальность.
Степень разработанности темы. Плоды калины употребляют как в свежем, так и в переработанном виде. Характерной особенностью существующих
технологий переработки плодов калины является получение продуктов с высоким содержанием сахара (65-72%) и высокотемпературными режимами обработки, что снижает пищевую и биологическую ценность готовой продукции.
Технологии переработки листьев калины вовсе отсутствуют. Поэтому разработка нового ассортимента и технологий производства функциональных продуктов питания из плодов и листьев калины обыкновенной с заданной биологической ценностью является актуальным.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационного исследования
является расширение ассортимента и повышение функциональных свойств
продуктов питания на основе плодов и листьев калины обыкновенной.
Для достижения поставленной цели определены следующие задачи:
– исследовать биохимический состав плодов и листьев шести сортов калины обыкновенной, их пищевую ценность и функциональные свойства, теоретически и экспериментально обосновать целесообразность расширения ассортимента функциональных продуктов питания на их основе;
– разработать рецептуры и технологии получения продуктов питания с
улучшенными пищевыми свойствами, максимальным использованием сырья,
минимизацией потерь и отходов на основе проведенных исследований плодов
и листьев калины обыкновенной;
– разработать и провести производственную апробацию НТД (СТО и ТИ)
путем изготовления опытной партии новых продуктов питания из плодов и листьев калины обыкновенной;
– оценить качество, пищевую ценность и соответствие функциональному назначению новых продуктов питания из плодов и листьев калины обыкновенной;
– определить экономическую эффективность производства полученных
продуктов питания функционального назначения.
3
Научная новизна работы. Впервые проведена оценка пищевой и биохимической ценности плодов и листьев шести сортов калины обыкновенной, выращенных в условиях Тамбовской области, с целью получения из них продуктов питания функциональной направленности.
Предложен научно обоснованный подход к pасшиpению ассоpтиментного
пеpечня пpодуктов питания из плодов и листьев калины функциональной
напpавленности с опpеделенными оpганолептическими характеристиками, высоким содержанием биологически активных веществ и антиоксидантной активностью.
Разработаны комплексные малоотходные технологии переработки плодов
и листьев калины для получения сиропов, желе, батончиков, смоквы, конфет,
драже, соусов, морса, чайных напитков/чая функционального назначения.
Установлено влияние различных дозировок плодов и листьев калины на
органолептические, физико-химические показатели, антиоксидантную активность новых функциональных продуктов питания.
Теоретическая и практическая значимость работы. На основе комплексной оценки подтверждена функциональная направленность плодов и листьев калины обыкновенной исследуемых сортов. Теоретически обоснована и
экспериментально подтверждена целесообразность расширения ассортимента
функциональных продуктов питания на основе плодов и листьев калины обыкновенной и технологий их получения. Обоснованы рекомендуемые дозировки
функциональных ингредиентов из плодов и листьев калины обыкновенной для
получения продуктов питания с заданными свойствами.
Разработаны девять комплектов нормативно-технических документов:
Технологические инструкции (ТИ) и Стандарты организаций (СТО) на производство функциональных продуктов питания из калины: «Сиропы функциональные из калины», «Желе из калины функциональное», «Морс калиновый
для функционального питания», «Чаи фруктовые функциональные из калины»,
«Соусы с калиной «Калисто», «Батончики функциональные из калины», «Конфеты функциональные из калины», «Драже функциональное из калины с медом».
Результаты диссертационной работы апробированы в учебноисследовательской лаборатории продуктов функционального питания (ЛПФП)
Мичуринского ГАУ, экономический эффект от реализации 1 кг соуса составляет 29 рублей, 1 кг сиропа – 22 рубля, 1 кг фруктовых батончиков – 102 рубля.
Материалы диссертации используются в ФГБОУ ВО «Мичуринский
ГАУ» при подготовке студентов, обучающихся по направлениям 35.03.07
«Технология производства, хранения и переработки продукции растениеводства», 19.03.04 и 19.04.04 «Технология продукции и организация общественного питания», 38.03.07 «Товароведение и экспертиза в сфере производства и обращения сельскохозяйственного сырья и продовольственных товаров», 38.04.07
«Товароведение сельскохозяйственного сырья и продовольственных товаров».
Методология и методы исследований. Методология и методы исследований основываются на системном подходе и общепризнанных апробирован4
ных методиках, применяемых в научных исследованиях с плодово-ягодными
культурами. Результаты исследований получены на основе проведенных лабораторных методов и технологических расчетов, статистических методов планирования исследований и обработки полученных данных, экономического анализа.
Основные положения, выносимые на защиту:
– теоретическое и экспериментальное обоснование целесообразности
расширения ассортимента функциональных продуктов питания на основе результатов оценки плодов и листьев шести сортов калины обыкновенной по
комплексу показателей (органолептическим, технологическим, физикохимическим);
– рецептуры и технологии переработки плодов и листьев калины обыкновенной для получения продуктов питания функционального назначения: сиропов, желе, батончиков, конфет, смоквы, драже, соусов, морса, чайных напитков/чая;
– результаты оценки новых функциональных продуктов питания из плодов и листьев калины обыкновенной по показателям качества, пищевой ценности и функциональным свойствам;
– экономическая эффективность производства новых функциональных
продуктов питания из плодов и листьев калины обыкновенной;
– рекомендации производству по расширению ассортимента функциональных продуктов питания на основе плодов и листьев калины обыкновенной.
Степень достоверности исследований. Достоверность полученных результатов базируется на многолетних исследованиях, проводимых с использованием современных общепринятых методик, Гостов, приборов и оборудования
и подтверждена данными математической обработки, схождением результатов
теоретических и экспериментальных исследований, совпадением полученных
результатов с данными других исследователей, внедрением полученных результатов в производство.
Апробация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы и результаты проведенных исследований доложены и обсуждены на научных конференциях различных уровней: научных конференциях Мичуринского государственного аграрного университета (2013-2017 гг.); III-й Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике
функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений» (2013 г.); 7-й Международный биотехнологический форум-выставка
РосБиоТех «Инновационные технологии переработки калины для производства
функциональных продуктов питания с высокой антиоксидантной активностью»
(2013 г.).
Публикации результатов исследований. По материалам выполненных
исследований опубликовано 15 научных работ (4,46 п.л.), из них автором – 6,
в том числе в журналах рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ – 9, получены
5 патентов РФ на изобретение.
5
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти
глав, выводов, списка литературы, приложений. Работа изложена на 185 страницах машинописного текста и содержит 25 таблиц, 61 рисунок и 7 приложений.
Список используемых литературных источников включает 194 наименований
российских и зарубежных авторов.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы диссертации, показаны степень разработанности по теме исследований, новизна и практическая значимость работы, сформулированы цель и задачи исследования, методология исследований, основные положения, выносимые на защиту, степень достоверности и апробация полученных результатов, а также личный вклад соискателя
при выполнении работы.
В первой главе диссертации приведен обзор отечественной и зарубежной литературы по теме исследования. Отражены основные достоинства
калины, ее биологические особенности, рассмотрены вопросы селекции и
использования ее при производстве продуктов здорового и функционального
питания.
Во второй главе представлена характеристика объектов и методов исследований исходя из поставленной цели и задач, общая схема проведения исследований.
Объектом исследования послужили плоды и листья 6-ти сортов калины
обыкновенной коллекции ФГБНУ «ФНЦ имени И.В. Мичурина». Предметом
исследований явились разработка рецептур новых видов продуктов функционального назначения из плодов и листьев калины обыкновенной: сиропов, соусов, цукатных батончиков, желе, смоквы и жевательных конфет, драже, морса,
чайного напитка/чая; технологические приемы их переработки для производства функциональных продуктов питания; оценка новых видов продуктов питания по органолептическим, физико-химическим показателям, содержанию БАВ
и антиоксидантов.
Последовательность проведения исследований и структурная схема проведения эксперимента представлена на рисунке 1.
Для решения поставленных задач в работе использовались общепринятые
и специальные методы исследований: органолептические, физико-химические,
биохимические, технологические, статистические, маркетинговые.
В третьей главе представлены результаты исследований плодов и листьев 6 сортов калины обыкновенной коллекции ФГБНУ «ФНЦ имени И.В. Мичурина» по органолептическим, технологическим, биохимическим показателям,
показателям безопасности. В качестве контроля выступает районированный
сорт калины обыкновенной Гранатовый браслет.
Средняя дегустационная оценка плодов исследуемых сортов калины
обыкновенной, с учетом специфики культуры, составила от 3,9 – Зарница
до 4,8 балла – Киевская садовая (таблица 1).
6
Анализ и систематизация данных научно-технической и патентной литературы
по теме исследования с использованием фондов научных библиотек
Теоретическое обоснование целесообразности переработки плодов и листьев калины
обыкновенной на функциональные продукты, выбор объектов и методов исследований
Исследование потребительских, технологических и биохимических показателей
плодов и листьев калины, используемых для изготовления функциональных
продуктов: сиропов, желе, соусов, морса, батончиков, смоквы, конфет, драже, чая
Технологические характеристики сырья: выход сока, пюре, используемые
и неиспользуемые отходы, сохранения БАВ при переработке
Плоды и листья калины
обыкновенной сортов:
Красный коралл,
Гранатовый браслет,
Ульгень, Зарница,
Таежные рубины,
Киевская садовая
органолептическая оценка по 5-балльной шкале
исследование физико-химических показателей
и оценка безопасности
определение биохимических показателей и АОА
Разработка рецептур новых и инновационной комплексной малоотходной
технологии переработки плодов и листьев калины для производства
функциональных продуктов питания и исследование потребительских
и функциональных свойств этих продуктов
Изготовление и исследования образцов:
1. Фруктовые функциональные сиропы,
желе и морсы из калины
2. Фруктовые функциональные батончики,
смоква и конфеты из цукатов калины
органолептическая оценка
по 10-балльной шкале
физико-химические
показатели
антиоксидантная активность
3. Функциональные фруктовый чай и драже
из сушеных листьев и плодов калины
4. Соусы из овощей с калиной
Расчет и оценка
функциональности новых
видов продуктов из калины
Разработка проектов ТИ и СТО на созданные функциональные продукты
из калины обыкновенной
Расчеты экономических показателей применения новых технологий и производства
новых видов продуктов из калины обыкновенной
Рисунок 1 – Структурно-логическая схема проведения исследований
7
Таблица 1 – Оценка органолептических показателей свежих плодов калины
обыкновенной
Сорта
калины
Элитный
сеянец
Таежные
рубины
Киевская
садовая
Ульгень
Зарница
Гранатовый
браслет (к)
Красный
коралл
Ср.
Консистенция балл за
2014 2015 2016 х 2014 2015 2016 х 2014 2015 2016 х 2014 2015 2016 х 3 года
Внешний вид
Дегустационная оценка, баллы
Вкус
Аромат
4,1 4,0 4,0 4,0 3,1 2,9 3,0 3,0 3,1 3,0 3,0 3,0 3,2 3,3 3,4 3,3
3,3
5,0 5,0 5,0 5,0 4,6 4,4 4,5 4,5 4,7 4,1 4,0 4,5 4,7 4,8 4,8 4,8
4,7
5,0 4,9 5,0 5,0 4,8 4,7 4,6 4,7 4,6 4,5 4,6 4,6 5,0 4,9 5,0 5,0
4,8
4,7 4,7 4,8 4,7 3,7 3,5 3,4 3,5 4,1 4,0 4,0 4,0 4,4 4,6 4,6 4,5
4,5 4,5 4,5 4,5 3,4 3,2 3,2 3,3 3,7 3,5 3,5 3,6 3,9 4,1 4,0 4,0
4,2
3,9
5,0 5,0 5,0 5,0 4,7 4,3 4,4 4,5 4,5 4,4 4,4 4,4 4,9 5,0 5,0 5,0
4,7
4,8 4,8 4,8 4,8 4,1 4,0 3,9 4,0 4,9 4,9 4,9 4,9 4,8 4,8 4,9 4,8
4,6
Лучшими вкусовыми качествами – приятным и гармоничным вкусом с
ощущением сладости, обладали плоды сортов Киевская садовая (средний
балл 4,7), Таежные рубины (средний балл 4,5), Гранатовый браслет (4,5 балла).
Плоды сорта Зарница и Элитного сеянца – горько-кислые (3,3-3,0 балла соответственно). Плоды калины сорта Красный коралл имели ярко выраженный калиновый аромат, свойственный только этому сорту. Консистенция плодов всех
исследуемых сортов калины – плотная, сочная, с легко отделяющейся от мякоти косточкой.
Оценка технологических свойств плодов калины обыкновенной (таблица
2) показала, что наибольший выход сока получается из плодов калины сортов
Гранатовый браслет (65,0%), Киевская садовая (63,0%) и Красный коралл
(63%), пюре – из плодов калины сортов Ульгень (82%), Киевская садовая
(80%) и Гранатовый браслет (80%). Отходы (косточки и кожица) составляют
от 10 до 14%.
Таблица 2 – Технологические свойства плодов калины обыкновенной
Наименование
Массовая доля
сорта
сока, %
Элитный сеянец
47,0
Таежные рубины
50,0
Киевская садовая
63,0
Ульгень
60,0
Зарница
53,0
Гранатовый браслет (к)
65,0
Красный коралл
63,0
Массовая доля
мякоть+сок, %
65,0
75,0
80,0
82,0
70,0
80,0
75,0
Массовая доля
косточки, %
14,0
14,0
13,0
12,0
11,0
12,0
13,0
Массовая доля
кожицы, %
12,0
11,0
11,0
10,0
10,0
12,0
12,0
Определен химический состав плодов и листьев 6 сортов калины обыкновенной. Содержание основных компонентов химического состава представлено
в таблицах 3, 4.
8
9
10
По содержанию растворимых сухих веществ лидерами являются плоды сортов Ульгень, Зарница, Гранатовый браслет с массовой долей 19,2%, 18,6% и 18,2%
соответственно. Наиболее кислотосодержащими являются плоды сортов Ульгень
(2,22%) и Зарница (1,88%), низкокислотными – плоды сорта Гранатовый браслет
(1,55%). Наибольшее количество сахаров – в плодах калины сортов Киевская садовая (13,2%) и Таежные рубины (12,0%), при этом большая часть приходится на
долю фруктозы и глюкозы и находится в соотношении 75-80% / 25-15%. Среднее
содержание пектиновых веществ в плодах калины исследуемых сортов варьирует
в пределах от 1,65 до 2,83%, что позволяет использовать их при производстве желированных продуктов питания. Плоды калины сортов Красный коралл и Гранатовый браслет выделены благодаря наибольшему содержанию пектиновых веществ. По содержанию витамина С отмечены плоды сорта Гранатовый браслет со
средним значением 171,7 мг/100 г, наименьшее количество – 108,5 мг/100 г у плодов сорта Зарница. Плоды калины сортов Красный коралл, Ульгень, Гранатовый
браслет содержат каротина 1,99 мг%, 1,89 мг% и 1,89 мг% соответственно. Массовая доля Р-активных соединений в мякоти плодов калины варьирует в пределах
955,7-1175,0 мг%. Наибольшее количество общих Р-активных соединений за исследуемый нами период – у плодов сорта Красный коралл (1175,0 мг%). Уровень
антиоксидантной активности исследуемых плодов калины обыкновенной в
зависимости от сорта варьирует от 331,9 до 525,5 мг%. Наибольшей величиной
антиоксидантной активности характеризуются плоды сорта Зарница (525,5 мг%),
несколько уступают плоды сорта Киевская садовая (502,8 мг%).
Результаты исследования листьев калины обыкновенной показали, что
лидер по содержанию витамина С – сорт Гранатовый браслет со средним значением 419,6 мг%. Количество р-активных соединений в листьях варьирует в
пределах 527,3 мг% (Зарница) – 853,1 мг% (Красный коралл). Антиоксидантная
активность листьев калины превосходит плоды калины обыкновенной и находится на уровне 779,0 мг% (Красный коралл) – 883,9 мг% (Гранатовый браслет). По определяемым показателям, листья превосходят плоды калины обыкновенной, подтверждая возможность использования данного сырья для получения ингредиентов, обогащающих продукты питания. Величина общей антиоксидантной активности характеризует весь комплекс нутриентов и биологически
активных веществ, содержащихся в плодах и листьях калины обыкновенной.
Динамика накопления антиоксидантов выявила тенденцию их увеличения
с августа по октябрь – в плодах калины (рисунок 2) и с мая по сентябрь – в
листьях калины (рисунок 3). Перенос сроков съема плодов калины обыкновенной на более поздний срок – октябрь является актуальным, так как это способствует большему содержанию БАВ в продуктах переработки.
Комплексная оценка плодов и листьев калины обыкновенной показала, что
они являются перспективным сырьем для производства продуктов питания и ингредиентов функционального назначения. Кроме того, установлена приоритетность каждого сорта при производстве пищевых продуктов: для производства сиропов и морсов рекомендуются плоды сортов Гранатовый браслет, Киевская садовая, Красный коралл, обладающие высокими органолептическими, технологи11
635
475,2
371,3
584,1
560,9
397,5
522,7
612,5
402,1
369
537,5
333,1
505,3
524,9
300,5
289,4
400
454,8
500
424,5
327,2
600
286,3
Величина антиоксидантной
активности, мг%
700
482,4
ческими характеристиками, содержанием антоцианов; для производства соусов
рекомендуются плоды сортов Ульгень и Зарница, в которых отмечено высокое
содержание органических кислот, что позволяет снизить или исключит количество вносимых в продукт подкислителей; плоды калины сортов Красный коралл,
Гранатовый браслет рекомендуются при получении желированных продуктов питания и цукатных изделий; для получения порошков, чайных напитков/чая рекомендуются плоды и листья всех исследуемых сортов калины обыкновенной, являясь источниками антиоксидантов и других биологически активных веществ.
300
200
100
0
08.16.
09.16.
Таежные рубины
Зарница
Элитный сеянец
10.16.
Киевская садовая
Гранатовый браслет (к)
Ульгень
Красный коралл
993,5
867
743,4
908,1
815,6
840,2
784,4
904,2
812,8
837,7
781,8
978
990,2
865,6
740,5
800
859,6
735,1
885
807,4
758,4
1000
825,3
Величина антиоксидантной
активности, мг%
Рисунок 2 – Антиоксидантная активность плодов
калины обыкновенной в динамике
600
400
200
0
05.16.
Таежные рубины
Зарница
Элитный сеянец
07.16.
Киевская садовая
Гранатовый браслет (к)
09.16.
Ульгень
Красный коралл
Рисунок 3 – Антиоксидантная активность листьев
калины обыкновенной в динамике
12
В четвертой главе представлены рецептуры и технологии получения новых видов продуктов на основе плодов и листьев калины обыкновенной с установленной функциональной направленностью и антиоксидантной активностью.
Приведены результаты оценки новых продуктов питания по содержанию БАВ,
антиоксидантной активности, функциональной направленности.
Нами разработаны следующие виды продуктов функционального назначения из калины обыкновенной: сиропы; батончики; смоква и конфеты с добавлением сиропов из шалфея и мяты; драже из порошка плодов калины с медом;
овощефруктовые соусы; чайные напитки/чай. Для производства этих продуктов
разработаны инновационные рецептуры и технологические операции. Особое
внимание уделено инновациям в технологических процессах термообработки и
извлечению БАВ из плодов, направленным на инактивацию окислительного
воздействия кислорода воздуха.
Технология изготовления сиропов по инновационной технологии (рисунок
4) предполагает ускорение процесса выделения сока из свежих плодов калины в
горячий сахарный сироп благодаря использованию вакуум-аппарата с остаточным
давлением 23-23,7 кПа (500-600 мм рт. ст.) и температурой 70-75оС. В таких условиях исключается контакт с кислородом воздуха и потери БАВ минимальные.
Основной составляющей технологии производства соусов с калиной является подбор и получение пюре из ингредиентов согласно разработанной рецептуре. В соусы не добавляются органические кислоты, загустители, стабилизаторы, консерванты. Кислотность обеспечивается присутствием калинового и яблочного пюре, консистенция – наличием пищевых волокон овощей и фруктов.
Получение батончиков из цукатов калины по инновационной технологии
осуществляется после отделения калинового сиропа (рисунок 4). Цукатная масса с остаточной влажностью 30% протирается для отделения семян и кожицы,
помещается в инфракрасную сушилку для удаления лишней влаги. Готовая цукатная масса с остаточной влажностью 20-15% формуется фильерой в виде
прямоугольного жгута размером 20х30 мм и нарезается батончиками длиной
100 мм, а затем упаковывается в полимерную пленку с красочной этикеткой.
Технология производства смоквы и конфет из цукатов калины с добавлением сиропов из шалфея и мяты, аналогична получению цукатной массы для
батончиков. Формирование конфет базируется на использовании формовочных
устройств, предназначенных для нарезки конфет, с последующей обсыпкой их
смесью порошка из калины и крахмала.
Технология производства драже основывается на получении порошка из
сушеных плодов или выжимок плодов калины обыкновенной, просеивании его
для получения однородных частиц не более 1 мм, смешивании с медом и формировании из этой массы драже.
Технология изготовления чайных напитков/чая основана на использовании сушеных листьев, плодов и выжимок из плодов калины, полученных при
протирании цукатной массы, измельчении до определенного размера частиц
(2-3 мм), обеспечивающих сохранность БАВ и оптимальном времени заваривания для получения характерного букета аромата и вкуса.
13
Подготовка плодов калины
Отделение плодов инспекция
Сортировка
Мойка
Дозирование плодов калины в сироп
Смешивание
с сахарным сиропом,
подогрев до 750С
Приготовление
сахарного
сиропа
Выдержка плодов
в сиропе под вакуумом
Отделение цукатов
калины от сиропа
Калиновый
сироп
на фасование
Цукатная масса калины
на батончики
Отделение косточек и кожицы –
протирание
Косточки и кожица
на получение порошка
Формование батончиков
из цукатной массы калины
Сушка батончиков
Фасование батончиков
в полимерную пленку
с красочной этикеткой
Упаковка в коробки
Рисунок 4 – Комплексная малоотходная технологическая схема получения
сиропов и фруктовых цукатных батончиков из плодов калины обыкновенной
Новые виды продуктов и ингредиентов из калины обыкновенной были
оценены по органолептическим и физико-химическим показателям, пищевой
ценности и антиоксидантной активности, в сравнении с продуктами стандартного производства.
По результатам дегустационной оценки сиропов из плодов калины обыкновенной, (рисунок 5) все три образца обладают хорошими вкусовыми качествами, несмотря на специфические особенности данной культуры. Вкус и аромат анализируемых сиропов ярко выраженные, свойственные плодам калины,
без постороннего привкуса и запаха. У сиропа «Калинушка» (концентрация
14
50%), с общей оценкой при дегустации 10,0 баллов, вкус был самым гармоничный, что свидетельствует о лучшей комбинации составляющих компонентов.
В функциональных сиропах из плодов калины обыкновенной, полученных по инновационной технологии (таблица 5), содержание витамина С – от
30,4 до 40,4 мг/100 г, что составляет 49-71% от его суточной потребности, антиоксидантная активность в 7-10 раз выше в сравнении с контролем, массовая
доля растворимых сухих веществ, углеводов и калорийность ниже, чем у
стандартного сиропа. Сравнительная оценка комплекса БАВ сиропов из плодов калины обыкновенной, изготовленных по стандартной и инновационной
технологиям, показала преимущества инновационной технологии, а высокие
потребительские свойства полученных образцов – свидетельство целесообразности их производства.
Сироп "Калиновый
аромат"
2
1,5
1,2
2
1,5
1,3
2
1,5
4,5
4,6
Сироп "Калиновый цвет"
1,5
5
Сироп "Калинушка"
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Уровень качества, баллы
Внешний вид и консистенция
Цвет
Запах
Вкус
Рисунок 5 – Результаты органолептической оценки сиропов
из плодов калины обыкновенной
Таблица 5 – Показатели пищевой и функциональной ценности сиропов из плодов
калины обыкновенной
Наименование сиропа,
состав, %
Сироп «Калинушка»
состав: калина/сироп 35/65
Сироп «Калиновый цвет»
состав: калина/сироп: 30/70
Сироп «Калиновый аромат»
состав: калина/сироп: 25/75
Сироп из калины – контроль
(из аптеки)
Массовая
доля РСВ,
%
Содержание БАВ
Массовая
в 100 г сиропа
доля
яблочная+
сахаров, витамин С,
+лимонная
%
мг
кислота, г
50,0±0,02
46,0±0,05
40,4±0,02
0,35±0,01
119,0±0,02
47,0±0,01
42,0±0,07
36,1±0,01
0,33±0,01
93,0±0,03
45,0±0,03
40,0±0,07
30,4±0,03
0,3±0,01
79,0±0,02
60,0±0,02
59,5±0,10
4,2±0,01
0,05±0,03
8,1±0,01
15
Антиоксидантная
активность
мг/100г
Образцы цукатных батончиков из плодов калины обыкновенной соответствуют отличному и хорошему уровням качества (рисунок 6). Батончик «Калина +Яблоко» по определяемым показателям в сумме набрал 9,6 балла, батончик
«Калинка» уступил по показателям вкус и запах из-за использования одного
вида сырья (плодов калины), набрал в совокупности показателей 9,1 балла.
1,9
1,4
1,3
1,9
1,4
1,4
4,3
Батончик "Калинка"
Батончик "Калина +
яблоко"
0
2
4
4,9
6
8
10
Уров ень качеств а, баллы
Внешний вид и консистенция
Цвет
Запах
Вкус
Рисунок 6 – Результаты дегустационной оценки цукатных батончиков
из плодов калины обыкновенной
По содержанию БАВ традиционный карамельный батончик уступает батончикам, полученным из плодов калины обыкновенной (таблица 6). Функциональные батончики из плодов калины отличаются пониженной калорийностью
за счет меньшего содержания сахаров (65-69%), улучшенной пищевой ценностью благодаря содержанию пищевых волокон (9,0-15,2 г/100 г) и функциональными свойствами – витаминной (витамина С 66,2-72,6 мг/100 г) и антиоксидантной активностью (140,5-380,8 мг/100 г).
Таблица 6 – Показатели пищевой и функциональной ценности цукатных
батончиков из калины обыкновенной
Наименование батончика,
состав, %
Батончик «Калина+яблоко»
(55/45)
Батончик «Калинка»
Батончик карамельный Детский
Массовая Массовая
доля
доля
РСВ,
сахаров,
%
%
Содержание БАВ в
100 г батончика
витамин
ПВ, г
С, мг
Антиоксидантная
активность
мг/100г
81,0±0,05 65,0±0,03 66,2±0,04
15,2±0,01
140,5±0,05
80,0±0,03 69,0±0,01 72,6±0,03
88,0±0,02 80,0±0,04
–
9,0±0,02
1,5±0,02
380,8±0,03
–
Комплексная оценка полученных соусов, желе, морса, смоквы, конфет,
драже, чайных напитков/чая из плодов и листьев калины обыкновенной установила, что каждый из них обладает индивидуальными органолептическими характеристиками, улучшенной пищевой и энергетической ценностями, а высокое содержание БАВ и антиоксидантная активность подтверждает не только
16
функциональную направленность каждого из продуктов питания, но и целесообразность применения инновационных технологий, обеспечивающих максимальное сохранение полезных веществ исходного сырья.
Термообработка разрушает некоторые количества биологически активных веществ фруктов и овощей, особенно в присутствии кислорода воздуха.
При получении сиропов из плодов калины обыкновенной по инновационной технологии процесс выделения сока в горячий сахарный сироп происходит быстро, а использование вакуум-аппарата с остаточным давлением
23-23,7 кПа и температурой 70оС исключает контакт сырья с кислородом
воздуха, следовательно, делая потери БАВ минимальными (таблица 14).
Таблица 14 – Потери витаминов при производстве новых продуктов
Наименование
продукта
Массовая доля витаминов
перед нагреванием,
мг%
С
Сироп Калинушка
Соусы
Батончики,
смоква, конфеты
Желе из калины
Чайный
напиток/чай
Группа
РВ
активные
Массовая доля витаминов
Потери
после нагревания
витаминов,
в вакуум-аппарате (70оС),
%
мг%
Группа
РС
С / В / Р-акт
В
активные
41,8±0,02 0,06±0,05 165±0,01
31,4±0,01 0,02±0,05 65±0,02
40,4±0,02 0,06±0,35 160±0,02
30,5±0,01 0,02±0,05 58±0,01
3/0/5
3/0/7
76,1±0,03 0,09±0,10 325±0,04
70,4±0,01 0,09±0,03 320±0,01
8/0/5
52,4±0,02 0,02±0,04 188±0,03
50,1±0,02 0,02±0,02 168±0,03
4/0/2
292,8±0,06 0,07±0,07 225±0,01 265,2±0,01 0,06±0,02 221±0,01
10 / 0 / 4
В пятой главе приведен расчет экономической эффективности от внедрения новых технологий производства продуктов питания из плодов и листьев
калины обыкновенной. Исходя из полученных данных, уровень рентабельности
от внедрения технологий производства: сиропов из плодов калины составил
20%; соусов с калиной – 25%; желе и морса из плодов калины – 43% и 33,2%
соответственно; цукатных батончиков из плодов калины – 88,9% и 130,4%;
драже из порошка калины с медом – 65,6%; чайного напитка/чая – 48,3%. Таким образом, расчет экономической эффективности свидетельствует о возможности производства новых функциональных продуктов питания из калины
обыкновенной со стабильной прибылью и рентабельностью в пределах от
20,0% до 130,4%.
ВЫВОДЫ
1. Результаты исследований показали перспективность использования
плодов и листьев калины обыкновенной в пищевой промышленности с целью
получения продуктов здорового и функционального питания, а также расширения ассортимента данного вида продукции.
2. Комплексная оценка плодов и листьев 6 сортов калины обыкновенной установила, что данное сырье характеризуется высокими потребитель17
скими, технологическими свойствами, содержанием биологически активных
веществ и антиоксидантной активностью. По величине общей антиоксидантной активности выделены плоды сортов Зарница (525,5 мг%) и Киевская садовая (502,8 мг%); антиоксидантная активность листьев калины обыкновенной составляет 779,0 мг% (Красный коралл) – 883,9 мг% (Гранатовый
браслет).
3. Установлена приоритетность плодов и листьев исследуемых сортов калины для промышленного получения продуктов питания функциональной
направленности: для получения сиропов и морсов – плоды сортов Гранатовый
браслет, Киевская садовая, Красный коралл, Таежные рубины, благодаря высокому содержанию антоцианов, витамина С, антиоксидантной активности; для
производства соусов – рекомендуются плоды сортов Ульгень и Зарница, за счет
природных органических кислот, что позволяет снизить или исключить количество вносимых в продукт подкислителей; для получения желированных продуктов (желе, батончиков, смоквы, конфет) рекомендуются сорта с высоким
содержанием пектиновых веществ (Красный коралл, Гранатовый браслет), что
снижает количество добавляемого при приготовлении пектина и дает возможность получить цукатную массу необходимой плотности; для получения чайных напитков и порошков рекомендуются плоды и листья всех исследуемых
сортов калины обыкновенной.
4. Установлены и оптимизированы рецептуры новых видов продуктов
питания на основе плодов и листьев калины обыкновенной с заданным химическим составом и функциональной направленностью: сиропы функциональные «Калинушка», «Калиновый цвет», «Калиновый аромат»; функциональные
батончики «Калинка» и «Калина+Яблоко»; смоква и конфеты функциональные с добавлением сиропов из шалфея и мяты; драже из порошка плодов калины с медом; овощефруктовые соусы; функциональные чайные напитки/чай
из листьев, сушеных плодов и/или выжимок плодов калины.
5. Разработаны инновационные малоотходные технологии получения новых видов продуктов питания на основе плодов и листьев калины обыкновенной с применением эффективных технологических приемов, позволяющих сократить потери биологически активных веществ конечного продукта.
6. Проведена оценка новых видов продуктов и ингредиентов из плодов и
листьев калины обыкновенной по органолептическим, физико-химическим показателям, пищевой ценности и антиоксидантной активности. Установлено
преимущество полученных продуктов питания по пищевой и энергетической
ценностям. Введение их в рацион питания обеспечивает суточную потребность
человека, в зависимости от вида употребляемого продукта: в витамине С – на
28-126% и более; в пищевых волокнах – на 51-190%; общая антиоксидантная
активность находится на уровне 42,3-614,0 мг/100 г. Обосновано преимущество
инновационных технологий получения продуктов питания из плодов и листьев
калины обыкновенной перед традиционными технологиями, а также ожидаемый благоприятный эффект на состояние организма человека при систематическом употреблении таких продуктов, то есть функциональная направленность.
18
7. Разработана техническая документация (8 СТО и ТИ) для производства
ассортиментной линейки функциональных продуктов питания на основе плодов и листьев калины обыкновенной и получены 5 патентов.
8. Расчет экономической эффективности разработанных продуктов питания и технологий обеспечивает стабильную прибыль и уровень рентабельности,
в зависимости от вида продукции, в пределах 20,0%-130,4%.
Рекомендации производству:
1. Для промышленного производства продуктов питания функциональной
направленности на основе плодов и листьев калины обыкновенной рекомендуются все исследуемые сорта.
2. Предлагается комплексная малоотходная технология производства функциональных сиропов, желе, батончиков, смоквы, конфет из плодов калины обыкновенной, при которой выжимки от плодов используются для получения морса.
3. Получение сушеных ингредиентов из плодов и листьев калины обыкновенной предлагает их использование при производстве драже с медом,
чайных напитков/чая, фитоэкстрактов.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
Научные статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК
1. Попова, Е.И. Перспективы использования калины для производства продуктов функционального питания / Е.И. Попова, В.Ф. Винницкая, Н.В. Хромов //
Вестник Мичуринского ГАУ. – 2011. – № 1. – Ч. 1. – С. 151-153.
2. Попова, Е.И., Винницкая В.Ф. Пищевая ценность плодов и листьев калины и перспективы их использования в производстве функциональных продуктов / Е.И. Попова, В.Ф. Винницкая // Вестник Мичуринского ГАУ. – 2012. –
№ 1. – Ч. 1. – С. 223-226.
3. Попова, Е.И. Биохимическая оценка сортообразцов калины и перспективы ее использования в производстве продуктов функционального питания /
Е.И. Попова, В.Ф. Винницкая, Н.В. Хромов // Научные ведомости Белгородского государственного университета, Выпуск 21/1. – Белгород, 2012. – С. 164-169.
4. Попова, Е.И. Новые виды продуктов из калины для функционального
питания / Е.И. Попова // Вестник МичГАУ. – 2013. – № 2. – С. 66-71.
5. Попова, Е.И. Разработка и создание функциональных продуктов из
растительного сырья в МичГАУ / В.Ф. Винницкая, Д.В. Акишин, О.В. Перфилова, Е.И. Попова, С.С. Комаров, А.А. Евдокимов // Вестник МичГАУ. – 2013. –
№ 6. – С. 105-110.
6. Попова, Е.И. Создание функциональных напитков и морсов, обогащенных фитоконцентратом экстрактов плодовых листьев и трав с высокой антиоксидантной активностью / В.Ф. Винницкая, Е.И. Попова, А.А. Евдокимов //
Вестник МичГАУ. – 2014. – № 2. – С. 85-89.
7. Попова, Е.И. Исследования функциональных свойств овощей, фруктов,
ягод, листьев и трав и создание функциональных продуктов питания нового по19
коления / В.Ф. Винницкая, С.И. Данилин, О.В. Перфилова, Е.И. Попова,
К.В. Парусова, А.А. Евдокимов, Ю.Е. Ефремова, Р.А. Бакшевникова // Вестник
МичГАУ. – 2014. – № 5. – С. 63-68.
8. Попова, Е.И. Инновационная технология приготовления фруктовых
снеков для функционального питания из калины обыкновенной / Е.И. Попова //
Вестник Мичуринского ГАУ. – 2017. – № 3. – С. 122-126.
9. Попова, Е.И. Разработка технологических рекомендаций по организации производства функциональных пищевых продуктов из местного фруктового и овощного сырья / В.Ф. Винницкая, Д.В. Акишин, С.И. Данилин, Е.И. Попова, К.В. Брыксина // Вестник Мичуринского ГАУ. – 2018. – № 1. – С. 101-107.
Статьи в других изданиях и материалах конференций
1. Попова, Е.И. Создание функциональных продуктов питания из рябины,
калины и облепихи / Е.И. Попова, В.Ф. Винницкая, С.В. Фролова, Н.В. Андреева // Сборник статей День садовода. – Мичуринск-наукоград РФ, 2010.
2. Попова, Е.И. Перспективы использования нетрадиционных плодовых
культур рябины, калины и облепихи в производстве функциональных продуктов питания / В.Ф. Винницкая, Е.И. Попова, А.В. Коршунов // Достижения
науки и новации в производстве, хранении и переработке сельскохозяйственной продукции: Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию Заслуженного работника высшей школы РФ, профессора Ю.Г. Скрипникова, 20-22 сентября 2011 г. – Мичуринск: Изд-во
МичГАУ, 2011 – С. 101-107.
3. Попова, Е.И. Разработка и создание функциональных продуктов из
фруктов и овощей для здорового питания в Мичуринском государственном аграрном университете / В.Ф. Винницкая, Д.В. Акишин, Е.И. Попова, А.В. Коршунов, С.С. Комаров // Плоды и овощи – основа структуры здорового питания
человека: Материалы международной научно-практической конференции
7-8 сентября 2012 года в г. Мичуринске Тамбовской области. – Мичуринскнаукоград РФ, 2012. – С. 341-344.
4. Попова, Е.И. Биохимическая и технологическая оценка плодов и листьев калины для производства функциональных продуктов / Е.И. Попова // Тезисы доклада на конференции 28 марта 2013 г. Сборник аспирантов – Мичуринск:
Из-во МичГАУ, 2013. – С. 25-28.
5. Попова, Е.И. Инновационные технологии переработки калины для
производства функциональных продуктов питания с высокой антиоксидантной
активностью / Е.И. Попова, В.Ф. Винницкая, Н.В. Хромов // Новое в технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медикобиологических воззрений: Материалы III Международной научно-технической
конференции. Воронеж, 30-31 октября 2013 г. – Воронеж: Изд-во ВГУИТ. –
С. 155-157.
6. Попова, Е.И. Разработка и внедрение технологии производства функциональных продуктов питания из калины / Е.И. Попова // Проблемы функционирования и развития регионального рынка потребительских товаров и услуг:
20
Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной
10-летию Технологического института ФГБОУ ВПО МичГАУ. Мичуринск,
2-4 апреля 2014 г. – Мичуринск: Изд-во МичГАУ. – С. 195-197.
Патенты на способы промышленного производства ФП
1. Пат. № 2493726 Российская Федерация, МПК А23L 1/212, А23L 1/29,
А23L 1/39, А23L 3/00 Способ производства ягодно-овощных соусов с калиной /
Винницкая В.Ф., Попова Е.И., Блинникова О.М.; заявитель и патентообладатель Мичуринский госагроуниверситет. – № 2012111353/13; заявл. 23.03.2012.
Бюл. № 27; опубл. 27.09.2013.
2. Пат. № 2493720 Российская Федерация, МПК А23G 3/48, А23 L 1/29
Способ производства фруктовых батончиков для функционального питания с
овощными, злаковыми и ореховыми добавками / Винницкая В.Ф., Попова Е.И.,
Коршунов А.Ю., Комаров С.С.; заявитель и патентообладатель Мичуринский
госагроуниверситет. – № 2012112690/13; заявл. 02.04.2012. Бюл. № 27; опубл.
27.09.2013.
3. Пат. № 2571027 Российская Федерация, МПК А23L 2/02 Способ производства функциональных напитков из овощей и фруктов, обогащенных фитоконцентратом экстракта сушеных плодовых листьев и трав/ Винницкая В.Ф., Астахова Л.В., Кучина А.В., Попова Е.И., Евдокимов А.А., Ефремова Ю.Е; заявитель и
патентообладатель Мичуринский госагроуниверситет. – № 2014112908/13; заявл.
02.04.2014. Бюл. № 35; опубл. 20.12.2015.
4. Пат. № 2562521 Российская Федерация, МПК А23L 2/08, А23L 2/39
Способ производства фитоконцентрата из сушеных плодовых листьев и трав /
Винницкая В.Ф., Астахова Л.В., Кучина А.В., Попова Е.И., Евдокимов А.А.,
Ефремова Ю.Е; заявитель и патентообладатель Мичуринский госагроуниверситет. – № 2014112909/13; заявл. 02.04.2014. Бюл. № 25; опубл. 10.09.2015.
5. Пат. № 2572348 Российская Федерация, МПК А23F 3/00, А23F 3/34 Способ производства функциональных чаев из сушеных плодов и листьев / Винницкая В.Ф., Астахова Л.В., Кучина А.В., Попова Е.И., Ефремова Ю.Е; заявитель и
патентообладатель Мичуринский госагроуниверситет. – № 2014112910/10; заявл.
02.04.2014. Бюл. № 29; опубл. 10.09.2016.
21
Отпечатано в издательско-полиграфическом центре
ФГБОУ ВО Мичуринский ГАУ
Подписано в печать 18.07.2018 г. Формат 60х84 1/16,
Бумага офсетная № 1. Усл.печ.л. 1,2. Тираж 100 экз. Ризограф
Заказ № 18681
_______________________________________________________________
Издательско-полиграфический центр
Мичуринского государственного аграрного университета
393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101,
тел. +7 (47545) 9-44-45
22
23
24
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
13
Размер файла
1 378 Кб
Теги
обыкновенное, функциональная, плодов, продуктов, технология, питание, производства, калина, листьев
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа