close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Сортовые биохимические и технологические особенности хранения переработки и производства продуктов питания функционального назначения из плодово-ягодного сырья.

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
ГУСЕЙНОВА
Батуч Мухтаровна
Сортовые, биохимические и технологические особенности хранения,
переработки и производства продуктов питания функционального
назначения из плодово-ягодного сырья
Специальность 05.18.01 – Технология обработки,
хранения и переработки
злаковых, бобовых культур,
крупяных продуктов,
плодоовощной продукции и
виноградарства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учёной степени
доктора сельскохозяйственных наук
Махачкала – 2014
1
Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный аграрный университет
имени М. М. Джамбулатова».
Научный консультант:
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор Мукаилов Мукаил Джабраилович
Официальные оппоненты:
Причко Татьяна Григорьевна – доктор сельскохозяйственных наук, профессор,
ГНУ «Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и
виноградарства ФАНО России»/функциональный научный центр «Садоводство»,
заведующая.
Родионова Людмила Яковлевна – доктор технических наук, профессор, ФГБОУ
ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»/кафедра технологии хранения
и переработки растениеводческой продукции, профессор.
Джабоева Амина Сергоевна – доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО
«Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В. М. Кокова»
/кафедра технологии продуктов общественного питания, заведующая.
Ведущая организация: ГНУ «Краснодарский научно-исследовательский институт
хранения и переработки сельскохозяйственной продукции»
Защита состоится «
26 »ноября 2014 г. в 10.00 часов на заседании
диссертационного совета Д 220.026.01 при ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный
аграрный университет имени М. М. Джамбулатова» по адресу: 367032, г. Махачкала, ул.
М. Гаджиева, 180, зал заседаний ученого Совета, тел./факс: (88722) 68-24-64.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВПО
«ДагГАУ имени М. М. Джамбулатова» http://dgsha.ru
Автореферат размещен на сайтах Министерства образования и науки РФ
http://vak2.ed.gov.ru и Даг ГАУ http://dgsha.ru/ «___››________ 2014 г.
Автореферат разослан почтой «___ » _______2014 г.
Отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью, просим направлять
по адресу: 367032, Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. М.Гаджиева, 180,
ФГБОУ ВПО «Даг ГАУ имени М.М. Джамбулатова», а также обязательно
отсканированные в формате pdf по электронной почте
по адресу:
isrigova@rambler.ru ученому секретарю диссертационного совета Д 220.026.01
Исриговой Т.А.
В отзыве необходимо указать ФИО автора, почтовый адрес (можно
организации), телефон, адрес электронной почты, наименование организации,
должность. Отзывы должны прийти в совет за 15 дней до защиты.
Учёный секретарь
диссертационного совета
доктор с.-х. наук, профессор
Т. А. Исригова
2
Общая характеристика работы1
Актуальность исследований. В настоящее время существует дисбаланс в структуре
питания населения, вызванный недостатком потребления незаменимых аминокислот,
пищевых волокон, витаминов и других нутриентов, происходит также и техногенное
загрязнение сырья, используемого в пищевой промышленности. Поэтому решение
продовольственных и экологических проблем – это приоритетное направление
современной международной и государственной деятельности. Круглогодовое снабжение
населения фруктами и ягодами, создание из них новых продуктов питания, отвечающих
современным требованиям качества и безопасности,
обогащенных комплексом
природных антиоксидантов, обладающих функциональной направленностью, способных
улучшать многие физиологические процессы и повышать защитные функции организма
человека – один из путей выхода из создавшегося положения.
Большой вклад в разработку фундаментальных основ технологий переработки
растительного сырья, ориентированных на выпуск соответствующей мировым стандартам
пищевой продукции, внесли исследования В. М. Позняковского, В.И. Покровского, Л. С.
Кудряшова, Н. Н. Липатова (ст.), Н. Н. Липатова (мл.), Л. Г. Елисеевой, А. П. Нечаева, А.
Ю. Шаззо, А. Т. Марха, В. А. Тутельяна, А. Ф. Фан-Юнга, Б. Л. Флауменбаума, Г. И.
Касьянова, А. А. Шишкиной и других ученых.
В России обеспеченность населения в течение года отечественной плодоовощной
продукцией не превышает 50-60%. Значительный дефицит ощущается в зимне-весенний
период.
В связи с этим разработка биохимических и технологических основ хранения и
переработки плодов садовых культур и дикорастущих растений, с учетом биологических
особенностей и почвенно-климатических условий мест их выращивания, для производства
продуктов питания функционального назначения представляет большую актуальность и
имеет важное народнохозяйственное значение. Практическая реализация этих задач
позволит резко сократить потери плодов, продлить срок их хранения, а также будет
способствовать равномерному поступлению плодовой продукции, обладающей высокой
пищевой и биологической ценностью, на рынки страны в течение года.
Цель работы – научное обоснование системы круглогодового обеспечения
населения высококачественными плодами и продуктами их переработки в результате
разработки технологических основ производства из них новых продуктов питания
функционального назначения со сбалансированным нутриентным составом, с учетом
сортовых особенностей используемого плодового сырья, почвенно-климатических условий
мест произрастания, его пищевой и биологической ценности.
Задачи исследований:
 изучить особенности влияния почвенно-климатических условий мест произрастания на
биохимический комплекс винограда, плодов садовых культур и дикорастущих растений
с целью формирования сортимента фруктов и ягод с высокой пищевой и биологической
ценностью;
 разработать математические модели, определяющие особенности формирования
биохимического комплекса плодов в зависимости от экологических факторов мест
произрастания;
1
Автор выражает благодарность за консультационную помощь доктору биологических наук Исмаилову Эльдеру
Шафиевичу и старшему научному сотруднику ПИБР ДНЦ РАН Даудовой Татьяне Идрисовне
3
 осуществить подбор плодов садовых и дикорастущих растений пригодных для
быстрого замораживания, установить оптимальные режимы их низкотемпературной
обработки, длительного хранения и дефростации;
 изучить влияние различных температурных режимов замораживания (-180С; -240С; –
300С), сроков холодового хранения при t=-180C (3, 6 и 9 месяцев) и способов
дефростации (на воздухе, в воде и с применением СВЧ-энергии) на изменение
физических, биохимических и органолептических показателей фруктов и ягод, а также
оценить перспективность их использования в качестве сырья при производстве
конкурентоспособных продуктов питания функционального назначения;
 разработать технологию получения многокомпонентных протертых смесей с
использованием быстрозамороженного плодового сырья, определить содержание в них
основных питательных компонентов, дать комплексную оценку их качества после
быстрого замораживания и длительного холодового хранения;
 исследовать микробиологические показатели безопасности при хранении замороженных
плодов и многокомпонентных протертых смесей полученных из них;
 научно обосновать оптимальные технологические параметры экстрагирования
нутриентов из дикорастущих плодов водно-спиртовыми растворами различной
концентрации, а также изучить степень влияния СВЧ-энергии на этот процесс;
 разработать рецептуры и технологические основы производства многокомпонентных
наливок с использованием экстрактов из дикорастущих плодов и осуществить контроль
их качества по химическим, органолептическим и микробиологическим показателям;
 разработать техническую документацию на производство замороженных плодов и
новых видов продуктов питания из них;
 дать оценку экономической эффективности производства быстрозамороженных плодов
и новых продуктов питания функционального назначения.
Научная новизна работы:
 впервые проведен комплекс эколого-биохимических исследований, способствующих
выявлению зон экологического оптимума для созревания фруктов и ягод с высокой
пищевой и биологической ценностью, с целью получения продуктов питания
функциональной направленности;
 исследованы плоды местных и интродуцированных сортов абрикоса, алычи, хурмы,
малины, земляники, смородины и винограда, а также дикорастущих ежевики, кизила,
мушмулы и облепихи для установления их пригодности к быстрому замораживанию и
длительному холодовому хранению. Научно обоснованы оптимальные температурные
режимы замораживания, сроки длительного холодового хранения и способы
дефростации этих фруктов и ягод;
 установлено влияние технологических факторов замораживания, хранения и
дефростации на влагоудерживающую способность, товарные качества и пищевую
ценность плодов садовых культур и дикорастущих растений;
 разработаны математические модели, позволяющие прогнозировать сокоотдачу плодов
при дефростации в зависимости от их исходной температуры, температурного режима
замораживания и длительности хранения;
 разработана технология получения многокомпонентных протертых смесей
функционального назначения из быстрозамороженных фруктов и ягод, с учетом их
сортовых особенностей и сбалансированных по основным нутриентам;
4
 выявлены оптимальные технологические режимы замораживания, обеспечивающие
высокую сохранность товарного качества и пищевой ценности этих продуктов;
 научно
обоснованы
эффективные
технологические
режимы
получения
высококачественных экстрактов из плодового сырья путем изучения влияния
температуры экстрагирования, концентрации этанола в экстрагенте, соотношений
сырье/экстрагент и предварительной микроволновой обработки сырья на степень
извлечения из него нутриентов;
 впервые созданы многокомпонентные наливки функционального назначения на основе
экстрактов из дикорастущих плодов, обладающие сбалансированным нутриентным
составом и высокими дегустационными характеристиками;
 научная новизна разработанных технологий производства
многокомпонентных
протертых смесей из быстрозамороженных плодов и многокомпонентных наливок
подтверждена 3 патентами RU 2505077; RU 2507249 и RU 2507250.
Практическая ценность работы:
 по результатам биохимических исследований плодов определены природные зоны,
обеспечивающие получение плодового сырья с высокой пищевой ценностью;
 рекомендованы производству местные и интродуцированные сорта абрикосов, алычи и
хурмы, а также дикорастущие плоды, пригодные для быстрого замораживания и
длительного холодового хранения;
 установлены оптимальные режимы замораживания, дефростации и сроки хранения
быстрозамороженных фруктов и ягод;
 разработана и внедрена в производство технология получения многокомпонентных
протертых смесей, сбалансированных по основным биологически ценным компонентам,
из быстрозамороженных плодов, с учетом их сортовых особенностей;
 предложены технологические параметры получения с использованием СВЧ-энергии
высококачественных экстрактов из дикорастущих фруктов и ягод;
 разработаны рецептуры и технология производства многокомпонентных наливок
функционального назначения с использованием экстрактов из дикорастущих плодов,
взаимодополняющих друг друга питательно ценными компонентами;
 разработаны и апробированы технологические инструкции и технические условия (ТУ
9165-010-00493600-13
и
ТУ
9165-009-00493600-13)
для
производства
быстрозамороженных плодов абрикоса и алычи, а также многокомпонентных смесей
функционального назначения «Смеси протертые из замороженного плодово-ягодного
сырья» (ТУ 9165-002-0493600-05).
Технологии длительного хранения плодов в замороженном виде и получения из них
многокомпонентных быстрозамороженных смесей внедрены на ООО «Кикунинский
консервный завод». Технология получения наливок на основе плодовых экстрактов
прошла производственные испытания на ОАО «Махачкалинский винзавод». Внедрение
результатов исследований способствует решению проблемы круглогодового снабжения
населения высококачественной, сбалансированной по нутриентному составу плодовой
продукции.
Основные положения, выносимые на защиту:
 особенности формирования биохимического комплекса в плодах садовых культур,
винограда и дикорастущих растений в зависимости от экологических факторов места
произрастания;
5
 элементы технологии производства быстрозамороженных фруктов и ягод с высокой
степенью сохранности исходных органолептических и питательных свойств;
 оценка технологических, биохимических, органолептических и микробиологических
показателей плодов садовых культур, винограда и дикорастущих видов растений,
являющихся перспективным сырьем для производства высококачественных продуктов
питания;
 особенности влияния температурных режимов замораживания, длительности
холодового хранения и способов дефростации на влагоудерживающую способность,
пищевую ценность, органолептические и микробиологические показатели плодов и
новых продуктов, приготовленных из них;
 технология производства из быстрозамороженных фруктов и ягод многокомпонентных
протертых смесей функционального назначения;
 особенности влияния технологических режимов проведения экстракции (температура
экстрагирования,
концентрация этанола в экстрагенте, соотношение
сырье/экстрагент и длительность настаивания сырья) на процесс извлечения
нутриентов из плодового сырья водно-спиртовыми растворами;
 получение высококачественных экстрактов из дикорастущих плодов с использованием
электромагнитного излучения (ЭМИ) СВЧ-энергии для интенсификации извлечения
нутриентов;
 технология производства многокомпонентных наливок с использованием плодовых
экстрактов и сбалансированных по основным нутриентам.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и
обсуждены на заседаниях ученого совета Дагестанского государственного аграрного
университета; конференциях профессорско-преподавательского состава ДагГАУ и ДГТУ
(2001-2012);
региональной научно-практической конференции «Охрана природы
Дагестана» (Махачкала, 2003); всероссийской научно-практической конференции
«Качество продукции, технологий и образования» (Магнитогорск, 2011); международных
научно-практических конференциях: «Экономика, экология и общество России в 21-м
столетии» (Санкт-Петербург, 2004); «Биотехнология - охране окружающей среды.
Сохранение биоразнообразия и рациональное использование биологических ресурсов»
(Москва, 2004); «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины» (Ростовна-Дону, 2009); «Наука и Современность» (Новосибирск, 2010); «Безопасность и качество
товаров» (Саратов, 2010); «Наука и образование-2010» (Мурманск, 2010); «Аграрная
наука и образование на современном этапе развития» (Ульяновск, 2010); «Стратегия
устойчивого развития и инновационные технологии в садоводстве и виноградарстве»
(Махачкала, 2010); «Устойчивое развитие горных территорий в условиях глобальных
изменений» (Владикавказ, 2010); «Проблемы рационального использования природных
ресурсов и охраны окружающей среды (экологические и правовые аспекты)» (Махачкала,
2010; 2011); «Актуальные проблемы обеспечения продовольственной безопасности юга
России: инновационные технологии сохранения биоресурсов, плодородия почв,
мелиорации и водообеспечения» (Ростов-на-Дону, 2011); «Инновационные процессы в
АПК» (Москва, 2011); «Природа и сельскохозяйственная деятельность» (Иркутск, 2011);
«Vědecký pokrok na přelomu tysyachalety – 2011» (Прага, 2011).
Результаты исследований демонстрировались на межрегиональной выставкеярмарке «Дагпродэкспо-2004» (Махачкала, 2004); международном экономическом форуме
«Дагестан – новые региональные возможности» (Махачкала, 2005). Проект
6
«Технологические основы производства многокомпонентных фруктовых смесей
повышенной биологической ценности из замороженного местного сырья Дагестана»,
выполненный в рамках диссертационной работы, получил грант Фонда Гаджи Махачева
по поддержке науки, образования и культуры (2004 г.). Разработка технологии получения
наливки «Рубин Дагестана» на XVII Московском международном Салоне изобретений и
инновационных технологий «Архимед-2014» отмечена золотой медалью.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 74 работы, в т.ч. – одна
монография и 19 публикаций в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получены 3 патента,
разработаны 3 технических условия, 2 технологические инструкции и 1 рекомендация
производству.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 445 страницах,
состоит из 8 глав, заключения, списка использованной литературы из 682 наименований, в
т.ч. 91 на иностранных языках. Содержит 70 таблиц, 38 рисунков. Приложения на 49
страницах включают нормативно-техническую документацию, сводные таблицы, акты
внедрения, протоколы дегустации.
Условия, объекты и методы исследований. Работа выполнена в ФГБОУ ВПО
«Дагестанский государственный аграрный университет им. М. М. Джамбулатова» в
период 2001-20012гг. Объектами исследований являлись плоды 5 сортов абрикоса
(Краснощекий, Дженгутаевский, Шиндахлан, Хонобах, Ананасный), 3 сортов алычи
(Десертная, Обильная, Пурпуровая), 3 сортов хурмы (Хачиа, Хиакуме и Зенджи-Мару),
персика (Золотой юбилей), малины (Скромница), смородины (Минай Шмырев), винограда
(Молдова,) земляники (Черноморка) и 8 видов дикорастущих плодов (ежевика, кизил,
облепиха, рябина, мушмула, терн, шиповник и шелковица); продукты переработки – шесть
видов многокомпонентных протертых смесей из быстрозамороженных фруктов и ягод,
плодовые экстракты и 3 вида многокомпонентных наливок функциональной
направленности.
Исследования проводились в соответствии с методическими указаниями и ГОСТами:
ГОСТ 29187-91 «Плоды и ягоды быстрозамороженные. Общие технические условия»,
ГОСТ 15 101-98 «Порядок проведения научно-исследовательских работ», «Методические
рекомендации по хранению плодов, овощей и винограда (организация и проведение
исследований)» (1998), «Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных и
орехоплодных культур» (1999), ОСТ 111-18–84«Полуфабрикаты плодово-ягодные
быстрозамороженные» и др.
Качество плодового сырья и продуктов его переработки оценивали общепринятыми
методами технохимического контроля: титрометрическим, весовым, колориметрическим,
потенциометрическим, хроматографическим, атомно-адсорбционным и др.
С целью обеспечения достоверности полученных экспериментальных данных
определения проводились в 4-х или 5-ти повторностях. Результаты исследований
обрабатывали методами математической статистики и корреляционного анализа по Б.А.
Доспехову (1985), В.Ф. Моисейченко и др. (1994) с применением MS Excel 2007.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1.Влияние абиотических факторов на биохимический состав винограда, плодов
садовых культур и дикорастущих растений.
Главным фактором научного обоснования эффективности выращивания растений в
конкретной плодовой зоне, является соответствие экологических условий биологическим
7
требованиям сорта или вида. Объективную информацию о степени этой
сбалансированности несет химический состав плодов.
Дагестан - это самый южный регион России богатый растительными ресурсами. На
его территории сосредоточено множество различных природных ландшафтов,
обусловленных сложным строением рельефа, особенностью геологического строения и
состава почвообразующих пород, высотной поясностью, а также различием режимов тепла
и влажности. Поэтому исследование закономерностей формирования биохимического
комплекса в плодах садовых культур, винограда и дикорастущих растений из Дагестана, в
зависимости от почвенно-климатических условий мест их произрастания, актуальны и
практически значимы.
Косточковые культуры. В республике сосредоточено более 90% от абрикосовых
насаждений, имеющихся в РФ. Расширяются площади под посадками персика. Выявлено,
что в плодах абрикоса Шиндахлан и персика Золотой юбилей при выращивании в
различных почвенно-климатических условиях формируется различное количество
биокомпонентов, характеризующих их пищевую ценность (табл. 1 и 2). С повышением
высоты места произрастания этих культур над уровнем моря количество сахаров в их
плодах уменьшалось. Одной из причин невысокой концентрации сахаров в плодах из
горно-долинной зоны, по сравнению с урожаем с равнины, по нашему мнению, является
большее выпадение осадков в горах за вегетационный период, что привело к увеличению
свободной влаги в плодах. Экспериментальные данные позволили разработать
математическую модель зависимости содержания сахаров (У) в абрикосах сорта
Шиндахлан от годового количества осадков (Х) и САТ (Z) за вегетационный период,
выражающуюся уравнением регрессии вида: У=10,9-0,014*Х+1,2х10-4*Z. Как показывает
множественный корреляционно-регрессионный анализ, между этими тремя показателями
существует сильная и достоверная связь (R=0,92).
Таблица 1.
Влияние почвенно-климатических факторов на накопление отдельных биокомпонентов в
абрикосах Шиндахлан и персиках Золотой юбилей (средние данные за 2007-2011 гг.)
Плоды персика Золотой
юбилей
Сумма активных
температур, 0С
Сахара, %
Пектиновые
вещества, %
Витамин С, мг
%
Сахара, %
Пектиновые
вещества, %
Титруемые
кислоты, г/дм3
Равнинная,
45 м над
ур. моря
Селение
Муцалаул
392
3795
9,8
0,62
12,4
18,9
8,1
0,78
7,1
8,8
Предгорная,
475 м над
ур. моря
ГНУ «Даг.
селекц.
опытная
станция
плодовых
культур»
411
3620
9,5
0,59
13,7
19,7
7,7
0,72
8,3
9,3
Горнодолинная,
1099 м над ур.
моря
Селение
Хаджалмахи
423
3200
8,8
0,53
15,3
20,4
7,2
0,65
9,2
9,9
Витамин С, мг
%
Место
исследований
Титруемые
кислоты, г/дм3
Плодовые
зоны
Годовое количество
осадков, мм
Плоды абрикоса Шиндахлан
Значительное содержание пектиновых веществ, также как и сахаров, было выявлено в
абрикосах (0,62%) и персиках (0,78%), выращиваемых в равнинной зоне. На накопление
8
пектинов осадки оказывали более значительное влияние, чем температурный фактор.
Плоды абрикоса и персика накопили максимальное количество пектинов (в среднем
0,84%) в самом засушливом 2010 году, когда годовое количество осадков, для всех
рассматриваемых плодовых зон, оказалось минимальным. Это, на наш взгляд, объясняется
тем, что коллоидные вещества играют важную роль в устойчивости растений к засухе. В
связи с дефицитом влаги, основная доля ферментной активности была направлена на
синтез пектинов.
Установлено, что в абрикосах и персиках из Горного Дагестана титруемых кислот
содержатся больше, чем в плодах с равнины и предгорий. Такой факт объясняется
перепадами температур, разницей атмосферного давления, влажностью воздуха и
влагоемкостью почв. В местности, где сумма активных температур (САТ) высокая
(равнина), дыхательные процессы у растений протекают энергичнее, поэтому усиливается
расход титруемых кислот.
Содержание витамина С изменялось в зависимости от высотной поясности:
повышение высоты места произрастания способствовало большему его накоплению в
абрикосах и персиках из предгорной и горно-долинной зоны по сравнению с равнинной.
Корреляционно-регрессионным анализом установлено, что математические модели
зависимости формирования в плодах абрикоса витамина С (У) от годового количества
осадков (Х) и САТ (Z) за вегетационный период выражены уравнением регрессии
следующего вида: У=18,3- 0,028*Х+2,9х10-4* Z. Синтез витамина С в большей степени
зависит от изменения годового количества осадков (0,028*Х), чем от САТ (2,9х10-4*Z).
Коэффициент множественной корреляции R=0,86 свидетельствует о том, что между ними
существует сильная и достоверная связь на высоких уровнях вероятности.
Выявлено, что природные условия равнины способствуют наиболее эффективному
накоплению в абрикосах и персиках йода, а в предгорной зоне – марганца, который в
растениях усиливает фотосинтез, образование витамина С. В плодах из горных долин
имелось большое количество меди и цинка, но не превышающее ПДК (ТР ТС 02/2011).
Таблица 2.
Содержание микроэлементов в абрикосах Шиндахлан и персиках Золотой юбилей,
выращенных в различных зонах плодоводства (средние данные за 2007-2011 гг.)
Плодовые зоны
Место
исследований
Плоды абрикоса
Шиндахлан
Почвы под
садами
Плоды персика Золотой
юбилей
Массовая концентрация, мкг/100г
J
Mn
Cu
Zn
J
Mn
Cu
Zn
Равнинная,
45 м над
ур. моря
Селение
Муцалаул
Светлокаштановые
суглинистые
3,7
50
190
180
3,2
43
140
157
Предгорная,
475 м над
ур. моря
ГНУ «Даг.
селекционная
опытная
станция
плодовых
культур»
Темнокаштановые
2,9
53
240
200
2,7
48
185
212
Горнодолинная,
1099 м над
ур. моря
Селение
Хаджалмахи
Горно-луговые
1,8
47
300
246
1,3
40
260
236
В абрикосах Шиндахлан и персиках Золотой юбилей идентифицировано по 14
аминокислот, в том числе по 8 незаменимых. Лидировали аспартат и глутамат. Суммарное
содержание аминокислот в абрикосах и персиках с равнины составило 920,6 и 840,2, с
9
предгорья 1270,5 и 912,7, а из горно-долинной зоны 1350,3 и 1055,6 мг/дм3 сока.
Выявленные отличия могут быть вызваны видовой специфичностью, различиями
механического и химического состава почв, а также их теплообеспеченности.
Виноград. Повышение высоты места произрастания снизило содержание сахаров в
ягодах Молдовы. Высокая теплоотдача почвы на опытном участке виноградника
Хасавюртовского района способствовала более активному их синтезу. На
сахаронакопление положительно повлиял и калий, поступающий в виноградное растение
из почвы. На равнине его концентрация в почве под виноградными кустами более высокая,
чем на опытных участках в предгорье. Содержание титруемых кислот в сорте Молдова с
предгорья оказалось выше, чем с равнины (табл. 3).
Таблица 3.
Влияние почвенно-климатических факторов на накопление отдельных
биокомпонентов в винограде сорта Молдова (средние данные за 2007-2011 гг.)
Климатические
характеристики
САТ, 0С
Сахара,
г/100см3
Титруемые
кислоты,
г/дм3
Пектиновые
вещества, %
Витамин С,
мг/дм3
Витамин Р,
мг/дм3
Фенольные
вещества,
мг/дм3
Равнинная,
Хасавюртовский рон, 31 м над ур. моря
Предгорная,
Кайтагский р-он
395 м над ур. моря
Годовое
количество
осадков, мм
Почвенноклиматические зоны
Массовая концентрация
402
3675
16,2
8,5
1,88
86,5
193,6
1026,5
425
3560
15,8
8,9
1,71
88,3
200,1
1031,8
Примечание Климатические характеристики приведены в соответствии с данными метеостанций
«Хасавюрт» и «Маджалис».
Глюкоацидометрические индексы (ГАИ) для винограда из плоскостной зоны – 19,0, а
с предгорья – 17,7, что говорит о хороших вкусовых качествах ягод, собранных с обоих
опытных участков. Наиболее значительное количество пектиновых веществ - 1,88%
определено в винограде с равнины (ГУП «Аксай»). Сумма фенольных веществ в нем на
5,3 мг/дм3 меньше по сравнению с их количеством в винограде из Кайтагского района.
Метеорологические условия повлияли и на накопление витаминов С и Р. Так, в винограде
из Кайтагского района, у которого рост и созревание ягод происходили при меньшей САТ
и большей влагообеспеченности почв, усиливался синтез витаминов С и Р.
В обоих образцах Молдовы идентифицировано по 11 минеральных элементов
(кадмий и свинец в следовых концентрациях).
В урожае с северной плоскостной зоны
(31м над уровнем моря) сумма макроэлементов составила 280,3мг%, а микроэлементов
1,86 мг% (табл. 4.). В винограде с центрального предгорья (на высоте 395м) количество
макроэлементов равнялось 278,3 мг%, а микроэлементов 2,14мг%. Концентрация меди,
железа и марганца в ягодах с предгорья была выше, чем с равнины на 0,08; 0,2 и 0,002мг%
соответственно, а цинка оказалось больше на 0,001мг% в опытных образцах с равнины.
Таким образом, изучение биохимического состава ягод винограда сорта Молдова,
выращенного в различных экологических условиях Дагестана, показало, что он находится
в большой зависимости от совокупного влияния САТ, количества осадков и свойств
почвы. Почвенно-климатические факторы и высота 420 м над ур. моря в Кайтагском
районе оказывают более благоприятное влияние на формирование нутриентов,
характеризующих питательную ценность винограда, чем абиотические условия
10
Хасавюртовского района. Анализ воздействия экологических условий, с учетом влияния
высотного градиента, и обобщение результатов биохимических исследований говорит том,
что в северной плоскостной и центральной предгорной зоне Дагестана имеется богатый
природный потенциал для получения высококачественного винограда Молдова – одного
из наиболее перспективных адаптированных сортов столового направления.
Таблица 4.
Содержание макро- и микроэлементов в винограде сорта Молдова, выращенного в
различных зонах виноградарства (средние данные за 2007-2011 гг.)
Массовая концентрация, мг %
Климатические
характеристики
Предгорная,
Кайтагский
р-он 395 м над
ур. моря
Микроэлементы
САТ, 0С
Равнинная,
Хасавюртовск
ий р-он, 31 м
над ур. моря
Макроэлементы
Почва под
виноградник
ами
Годовое
количество
осадков, мм
Почвенноклиматические
зоны
402
3675
Луговокаштановая,
суглинистая
183,2
26,3
30,3
18,7
21,8
0,40
1,4
0,028
0,039
3560
Коричневая с
зернистомелкокомков
атой
структурой
178,3
29,8
28,6
22,1
19,5
0,48
1,6
0,027
0,041
425
K
Р
Ca
Mg
Na
Сu
Fe
Zn
Mn
Плоды дикорастущих растений. На
Северном Кавказе под массивами
дикорастущих плодовых растений находится около 90 тыс. га. Возможный годовой объем
сбора диких плодов на территории Дагестана составляет более 14 тыс. тонн, в том числе
груши – 1,7, мушмулы – 0,6, алычи – 1,5 тыс. тонн.
Ограниченность данных о химическом составе дикорастущих фруктов и ягод
Дагестана в зависимости от почвенно-климатических условий и высотного градиента мест
произрастания доказывает необходимость изучения этого плодового сырья с учетом
влияния природных условий территории его нахождения.
С повышением высоты места произрастания содержание сахаров в плодах алычи,
ежевики, кизила, мушмулы, облепихи и терна уменьшалось (табл. 5.). Разница в
сахаронакоплении у них варьировала всего лишь в пределах от 0,4 (терн) до 1,1 %
(мушмула). В плодах из горной зоны титруемых кислот было больше, чем в опытных
образцах с равнины и предгорья.
В плодах с равнины ГАИ самые значительные, в них
же определена высокая концентрация пектиновых веществ – 1,30 (терн), 1,47 (алыча) 1,82
(ежевика), 2,91 (кизил) 2,18 (мушмула) и 2,71% (облепиха). В облепихе этих
биокомпонентов, способных адсорбировать канцерогенные соединения и тяжелые
металлы, оказалось больше, чем в других исследованных фруктах и ягодах (табл.5).
Выявлено, что в плодах дикорастущих пород из горных долин усиленно синтезируются
фенольные соединения. Накопление витаминов С и Р обусловливалось не только
видовыми признаками, но и тесно связано с почвенно-климатическими факторами места
произрастания. В плодах из горного Хунзахского района содержание витаминов С и Р
более высокое. Различная интенсивность их синтеза в большей мере вызывалась
понижением САТ с увеличением высоты места произрастания плодов. За вегетационный
период, который у растений из Горного Дагестана на 5-7 дней длиннее, чем у равнинных,
11
окислительные процессы происходили медленнее, что способствовало сохранению
образовавшихся витаминов.
Таблица 5.
Влияние почвенно-климатических условий места произрастания на формирование биокомпонентов
в плодах дикорастущих культур (средние данные за 2007-2011 гг.)
Массовая концентрация
Плоды
сахаров, %
титруемых
кислот,
г/дм3
пектиновых
веществ, %
фенольных
веществ, мг/дм3
витамина С,
мг%
витамина Р,
мг/дм3
равнинная зона (с.Татурбийкала Хасавюртовского района, высота над ур. моря
177м, САТ-3675 0С, сумма осадков – 392 мм, почвы – лугово-каштановые)
Ежевика
Кизил
Терн
Мушмула
Алыча
Облепиха
6,9
5,8
7,2
20,3
7,6
5,2
14,6
28,4
19,7
2,8
12,8
16,9
1,82
2,91
1,30
2,18
2,71
1,47
1384,7
2386,2
7473,4
815,3
862,7
1877,9
21,5
6,4
16,8
31,8
6,9
180,0
839,3
1610,1
1662,7
1251,0
1017,0
349,2
предгорная зона ( с. Маджалис Кайтагского района, высота над ур. моря 420 м,
САТ- 3560 0С, сумма осадков – 425мм, почвы - коричневые)
Ежевика
Кизил
Терн
Мушмула
Алыча
Облепиха
6,6
5,5
7,0
19,6
7,2
4,9
15,1
31,0
20,2
3,2
13,5
17,5
1,78
2,85
1,27
2,11
2,64
1,42
1392,6
2407,6
7481,5
892,1
876,8
20642
22,3
6,8
17,9
35,8
7,2
189,2
845,2
1670,7
1679,3
1411,3
1063,1
362,4
горная зона (с. Тлайлух Хунзахского района, высота над ур. моря 1150 м,
САТ- 32560С, сумма осадков – 603мм, почвы –горные бурые лесные)
Ежевика
Кизил
Терн
Мушмула
Алыча
Облепиха
6,2
5,3
6,8
19,2
6,9
4,6
15,5
33,2
21,3
3,5
13,7
18,3
1,72
2,77
1,22
1,8
2,52
1,31
1405,1
2430,3
7496,7
901,2
889,4
2154,1
23,4
7,1
18,8
37,0
7,5
198,5
856,1
1800,0
1683,7
1589,2
1105,2
376,5
Примечание Климатические характеристики приведены в соответствии с данными метеостанций
«Хасавюрт», «Маджалис» и «Хунзах».
Концентрация минеральных веществ в дикорастущих плодах зависела от многих
факторов, но основными являлись генетические и почвенные. Содержание
макроэлементов, оказалось наиболее высоким в плодах из Хасавюртовского района, где в
почве имелось значительное количество калия, кальция, натрия и магния. Калия в плодах
ежевики, мушмулы и терна с равнины было больше, чем в плодах из горного Хунзахского
района на 18,3, 25,7 и 7,5мг%, соответственно. Температурный режим и среднегодовое
количество осадков не сильно повлияли на процесс накопления макроэлементов.
Существенное различие в содержании минеральных веществ в основном вызвано
почвенными факторами (табл.6). Концентрации токсичных свинца и кадмия в ежевике,
мушмуле и терне были ниже допустимых гигиенических норм (0,019 и 0,0015мг%).
12
Таблица 6.
Динамика накопления минеральных элементов в дикорастущих плодах в зависимости от
климатических факторов места произрастания( с. Тлайлух Хунзахского р-на)
Годы исследований
2007
Макроэлементы,
мг %
2009
САТ, 0С
Годовая сумма
осадков, мм
3134
718,0
САТ, 0С
2011
Годовая сумма
осадков, мм
3310
501,7
Дикорастущие плоды
САТ, 0С
Годовая сумма
осадков, мм
3142
649,7
Ежевика
Терн
Мушмула
Ежевика
Терн
Мушмула
Ежевика
Терн
Калий
181,6
213,1
462,4
198,3
229,2
481,4
185,0
212,5
Мушмула
459,2
Кальций
23,6
28,1
114,0
22,9
27,4
112,6
24,1
28,4
113,8
Магний
Натрий
26,3
16,0
13,7
10,3
54,2
4,9
27,6
16,4
14,5
11,2
55,3
5,7
26,5
15,7
13,6
10,6
53,9
5,2
Железо
1,1
1,7
4,0
0,9
1,6
3,9
1,0
1,6
3,8
Примечание. Климатические характеристики приведены в соответствии с данными метеостанции
«Хунзах».
В дикорастущих кизиле и облепихе содержался полный набор незаменимых
аминокислот. Максимальное их количество определено в плодах облепихи. Превалировал
лейцин. Из заменимых аминокислот в плодах доминировали аспартат и глутамат.
Аминокислотные пулы плодов из горно-долинной зоны были богаче, чем с равнины,
аланином, аргинином, аспартатом, глутаматом, глицином, валином, гистидином,
треонином и серином. Кизил и облепиха с равнины содержали соответственно в 1,1 и 1,2
раза больше метионина, в 1,3 и 1,1 – изолейцина, в 1,2 и 1,1 – лейцина, в 1,1 и 1,2 –
фенилаланина, в 1,3 и 1,4 – пролина. Общее количество аминокислот, а также суммарное
содержание незаменимых аминокислот в плодах из горно-долинной зоны намного выше,
чем у произрастающих на равнине.
Таким образом, экологические условия равнинного Дагестана способствовали
усиленному синтезу в исследованных плодах сахаров, пектинов и накоплению
минеральных элементов, а произрастание их в предгорной и горной зоне более
благоприятно для образования титруемых кислот, фенольных веществ, аминокислотного
комплекса, железа, витаминов С и Р. Поэтому необходимо дифференцированно подходить
к подбору территорий, обеспечивающих возможность производства плодов с
определенными качественными показателями.
Насаждения, ориентированные на получение фруктов и ягод с высокой питательной
ценностью, целесообразно размещать на участках расположенных в предгорной и горной
зоне, где формируются плоды отменного товарного качества с повышенным содержанием
основных питательных веществ.
2.Подбор плодов и ягод для низкотемпературного хранения. Определение
оптимальных способов и режимов их дефростации.
В последнее время в мировой практике в качестве одного из наиболее прогрессивных
способов пролонгирования стабильности пищевой ценности скоропортящегося
растительного сырья применяется технология быстрой заморозки. В Дагестане,
располагающем большими запасами фруктово-ягодного сырья, применение быстрого
замораживания является экономически выгодным.
13
Одним из важных показателей пригодности плодов к замораживанию является их
влагоудерживающая способность, которая определяется видовыми свойствами сырья и
зависит от условий обработки, замораживания и хранения.
Исходя из того, что большое значение при замораживании имеют биологические
особенности сорта и скорость низкотемпературной обработки, исследовали сокоотдачу
плодов различных сортов абрикоса и алычи, замороженных в разных температурных
режимах (-180С; -240С и -300С) (табл.7). Наиболее высокие потери сока от 5,1 до 22,6% у
абрикосов и алычи отмечены при медленном замораживании (-180С). Минимальная
сокоотдача плодов произошла при быстром замораживании (-300С) и составила 3,2-20,1%.
Один и тот же сорт в зависимости от температурных режимов попадал в разные группы,
сформированные по пригодности к замораживанию, согласно шкале желательности
Харрингтона. По потере сока при быстром замораживании (-300С) к категории очень
хороших сортов отнесена алыча Десертная, хороших - алыча Обильная и Пурпуровая,
абрикосы Шиндахлан и Хонобах, а к группе сортов удовлетворительных и плохих –
абрикосы Дженгутаевский и Ананасный.
На сокоотдачу, помимо режима замораживания, существенное влияние оказывает и
исходная температура объектов исследований. Установлено, что чем ниже была исходная
температура плодов перед холодовой обработкой, тем ниже оказалась их сокоотдача при
дефростации во всех режимах замораживания. Потеря сока абрикосов с исходной
температурой 00С после применения температур -18 0С; -24 0С и -300С была ниже, чем у
замороженных плодов с исходной температурой 100С соответственно на 0,94; 0,68 и
0,77%. Такая же тенденция наблюдалась при дефростации абрикосов, замороженных при
тех же режимах, но с исходными температурами 16 0С и 20 0С, где разница, по сравнению с
сокоотдачей плодов замороженных с исходной температурой 00С, составила 0,48; 0,66;
0,68; и 0,54; 0,57; 0,62% соответственно. Аналогичная картина наблюдалась по
сокоотдаче плодов алычи при тех же исходных температурах и режимах замораживания.
Таблица 7.
Изменение сокоотдачи плодов абрикоса и алычи в зависимости от
температурного режима замораживания (2002-2009 гг.)
Потеря сока при температуре, %
0
Сорт
минус 18 С
минус 24 0С
минус 30 0С
Абрикос
14,11
13,07
12,35
Краснощекий
10,21
9,41
8,93
Хонобах
11,19
10,37
9,69
Шиндахлан
15,23
14,70
13,85
Дженгутаевский
22,64
21,47
20,15
Ананасный
Алыча
8,03
7,43
6,52
Обильная
5,10
3,98
3,21
Десертная
10,32
9,61
8,46
Пурпуровая
Корреляционно-регрессионным анализом экспериментальных данных между
влагоудерживающей способностью плодов (У), температурным режимом замораживания
(Z) и исходной температурой плодов алычи перед замораживанием (X) установлена
сильная и достоверная связь (R=0,86), которая описывается уравнением регрессии вида:
У=3,36 +0,13*Х+0,08*Z (рис.1.).
14
5
4
3
22
2
15
1
10
0
-10
5
-15
-20
0
-25
Температура замораживания, °С
-30
Исходная темперутура плодов, °С
Потеря сока, %
6
Рис. 1. Зависимость потери сока плодами алычи (У) от температурного режима замораживания (Z)
и исходной температуры плодов перед замораживанием (X).
Основное предназначение быстрозамороженного продукта это его длительное
хранение и транспортировка на дальние расстояния. Поэтому значительный интерес
представляет изменение влагоудерживающей способности замороженных ягод и плодов
абрикоса, алычи и хурмы в процессе длительного низкотемпературного хранения.
Отмечено, что максимальные потери сока, у плодов всех изучаемых сортов, наблюдались
сразу после суточного хранения при t=-300С. С продлением срока хранения в изменениях
показателей потери сока выявлены специфические видовые особенности. В процессе
хранения при t=-18ºС наблюдалась устойчивая тенденция к повышению потерь сока. В
среднем во всех исследованных сортах абрикоса, алычи и хурмы потери сока через девять
месяцев хранения (-180С), по сравнению с сокоотдачей сразу после быстрого
замораживания, возросли на 1,44%, 1,38% и 0,71%, соответственно. Это можно объяснить
регидратацией и увеличением размеров кристаллов льда в тканях при хранении из-за
постепенного намораживания влаги, что приводит к неизбежным гистологическим
разрушениям и, как следствие, повышению сокоотдачи.
Более высокую влагоудерживающую способность кизила, всех сортов хурмы и алычи
сорта Десертная, по сравнению с другими исследованными плодами, можно объяснить
плотной консистенцией мякоти, повышенным содержанием высокомолекулярных
углеводов, меньшим количеством воды в тканях, а также тем, что плоды покрыты кожицей
устойчивой к растрескиванию.
К концу хранения к категории «очень хороших» были отнесены кизил, алыча
Десертная и все сорта хурмы (потери сока ниже 5%), «хороших» – виноград Молдова и
смородина Минай Шмырев, алыча Обильная и Пурпуровая, сорта абрикоса Хонобах и
Шиндахлан (потери сока ниже 10%). После девятимесячного холодового хранения потери
сока варьировали от 1,89 (хурма Зенджи-Мару) до 41,61% (земляника). Фрукты и ягоды с
минимальными потерями сока после быстрого замораживания (-300С) и к концу срока
хранения (-180С) имели наименьшие показатели сокотдачи.
Корреляционно-регрессионный анализ свидетельствует о том, что зависимость потерь
сока абрикосами после 9 месячного хранения (-180С), от их значений, определенных сразу
после быстрого замораживания плодов, может быть выражена однофакторным уравнением
15
регрессии вида: у=0,839х+0,87, где: у – потеря сока быстрозамороженными плодами при
дефростации после девятимесячного холодового хранения; х – потеря сока при
дефростации после быстрого замораживания (хранение в течение суток). Между
рассматриваемыми показателями была обнаружена тесная прямая зависимость (r = 0,996).
Отмечены изменения показателей сокоотдачи быстрозамороженных (-300С) плодов
различных сортов абрикоса и алычи в зависимости от способа и режима дефростации: на
воздухе при температурах 50С, 220С и 900С; в воде при температурах 16 0С, 22 0С и 90 0С;
действием СВЧ-энергии с частотой 2450Мгц и мощностями 100Вт, 150Вт, 180Вт, 200Вт,
250Вт и 400Вт. Наибольшие потери наблюдались при размораживании на воздухе при
температуре 50С. С повышением температуры воздушной среды отмечено уменьшение
сокоотдачи у всех оттаявших плодов. В воде с повышением температуры размораживания
потери сока плодами также снижались, но при всех использованных режимах были
меньшими, чем после размораживания на воздухе при аналогичных температурах.
Дефростация фруктов и ягод с использованием СВЧ-энергии, в течение нескольких минут,
вызвала значительно меньшие потери сока, чем традиционное оттаивание на воздухе и в
воде при всех температурных режимах, примененных в эксперименте. Для плодов алычи и
абрикоса оптимальный режим оттаивания – использование микроволновой обработки
малой мощности 180 Вт и времени размораживания от 3 до 4 минут в зависимости от их
размеров (табл. 8). Определено, что дефростация быстрозамороженных абрикосов и
алычи в воздушной среде и в воде при температуре 900С, а также с применением СВЧэнергии приводит к незначительной сокоотдаче. Но при размораживании в воздушной
среде и в воде при температуре 900С ухудшались внешний вид и вкус плодов (см. параграф
5), а наилучший эффект размораживания наблюдался при использовании СВЧ-энергии.
Таблица 8
Влияние способа и режима дефростации на потери сока
быстрозамороженными плодами абрикоса и алычи, % (2002-2009 гг.)
Способ и режим дефростации
0
на воздухе, С
в воде 0С
действием
СВЧСорт
энергии
5
22
90
16
22
90
(180Вт)
Абрикос
13,69
12,35 11,74
12,16
11,94
11,17
10,09
Краснощекий
9,57
8,93
7,89
8,57
8,08
7,28
6,86
Хонобах
10,32
9,69
8,32
9,08
8,86
7,92
7,14
Шиндахлан
14,29
13,85 12,15
13,65
13,12
12,39
11,85
Дженгутаевский
22,43
20,15 21,07
19,42
19,05
18,03
17,43
Ананасный
Алыча
7,83
6,50
5,83
6,28
6,13
5,36
5,12
Обильная
4,90
3,26
3,05
3,19
2,90
2,11
2,09
Десертная
9,68
8,44
7,16
8,21
7,88
7,01
6,61
Пурпуровая
3. Сохранность биохимического комплекса плодов в процессе их быстрого
замораживания и длительного холодового хранения
При замораживании и низкотемпературном хранении алычи при всех режимах
произошло уменьшение в её плодах количества сахаров (табл.9), причем наибольшее, в
среднем в 1,4 раза, наблюдалось с 6-го по 9-й месяц хранения. Наилучшая сохранность
сахаров после замораживания и в процессе длительного хранения, по сравнению с
16
исходным их содержанием, отмечена в плодах, замороженных при температуре минус
300С. После быстрого замораживания она составила для алычи Десертной - 99,1,
Пурпуровой - 98,8 и Обильной - 98,7%. Наибольшее снижение концентрации сахаров - от
23,8 (Десертная) до 35,7% (Обильная) определено в плодах, замороженных при
температуре -180С, через 9 месяцев хранения. Вероятно, эти изменения были обусловлены
разрушительным действием медленного замораживания на клеточные стенки плодов,
более высокими потерями сока при размораживании и работой некоторых ферментов, не
ингибированных холодом.
Таблица 9.
Влияние режимов замораживания и длительности холодового хранения
на содержание сахаров в плодах алычи, % (2002-2009 гг.)
Температура замораживания
0
Сорт
-18 С
-24 0С
-30 0С
Сразу после замораживания
Обильная
7,23
7,40
7,56
Десертная
10,65
10,84
11,07
Пурпуровая
10,08
10,28
10,42
Через 3 месяца хранения
Обильная
7,01
7,16
7,24
Десертная
10,39
10,64
10,81
Пурпуровая
9,60
9,91
10,09
Через 6 месяцев хранения
Обильная
5,99
6,11
6,52
Десертная
9,89
9,93
10,27
Пурпуровая
8,94
9,08
9,33
Через 9 месяцев хранения
Обильная
4,88
5,07
5,22
Десертная
8,53
8,97
9,03
Пурпуровая
7,04
7,20
7,41
Содержание титруемых кислот в свежей алыче варьировало от 2,31% (Пурпуровая) до
3,10% (Обильная). Титруемая кислотность сразу после замораживания этих плодов при
всех температурных режимах незначительно увеличилась (исключение алыча Десертная,
замороженная при температуре -300С). Через 9 месяцев хранения при t=-18°С титруемая
кислотность в алыче возросла на 2,8-14,7%, в зависимости от температуры замораживания
(рис. 2.). Самое значительное повышение кислотности наблюдалось
в плодах,
0
замороженных при температуре минус 18 С. Повышение концентрации кислот в процессе
холодового хранения, на наш взгляд, объясняется как окислением моносахаридов, так и
увеличением содержания карбоновых и оксикарбоновых кислот.
Наибольшее содержание витамина С (9,81мг%) было определено в свежих плодах
алычи Десертной, наименьшее – в алыче Обильной (4,70мг%). Оказалось, что сохранность
витамина С в алыче сразу после замораживания при -18, -24 и -300С, составляла в среднем
87,4; 88,2 и 89,3%, соответственно. Степень разрушения витамина С зависела от
температуры замораживания: чем она была ниже, тем лучше витамин С сохранялся.
Хорошо – до 65,5-73,8%, он сохранился у плодов, замороженных при t=-30°С и
хранившихся при -18°С. Наименьшее количество витамина С определено в алыче
замороженной при t= -18°С. Через 9 месяцев холодового хранения оно составляло в
среднем 49,7% от исходного состояния. С увеличением срока хранения потери витамина С
возрастали при всех температурных режимах замораживания. У наиболее витаминной
17
Титруемая кислотность, %
алычи Десертной, потери его были наименьшими. Регрессионный анализ показал наличие
обратной тесной зависимости (r=-0,96) содержания аскорбиновой кислоты (У) в
быстрозамороженной алыче (сорт Обильная) от срока хранения (Х), описываемой
уравнением У=-0,1557*Х+4,548. С его помощью можно прогнозировать изменение
содержания витамина С в плодах алычи при любом сроке хранения.
3,52 3,28
3,09
3,68
3,31
3,43
4
3
2,51
2,71
2,85
2
-30
1
-24
0
Обильная
-18
Десертная
Пурпуровая
Сорта алычи
Рис. 2. Содержание титруемых кислот после девятимесячного холодового хранения в плодах
алычи замороженных при разных температурах.
Наибольшая концентрация витамина Р также была обнаружена в свежей алыче
Десертной – 131,4мг%. После 9 месячного хранения сохранность витамина Р в алыче, была
выше сохранности витамина С при тех же режимах замораживания и хранения.
Уменьшение количества витамина Р во всех опытных образцах после девятимесячного
хранения варьировало, в среднем, от 15,3 до 17,0%, и зависело от температуры
замораживания. Сохраняемость Р-активных веществ оказалась наиболее стабильной у
алычи, замороженной при минус 300С.
Низкотемпературная обработка алычи (-18; -24 и -300С) привела к уменьшению
количества фенолов на 3,7-11,6%. Лучше всего они сохранились при быстром
замораживании (-300С) – потери в среднем равнялись 4,3%. Наименьшее содержание
фенолов было обнаружено в алыче, замороженной при t=-180С; через 9 месяцев их
сохранность составила в среднем 75,4% от содержания в свежих плодах.
Быстрое замораживание и последующее холодовое хранение вызвало в алыче
повышение концентрации пектинов на 6,1-9,7%, по сравнению с содержанием в свежих
плодах. Длительное 3 и 6 месячное хранение алычи при температуре -180С,
предварительно замороженной при -18; -24 и -300С, привело к увеличению содержания
пектинов, относительно концентрации, определенной в этих плодах сразу после
замораживания (рис.3). Это можно объяснить тем, что нерастворимые протопектины
после деструктивных изменений, вызванных размораживанием, перешли в растворимое
состояние. Дальнейшее хранение привело к снижению в алыче количества пектинов.
Таким образом, наиболее оптимальным способом замораживания плодов алычи,
обеспечивающим высокое качество, оказалось быстрое замораживание (-300С), поэтому
для выявления пригодности к длительному холодовому хранению плодов других сортов
мы изучали динамику их химического состава после быстрого замораживания и в
процессе хранения при t=-180С.
18
Пектиновые вещества, %
1,15
1,1
1,05
1
-30
0,95
I
-24
II
III
-18
IV
V
Срок хранения, мес
Примечание: I – до замораживания; II- сразу после замораживания; III- после трехмесячного
хранения (-180C); IV-после шестимесячного хранения (-180C); V-после девятимесячного хранения(-180C).
Рис. 3. Влияние температуры замораживания и длительности холодового хранения на
пектиновый комплекс плодов алычи.
Сразу после дефростации быстрозамороженных плодов абрикоса концентрация
сахаров в них понизилась в пределах 1,05-8,8%. После трехмесячного хранения (-180С)
снижение составило 3,15-13,92%, девятимесячного – 18,2-27,8% и зависело от сорта. На
сохранность сахаров в каждом сорте сразу после замораживания не влияло исходное их
содержание в плодах. Наибольшие потери выявлены в абрикосах сорта Ананасный
(табл.10). После быстрого замораживания титруемая кислотность в абрикосах, за
исключением сорта Шиндахлан, уменьшилась на 1,45-18,79%. Снижение её произошло и
при хранении: после трехмесячного - на 2,18-20,30%, девятимесячного – на 7,29-24,03%.
Таблица 10
Изменение сахарокислотного комплекса плодов абрикоса сразу после быстрого
замораживания (-300С) и в процессе хранения (-180С) (2002-2009 гг.)
Массовая концентрация
Сорт
сахаров, %
титруемых кислот, г/дм3
I
II
III
IV
I
II
III
IV
7,7
7,3
6,8
5,7
13,3
10,8
10,6
10,3
Краснощекий
11,5
11,1
10,8
9,4
11,9
10,9
10,5
10,4
Хонобах
9,5
9,4
9,2
7,6
13,7
13,9
13,4
12,7
Шиндахлан
8,2
7,8
7,3
6,3
15,4
14,6
13,9
13,2
Дженгутаевский
7,9
7,2
6,8
5,7
12,9
11,3
10,3
9,8
Ананасный
0
Примечание: I-до замораживания; II-сразу после замораживания при (-30 C); III-после
трехмесячного хранения (-180C); IV-после девятимесячного хранения (-180C).
Сохранность фенольных веществ в абрикосах непосредственно после быстрого
замораживания была на достаточно высоком уровне от 97,9% (Дженгутаевский) до 95,4%
(Ананасный). В процессе хранения их концентрация снижалась (табл.11). Зависимость
содержания фенольных веществ (У) в абрикосах сорта Краснощекий от длительности
хранения (Х) при температуре минус 180С описывается уравнением регрессии вида: У = 1,2233*Х + 83,58, где У – массовая концентрация фенольных веществ, мг%, Х –
19
длительность холодового хранения, мес. Коэффициент корреляции r=-0,99. Пектиновый
комплекс абрикосов реагировал неоднозначно на низкотемпературный шок (-300С) и
последующее хранение (-180С). Быстрое замораживание вызвало небольшое снижение
концентрации пектинов по сравнению с исходной – от 4,9 (сорт Хонобах) до 10,2% (сорт
Ананасный). Дальнейшее 3 и 6 месячное хранение привело к незначительному увеличению
их концентрации (табл.11), а при хранении от 6 до 9 месяцев произошло понижение их
количества. Сохранность пектинового комплекса к концу эксперимента варьировала в
пределах от 91,2 (Краснощекий) до 96,7% (Дженгутаевский). Корреляционнорегрессионный анализ свидетельствует о наличии между содержанием пектиновых
веществ в плодах абрикоса сорта Краснощекий и длительностью их хранения обратной
корреляционной зависимости средней силы (r=-0,62), которая выражается уравнением
вида: У = -0,0015*Х3 + 0,0217*Х2 - 0,085*Х + 2,72, где У – массовая концентрация
пектинов, %, Х – длительность хранения, мес.
Таблица 11
Динамика БАВ в абрикосах при низкотемпературном хранении (-180С), (2002-2009 гг.)
Фенольные вещества, мг%
Пектиновые вещества, %
Сорт
I
II
III
IV
V
I
II
III
IV
V
83,3
81,0
80,5
75,9
72,6
2,72
2,52
2,62
2,67
2,63
Краснощекий
67,2
65,5
63,84
62,17
59,4
0,61
0,58
0,59
0,62
0,58
Хонобах
137,1
131,8
128,01
126,6
123,45
0,59
0,55
0,57
0,60
0,56
Шиндахлан
121,8
118,62 117,3
115,12 0,34
0,32
0,32
0,36
0,31
Дженгутаевский 124,5
78,9
75,21
71,31
68,56
65,24
0,49
0,44
0,47
0,48
0,45
Ананасный
0
Примечание: I-до замораживания; II-сразу после замораживания при (-30 C); III-после трехмесячного
хранения (-180C); IV- после шестимесячного хранения (-180C); V- после девятимесячного хранения (-180C).
В процессе быстрого замораживания и хранения абрикосов большую лабильность
проявил витамин С, потери которого сразу после замораживания составили от 9,5 (сорт
Дженгутаевский) до 20% (сорт Ананасный). После девятимесячного хранения содержание
его в плодах, по сравнению с исходным, варьировало в пределах 54,4 -76,2%.
Изменение количества макро- и микроэлементов в абрикосах не зависело от их
исходного уровня. Каждый элемент реагировал на быстрое замораживание и хранение
согласно своим индивидуальным особенностям. Незначительное уменьшение содержания
некоторых минеральных веществ, по-видимому, было вызвано воздействием низких
температур на клеточные структуры и потерями сока при дефростации. Увеличение
содержания макро- и микроэлементов в опытных образцах можно объяснить частичной
сублимацией влаги при замораживании.
Ягоды. Изучаемые сорта ягод имели различные показатели сахаронакопления.
Диапазон варьирования – от 3,7 (смородина черная) до 14,3 г/100см3 (виноград).
Низкотемпературная обработка земляники и винограда привела к снижению концентрации
сахаров в пределах 0,1 (виноград) – 0,7 (земляника) г/100см3. Содержание сахаров в
малине и смородине после быстрого замораживания увеличилось соответственно на 0,1 и
0,6мг/100см3. Шестимесячное хранение (-180С) привело к незначительному снижению
сахаристости во всех исследованных ягодах. Содержание титруемых кислот в них
уменьшилось, как после быстрого замораживания, так и в результате последующего
холодового хранения, в пределах 0,3-2,5 г/дм3. Менее чем в других опытных образцах
изменилась титруемая кислотность в винограде – на 0,3мг/дм3. Шестимесячное хранение (180С) больше всего снизило кислотный показатель смородины черной – на 7,9%.
20
Незначительное уменьшение его не вызвало ухудшения вкуса ягод. При быстром
замораживании количество пектинов уменьшилось. Потери их в ягодах составили от 3,4
(виноград) до 17,9 % (земляника). Низкие температуры вызывают механическое повреждение связывающих агентов растительных тканей, основные составляющие которых —
пектиновые соединения. Этим и объясняется уменьшение содержания пектинов под
воздействием температуры -30°С. При последующем хранении ягод (6 месяцев) при
t=-18°С, за исключением винограда, в них повысилась концентрация пектинов.
В растениях, имеющих повышенное количество витамина С и содержание витамина Р
часто бывает высоким. Это подтверждают и наши исследования. После воздействия
температуры минус 30ºС потери витамина С составляли от 1,6 (земляника) до 8,6%
(смородина). Концентрация витамина Р снизилась на 0,7 (смородина) – 5,3% (виноград).
Наибольшее уменьшение витамина С при низкотемпературном хранении в течение 6-ти
месяцев отмечено в малине и смородине (20,2 и 23,1%), а в землянике его потери были
минимальными – 2%. Снижение концентрации витамина Р в процессе хранения в ягодах
варьировало от 3,5 (смородина) до 6,2% (виноград) (табл. 12).
Таблица 12.
Изменение содержания витаминов и фенолов в ягодах опытных образцов в процессе
быстрого замораживания (-300С) и длительного хранения (-180С) (2002-2009 гг.)
Массовая концентрация, мг/дм3
Ягода
Витамин С
Витамин Р
Фенольные вещества
1
2
3
1
2
3
1
2
3
80,6
79,0
78,4
191
181
179
1029,5 1016,5 1003,1
Виноград
181,8 179,0
178,8
560
545
532
2070,8 2052,0 2048,1
Земляника
168,9 162,3
129,6
1060 1042
1020
1269,1 1258,0 1250,3
Малина
1700 1689
1640
2416,0 2349,8 2341,2
Смородина 1096,3 1002,5 748,8
черная
Примечание: 1 – до замораживания; 2 – сразу после замораживания (–30ºС);
3–после 6-ти
месячного хранения (–18ºС).
Первенство по наличию фенольных соединений принадлежало смородине –
2416,08мг/дм3, за ней следовала земляника – 2070,8 мг/дм3. После быстрого замораживания
(–30ºС) во всех опытных образцах количество фенолов уменьшилось на 0,9–2,8%. После 6
месячного холодового хранения отмечено дальнейшее понижение их концентрации (0,1–
1,3%).
Низкотемпературная обработка (-300С) вызвала в ягодах уменьшение содержания
микроэлементов, за исключением магния в винограде и землянике. После шестимесячного
хранения (-180С) количество минеральных веществ в ягодах изменилось по сравнению с
выявленным после их быстрого замораживания. Исключение: – железо в винограде и
землянике, марганец – в смородине.
Из исследованных ягод наиболее богатой аминокислотами оказалась малина (2694
мг/100г), наименее – виноград (1623 мг/100г). В процессе быстрого замораживания и
последующего шестимесячного хранения (-180С) число идентифицированных
аминокислот осталось неизменным, а количественное их содержание уменьшилось: в
винограде на 2,6, а в малине на 2,7%. Анализ данных о незаменимых аминокислотах
показал, что наименьшие потери этих веществ наблюдались в малине – 1,8%, а в винограде
они составили 3,2%. В ягодах винограда на низкотемпературное замораживание и
холодовое хранение не отреагировали метионин, аланин и пролин, а количество валина,
изолейцина и глицина увеличилось. В малине стало больше аргинина, валина, гистидина,
21
изолейцина, лизина, глутамата, пролина и тирозина. Уровень содержания остальных
аминокислот понизился.
Субтропическая плодовая культура хурма. Количество сахаров в плодах хурмы
сортов Хачиа, Хиакуме и Зенджи-Мару после быстрого замораживания увеличилось
соответственно на 0,5; 1,1; и 1,2%. Шестимесячное хранение (-180С) привело к снижению
концентрации сахаров по сравнению со свежими плодами на 0,9-2,8%. В Хиакуме после
окончания эксперимента потери сахаров были наименьшими – 0,9%. Содержание
титруемых кислот в опытных образцах уменьшилось как после быстрого замораживания,
так и в результате холодового хранения на 1,3 (Хиакуме), 1,5 (Зенджи-Мару) и 2,3%
(Хачиа). Быстрое замораживание привело к уменьшению количества дубильных веществ
на 3,5 (Хачиа); 6,2 (Зенджи-Мару) и 6,7% (Хиакуме), а хранение на 2,4; 4,8 и 3,2%
соответственно (табл.13). Наибольшее количество пектинов выявлено в плодах Хачиа –
1,56%, замораживание понизило их концентрации в хурме от 5,7 (Хиакуме) до 7,3%
(Хачиа) по сравнению со свежими плодами, а хранение привело к увеличению количества
пектинов на 1,8 (Хиакуме); 2,6 (Хачиа) и 3,2% (Зенджи-Мару) относительно их
содержания в плодах после низкотемпературного шока.
Таблица 13
Изменение содержания органических веществ в плодах хурмы после
низкотемпературной обработки и хранения (2002-2009 гг.)
Сорт хурмы
Биокомпоненты
Зенджи-Мару
Хиакуме
Хачиа
I
II
III
I
II
III
I
II
Сахара, %
16,2
16,4
15,9
17,8
18,0
17,6
18,2
18,3
Титруемые
кислоты, г/дм3
Дубильные
вещества, %
Пектиновые
вещества, %
Витамин С, мг%
III
17,7
1,03
1,01
1,00
0,82
0,81
0,80
0,79
0,78
0,77
1,16
1,08
1,03
0,97
0,90
0,87
1,35
1,30
1,27
1,24
1,16
1,20
1,33
1,25
1,27
1,56
1,44
1,48
13,8
11,7
9,4
14,5
12,7
10,4
12,1
10,9
9,2
0
Примечание: I – свежие плоды; II- сразу после замораживания при t= - 30 C; III- после
шестимесячного хранения при t = - 180C.
Количество витамина С в исследованной хурме, при регулярном включении её в
рацион, восполняет суточную потребность в нем взрослого человека (50-100мг в сутки).
Низкотемпературная обработка вызвала небольшое уменьшение количества витамина С –
от 9,9 (Хачиа) до 15,2% (Зенджи-Мару). После шестимесячного хранения его потери по
сравнению со свежими плодами составили 24,0 (Хачиа) – 31,9% (Зенджи-Мару).
Наиболее богаты макроэлементами плоды Хиакуме – 466,8мг%, а микроэлементами
плоды Зенджи-Мару – 837,2 мкг%. Сорт Хиакуме лидировал по количеству калия и
натрия, Зенджи-Мару - магния, железа и цинка, а Хачиа - фосфора и йода. Быстрое
замораживание и хранение позволило обеспечить высокую сохранность калия, кальция,
натрия и магния во всех сортах хурмы – более 90%. В свежей хурме фосфора содержалось
от 38,3 (Зенджи-Мару) до 46,5 мг% (Хачиа). После быстрого замораживания произошло
увеличение его концентрации на 0,43 (Хачиа) и 0,48% (Хиакуме) и уменьшение в
Зенджи-Мару - 1,8% , а в результате шестимесячного хранения (-180С) потери составили
всего 1,0 - 4,3%. Известно, что плоды хурмы по степени накопления йода уступают только
фейхоа. В свежей хурме Хачиа содержалось наибольшее количество йода – 2,11мкг%.
22
Быстрое замораживание и шестимесячное хранение привели к незначительному снижению
содержания йода, железа и цинка.
Исследование биокомплекса плодов хурмы сортов Зенджи-Мару, Хиакуме и Хачиа
показало, что природные условия южной равнинной плодовой подзоны Дагестана, в
частности в Магарамкентском районе, способствуют накоплению в этих фруктах ценных
питательных веществ. Опробованные нами технологические приемы консервирования,
позволяют обеспечить в хурме высокую сохранность полезных биокомпонентов.
Различный уровень стабильности биокомплекса плодов хурмы в большой мере зависел от
сортовой принадлежности.
Дикорастущие плоды. Содержание сахаров в ежевике, мушмуле и облепихе после
быстрого замораживания увеличилось соответственно на 1,4; 9,4 и 11,5%, а в кизиле
уменьшилось на 5,6%. Трехмесячное хранение быстрозамороженных плодов привело к
снижению в них концентрации сахаров на 3,5-4,7%. Сохранность их к концу хранения
варьировала от 81,2 (кизил) до 94,3 % (ежевика). Содержание титруемых кислот
понизилось как после быстрого замораживания, так и в результате последующего хранения
(исключение мушмула). Наибольшее количество пектинов выявлено в кизиле - 2,91%.
Температурный шок (-30°С) спровоцировал уменьшение содержания пектинов в плодах.
Однако последующее трехмесячное хранение привело к увеличению их количества от
1,6% (облепиха) до 6,4% (ежевика) по сравнению с результатами, полученными после
шоковой заморозки. К концу девятимесячного холодового хранения концентрация
пектинов в дикорастущих плодах уменьшилась от 1,2 (облепиха) до 2,7% (кизил) (табл.14).
Таблица 14
Изменение содержания органических компонентов в ягодах дикорастущих растений
в результате быстрого замораживания и хранения (-180С) (2002-2009 гг.)
Пектиновые
вещества,
%
Витамин С,
мг/дм3
Витамин Р,
мг/дм3
Свежие:
облепиха
кизил
мушмула
ежевика
После замораживания
(-300С):
облепиха
кизил
мушмула
ежевика
После трехмесячного
хранения (-180С):
облепиха
кизил
мушмула
ежевика
После девятимесячного
хранения (-180С):
облепиха
кизил
мушмула
ежевика
Титруемые
кислоты,
г/дм3
Ягоды
Сахара, %
Массовая концентрация
5,2
5,3
21,2
6,9
16,9
33,2
2,9
14,6
1,31
2,91
1,8
1,72
1800,1
69,1
320,3
216,5
349
1800
1251
839
5,8
5,0
23,2
7,0
16,3
31,2
3,3
13,1
1,25
2,78
1,83
1,55
1690,2
66,2
310,8
194,4
313
1777
1203
804
5,6
4,8
22,1
6,7
16,2
30,9
3,5
12,9
1,27
2,84
1,96
1,65
1556,7
61,9
300,3
171,5
293
1740
1162
783
4,7
4,3
17,5
6,5
15,9
30,4
3,7
12,3
1,20
2,75
1,91
1,55
1311,5
52,6
220,5
120,7
286
1670
1102
759
23
Ягоды облепихи наиболее богаты витамином С (1800,1мг/дм3). Сохраняемость его
после быстрого замораживания составила от 89,8 (ежевика) до 97% (мушмула), а через 9
месяцев – от 69,7(ежевика) до 76,2% (кизил). Уменьшение содержания витамина Р в
исследованных ягодах после завершения эксперимента было незначительным – от 7,2
(кизил) до 18,0% (облепиха). Быстрое замораживание снизило концентрацию фенолов от
1,1 до 2,8%. Через девять месяцев хранения сохраняемость фенолов равнялась 89,0
(облепиха) – 92,4% (кизил).
Исследование динамики минерального состава дикорастущих плодов под влиянием
быстрого замораживания и в процессе хранения показало, что каждый элемент реагировал
на условия воздействия согласно своим индивидуальным особенностям (табл. 15).
Таблица 15
Динамика минерального комплекса при быстром замораживании и
хранении дикорастущих ягод (2002-2009 гг.)
Минеральные вещества, мг% на сырой вес
Ягоды
Калий
Натрий
Кальций
Магний
Железо
в свежих ягодах
Ежевика
221,5
27,3
26,7
32,6
0,80
Кизил
173,0
37,7
52,6
33,9
1,23
Мушмула
521,0
6,9
133,2
62,4
2,81
0
в ягодах сразу после замораживания при t = - 30 C
Ежевика
228,2
27,1
26,4
31,7
0,77
Кизил
171,6
36,8
53,1
33,2
1,20
Мушмула
535,7
6,7
131,2
61,9
2,75
0
в ягодах после трехмесячного хранения при t = - 18 C
Ежевика
226,4
27,2
26,9
31,3
0,81
Кизил
170,9
36,2
53,7
33,1
1,21
Мушмула
531,3
6,6
130,9
61,7
2,72
в ягодах после девятимесячного хранения при t = - 180C
Ежевика
229,1
27,0
26,8
31,8
0,82
Кизил
171,4
35,7
52,5
33,4
1,20
Мушмула
532,7
6,6
131,3
62,1
2,69
В аминокислотных пулах ягод кизила и облепихи было идентифицировано по 16
представителей, в числе которых 7 незаменимых. Доля их от общего содержания
аминокислот составила
32,4 и 31,4%, соответственно.
Наибольшее количество
аминокислот обнаружено в ягодах облепихи (1625мг/100г). В ней оно оказалось выше
почти в 3 раза, чем в кизиле. Сразу после замораживания суммарное количество
аминокислот в кизиле и облепихе сохранилось почти на первоначальном уровне – 98,8 и
99,3%, соответственно. В кизиле стало больше аспартата, серина, лизина и фенилаланина, в
облепихе – глицина, аргинина, валина и лизина. Содержание остальных аминокислот
понизилось (за исключением треонина и гистидина в кизиле). В процессе хранения
суммарное количество аминокислот в кизиле и облепихе уменьшалось, и сохраняемость к
концу 9 месячного хранения составила, соответственно 92,9 и 96,7%.
Изученные ягоды богаты
компонентами, обуславливающими их пищевую и
биологическую ценность. Применение технологии быстрого замораживания обеспечивает
высокую стабильность пищевых свойств плодового сырья, его БАВ, а также соединений
отвечающих за энергетическую ценность. Уровень сохраняемости основных нутриентов
после длительного холодового хранения составил более 75%.
24
4. Органолептическая и микробиологическая оценка качества плодов после их
быстрого замораживания и длительного холодового хранения
Окончательная оценка быстрозамороженным плодам давалась по степени проявления
изменений их внешнего вида, вкуса, аромата и микробиологической чистоты. На
дегустацию были представлены плоды абрикосов, алычи и хурмы, а также ягоды
винограда, земляники, кизила, малины и смородины черной в свежем виде, после быстрого
замораживания и трех-, шести- и девятимесячного хранения при t=-180C. Общая
органолептическая оценка плодам давалась по 5-ти балльной системе. Лидерство по
сохранению цвета после замораживания принадлежало опытным образцам, в химическом
составе которых было обнаружено значительное количество представителей фенольного
ряда, в том числе красящих веществ. По этому показателю лучшими оказались кизил,
малина и смородина. Наиболее ярко и полно ощущались ароматы земляники и
смородины. Консистенция исследованных ягод оценена в пределах 0,7-1 балл. В кизиле и
смородине – наиболее богатых пектиновыми веществам, не отмечено обильного отделения
воды при размораживании. Остальные образцы уступали им по плотности консистенции.
Вкусовые достоинства винограда и малины получили самый высокий балл – 1, а вкус
остальных образцов оценен по 0,8 балла. Кизил и смородина имели наибольший итоговый
показатель – по 4,4 балла.
Наиболее заметное снижение дегустационных свойств, на 0,36; 0,35 и 0,12 балла
соответственно, наблюдалось у абрикоса Ананасный, алычи Пурпуровой и хурмы
Хиакуме сразу после быстрого замораживания (табл. 16). Ухудшение органолептических
свойств наблюдалось и в начальный период холодового хранения. В последующем
замороженные плоды сохраняли свои вкусовые, ароматические и цветовые показатели на
достаточно высоком уровне.
Таблица 16
Изменение общей дегустационной оценки плодов абрикоса, алычи и хурмы в процессе
замораживания и длительного хранения, балл (2002-2009 гг.)
Сорт
Сорта абрикоса:
Краснощекий
Хонобах
Шиндахлан
Дженгутаевский
Ананасный
Средняя оценка
Сорта алычи:
Обильная
Десертная
Пурпуровая
Средняя оценка
Сорта хурмы:
Зенджи-Мару
Хиакуме
Хачиа
Средняя оценка
Свежие плоды
Через
Сразу после
3 месяцев
замораживани хранения
я (–30ºС)
(–18ºС)
Через
6 месяцев
хранения
(–18ºС)
Через
9 месяцев
хранения
(–18ºС)
4,76
4,88
4,92
4,64
4,47
4,73
4,63
4,81
4,80
4,32
4,11
4,53
4,56
4,79
4,77
4,20
3,93
4,45
4,51
4,73
4,64
4,11
3,79
4,35
4,48
4,74
4,61
4,02
3,63
4,29
4,38
4,52
4,27
4,39
4,22
4,47
4,02
4,23
4,16
4,43
3,91
4,16
4,10
4,39
3,87
4,12
4,12
4,38
3,68
4,06
4,62
4,53
4,86
4,55
4,41
4,78
4,47
4,34
4,71
4,43
4,31
4,68
4,42
4,15
4,71
4,67
4,58
4,50
4,47
4,40
25
Минимальное снижение общей дегустационной оценки (на 3-5% от ее исходного
значения) после трехмесячного хранения отмечено у абрикосов сортов Хонобах,
Шиндахлан, Краснощекий, а также у алычи Десертной и Обильной. После
низкотемпературного девятимесячного хранения эти же сорта абрикосов и алычи также
имели наиболее высокие общие оценки сенсорных свойств. Низкие баллы получали
абрикосы сортов Дженгутаевский (4,02 балл) и Ананасный (3,63 балл) и алыча
Пурпуровая – 3,68 балла (табл.16).
Низкотемпературное замораживание (-300С) и хранение (-180С) очень незначительно
повлияли на аромат и вкус плодов. В большей степени они вызвали изменение
консистенции и окраски, что можно объяснить переходом льда, имеющегося в тканях
плодов, в жидкое состояние и усилением окислительных процессов при размораживании.
По результатам дегустации ягоды винограда Молдовы, смородины черной Минай
Шмырев, малины Скромницы и кизила лесного, плоды абрикоса сортов Хонобах,
Шиндахлан, Краснощекий, алычи Десертной, Обильной и всех исследованных сортов
хурмы могут быть рекомендованы для длительного низкотемпературного хранения. Они
превосходили по качеству плоды других изученных сортов и получили высокую оценку,
благодаря привлекательному внешнему виду, гармоничному вкусу, аромату и плотной
консистенции.
Изучено влияние различных режимов дефростации на дегустационные показатели
плодов. Размораживание абрикосов осуществляли: на воздухе при температуре 50 С; 220С и
900 С; в воде при температуре 160С; 220С и 900 С и действием СВЧ-энергии (2450Мгц).
Абрикосы, дефростированные в воде, по органолептическим свойствам, в целом уступали
плодам, размороженным на воздухе. Абрикосы, оттаявшие на воздухе при температуре
220С, получили наиболее высокие дегустационные оценки. При дефростировании в воде
оптимальной для лучшего сохранения дегустационных показателей оказалась температура
900С. Самые лучшие органолептические характеристики получили плоды
дефростированные с применением СВЧ-энергии.
Изучена степень микробиологической чистоты как свежих абрикосов и алычи, так и
замороженных при различных температурных режимах, а также в процессе длительного
хранения. После замораживания при: t=-120С; -180С и -300С, произошло снижение
численности микроорганизмов на абрикосах Шиндахлан и алыче Десертной (табл. 17).
Медленное замораживание при t=-120С привело к наиболее сильному подавлению
жизнедеятельности микроорганизмов. Общее количество мезофильных аэробных и
факультативно-анаэробных микроорганизмов на абрикосах Шиндахлан и плодах алычи
Десертной, после замораживания при температуре -180С сократилось в 9 раз, а при -300С
соответственно уменьшилось в 8,2-8,4 раза. Численность дрожжей после замораживания
плодов абрикоса и алычи при температуре -180С соответственно снизилась в 61 и 77,2
раза, плесневых грибов в 8,3 и 5,6, колиформных бактерий стало меньше в 30,5 и 27,3
раза, а быстрое замораживание (-300С) сократило содержание дрожжей соответственно в
56,6 и 71,4 раза, плесневых грибов в 7,5 и 5,1, а колиформных бактерий в 30,5 и 27,3 раза.
Использование быстрого замораживания и последующего длительного хранения (0
18 С) абрикосов и алычи, уменьшило численность микроорганизмов, обитавших на них до
замораживания, на 78-90%, что обеспечивает получение пищевых продуктов, отвечающих
ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» (приложение 2).
Оценка большого сортимента фруктов и ягод, произрастающих в Дагестане, после их
замораживания (-300С) и холодового хранения, по комплексу физических, биохимических,
26
органолептических и микробиологических показателей, говорит о том, что их пищевая и
биологическая ценность остаются высокими, сохраняются вкусовые, товарные,
биохимические и питательные свойства.
Таблица 17
Влияние различных режимов замораживания на выживаемость микроорганизмов
плодов алычи и абрикоса, (2002-2009 гг.)
Содержание микроорганизмов, КОЕ/г
Объект исследования
Абрикосы
До замораживания
После замораживания при:
минус 120С
минус 180С
минус 300С
Алыча
До замораживания
После замораживания при:
минус 120С
минус 180С
минус 300С
МАФАнМ
Дрожжи
Плесневые
грибы
БГКП
(колиформные
бактерии)
2,63·102
2,38·101
0,94·102
0,61·101
0,19·102
0,29·102
0,31·102
0,012·101
0,039·101
0,042·101
0,79·101
1,13·101
1,24·101
0,01·101
0,02·101
0,02·101
2,8·102
1,93·101
0,90·102
0,82·101
0,21·102
0,31·102
0,34·102
0,009·101
0,025·101
0,027·101
0,96·101
1,58·101
1,74·101
0,01·101
0,03·101
0,03·101
5. Технология производства быстрозамороженных многокомпонентных
протертых фруктово-ягодных смесей функционального назначения
Разработка технологий производства качественно новых безопасных пищевых
продуктов с химическим составом соответствующим потребностям организма человека –
сложная задача, так как при этом необходимо не только получать приемлемые
органолептические характеристики, но и обеспечивать высокую сохранность питательно
ценных компонентов в них.
Разработка технологии получения многокомпонентных протертых смесей
функционального назначения из быстрозамороженных фруктов и ягод, взаимно
дополняющих друг друга компонентами химического состава и обогащающих готовые
продукты веществами, усиливающими их вкусовые, диетические и питательные свойства
решает эту задачу. Обеспечение высокой сохранности ценных пищевых компонентов
смесей осуществлялось с применением быстрого замораживания (-300С) и длительного
хранения (-180С).
Информация, полученная в результате исследования биохимической ценности и
органолептических достоинств фруктов и ягод из Дагестана, показывает перспективность
их использования для приготовления многокомпонентных смесей функционального
назначения.
Оптимизация компонентов фруктово-ягодных смесей производилась путем
компьютерного моделирования рецептуры с использованием интегрального критерия
сбалансированности по содержанию сахаров, витаминов С и Р, пектиновых веществ, а
также некоторых макро- и микроэлементов.
Моделирование рецептур смесей сводилось к нахождению некоторой области Q
многофакторного n-мерного пространства Rn, отвечающего ограничениям, поставленным
целью проектирования.
Предположим, что имеются три функции дискретно меняющегося целочисленного
аргумента f1(m), f2(m) и f3(m). Аргумент m меняется в пределах от 1 до 7, что
27
соответствует нумерации нутриентов (регулируемых показателей). Значения, принимаемые функциями f1(m), f2(m) и f3(m) поочередно при изменении m выражают
процентное содержание регулируемых показателей в ингредиентах проектируемой смеси.
Введем также функцию Y(m), которая будет показывать необходимое значение
регулируемого показателя в готовой смеси для удовлетворения 25%-ой суточной
потребности в нем взрослого человека.
Составим некую смесь фруктов и ягод, в которой содержание m-го компонента
математически выразим взвешенной суммой P(m):
Рm  1 f1 m   2 f 2 m  3 f 3 m , (1)
где (k=1,2,3) – весовые коэффициенты, показывающие процентное содержание
ингредиентов в проектируемой смеси.
Выражение для суммарного отклонения проектируемой смеси от смеси необходимой
для удовлетворения 25% потребности человека по всему набору регулируемых
компонентов m можно записать в виде:
m,1 , 2 , 3    m,1 , 2 , 3 
(2)
Записав выражение для суммарного отклонения (2), сформулируем задачу расчета
оптимальной смеси из фруктов и ягод в терминах метода наименьших модулей: варьируя
величины коэффициентов  k k  1,2,3 , найти такие их значения, при которых сумма
модулей отклонений состава смеси от необходимых значений по всему набору
регулируемых компонентов окажется минимальной.
Проведенные несложные преобразования позволяют сформулировать эту задачу
следующим образом - минимизировать линейную целевую функцию:
(3)
F x1 , x2 ,..., x7 ,01 ,....,03   x1  x2  ...  x7 ,0  1  0   2  0   3  min
при выполнении системы линейных ограничений:
(
(
(
(
)
)
)
)
(
(
(
(
)
)
)
)
(
(
(
(
)
)
)
)
х
х
х
х
(
(
(
(
)
)
)
)
(4)
( )
( )
( )
( )
( )
( )
х
х
( )
( )
{
и условий
 x r  0, r  1,2,...7;

 k  0, k  1,2,3.
(5)
Значения функций f1(m), f2(m) и f3(m), m = 1, 2, …, 7, а также величины Y(m), m = 1,
2, …, 7 известны.
В такой постановке задача легко решается стандартным симплекс-методом. Решением
задачи явится набор из 10 неотрицательных величин x1 , x 2 ,.. , x7 ,  1 , 2 , 3 , из которых для
нас представляют интерес лишь три числа  1 , 2 , 3 определяющие доли различных фруктов
и ягод в трехкомпонентной смеси, максимально близкой к смеси способной обеспечивать
25% потребность организма взрослого человека в питательно ценных компонентах
(m=1,2,….7): сахарах, витаминах С и Р, пектинах, калии, железе и йоде.
В таблице 18 приведены результаты расчетов количественных соотношений
ингредиентов
фруктово-ягодных
смесей.
Изменение
рецептуры
снижает
28
сбалансированность смесей по основным нутриентам, ухудшает оригинальный вкус
продукта, присущий ему аромат и привлекательность внешнего вида.
Таблица 18
Рецептуры многокомпонентных протертых смесей из быстрозамороженных
фруктов и ягод (2002-2009 гг.)
Процентное содержание в
смесях используемых
плодов
Наименование смеси
Вариант
1
Виноградно-абрикосовоземляничная
2
Виноградно-смородиновоалычовая
3
Виноградно-кизиловомалиновая
4
Землянично-алычововиноградная
5
Смородиново-абрикосовокизиловая
6
Абрикосово-смородиновомалиновая
Виноград - 40,7%
Абрикос - 38,4%
Земляника - 20,9%
Виноград - 42,1%
Смородина - 35,3%
Алыча - 22,6%
Виноград – 36,5%
Кизил - 29,3%
Малина - 34,2%
Земляника – 50,3 %
Алыча – 28,1%
Виноград - 21,6%
Смородина - 46,7 %
Абрикос - 33,5%
Кизил - 19,8 %
Абрикос - 48,1%
Смородина – 31,6%
Малина – 20,3%
Количество
сахара, %
Количество
аскорбиновой кислоты,
%
5 % к общей
массе смеси
0,05% к общей массе
смеси
5 % к общей
массе смеси
0,05% к общей массе
смеси
5 % к общей
массе смеси
0,05% к общей массе
смеси
5 % к общей
массе смеси
0,05% к общей массе
смеси
5 % к общей
массе смеси
0,05% к общей массе
смеси
5 % к общей
массе смеси
0,05% к общей массе
смеси
Технологическая схема производства фруктово-ягодных смесей представлена на
рис.4. При изготовлении смесей, предлагаемым способом, расход сахара значительно
снижается - до 5%, из-за наличия в них богатых сахарами ингредиентов. В качестве
антиоксиданта, и в целях защиты от окислительного потемнения при размораживании, в
продукт добавляется аскорбиновая кислота – 0,05%.
Прием плодов
Сортировка, мойка,
инспекция и
подсушивание плодов
Расфасовка смесей
в полистироловые
контейнеры
Купажирование
компонентов согласно
рецептуре смесей
Сахар
Упаковка,
маркировка смесей
Замораживание плодов
по мере их созревания
при t= -300C
Протирание в сите с
диаметром отверстий
0,7-0,8 и 1,2-1,5мм
Хранение плодов при
t= -180C до момента их
переработки на смеси
Дефростация плодов при
комнатной температуре
до минус 50С
Аскорбиновая кислота
Замораживание
смесей при t= -300C
Хранение смесей при t= -180C
до момента потребления
Рис.4. Технологическая схема производства многокомпонентных смесей функционального
назначения из быстрозамороженных фруктов и ягод
Доминирующую роль винограда в рецептурах (табл. 18) обусловило повышение
массовой концентрации сахаров во всех смесях и снижение кислотности кизила и
смородины. Поэтому была достигнута гармоничность вкуса. В винограде Молдова с
темноокрашенными ягодами представлены необходимые организму человека фенольные
вещества, кроме того известно, что в нем и малине содержится фитоалексин расвератрол,
29
биологическое
действие
которого
обуславливает
противоокислительный,
антисклеротический, антимутагенный и противоопухолевый эффекты. Алыча, абрикос,
кизил и смородина увеличили количество пектинов в готовом продукте, что усилило
желирующие и протекторные свойства смесей. Наибольшее количество пектинов (2,98%)
выявлено в смородиново-абрикосово-кизиловой композиции, минимальное – в
виноградно-абрикосово-земляничной (2,19%). Фенольных веществ, обладающих
антибиотическими и антиоксидантными свойствами, было много в землянике, кизиле и
смородине, а витаминов С и Р в землянике, смородине и малине. Оптимальное
соотношение их зафиксировано в абрикосово-смородиново-малиновой смеси (табл. 19).
Чтобы обогатить смеси полезными для здоровья макро- и микроэлементами
определяли состав минеральных веществ каждого ингредиента. Значительное содержание
калия и меди было в абрикосах (соответственно 3400 и 2,0мг/кг); цинка–в алыче (3,0),
кальция – в кизиле (34,0мг/кг). Ягоды земляники оказались богатыми натрием (70мг/кг) и
марганцем (1,9), малины – магнием (46), а смородины – йодом (0,192) и железом (5,6мг/кг).
В абрикосово-смородиново-малиновой смеси содержалось больше, чем в других калия,
магния, марганца и меди; в виноградно-смородиново-алычовой – натрия и цинка; в
виноградно-абрикосово-земляничной – железа и марганца; в виноградно-кизиловомалиновой – кальция и магния. Количество свинца, мышяка и кадмия во всех вариантах не
превышало уровней допустимых ТР ТС 021/2011 (приложение 3).
В плодах и приготовленных смесях идентифицировано по 16 аминокислот, часть из
которых – эссенциальные.
Анализы химического состава 6 вариантов фруктово-ягодных смесей, проведенные
сразу после их приготовления, быстрого замораживания и длительного хранения (-180С) в
течение 3, 6 и 9 месяцев продемонстрировали, что совокупное их воздействие
обеспечивало высокую сохранность (75-85%) компонентов смесей (табл. 19).
Таблица 19
Влияние быстрого замораживания и длительного холодового хранения на пищевую ценность
многокомпонентных протертых смесей функциональной направленности из быстрозамороженных
фруктов и ягод (2002-2009гг.)
Варианты
смесей
1
2
3
4
2.Виноградно- 1
2
смородиново3
алычовая
4
3.Виноградно- 1
2
кизилово3
малиновая
4
4.Землянично- 1
2
алычово3
виноградная 4
5.Смородиново 1
2
-абрикосово3
кизиловая
4
1.Виноградноабрикосовоземляничная
сахаров,
г/100см3
титруемых
кислот, г/дм3
9,1
8,6
8,4
8,3
9,2
8,5
8,3
8,1
8,4
8,0
7,8
7,6
9,0
8,6
8,5
8,3
5,2
4,7
4,5
4,4
9,0
9,6
10,0
11,0
19,8
19,7
19,9
20,0
14,4
14,8
15,7
15,6
9,1
8,8
8,7
8,7
24,2
24,0
23,8
23,7
Массовая концентрация
витамина С, витамина Р,
мг/дм3
мг/дм3
100
91,1
89,6
86,7
298,8
289,5
286,1
280,7
96,7
87,9
84,3
79,9
100,8
92,1
86,3
80,0
125,7
116,8
112,3
107,3
558,8
504,1
474,4
445,0
978,3
934,3
914,7
890,1
980,2
936,1
917,4
863,3
600,9
550,5
513,1
473,6
1476,0
1440,6
1431,9
1389,0
пектиновых
веществ, %
фенольных
веществ, мг/дм3
2,19
2,02
2,21
2,53
2,21
1,95
2,41
2,52
2,93
2,80
3,03
3,21
2,28
2,01
2,40
2,30
2,98
2,80
2,90
3,10
1290,0
1283,5
1283,7
1281,1
1420,5
1401,3
1395,1
1390,0
1620,3
1600,1
1592,7
1581,1
1326,7
1292,5
1281,6
1277,3
1848,5
1818,5
1810,2
1805,6
30
6.Абрикосовосмородиновомалиновая
6,0
5,7
5,6
5,3
1
2
3
4
18,3
18,0
17,5
18,2
370,6
364,2
359,8
355,5
1186,1
1147,0
1129,8
1112,9
2,48
2,32
2,49
2,61
1500,2
1482,9
1477,1
1470,2
Примечание: 1 – сразу после приготовления; 2- после замораживания при t= - 300C; 3- после
трехмесячного хранения при t = - 180C; 4- после девятимесячного хранения при t = - 180C.
На примере смородиново-абрикосово-кизилового варианта с целью выявления уровня
пищевой ценности проведен расчет степени удовлетворения суточной потребности в
пектинах и витаминах С и Р, для организма взрослого человека, при употреблении 250г
смесей (рис.5.).
Пектин
Витамин Р
Витамин С
0
20
40
60
80
100
% от суточных потребностей
Рис. 5. Удовлетворение суточных потребностей в некоторых нутриентах взрослого человека при
употреблении 250 г многокомпонентных фруктово-ягодных смесей в сутки
Во всех вариантах смесей при завершении эксперимента минеральный комплекс
изменялся мало, что позволяет рекомендовать их для восполнения дефицита минеральных
веществ в рационе питания. Степень удовлетворения суточной потребности в некоторых
минеральных веществах для организма взрослого человека, при употреблении 250г смесей
составляет более 15% поэтому их можно отнести к продуктам питания функциональной
направленности (рис.6).
Железо
Медь
Йод
Калий
0
5
10
15
20
25
% от суточных потребностей
Рис. 6. Удовлетворение суточных потребностей в минеральных веществах при употреблении 250 г в
сутки смородиново-абрикосово-кизиловой смеси.
Органолептическая оценка смесей по 5-ти балльной шкале составляла 3,6-4,9 балла.
Внешний вид оценен в 0,6-0,9, окраска 0,7-0,9, консистенция 0,6-1, вкус 0,7-1балла. Самый
привлекательный вид был у смородиново-абрикосово-кизиловой,
виноградносмородиново-алычовой и землянично-алычово-виноградной смесей. В продукте
сохранились и легко улавливались сортовые нюансы запахов всех использованных плодов,
но при этом доминировали земляничный, смородиновый и абрикосовый тона. Лучшие по
показателю консистенции: виноградно-смородиново-алычовая, смородиново-абрикосово31
кизиловая и землянично-алычово-виноградная смеси. Им и при оценке вкуса отдано
предпочтение. После 6 и 9 месячного хранения (-180С) вкусовые достоинства, аромат, цвет
и консистенция смесей изменились незначительно.
Смеси смородиново-абрикосово-кизиловая, абрикосово-смородиново-малиновая и
виноградно-кизилово-малиновая по биохимическим и органолептическим свойствам
оказались лучшими.
Энергетическая ценность смесей, определенная на примере виноградно-кизиловомалинового варианта, удовлетворительная (61 ккал). Расчеты пищевой, биологической и
энергетической ценностей нового продукта позволяют рекомендовать его для
использования в профилактике авитаминозов и диетическом питании.
Для характеристики безопасности смесей в микробиологическом отношении,
определяли присутствие в них микроорганизмов после размораживания и хранения в
течение 2, 24 и 72 часов при t=50C и t=20ºС. С продлением срока хранения в смесях
увеличилось количество дрожжей, мезофильно аэробных и факультативно-анаэробных
микробов, но оно не превышало допустимые ТР ТС 021/2011 (приложение 2) нормы.
Патогенные микроорганизмы отсутствовали.
Внедрение в пищевую промышленность разработанной технологии (ТУ-9165-00200493600-05 и патент RU 2505077) производства многокомпонентных протертых смесей
функционального назначения из быстрозамороженных фруктов и ягод ускорит решение
проблемы круглогодового обеспечения населения высокоценной продукцией,
сбалансированной по жизненно важным нутриентам. Стабильность полезных свойств
смесей при длительном холодовом хранении (более 75%) позволяет осуществлять их
доставку в различные регионы страны.
6. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ НАЛИВОК
ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ НА ОСНОВЕ ПЛОДОВЫХ ЭКСТРАКТОВ
Известно, что практически ни один продукт в натуральном виде не способен
полностью удовлетворить потребность человека в основных пищевых компонентах.
Поэтому в последние годы быстрыми темпами расширяется производство
многокомпонентных напитков функционального назначения, которые служат для
человека источником ряда микрои макронутриентов, улучшающих течение
физиологических и биохимических процессов различных систем человеческого организма.
С учетом вышесказанного нами разработаны рецептуры и технологии производства
многокомпонентных наливок с использованием экстрактов из фруктов и ягод. Их
химический состав сбалансирован по ценным компонентам, обладающим
профилактическими и диетическими свойствами.
6.1.Выявление оптимальных технологических параметров интенсификации
экстракции нутриентов из плодов с применением СВЧ-энергии.
Определялись оптимальные технологические параметры получения экстрактов из
плодов ежевики, облепихи, рябины, шелковицы, шиповника и терна. Изучалось
влияние длительности настаивания сырья, температуры экстрагирования, различных
концентраций этанола в экстрагенте, соотношений сырье/экстрагент и
предварительной микроволновой обработки сырья на степень извлечения из него
сахаров, титруемых кислот, фенольных веществ, витаминов С и Р.
Определили, что настаивание плодов в водно-спиртовом экстрагенте дольше 2 недель
является нецелесообразным. Во всех опытных образцах осмотическое равновесие по
титруемым кислотам наступило за более короткий интервал времени, чем по сахарам и
32
экстрактивным веществам. Сроки его наступления по экстрактивным веществам
оказались более продолжительными, чем по другим биокомпонентам и варьировали в
пределах 11-14 и 9-11 суток, соответственно для экстрактов первого и второго слива.
Как видно из таблицы 20 с ростом температуры выход экстрактивных веществ
возрастал, но различия в интервале 20…400С более заметны (от 16,8 до 22,7%), чем при
40…600С (от 5,3 от 8,6%). Возможно, причина влияния температуры кроется в
интенсификации обменных процессов, ослаблении химических связей, повышении
растворимости экстрактивных веществ. Максимальное извлечение сахаров (2,23%) из
плодов облепихи произошло при температуре 60 0С и 30% об. этанола в экстрагенте.
Таблица 20
Зависимость выхода экстрактивных веществ из плодов облепихи от концентрации этанола и
температуры экстракции, % от их общего содержания (2009-2012гг.)
Температурный режим процесса экстрагирования, 0С
Содержание этанола
в экстрагенте, % об.
20
40
60
30
37,3
46,9
49,4
50
32,8
38,3
41,6
70
34,5
42,7
45,1
Содержание витамина С,
мг%
Наибольший выход в экстракт витамина С (89,6 мг%) отмечен при 50% растворе
этанола и температуре экстракта 40 0С. Заметное снижение количества витамина С в
экстракте с 89,6 до 63,8мг%, наблюдалось при увеличении температуры от 40 до 600С и
использовании раствора с 50% об. этанола (рис. 7.). Такое явление, по-видимому, связано с
усилением эффекта термического разрушения витамина С. Зависимость выхода витамина
Р в экстракт от температуры аналогична зависимости для витамина С. Максимальное его
извлечение зафиксировано при t=200С и использовании 70%-го раствора этанола.
Оптимальным для получения высококачественных экстрактов, при которых
достигается максимальное выделение важных питательных компонентов из плодов,
оказалось соотношение сырья к экстрагенту – 1:3.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
2
0
10
20
30
1
3
40
50
60
70
80
Концентрация этанола в экстрагенте, % об.
Рис. 7. Зависимость выхода витамина С из плодов облепихи от концентрации этанола в
растворителе при различных температурах: 1 – 20 0С; 2 – 40 0С; 3 – 60 0С
Максимальное извлечение сахаров из всех плодов произошло при 30% об. этанола в
экстрагенте, а повышение его концентрации до 50 и 70% об. привело к снижению их
содержания в экстрактах. При 50% об. этанола в растворе отмечено усиление извлечения
титруемых кислот и витамина С: диапазон их выхода варьировал и составил для
титруемых кислот 39,3% (шиповник) – 48,6% (ежевика), а для витамина С от 57,2%
33
(шиповник) до 64,7% (шелковица). Выход же фенольных соединений и витамина Р в
экстракты с 70% об. этанола в экстрагенте был несколько больше, чем при меньших его
концентрациях, и для различных плодов находился в пределах соответственно от 56,9 до
69,3% и от 61,6 до 69,2% (табл. 21).
Таблица 21
Влияние концентрации этанола в экстрагенте на выход
биокомпонентов плодов в экстракты (2009-2012гг.)
Экстрагент
Содержание
этанола
30% об.
Содержание
этанола
50% об.
Содержание
этанола
70% об.
Экстракт
ежевики
облепихи
рябины
шелковицы
шиповника
тёрна
ежевики
облепихи
рябины
шелковицы
шиповника
тёрна
ежевики
облепихи
рябины
шелковицы
шиповника
тёрна
Сахара,
%
Титруемые
кислоты, %
Фенольные
вещества, %
Витамин
С, мг%
Витамин
Р, мг%
3,66
2,16
4,07
5,60
6,50
4,42
3,48
2,03
3,88
5,20
6,00
4,17
3,27
1,93
3,74
5,02
5,57
4,05
0,75
1,41
0,88
0,55
0,80
1,14
0,77
1,45
0,90
0,56
0,82
1,29
0,74
1,4
0,86
0,54
0,78
0,96
0,72
1,05
1,95
0,79
1,65
3,51
0,73
1,10
2,02
0,80
1,62
3,25
0,89
1,26
2,46
0,97
1,93
3,81
10,77
85,78
50,16
5,95
267,15
82,4
13,52
105,47
59,99
7,56
330,04
90,31
10,92
84,70
46,84
6,10
258,49
80,5
433,07
27,56
1226,75
183,99
1588,70
7,08
472,52
27,87
1263,57
206,72
1595,01
7,83
569,88
33,75
1512,15
245,79
1941,75
9,10
Двукратное настаивание при подборе оптимальных температур, концентраций этанола
в экстрагенте, соотношений сырье-экстрагент и лучшего времени настаивания, позволило
обеспечить в среднем 50-60%-ный выход нутриентов из сырья в экстракты. Значительно
усилить их экстракцию можно воздействием СВЧ-энергией. Плоды перед заливом водноспиртовым раствором, подвергали микроволновому воздействию мощностью 0,5мВт/см2 и
частотой 1667МГц на волне 18 см (табл.22).
Таблица 22
Влияние СВЧ-обработка плодов на выход нутриентов в экстракт (2009-2012гг.)
Сахара, Титруемые
Фенольные
Витамин Витамин
%
кислоты, % вещества, %
С, мг%
Р, мг%
Способ экстракции
Экстракт ежевики
без СВЧ-обработки
3,48
0,77
0,73
13,52
472,52
после СВЧ-обработки
3,63
0,82
0,89
15,80
582,47
Экстракт облепихи
2,03
1,45
без СВЧ-обработки
1,10
105,47
27,87
2,12
1,59
после СВЧ-обработки
1,28
125,87
35,76
Экстракт шиповника
6,00
0,82
без СВЧ-обработки
1,62
330,04
1595,01
6,16
0,86
после СВЧ-обработки
1, 76
365,7
1621,12
34
Выход экстрактивных
веществ, % от исходного
содержания в плодах
Серией опытов были установлены оптимальный срок обработки плодов микроволнами
и длительность процесса экстракции. Продление времени воздействия СВЧ-энергии
привело к усилению выделения нутриентов. Например, в экстрактах шиповника и
облепихи, полученных после 20 минутной СВЧ-обработки сырья, содержание
экстрактивных веществ соответственно стало больше на 4,0% и 9,4%, сахаров – на 2,7% и
4,4%, а титруемых кислот – на 4,8% и 9,7%, чем в экстрактах, полученных без воздействия
СВЧ-энергии. Отличия во влиянии микроволн на выход в экстракт сахаров, кислот,
фенолов и витаминов (табл.22) объясняется особенностями структуры их молекул, а также
текстурой мякоти и плотностью кожицы, использованных плодов. Оптимальное время
обработки сырья СВЧ-энергией до процесса экстракции составило 20 минут.
СВЧ-энергия оказала
значительное влияние на продолжительность процесса
экстракции. Длительность экстракции компонентов из облепихи и шиповника сократилась
до трех суток, тогда как при контрольном способе настаивания (по традиционной
технологии) процесс заканчивался через 13-14 суток (рис. 8). Установлено, что при
использовании экстрагента с хорошо подобранной концентрацией этанола в воде,
предварительная микроволновая обработка плодов усиливают выделение из них макро- и
микронутриентов, что ускоряет получение высококачественных экстрактов.
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Для экстракта
шиповника
37,4
34,7
30,3
0,5
1
1,5
44,8
44,9
45
35,9
36,1
36,2
Для экстракта
облепихи
21,3
0
33,5
31,6
28,8
25,4
42,1
40,8
2
2,5
3
3,5
4
4,5
Длительность экстракции, сутки
Выход экстрактивных
веществ, % от исходного
содержания в плодах
а) после обработки плодов СВЧ-энергией
50
Для экстракта
45
шиповника
40
35
33,6
30
29,8
26,2
24,6
25
20,2
23,6 25,2
20
22,5
15 17,820
10
5
0
0
2
4
37,9
43,1
41,9
40,1
32,8
31,5
26,7
6
8
28,2
Для экстракта
облепихи
10
12
14
16
Длительность экстракции, сутки
б) без обработки плодов СВЧ-энергией
Рис. 8. Влияние предварительной обработки плодов СВЧ-энергией на длительность процесса
экстрагирования экстрактивных веществ из них.
35
Результаты
проведенных
исследований
использованы
при
получении
многокомпонентных напитков функционального назначения. Моделирование их рецептур
осуществлялось путем подбора соотношений ингредиентов, обеспечивающих
прогнозируемую пищевую и лечебно-профилактическую ценность готового продукта в
соответствии с рекомендуемыми нормами физиологической потребности человека в
питательных веществах.
6.2. Разработка рецептур многокомпонентных наливок функционального
назначения с использованием фруктово-ягодных экстрактов.
При создании многокомпонентных наливок функционального назначения, с
использованием экстрактов из растительного сырья, основное внимание уделялось
определению количества, присутствующих в них полезных для здоровья ингредиентов.
Проектирование рецептур осуществлялось с помощью варьирования компонентов
наливок, в зависимости от содержащихся в них нутриентов.
Актуальной задачей являлось нахождение оптимальных массовых долей ингредиентов
купажа
для
получения
напитков
с
необходимыми
физико-химическими,
органолептическими и функциональными характеристиками.
Наливки готовили по разработанной нами технологии путем купажирования
различных ингредиентов, полученных из плодов дикорастущих видов растений и садовых
культур, которые характеризовались наличием широкого спектра биокомпонентов.
Изменяя количество экстрактов и других ингредиентов в купаже, удалось подобрать
композиции со сбалансированным химическим составом
и оптимальными
органолептическими характеристиками. Были разработаны рецептуры и технологии
получения 3 видов многокомпонентных наливок: «Восточная ночь», «Рубин Дагестана» и
«Пурпурная фантазия». Технологическая схема их получения представлена на рис. 9.
Наливка «Восточная ночь». Её рецептурная композиция предусматривает
использование ингредиентов, представленных в табл.23. Предложенное соотношение
ингредиентов является оптимальным, поскольку снижение их содержания в продукте
приводит к уменьшению биологической активности и высоких профилактических свойств
наливки. В результате включения в купаж ингредиентов,
полученных
из
высококачественного фруктово-ягодного сырья, многокомпонентная наливка «Восточная
ночь» приобрела высокие вкусовые достоинства и пищевую ценность, усилились
антисептические и антиоксидантные свойства. Вкусоароматические показатели получили
высокий дегустационный балл 9,85.
Таблица 23
Рецептура наливки «Восточная ночь» (2009-2012гг.)
№п/п
Наименование ингредиента
1
2
3
4
Ежевичный морс 1 и 2 слива
Шелковичный (тутовый) морс 1 и 2 слива
Ежевичный спиртованный сок
Шелковичный (тутовый) спиртованный сок
Ежевичный сброженно-спиртованный сок, полученный с
использованием штамма Saccharomyces vini M-1 γ-621
Шелковичный сброженно-спиртованный сок, полученный с
использованием штаммаSaccharomyces vini M-1 γ-621
Малиновый сброженно-спиртованный сок,полученный с
использованием штаммаSaccharomyces vini M-1 γ-621
5
6
7
Рецептура,
л на 1000 дал
наливки
1250-1260
1250-1260
1250-1260
1250-1260
325-340
325-340
300-310
36
8
9
10
11
Ароматный спирт ежевики
Ароматный спирт малины
Водно-спиртовый 40%-ный экстракт рябины
Сахарный сироп 73,2%-ный
12
Водно-спиртовая жидкость
250-260
250-260
20
2765-2835
остальное до объемной
доли этил. спирта
20,0%.
Наливка «Пурпурная фантазия». При составлении купажа наливки в качестве
одного из ингредиентов использовали сброженно-спиртованный сок темноокрашенных
ягод винограда сорта Молдова, поскольку красящие фенольные вещества
темноокрашенных сортов обладают высокой биологической и хорошо выраженной
антиоксидантной активностью. Для получения 1000 дал наливки используют ингредиенты
в л: земляничный морс 1 и 2 слива –1250-1260; малиновый морс 1 и 2слива –1250-1260;
земляничный спиртованный сок –1250-1260; малиновый спиртованный сок –1250-1260;
сброженно-спиртованные соки, полученные с использованием штамма Saccharomyces vini
M-1 γ-621: земляничный – 325-340, малиновый – 325-340 и виноградный –300-310;
ароматный спирт малины –250-260; ароматный спирт земляники – 250-260; водноспиртовый 40%-ный экстракт шиповника –20; сахарный сироп 73,2%-ный –2765-2835 и
водно-спиртовая жидкость – остальное до объемной доли этилового спирта 20,0%.
Наливка «Пурпурная фантазия», с богатым количественным и качественным составом
ингредиентов, обладает высокими органолептическими показателями, имеет искристый
пурпурный цвет, тонкий букет с нежными тонами запахов свежих ягод земляники, малины
и отдаленными нюансами аромата шиповника, оригинальный, очень приятный вкус.
Дегустационный балл наливки - 9,87.
Наливка «Рубин Дагестана» приготовлена по аналогичной с наливками «Пурпурная
фантазия» и «Восточная ночь» технологии и содержит следующие ингредиенты, л на 1000
дал готового продукта: вишневый морс 1 и 2 слива – 2500-2550; вишневый спиртованный
сок – 2500-2550; вишневый сброженно-спиртовый сок, полученный с использованием
штамма Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-3587 950 – 1150; ароматный спирт персиков –
480-520, ароматный спирт айвы – 140-160, сахарный сироп – 73,2%-ный и водноспиртовая жидкость – остальное до обеспечения массовой концентрации сахара в наливке
30,0г/100см3 и объемной доли этилового спирта 20,0%. Наливка «Рубин Дагестана»
благодаря введению в её состав вишневого спиртованного сока, сброженно-спиртованного
вишневого сока, вишневых морсов I и II слива, ароматного спирта персиков, ароматного
спирта айвы имеет особый слаженный вкус и богатый тонкий аромат плодов вишни.
Дегустационный балл наливки – 9,85.
Для системной оценки качественных характеристик наливок исследовали компоненты
их биохимического состава. Многокомпонентность наливок обеспечила в них богатый
качественный и количественный состав химических веществ, способных повышать
пищевую ценность и обуславливать оригинальные дегустационные характеристики.
Наливки по содержанию питательных веществ могут быть классифицированы как
функциональные, так как употребление их в количестве 50мл удовлетворяют суточную
потребность человека в макро- и микронутриентах в среднем от 14,4% (фенолы) до 73%
(витамин Р) (табл. 24).
По содержанию токсичных элементов: свинца, кадмия, мышьяка и ртути
многокомпонентные наливки соответствуют требованиям ТР ТС 021/2011 (приложение 3).
37
Рис. 9. Технологическая схема приготовления многокомпонентных наливок функционального назначения на основе плодовых экстрактов.
38
Таблица 24
Биохимический состав многокомпонентных наливок (2009-2012гг.)
Массовая концентрация
Наименование
титруемых
фенольных
витамина С,
витамина Р,
продукта
кислот, %
веществ, %
мг%
мг%
Наливка
0,92
1,24
71,3
83,4
«Восточная ночь»
Наливка
1,51
1,40
112,9
76,7
«Пурпурная
фантазия»
Наливка
«Рубин
0,89
0,83
21,6
58,9
Дагестана»
Результаты расчетов энергетической ценности многокомпонентных наливок,
позволяют рекомендовать их для использования в качестве продуктов, обладающих,
помимо высоких вкусовых и питательных достоинств, способностью восполнять
энергетические затраты организма. Наливки «Восточная ночь», «Рубин Дагестана» и
«Пурпурная фантазия» можно отнести к продуктам с высокой энергетической ценностью
(табл. 25), содержащим соответственно 293, 290 и 285 ккал/100г, что превышает
эталонные 250 ккал/100г.
Наливки «Восточная ночь», «Пурпурная фантазия» и «Рубин Дагестана» не являются
лекарственными средствами, но при употреблении способны помочь организму человека
поддерживать жизненно важные функции в активном состоянии, противодействовать
неблагоприятным фактором среды обитания, т.е. обладают уникальными
профилактическими и иммунологическими свойствами.
Таблица 25
Энергетическая ценность наливок (2009-2012гг.)
Массовая концентрация г/100г
Наливка
Наливка
«Восточная
ночь»
Наливка
«Пурпурная
фантазия»
Наливка
«Рубин
Дагестана»
Энергетическая
ценность,
ккал/100г
(кДЖ/100г)
белков
липидов
углеводов
титруемых
кислот
этанола
0,9
0,5
43,2
0,92
20
293 (1226)
1,1
0,4
40,3
1,51
20
290 (1213)
0,6
0,4
40,7
0,89
20
285 (1192)
7. Экономическая эффективность производства замороженных плодов,
многокомпонентных смесей и наливок функционального назначения.
Результаты
анализа
экономической
эффективности
производства
быстрозамороженных
плодов (на примере абрикосов), а также получения
многокомпонентных
протертых
смесей
функционального
назначения
из
быстрозамороженных фруктов и ягод, свидетельствуют о том, что технология
низкотемпературной обработки и холодового хранения фруктов, ягод и продуктов из них,
при соблюдении определенных условий производства, является высокорентабельной и
конкурентоспособной. В целом,
ожидаемый экономический эффект, даже при
использовании для замораживания плодов самого низкоурожайного (по сравнению с
другими изученными сортами) сорта абрикоса Шиндахлан составил 29650 руб. на одну
39
тонну произведенной замороженной продукции при уровне рентабельности 91,6%.
Производство многокомпонентных смесей функциональной направленности из
быстрозамороженного фруктово-ягодного сырья дает прибыль 15,8 тыс. руб. за 1 туб
продукции при уровне рентабельности 57,0%. Прибыль от реализации 1000 дал наливок
составляет 1,2 млн. руб. при уровне рентабельности их производства 70,5%.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
(выводы и рекомендации)
По результатам анализа и обобщения многолетних исследований, направленных на:
изучение биохимических и технологических свойств плодов садовых и дикорастущих
растений; определение оптимальных экологических условий для синтеза и накопления в
плодовом сырье ценных компонентов химического состава; совершенствование
технологии хранения фруктов и ягод и разработку рецептур и технологий получения из
них пищевых продуктов функциональной направленности, разработана концептуальная
модель круглогодового обеспечения населения высококачественной плодовой продукцией
(рис. 10), обладающей высокой биологической и пищевой ценностью.
Эколого-биохимические исследования плодов садовых культур и дикорастущих
растений, проведенные согласно разработанной модели, показали, что природные
условия предгорной и горно-долинной плодовых зон Дагестана способствуют более
усиленному накоплению в них полезных веществ, выполняющих в организме человека
энергетическую и пластическую функции, являющихся антиоксидантами.
Результаты проведенных биохимических, органолептических и микробиологических
исследований замороженных плодов показали, что наиболее эффективным способом
сохранения их натуральных свойств и высокого качества, приготовленных из них
продуктов питания, а также значительного продления сроков их реализации, является
низкотемпературное замораживание. Большое внимание необходимо уделять подбору
сортов, пригодных для замораживания, и температурных режимов замораживания и
дефростации, обеспечивающих наилучшую сохранность в плодах ценных БАВ,
антиоксидантов и нутриентов, при минимальной потере сока, стабильности
органолептических свойств и микробиологической чистоты продукта.
Разработаны
технологические
и
биохимические
критерии
производства
многокомпонентных смесей функционального назначения из быстрозамороженных
фруктов и ягод, взаимодополняющих друг друга по макро- и микронутриентам, вкусовым
свойствам, отличающихся специфичностью натурального аромата, привлекательностью
внешнего вида и хорошим вкусом. Показано, что примененные технологические приемы
способствуют получению продуктов, обладающих высокой пищевой ценностью,
диетическими свойствами.
Получение экстрактов из фруктов и ягод способом двукратного настаивания показало,
что оптимальным соотношением сырье/экстрагент, при котором достигается максимальное
выделение важных питательных компонентов, являлось соотношение 1:3. Определено, что
при использовании экстрагента с хорошо подобранной концентрацией этанола в воде и
предварительной микроволновой обработке плодов значительно сокращается время
настаивания сырья и получаются высококачественные экстракты с достаточным
содержанием нутриентов. Результаты исследований могут быть с успехом использованы
при производстве многокомпонентных наливок из плодовых экстрактов. Проектирование
рецептур осуществлялось с помощью варьирования компонентов наливок, в зависимости
от содержащихся в них нутриентов, обеспечивающих прогнозируемую пищевую
40
Рис. 10. Концептуальная модель круглогодового обеспечения населения высококачественной фруктово-ягодной продукцией
41
и лечебно-профилактическую ценность наливок в соответствии с рекомендуемыми
нормами физиологической потребности человека в полезных для здоровья пищевых
веществах.
Внедрение на предприятиях пищевой промышленности новой технологии
производства быстрозамороженных плодов и приготовленных из них многокомпонентных
протертых смей и наливок функциональной направленности позволит разгрузить
перерабатывающие предприятия в сезон сбора урожая и способствует решению проблемы
круглогодового обеспечения населения ценной фруктово-ягодной продукцией,
сбалансированной по основным нутриентам.
На основании многолетних исследований сделаны следующие выводы:
1.
Обобщение и анализ результатов эколого-биохимических исследований различных
видов садовых культур, винограда и дикорастущих растений
способствовали
выявлению закономерностей формирования в их плодах определенного химического
состава под влиянием почвенно-климатических условий мест произрастания,
расположенных на различных высотах над уровнем моря. Выявлено, что экологические
условия предгорной и горно-долинной территории Дагестана (высотный градиент,
небольшая сумма активных температур (САТ) и высокая влагообеспеченность почв)
способствовали усилению синтеза и накопления в изученных фруктах и ягодах
титруемых кислот, фенольных веществ, аминокислот, витаминов С и Р. Абиотические
факторы равнинной плодовой зоны Дагестана (высокая САТ, небольшое годовое
количество осадков и хорошая обеспеченность почв минеральными элементами) более
благоприятны для накопления в исследованных плодах сахаров, пектинов и
минеральных веществ. Относительные колебания содержания нутриентов в изученных
фруктах и ягодах, в зависимости от условий места их произрастания, составили 7-16%.
2.
Биохимическая оценка плодов 16 сортов садовых культур: абрикоса (Краснощекий,
Дженгутаевский, Шиндахлан, Хонобах, Ананасный), алычи (Десертная, Обильная,
Пурпуровая), хурмы (Хачиа, Хиакуме, Зенджи-Мару), персика (Золотой юбилей),
малины (Скромница), смородины (Минай Шмырев), винограда (Молдова), земляники
(Черноморка) и 8 дикорастущих видов растений: ежевики, кизила, облепихи, рябины,
мушмулы, терна, шиповника и шелковицы по содержанию сахаров, титруемых кислот,
пектиновых и фенольных соединений, аминокислот, минеральных веществ и витаминов
С и Р, дала возможность определить сортимент фруктов и ягод, являющихся
перспективным сырьем для производства продуктов питания функциональной
направленности, обладающих высокими питательными и профилактическими
свойствами.
3. Определена, по комплексу физических, биохимических, органолептических и
микробиологических
показателей,
пригодность
к
низкотемпературному
0
замораживанию (-30 С) и длительному холодовому хранению (-180С) плодов местных и
интродуцированных сортов садовых культур: абрикоса (Краснощекий, Хонобах,
Шиндахлан,
Дженгутаевский,
Ананасный), алычи (Обильная, Десертная и
Пурпуровая), хурмы (Хачиа, Хиакуме и Зенджи-Мару), малины Скромница, винограда
Молдова, земляники Черноморка и смородины Минай Шмырев, а также плодов
дикорастущих ежевики, кизила, облепихи и мушмулы. Наиболее пригодны – кизил,
облепиха, алыча сорта Десертная, хурма Хачиа, Хиакуме и Зенджи-Мару.
4.
Важным показателем пригодности плодов к быстрому замораживанию является их
влагоудерживающая способность. Анализ данных по потере сока, проведенный по
42
шкале Харрингтона, показал, что к концу 9-ти месячного хранения (-180С) к категории
«очень хороших» можно было отнести все изученные сорта хурмы, алычу сорта
Десертная, кизил и облепиху; «хороших» - сорта абрикоса Хонобах и Шиндахлан,
алычи Обильная и Пурпуровая, виноград Молдова, смородину Минай Шмырев и
мушмулу, а «удовлетворительных» - малину, ежевику, сорта абрикоса Краснощекий и
Дженгутаевский.
5.
В зависимости от применяемого режима замораживания, длительности холодового
хранения, исходной температуры и способа дефростации плодов изменялась их
влагоудерживающая способность. Минимальная потеря сока зафиксирована при
предварительном охлаждении до 00С и замораживании при t=-300С. Определено, что
оптимальный способ дефростации – обработка плодов в течение 3-4 минут СВЧэнергией с частотой 2450МГц и мощностью 180Вт. Влагоудерживающая способность
плодов с увеличением длительности их хранения уменьшалась. Корреляционнорегрессионный анализ, проведенный на примере абрикосов, показал, что между этими
показателями существует тесная прямая, линейная зависимость с коэффициентом
корреляции r=0,996.
6.
Динамика биохимического состава быстрозамороженных плодов при их
длительном хранении (-180С) имела тенденцию к незначительному снижению. После 9ти месячного хранения уровень сохраняемости макро- и микронутриентов в среднем
составил более 75% от исходного содержания. Наиболее лабильным оказался витамин
С, потери которого к концу холодового хранения равнялись 20-46% в зависимости от
сорта. В быстрозамороженных фруктах и ягодах после длительного хранения
дегустационные показатели изменились незначительно.
7.
Впервые изучена динамика аминокислотного состава кизила, малины и облепихи, а
также
виноградно-кизилово-малиновой
и
виноградно-абрикосово-земляничной
протертых смесей после быстрого замораживания (-300С) и в процессе длительного
низкотемпературного хранения (-180С). В каждом опытном образце идентифицировано
16 аминокислот, в том числе 8 незаменимых, которые отличались высоким уровнем
сохранности при девятимесячном низкотемпературном хранении плодов (92,9-96,7% от
их исходного содержания).
8.
Исследованные быстрозамороженные плоды садовых культур и дикорастущих
растений к концу девятимесячного хранения (-180С) по содержанию токсичных
элементов и микробиологическим показателям отвечали требованиям ТР ТС 021/201.
9. Комплексное изучение химического состава, органолептических и технологических
свойств свежих и быстрозамороженных плодов позволило создать многокомпонентные
протертые фруктово-ягодные смеси функционального назначения, сбалансированные по
основным нутриентам, обладающие высокими
питательными, диетическими и
вкусовыми свойствами.
10. Из шести видов быстрозамороженных многокомпонентных фруктово-ягодных
смесей функционального назначения особый интерес представляют три из них с
лучшими показателями энергетической, биологической и пищевой ценностей:
виноградно-смородиново-алычовая; землянично-алычово-виноградная и смородиновоабрикосово-кизиловая.
11. Многокомпонентные протертые смеси из быстрозамороженных фруктов и ягод
после дефростации и хранения в течение 2, 24 и 72 часов по микробиологическим
показателям соответствовали требованиям ТР ТС 021/2011.
43
12. Анализ
экономической
эффективности,
проведенный
на
примере
быстрозамороженных плодов абрикоса и виноградно-кизилово-малиновой протертой
смеси, свидетельствует о высоком уровне рентабельности производства
быстрозамороженных плодов (91,6-112,6%) и многокомпонентных протертых смесей
изготовленных из них (57,0%).
13. Разработаны технологические инструкции и технические условия для производства
быстрозамороженных плодов – «Быстрозамороженные плоды абрикоса» (ТУ 9165-01000493600-13), «Быстрозамороженная алыча» (ТУ 9165-009-00493600-13), а также для
производства нового вида многокомпонентных смесей –
«Смеси протертые из
замороженного плодово-ягодного сырья» (ТУ 9165-002-0493600-05). Технология
прошла производственные испытания на ООО «Кикунинский консервный завод».
14. Установлены оптимальные технологические параметры экстрагирования
питательных компонентов из дикорастущих плодов в результате изучения влияния на
этот процесс концентрации этанола в экстрагенте, температуры и длительности
экстрагирования. Определено значение воздействия соотношения сырье/экстрагент на
динамику извлечения из плодов нутриентов. Оптимальной, при соблюдении заданных
условий эксперимента, являлась температура 200С. Максимум экстрагирования
полезных веществ, наблюдался при соотношении сырье/экстрагент – 1:3. Наибольшее
извлечение сахаров из плодов происходило при применении экстрагента с 30% об.
этанола. Концентрация 50% об. этанола в водном растворе обусловила лучший выход
титруемых кислот и витамина С, а 70% об. – витамина Р и фенолов.
15. Показано, что предварительная обработка дикорастущих фруктов и ягод СВЧэнергией мощностью 0,5мВт/см2, с частотой 1667МГц значительно интенсифицирует
процесс экстракции. Выход биокомпонентов в экстракт из плодов под влиянием
микроволн, по сравнению с контрольным вариантом (без СВЧ-обработки), увеличился в
среднем на: 17,5% - сахаров, 11,6% - титруемых кислот, 28,5% - фенольных веществ,
14,3% - витамина С и - 9% витамина Р. Определено, что применение СВЧ-энергии
приводит к значительному сокращению времени экстракции.
16. Разработаны рецептуры и технологические основы получения с применением
фруктово-ягодных экстрактов новых видов многокомпонентных наливок
функционального назначения («Восточная ночь», «Рубин Дагестана» и «Пурпурная
фантазия»), сбалансированных по основным нутриентам, обладающих высокими
пищевыми достоинствами и органолептическими свойствами. Новизна разработанной
технологии
производства
многокомпонентных
наливок
функциональной
направленности подтверждена 2-мя патентами RU №2507249 и RU №2507250.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
С целью получения для пищевой промышленности высококачественного фруктовоягодного сырья с богатым биохимическим составом садоводческим хозяйствам
рекомендуется производить закладку новых насаждений садовых культур, ягодников и
винограда, в экологических условиях предгорной и горно-долинной плодовой зоны
Дагестана.
В Дагестане для промышленного производства быстрозамороженных плодов
рекомендуются сорта: абрикос – Краснощекий, Хонобах, Шиндахлан, Дженгутаевский;
алыча – Обильная, Десертная, Пурпуровая; хурма – Хачиа, Хиакуме, Зенджи-Мару и
плоды дикорастущих ежевики, кизила, облепихи и мушмулы. Рекомендуемая температура
быстрого замораживания плодов – минус 30ºС, а температура хранения – минус 18ºС.
44
Максимальный срок хранения плодов 9-10 месяцев. Оптимальный способ их дефростации
– обработка в течение 3-4 минут микроволнами частотой 2450МГц и мощностью 180Вт.
Применение технологии низкотемпературного хранения обеспечивает круглогодовое
потребление населением фруктов и ягод, характеризующихся высокой степенью
сохранности макро- и миронутриентного состава (в среднем более 75%), ликвидирует
разрывы в технологической цепи производства плодов разных сроков созревания, а также
решает проблемы доставки качественной продукции из растительного сырья на дальние
расстояния.
Для промышленного производства многокомпонентных смесей из протертых
замороженных плодов и ягод рекомендуется использовать: абрикосы (Краснощекий,
Дженгутаевский, Шиндахлан и Хонобах), алычу (Обильная, Десертная и Пурпуровая),
виноград (Молдова), землянику (Черноморка), малину (Скромница), смородину черную
(Минай Шмырев) и кизил (лесной).
Для круглогодового потребления в диетических и профилактических целях, как в
местах производства, так и в отдаленных регионах, рекомендуются высокопитательные
смеси:
виноградно-смородиново-алычовая;
землянично-алычово-виноградная
и
смородиново-абрикосово-кизиловая. Для сокращения потерь пищевой и энергетической
ценности предлагается использовать низкотемпературный режим их замораживания (t =30ºC). Максимальный срок хранения в морозильной камере (t =-18ºC) 9-10месяцев.
Для интенсификации процесса получения высококачественных экстрактов из
дикорастущих фруктов и ягод рекомендуется осуществлять предварительную обработку
плодов СВЧ-энергией мощностью 0,5мВт/см2 и частотой 1667МГц в течение 20 минут.
Рекомендованы производству рецептуры и технологические основы получения
новых видов многокомпонентных наливок функционального назначения («Восточная
ночь», «Рубин Дагестана» и «Пурпурная фантазия»), сбалансированных по основным
нутриентам и обладающих высокими пищевыми и органолептическими свойствами.
Впервые разработан и рекомендован производству пакет нормативно-технической
документации:
1. Технологические инструкции по производству быстрозамороженных плодов
абрикоса и быстрозамороженной алычи.
2. Технические условия на «Быстрозамороженные плоды абрикоса» (ТУ 9165-01000493600-13) и на «Быстрозамороженную алычу» (ТУ 9165-009-00493600-13).
3. Технические условия на «Смеси протертые из замороженного плодово-ягодного
сырья» (ТУ 9165 – 002 - 0493600 -05).
а) Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах и
изданиях, рекомендованных ВАК
1. Мукаилов М. Д., Гусейнова Б.М. Низкотемпературное замораживание – фактор,
обеспечивающий сохранность жизненно важных компонентов плодов и ягод //Хранение
и переработка сельхозсырья. – 2004. - № 7. – С.40-42, (0,18/0,10).
2. Мукаилов М. Д., Магомедов Х.М., Гусейнова Б.М. Макро- и микронутриентный состав
быстрозамороженного винограда //Виноделие и виноградарство. – 2004. - № 6. – С. 34-36,
(0,18/0,07).
3. Мукаилов М. Д., Гусейнова Б.М. Изменение аминокислотного состава винограда и
малины при низкотемпературном замораживании //Садоводство и виноградарство. –
2005. - № 1. – С. 9-11, (0,18/0,09).
45
4. Мукаилов М. Д., Гусейнова Б.М. Содержание биологически активных соединений в
замороженных плодах и ягодах //Садоводство и виноградарство. – 2005. - № 2. – С. 9-10,
(0,12/0,06)
5. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Пищевая ценность и безопасность гомогенизированных
быстрозамороженных смесей, приготовленных из плодов и ягод, выращиваемых в
Дагестане //Вопросы питания. - 2008. - Т. 77. - №4. - С.77-82, (0,31/0,19).
6. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Аминокислотный состав плодово-ягодных паст при их
быстром замораживании и длительном хранении //Вопросы питания. – 2009. – Т. 80. - №1.
-С.63-73, (0,68/0,34).
7. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Реакция биокомпонентов малины и смородины на
действие низких температур и длительность хранения //Вестник МАХ. - 2009. - №3. - С.
23-26, (0,25/0,13).
8. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Биохимический состав плодов абрикоса и персика,
выращиваемых в различных
зонах плодоводства Дагестана //Садоводство и
виноградарство. – 2010. - №2. – С.34-36, (0,18/0,11).
9. Даудова Т. И., Гусейнова Б. М. Химический состав сорта Молдова в зависимости от
экологических условий места выращивания //Виноделие и виноградарство. – 2010. - №6. –
С.36-38, (0,18/0,11).
10. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Химический состав плодов мушмулы кавказской из
Дагестана и его оценка после низкотемпературного шока и холодового хранения
//Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. – 2010. №20. – С. 90-94, (0,31/0,16).
11. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Экологические аспекты формирования биокомплекса в
плодах дикорастущих ежевики и терна. //Известия Самарского научного центра РАН. –
2010. - Т.12. - №1(3). – С. 675-678, (0,25/0,14).
12. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Биохимический состав плодов хурмы, выращиваемой в
Дагестане, и его изменение в процессе холодового хранения //Сельскохозяйственная
биология. – 2011. - №5. - С.107-112, (0,37/0,20).
13. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Изменение качества плодов алычи при быстром
замораживании и длительном хранении с учетом сортовых особенностей //Известия
Самарского научного центра РАН. – 2011. - Т.13 (39). - №1(4). – С.816-820, (0,31/0,2).
14. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Пригодность абрикосов, выращиваемых в Дагестане,
для длительного низкотемпературного хранения //Хранение и переработка сельхозсырья.
– 2011. - №12 - С.26-28, (0,18//0,10).
15. Котенко М. Е., Гусейнова Б. М. Влияние эдафических факторов Терско-Сулакской
низменности и горного Хунзахского района Дагестана на нутриентный состава
шиповника Rosa Canina //Политематический сетевой электронный научный журнал
КубГАУ [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ,2011.-№02(66).–Режим доступа:
http://ej.kubagro.ru/2011/02/pdf/07.pdf. (0,37/0,18).
16. Гусейнова Б.М., Исмаилов Э. Ш., Даудова Т. И. Интенсификация процесса экстракции
нутриентов из плодов и ягод действием микроволн //Известия вузов. Пищевая
технология. – 2011. - №4. – C.50-52, (0,18/0,6).
17. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Микробиологическая чистота плодов в процессе
замораживания и холодового хранения //Известия вузов. Пищевая технология. – 2012.№4. – С. 36-39, (0,25/0,18).
46
18. Даудова Т. И. Магомедов Г. Г., Гусейнова Б. М., Механические свойства винограда
культивируемого в зоне Дагестанского Прикаспия //Известия Самарского научного
центра РАН. – 2012. – Т.14. - №1(9). - С.2211-2214, (0,25/0,18).
19. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Содержание пектиновых веществ и витаминов в
дикорастущих плодах Дагестана //Известия вузов. Пищевая технология. – 2013. - №1
(331). – С. 14-16, (0,18/0,10).
б) Статьи, опубликованные в других научных журналах и изданиях
1. Мукаилов М.Д., Гусейнова Б.М., Магомедов Х.М. Влияние замораживания на
углеводный и кислотный комплексы плодово-ягодного сырья Дагестана: материалы XVII
науч.-пр. конф. по охране природы Дагестана. – Махачкала: Юпитер, 2003. – С. 151-152,
(0,12/0,06).
2. Мукаилов М. Д., Гусейнова Б.М. Биогенные элементы в плодово-ягодном сырье,
предназначенном для замораживания //Биотехнология – охране окружающей среды.
Сохранение биоразнообразия и рациональное использование биологических ресурсов: 2-я
междун. науч. конф. в МГУ. – М: Спорт и культура, 2004. – С.165, (0,06/0,03).
3. Мукаилов М. Д., Гусейнова Б.М. Низкотемпературное замораживание в решении
проблемы профилактики воздействия экологически неблагоприятных факторов
//Экономика, экология и общество России в 21-м столетии: 6-я межд. науч.-пр. конф. Ч.2.
– С-Пб, 2004. – С. 388-390, (0,18/0,10).
4. Мукаилов М. Д., Гусейнова Б.М. Многокомпонентные смеси из замороженного
плодово-ягодного
сырья
//Производство
и
реализация
мороженного
и
быстрозамороженных продуктов. – 2004. - № 3. – С.28-30, (0,18/0,10).
5. Мукаилов М. Д.. Гусейнова Б. М. Влияние низкотемпературного замораживания на
питательную ценность земляники и малины //Производство и реализация мороженного и
быстрозамороженных продуктов. – 2004. - № 2. – С. 28-29, (0,12/0,06).
6. Гусейнова Б.М, Котенко М.Е., Даудова Т.И. Изменение сахарокислотного комплекса
фруктовых смесей в процессе быстрого замораживания и длительного хранения //
Вестник ДГТУ. Технические науки. - 2007. - №9. - С. 140-144, (0,3/0,16).
7. Гусейнова Б. М., Исмаилов Э. Ш. Получение и хранение целебных плодово-ягодных
смесей, богатых витаминами С и Р, замораживанием растительного сырья //Новые
технологии и техника в медицине, биологии и экологии: Сборник научных трудов. –
Махачкала: ДГТУ, - 2007. – С.96-98, (0,18/0,11).
8. Гусейнова Б. М. Изменение содержания минеральных нутриентов в плодово-ягодных
смесях при быстром замораживании и хранении //Вестник ДГИНХ: сборник научн.
трудов. - Махачкала: ДГИНХ, 2008. – Вып. XIII. – C.422-43, (0,6).
9. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Новые продукты питания – барьер для экологического
дискомфорта //Сборник научных трудов гидротехнического факультета ДГТУ. –
Махачкала, 2008. С.135-144, (0,5/0,3).
10. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Влияние быстрого замораживания и хранения на
химический состав фруктовых смесей. //Продукты длительного хранения:
консервированные, упакованные в вакууме, быстрозамороженные, сушеные. - 2008. №2. - С.12-14, (0,18/0,10).
11. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Разработка технологии получения плодово-ягодных
смесей с лечебно-профилактическими свойствами //Продукты длительного хранения:
консервированные, упакованные в вакууме, быстрозамороженные, сушеные. – 2009. №3. – С.8-11, (0,25/0,16).
47
12. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Аминокислотный пул кизила дикорастущего //Сб.
материалов межд. н.-техн. конф «Наука и образование -2009». – Мурманск, 2009. – С.
672-675, (0,25/0,16).
13. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. О пищевой ценности дикорастущих алычи, облепихи и
шиповника, произрастающих в горных условиях Дагестана //Материалы III межд. науч.пр. конф. «Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины». - Ростов-наДону, 2009. – С.208-209, (0,12/0,07).
14. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Особенности синтеза биокомпонентов в алыче и
облепихе, произрастающих в горном Дагестане //Устойчивое развитие горных
территорий. - 2009. - №2. – С.54-59, (0,37/0,19).
15. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Формирование комплекса минеральных веществ в
кизиле, произрастающем в Дагестане //Сб. материалов межд. н.-техн. конф. «Наука и
образование -2009». – Мурманск, 2009. – С. 668-671, (0,25/0,13).
16. Гусейнова Б. М., Котенко М. Е., Даудова Т. И. Влияние лугово-лесных почв ТерскоСулакской низменности и горного Дагестана на биохимический состав шиповника Rosa
Canina// Вестник ДГТУ. Технические науки. - 2009. - №12. - С.127-131, (0,31/0,15).
17. Гусейнова Б. М. Степень сохранности органического комплекса абрикосов, алычи и
персиков при замораживании и хранении //Стратегия устойчивого развития и
инновационные технологии в садоводстве и виноградарстве: материалы Междун. науч.пр. конф. – Махачкала: ДГСХА, 2010. – С.61-66, (0,37).
18. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Оценка сохранности биокомпонентов ежевики и
облепихи при шоковом замораживании и холодовом хранении //Материалы межд. н.-т.
конф. «Наука и образование -2010». - Мурманск: МГТУ, 2010. – С.760-763, (0,25/0,13).
19. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Влияние абиотических экологических факторов на
синтез биокомпонентов в дикорастущих растениях //Сборник материалов I
Международной науч.-пр. конф. «Наука и Современность - 2010». - Новосибирск:
Издательство «СИБПРИНТ». – 2010. Часть I. – С.24-27, (0,25/0,13).
20. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Зависимость содержания макроэлементов в ежевике и
терне от влияния экологических факторов горного Дагестана //Материалы VII
международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий в условиях
глобальных изменений». – Владикавказ – 2010. – С.1-4, (0,25/0,13).
21. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Инновационный подход к получению продуктов
функционального назначения из плодового сырья Дагестана //Материалы IV-ой
Международной научно-практической конф. «Безопасность и качество товаров». Саратов: «Саратовский ГАУ имени Н.И. Вавилова», 2010. – С.51-54, (0,25/0,13).
22. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Получение продуктов питания, сбалансированных по
основным нутриентам //Материалы II Межд. науч.-пр. конф. «Аграрная наука и
образование на современном этапе развития: опыт, проблемы и пути их решения».
Ульяновск: «УГСХА», 2010. – С.127-132, (0,31/0,16).
23. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Быстрое замораживание - инновационный метод
продления срока использования абрикосов в Дагестане //Инновационные технологии:
Сборник научных трудов. – Ульяновск: Ульяновский государственный университет,
2011.- №1(6) - С.85-90, (0,37/0,20).
24. Гусейнова Б. М. Результаты изучения влияния почвенно-климатических факторов на
формирование биокомплекса в плодах дикорастущих культур //Проблемы развития АПК
региона. – 2011. - №1(5). С.11-15, (0,31).
48
25. Гусейнова Б. М. Экстрагирование нутриентов из плодов шелковицы черной Morus
Nigra L. /Материалы Межд. науч. конф. «Достижения и перспективы развития селекции,
возделывания и использования плодовых культур», посвящ. 200-летию Никитского
ботанического сада, 24-27 октября 2011г. – Украина, г. Ялта: НБС-ННЦ, 2011. – С.144146, (0,18).
26. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Изменение витаминно-углеводного состава плодов
хурмы при холодовом хранении, с учетом её сортовых особенностей //Материалы Межд.
науч.-пр. конф. «Природа и сельскохозяйственная деятельность». – Иркутск: Изд-во
ИрГСХА, 2011. - Часть I. - С.203-206, (0,25/0,13).
27. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Динамика органического комплекса плодов Мушмулы
кавказской при длительном холодовом хранении //Материалы III Межд. науч-пр. конф.
преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов «Инновационные процессы в
АПК». – М.: РУДН, 2011. – С.98-100, (0,18/0,10).
28. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Получение высококачественных экстрактов из
дикорастущего плодово-ягодного сырья, подвергнутого СВЧ-воздействию. / Materiály VII
mezinárodní vědecko - praktická conference «Vědecký pokrok na přelomu tysyachalety - 2011».
- Díl 20. Zeměpis a geologie. Zemědělství. Zvěrolékařství: Praha. Publishing House «Education
and Science» s.r.o - 64 stran. 2011. – Р.34-37, (0,25/0,13).
29. Гусейнова Б. М., Халимбекова А. М., Ахмедханова У. А. Технологические основы
получения высококачественных экстрактов из экологически чистого растительного сырья
Дагестана. /Материалы II Межд. науч.-пр. конф. «Проблемы рационального
использования природных ресурсов и охраны окружающей среды (экологические и
правовые аспекты)», 15-17 июня 2011г. Махачкала: РПА Минюста России, 2011. – С.364368, (0,31/0,12).
30. Гусейнова Б. М. Исследование пригодности для длительного холодового хранения
сортов плодовых культур, выращиваемых в Дагестане //Актуальные проблемы
обеспечения продовольственной безопасности юга России: инновационные технологии
сохранения биоресурсов, плодородия почв, мелиорации и водообеспечения: материалы
Межд. науч. конф. – Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2011. – С.183-185, (0,18).
31. Гусейнова Б. М., Даудова Т. И. Техно-биохимические свойства плодово-ягодного сырья
Дагестана и получение из него продуктов питания функциональной направленности:
монография. Махачкала: АЛЕФ, 2012. – 282с. (17,6/11,3).
в) Патенты РФ на изобретения
1. Пат. РФ 2505077, А23L 1/06 Способ производства трехкомпонентных протертых
смесей из быстрозамороженных плодов и ягод /Гусейнова Б. М., Мукаилов М. Д.,
Даудова Т. И.; заявка №2011100905; заявл. 20.01.2013., опубл. 27.01.2014г., Бюл.№3. -7 с.
2. Пат. РФ 2507249, С12G 3/06 Наливка «Рубин Дагестана»/ Котенко М. Е., Котенко С. Ц.,
Гусейнова Б. М.; заявка №2012108366; заявл. 10.09.2013г., опубл. 20.02.2014г., Бюл.№5.
-6 с.
3. Пат. РФ 2507250, С12G 3/06 Наливка «Пурпурная фантазия»/ Котенко М. Е., Гусейнова
Б. М., Даудова Т. И., Котенко С. Ц.; заявка №2012118913; заявл. 10.11.2013г., опубл.
20.02.2014г., Бюл.№5. -7 с.
49
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа