close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Разработка ресурсосберегающих технологий холодильного консервирования яблок осенних сортов и продуктов их переработки

код для вставкиСкачать
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В решении проблемы
продовольственной
безопасности РФ и импортозамещения важное значение имеет не только
увеличение производства сельскохозяйственной продукции, в том числе яблок,
но и снижение потерь, сохранение качества, пищевой и биологической
ценности пищевого сырья и продуктов питания на всех этапах от производства
до реализации.
В зависимости от почвенно-климатических условий на территории РФ
выращиваются различные сорта яблок. Большинство осенних сортов, широко
распространенных на Северо - Западе РФ, высокоурожайны, но не пригодны
для длительного хранения в охлажденном состоянии.
В настоящее время значительная доля урожая этих плодов подвергается
тепловому консервированию, что приводит к существенной потере
биологически активных веществ (БАВ). Кроме этого, при подготовке яблок к
тепловому или холодильному консервированию значительную долю составляет
нестандартная фракция, которая, как правило, относится к отходу и не всегда
используется в технологии продуктов питания. В то же время эта фракция
содержит БАВ: пищевые волокна, в том числе пектиновые вещества,
аскорбиновую кислоту макро-и микроэлементы, особенно железо,
биофлавоноиды
и другие фенольные соединения, обладающие
антиоксидантными свойствами. При обосновании технологических режимов
холодильного консервирования и продолжительности хранения необходимо
учитывать сортовые особенности плодов, их химический состав, структуру,
интенсивность обменных процессов, связанных с активностью ферментов, а
также динамику макро- и микронутриентов, определяющих пищевую и
биологическую ценность плодов.
Степень разработанности темы.Значительный вклад в теорию и практику
холодильного консервирования растительной продукции внесли многие
отечественные и зарубежные ученые: Полегаев В.И., Головкин Н.А., Тухшнайд
М.Ф., Гудковский В.А., Шаззо И.Р., Николаева М.А., Широков Е.П.,
Колодязная В.С., Елисеева Л.Г., Дьяченко В.С., Ципруш Р.Я., Кипрушкина
Е.И., Шишкина Н.С., WolfJ., Zanon K., Fikiin A., Fikiin K., Fetkenheuer W. и др.
В то же время развитие плодоводства, селекция перспективных сортов яблок,
отличающихся различной устойчивостью к фитопатогенам, воздействию
низких положительных и отрицательных температур, а также пригодностью к
различным видам консервирования предполагает дальнейшие исследования.
Разработка эффективных ресурсосберегающих технологий переработки и
хранения сельхозпродукции, в том числе яблок, является актуальным
направлением исследований, имеющих важное социально-экономическое
значение.
Цель работы - исследовать влияние низких положительных и
отрицательных температур на показатели качества и сохраняемость яблок
осенних сортов, выращиваемых в почвенно-климатических условиях Северо-
4
Западного региона РФ, разработать ресурсосберегающие технологии
быстрозамороженных яблочных полуфабрикатов и десерта.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
• исследовать основные компоненты химического состава яблок осенних
сортов и провести сравнительный анализ их по пищевой и биологической
ценности;
• изучить влияние низких положительных
температур на изменение
интенсивности дыхания, активности терминальных оксидаз, содержания монои дисахаридов, пектиновых веществ, фенольных соединений, аскорбиновой
кислоты, органических кислот в процессе хранения яблок осенних сортов в
охлажденном состоянии;
• обосновать технологические параметры бланширования стандартной и
нестандартной фракций яблок, предназначенных для производства
замороженных полуфабрикатов и десерта;
• по комплексу физико-химических, органолептических показателей
качества, микробиологических и других показателей безопасности обосновать
сроки годности яблок в зависимости от сорта и температуры хранения;
• разработать рецептуры быстрозамороженных полуфабрикатов и десерта с
использованием нестандартной фракции яблок;
• разработать ресурсосберегающие технологии
и проект технической
документации (ТУ, ТИ) по холодильному консервированию осенних сортов
яблок, перспективных для Северо - Западного региона РФ, полуфабрикатов и
десерта на их основе.
Научная новизна. Выявлены кинетические закономерности изменения
интенсивности дыхания, активности терминальных оксидаз, содержания монои дисахаридов, органических кислот, аскорбиновой кислоты, пектиновых
веществ, фенольных соединений в процессе хранения яблок осенних сортов
при низких положительных и отрицательных температурах. Составлены
математические модели, характеризующие эти зависимости; определены
константы скорости реакций окисления и гидролиза основных компонентов
химического состава исследуемых сортов яблок. Показаны сортовые различия
яблок по содержанию биологически активных веществ и скорости их
превращения
в процессе
хранения принизкой положительной и
отрицательной температурах.
Получены
зависимости
изменения
технологических
параметров
бланширования осенних сортов яблок от активности термостабильного тестфермента пероксидазы.
Практическая значимость. Обоснованы сроки годности яблок осенних
сортов, обеспечивающие максимальное сохранение качества, пищевой и
биологической ценности, минимальные потери от инфекционных и
физиологических заболеваний.
При температуре (3±1)0С, относительной влажности воздуха 90-95%, сорта
яблок Душистое и Китайка
рекомендуется хранить
не более 60сут;
5
Башкирский красавец, Гибрид Жукова, Сыстрароса, Штрифель – не более 90
сут; сорта Кордоновка и Антоновка – не более 120 сут.
Обоснованы технологические параметры бланширования яблок осенних
сортов, отличающихся высокой активностью фермента пероксидазы. Сорта
Китайка, Душистое и Сыстрароса рекомендуется бланшировать в 0,5%
растворе лимонной кислоты при t=(95±1)0С в течение 120 с.
Разработаны
рецептуры
и
ресурсосберегающая
технология
быстрозамороженных полуфабрикатов и десерта на основе нестандартной
фракции яблок осенних сортов, а также проект технических условий (ТУ 9164001-7062791-2018) и технологическая инструкция по их производству.
Комплект документации передан для внедрения ПО «Лужский консервный
завод», Ленинградская область, г. Луга.
Материалы диссертационной работы используются при подготовке
бакалавров и магистров по направлениям «Продукты питания из растительного
сырья» и «Биотехнология».
Основные положения, выносимые на защиту:
• результаты определения основных компонентов химического состава
яблок осенних сортов, выращенных в почвенно-климатических условиях
Северо-Западного региона РФ;
• кинетические закономерности изменения интенсивности дыхания,
активности терминальных оксидаз, содержания моно- и дисахаридов,
органических кислот, аскорбиновой кислоты, пектиновых веществ, фенольных
соединений в процессе хранения яблок осенних сортов при низких
положительных и отрицательных температурах;
• физико-химические показатели качества и показатели безопасности яблок
осенних сортов и сроки годности в процессе их холодильного хранения;
• рецептуры иресурсосберегающие технологии быстрозамороженных
полуфабрикатов и десерта на основе нестандартной фракции яблок.
Апробация работы. Основные результаты исследования докладывались на
39-ой научно-практической конференции по итогам НИР за 2011 год
профессорско-преподавательского состава, докторантов, аспирантов и
сотрудников (Санкт-Петербург, Университет ИТМО, февраль 2012),
Межрегиональной научно-практической конференции, посвященной году
охраны окружающей среды в РФ "Региональные экологические проблемы"
(г.Белокуриха, 7-9 ноября 2013 года), VI международной научно-технической
конференции "Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке" (СанктПетербург, 13–15 ноября 2013 г.), VI Конгрессе молодых ученых (СанктПетербург, Университет ИТМО, 18-21 апреля 2017г.) и VII Конгрессе молодых
ученых(Санкт-Петербург, Университет ИТМО, 17-20 апреля 2018г.), XLVI
научная и учебно-методическая конференция Университета ИТМО (СанктПетербург, Университет ИТМО, 31 января -3 февраля 2017г.), XLVII научная и
учебно-методическая конференция Университета ИТМО (Санкт-Петербург,
Университет ИТМО, 30 января -3 февраля 2018г.).
6
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 статей, в том числе 5
статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав,
заключения, списка литературы и приложений.
Основания часть диссертации изложена на 118 страницах машинописного
текста, включает 75 рисунков, 15 таблиц и 8 приложений. Список литературы
содержит 177 наименований, в том числе 37 иностранных.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы, изложены цель и задачи
исследования, научная новизна и практическая значимость диссертационной
работы.
В аналитическом обзоре научно-технической литературы изложены
теоретические предпосылки и практические аспекты обработки, переработки и
хранения яблок различных сортов, выращиваемых в РФ. Рассмотрено влияние
экзогенных и эндогенных факторов на основные возбудители инфекционных и
физиологических заболеваний яблок при выращивании и хранении. Обобщение
современного состояния проблемы по хранению и переработке яблок,
максимальному сохранению их качества, снижению потерь, позволили выбрать
научные направления, цель и задачи работы, связанные с применением
искусственного холода, в частности низких положительных и отрицательных
температур.
Объекты и методы исследования. Постановка экспериментов.
Объекты исследования. Объектами исследования выбраны 8 осенних сортов
яблок, выращенных в коллекционном саду Павловской опытной станции
ВНИИР им.Н. И. Вавилова по общепринятой технологии, урожаев 2014 - 2017
гг.: Антоновка новая (далее Антоновка), Башкирский Красавец, Гибрид
Жукова, Душистое, Китайка, Кордоновка, Сыстрароса, Штрифель. Урожай
яблок собран в середине сентября в технической стадии зрелости.
Методы исследования. При изучении влияния низких положительных и
отрицательных температур на физиолого-биохимические процессы, показатели
качества и сохраняемости яблок осенних сортов при переработке и хранении
яблок осенних сортов определяли: интенсивность дыхания – титрометрическим
методом по выделению диоксида углерода, активность каталазы – методом Баха
А.Н., Опарина А.И., активность фенолоксидазы и пероксидазы – микрометодом
Д.М. Михлина и З.С. Броневицкой. Содержание моно- и дисахаридов
анализировали цианидным методом, пектиновых веществ – карбозольным,
суммы свободных органических кислот – титрометрическим, фенольных
соединений-методом фракционирования на полиамиде, восстановленной формы
аскорбиновой кислоты (АК), дегидроаскорбиновой кислоты (ДАК) и
дикетогулоновой кислоты (ДКГК) - по модифицированной методике В.В.
Соколовского. Товароведные и фитопатологические показатели сохраняемости и
убыль массы яблок определяли по стандартным методикам, органолептические
показатели – по пятибалловой шкале.
7
Схема проведения исследования приведена на рисунке 1.
Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по технологиям
переработки и хранения яблок, выбор цели, задач и объектов исследования
Объекты исследования – яблоки осенних сортов:Антоновка новая, Башкирский
красавец, Гибрид Жукова, Душистое, Китайка, Кордоновка, Сыстрароса, Штрифель
Хранение при температуре t = (3±1) 0С
Физиологобиохимические
и качественные
показатели
плодов
- интенсивность
дыхания;
- активность
терминальных
оксидаз;
-углеводная
фракция;
- органические
кислоты;
- аскорбиновая
кислота;
- фенольные
соединения;
- убыль массы
Фитопатологические и
органолептические показатели
Обоснование сроков
годности плодов при
хранении в
охлажденном
состоянии
- активность
пероксидазы;
-углеводная фракция;
- органические
кислоты;
- аскорбиновая
кислота;
- показатели
безопасности
- органолептические
показатели
Подготовка яблок к переработке
Стандартная
фракция
Бланширование
Выбор и
подготовка
ингредиентов и
разработка
рецептуры
Нестандартная
фракция
Тепловая
обработка
Протирание
нестандартной
фракции
Яблочное пюре
Яблочный
десерт
Структурообразователи
Яблочный
полуфабрикат
Фасование
Замораживание
Упаковывание и маркирование
Заключение, проект технической документации по производству
замороженных полуфабрикатов и десерта из яблок осенних сортов
Рисунок 1. – Схема проведения исследования
Хранение
8
14
9
4
0
15
30
Башкирский красавец
Душистое
45 60
τ, сут
75
90 105
Гибрид Жукова
J, мгСО2/кг*ч
J, мгСО2/кг*ч
Постановка опытов заключалась в следующем: яблоки хранили в
охлажденном состоянии при температуре 3±10С в полимерных контейнерах по
5 - 10 кг в течение 90- 150 сут в зависимости от сорта.
Стандартную фракцию яблок, в виде нарезанных в виде кубиков с гранью 10
ммперед замораживанием бланшировали в воде и в 0,5% растворе лимонной
кислоты при температуре (95±1)0С.Затем стандартную фракцию замораживали
при температуре - 24 ˚С и -35˚С в морозильной камере «Атлант» при движении
воздуха – 4 м/с до конечной температуры в центре кубика -18˚, фасовалив
полимерные контейнеры вместимостью 0,5 – 1 кг и хранили при температуре 18 0С в течение 12 месяцев.
Нестандартную фракцию обрабатывали паром, затем дважды протирали
через сита, добавляли структурообразователи агар и лецитин и использовали
как для приготовления десерта по двум рецептурам с добавлением пюре из
черники и брусники, так и в качестве самостоятельного продукта
(полуфабриката). Полуфабрикаты расфасовывали в полимерные контейнеры
массой 0,5-1,0 кг, десерт – в полимерные стаканчикимассой 150 – 200 г и
замораживали в условиях естественной конвекции при температуре -24 и -350С
до среднеобъемной конечной температуры -180С и затем хранили при этой же
температуре в течение 12 мес.
Исследование и обоснование технологических параметров хранения
яблок осенних сортов при низких положительных температурах.
Дыхание является основной формой обменных процессов плодов с
окружающей средой. Интенсивность этого процесса существенно влияет на
органолептические, физико-химические показатели качества, пищевую и
биологическую ценность, а также устойчивость растительной ткани
фитопатологическим и физиологическим заболеваниям.
Этот процесс зависит от сортовых особенностей яблок, их степени зрелости
при поступлении на хранение. На рисунке 2показана зависимость изменения
интенсивности дыхания яблок исследуемых сортов от продолжительности
хранения при температуре (3±1)°С.
15
10
5
0
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150
τ, сут
Антоновка
Кордоновка
Рисунок 2 – Изменение интенсивности дыхания яблок хранении
Как следует из рисунка 2, исследуемые сорта существенно отличаются по
интенсивности дыхания и его динамике в процессе хранения плодов.
Так, интервал времени, в течение которого интенсивность дыхания остается
постоянной, изменяется от 30 сут (сорт Душистое) до 45 сут (сорт Антоновка).
9
А интервал времени, характеризующий увеличение интенсивности дыхания,
изменяется от 30 до 60 сут (сорт Душистое) и от 45 до 120 сут (сорт
Антоновка). Эти стадии характеризуют созревание плодов. Затем, для всех
сортов, после достижения максимума дыхания, наблюдается уменьшение его,
что связано с процессами перезревания, преобладанием анаэробных процессов
над аэробными, образованием ацетальдегида, который восстанавливается до
этилового спирта, в результате чего снижается активность дегидрогеназ и
оксидаз.
Исследования показали, что направленность изменения активности
ферментов зависит от их типа,сорта яблок и продолжительности хранения, но
для каждого фермента является идентичной независимо от сорта.
В процессе хранения исследуемых сортов яблок в условиях низких
положительных температур существенным изменениям подвергается
углеводная фракция и прежде всего моно- и дисахариды и пектиновые
вещества.
На рисунке3 показана кинетика окисления моно- и дисахаридов в процессе
хранения яблок в охлажденном состоянии.
20
Смдс, %
15
10
Штрифель
5
Сыстрароса
0
Антоновка
0
15
30
45
60
75
90
105 120
τ, сут
Рисунок 3 – Кинетика окисления моно- и дисахаридов при хранения яблок
сортов Штрифель, Сыстрароса и Антоновка.
Скорость реакции окисления моно- и дисахаридов зависит как от сорта так и
продолжительности хранения.
В процессе хранения яблок в период 0≤τ≤60 сут минимальная скорость
окисления моно- и дисахаридов характерна для сортов Штрифель, Антоновка и
Гибрид Жукова, максимальная – для сортов Душистое и Сыстрароса.
При дальнейшем хранении (60≤τ≤90 сут) яблок сортов Душистое, Китайка,
Башкирский красавец, Кордоновка резко увеличиваются значения К, что
приводит к значительному уменьшению содержания моно- и дисахаридов и
образованию продуктов их окисления.
На рисунке 4 приведены кинетические кривые изменения содержания
протопектина и пектина в зависимости от продолжительности хранения сорта
Сыстрароса в охлажденном состоянии.
Исследования показали, что в процессе всего периода хранения
исследуемых сортов яблок
количество протопектина уменьшается, что
объясняется его гидролизом с участием фермента протопектиназы, в результате
чего образуется пектин, количество которого увеличивается в течение
10
определённого времени хранения, зависящего от сорта. Так, в
процессе
хранения яблок сортов Китайка, Душистое, Гибрид Жукова, Башкирский
красавец количество пектина увеличивается в течение 60сут, в сортах
Антоновка и Кордоновка – в течение 90 сут. После указанной
продолжительности хранения наблюдается уменьшение содержания пектина,
что связано с его гидролизом с участием фермента пектиназы и образованием
пектиновых и пектовых кислот и их солей, отличающихся промежуточной
растворимостью в воде. Уменьшение количества протопектина и пектина
сопровождается размягчением консистенции, снижением тургора, что
определяется по органолептическим показателям на 90 –120 сутки хранения в
зависимости от сорта.
Спв, %
1
Протопектин
0,5
0
Пектин
0
15
30
45
τ, сут
60
75
90
Рисунок 4 – Кинетика реакции гидролиза пектиновых веществ при
хранении яблок сорта Сыстрароса.
40
САК, мг/100г
САК, мг/100г
Как показали исследования, количество органических кислот в процессе
хранения яблок уменьшается с различной скоростью во всех сортах. Это связано
с окислением органических кислот и расходом их на дыхание. Кроме того,
органические кислоты подвергаются окислительному декарбоксилированию,
превращаясь в другие продукты обмена веществ, которые принимают участие в
анаболических процессах синтеза и восстановления, требующих затрат энергии.
Исследованы изменения восстановленной и обратимо окисленной форм
аскорбиновой кислоты.
На рисунке 5 (а,б) показана зависимость изменения содержания (АК),
обратимо окисленной (ДАК) и инертной формы ее (ДКГК) от
продолжительности хранения яблок.
30
20
10
0
0
15
30
L - АК
45 60
τ, сут
ДАК
75
ДКГК
90
50
40
30
20
10
0
0
15 30 45 60 75 90 105 120
τ, сут
L - АК
ДАК
ДКГК
а)
б)
Рисунок 5 - Кинетика изменения концентрации аскорбиновой кислоты при
хранении яблок сорта Башкирский красавец (а) и Кордоновка (б) в
охлажденном состоянии.
Как следует из рисунка 5, в процессе хранения всех сортов яблок количество
АК уменьшается, что можно объяснить её окислением с участием фермента
11
аскорбатоксидазы с образованием ДАК, увеличение количества которой
зависит от сорта. Так, в сортах Душистое, Китайка, Сыстрароса, Штрифель и
Гибрид Жукова содержание ДАК увеличивается в течение 60 сут, в сортах
Антоновка и Кордоновка - в течение 90 сут хранения яблок. При последующем
хранении яблок количество ДАК уменьшается, что связано с превращением её
в инертную форму ДКГК.
На основе кинетического метода анализа последовательной сложной реакции
превращения АК в обратимо окисленную форму – ДАК, последующего
окисления ее в инертную форму – ДКГК по схеме 1, составлены уравнения,
позволяющие определить содержание этих соединений в процессе хранения
различных сортов яблок.
К1
К2
(1)
АК �� ДАК �� ДКГК,
где К1– константа скорости реакции превращения АК в ДАК;
К2 – константа скорости превращения ДАК в ДКГК.
Получены уравнения, позволяющие определить ДАК, ДКГК в любой момент
времени, зная К1 и К2.
К1 [АК]о
(2)
[ДАК] =
([−К1 ] − [−К2 ])
(3)
К2 − К1
К2 [АК]о
[ДКГК] =
(К − К2 + К2 [−К1 ] − К1 [−К2 ])
К2 − К1 1
Значения АК можно определить из уравнения материального баланса:
[АК] = [АК]о − [ДАК] − [ДКГК]
(4)
Рассчитаны константы скорости реакции превращения АК (К1) и ДАК (К2) при
хранении исследуемых сортов яблок (таблица 1).
Как следует из таблицы 1, скорость реакций превращения АКв ДАК при
хранении яблок меньше в сортах Антоновка, Душистое, Сыстрароса и
значительно выше в сортах Гибрид Жукова, Кордоновка и Башкирский
красавец.
Таблица 1 – Константы скорости реакции окисления аскорбиновой кислоты при
хранении яблок осенних сортов
№
п/п
1
2
3
Сорт яблок
Антоновка
Башкирский
красавец
Гибрид
Жукова
4
Душистое
5
Китайка
Формы
АК
L-АК
ДАК
L-АК
ДАК
L-АК
ДАК
L-АК
ДАК
L-АК
Значения К, сут-1 для τ, сут
0≤τ≤60
-0,0016
0,0205
-0,0053
0,0280
-0,0071
0,0260
-0,0038
0,0375
-0,0069
60≤τ≤90
-0,0060
0,0095
-0,0089
0,0145
-0,0057
0,0160
-0,0051
0,0114
-0,0036
90≤τ≤120
-0,0022
-0,0074
-
� 1, сут-1
К
-1*10-3
2,9
6,5
6,7
4,2
5,8
� 2, сут-1
К
1*10-2
1,45
2,80
2,60
2,12
-
12
6
Кордоновка
7
Сыстрароса
8
Штрифель
ДАК
L-АК
ДАК
L-АК
ДАК
L-АК
ДАК
0,0300
0,0065
0,0402
0,0049
0,0183
-0,0072
0,0800
-0,3000
0,0081
-0,0110
0,0045
0,0360
-0,0072
0,0500
0,0063
-0,0260
-0,0082
-0,0360
6,9
4,8
6,3
-
3,00
4,00
1,83
4,20
8
Сф, мг/100г
Сф, мг/100г
Исследовано изменение содержания флавонолов в процессе хранения
яблок осенних сортов (рисунок 6).
6
4
2
0
15
30
45
60
τ, сут
75
90
105
Башкирский красавец
Сыстрароса
Гибрид Жукова
Китайка, Душистое
7
6
5
4
3
2
0 15 30 45 60 75 90 105120135150
τ, сут
Антоновка, Кордоновка
Штрифель
Рисунок 6 - Кинетические кривые изменения содержания флавонолов (Cф)
при холодильном хранении яблок
Как следует из рисунка6,в процессе хранения яблок количество флавонолов
уменьшается и зависит от сорта и продолжительности хранения. Так, в период
хранения от 0 до 60 сут максимальное уменьшение этих соединений
происходит в сортах Китайка, Башкирский Красавец
и Штрифель,
минимальное–в сортах Антоновка, Кордоновка и Гибрид Жукова. В процессе
хранения сортов Антоновка и Кордоновка в период от 60 до 120 сут резко
увеличивается скорость окисления флавонолов, что приводит к их снижению
и, как следствие, к уменьшению их биологической ценности.
Исследовано изменение убыли массы в зависимости от продолжительности
хранения яблок осенних сортов при низких положительных температурах.
Показано, чтоминимальная убыль массы характерна для яблок сорта Гибрид
Жукова, максимальная – для яблок сорта Китайка и Кордоновка.
Проведены фитопатологические анализы сохраняемости яблок в процессе
хранения исследуемых сортов (таблица 2).
Таблица 2 - Фитопатологические показатели сохраняемости яблок осенних
сортов
Сорт яблок
Антоновка
1
45
2
100
0
Башкирски
й красавец
Гибрид
Жукова
97,6
±1,7
97,4
±1,7
2,4±
0,2
2,6±
0,2
Продолжительность хранения, сут
60
90
3
1
2
3
1
2
96,7 2,3±
0
100
0
0
±1,5 0,1
92,0 5,3± 2,7± 87,6 8,4±
0
±1,4
0,3
0,2 ±1,3 0,2
91,8 6,2± 2,0± 87,0 8,7±
0
±1,4
0,4
0,1 ±1,3 0,2
3
1
120
2
3
1,0
91,4
6,4
2,2
-
-
-
-
-
-
4,0±
0,2
4,3±
0,2
13
Душистое
Китайка
Кордоновка
Сыстрароса
Штрифель
96,0
±1,7
94,2
±1,6
3,6±
0,3
3,8±
0,3
90,4
±1,2
89,4
±1,2
7,4±
0,4
8,3±
0,5
2,2±
0,1
2,3±
0,2
100
0
0
100
0
0
100
0
0
94,3
±1,4
4,4±
0,2
1,3±
0,1
100
0
0
100
0
0
0,4
2,0
85,4
±1,3
83,6
±1,2
94,6
±1,5
90,4
±1,4
93,7
±1,5
10,4
±0,3
9,4±
0,3
3,0±
0,1
7,4±
0,2
4,3±
0,1
4,1±
0,2
7,0±
0,3
2,4±
0,1
2,2±
0,1
2,0±
0,1
-
-
-
-
-
-
86,4
±1,2
7,6±
0,4
6,0±
0,3
-
-
-
-
-
-
1 – Плоды здоровые;
2 – Плоды, пораженные грибами Monilia fructigena;
3 – Плоды, пораженные грибами Penicillium glaucum + Penicillium digitatum.
Как следует из таблицы 2,сорта отличаются по устойчивости к основным
возбудителям инфекционных заболеваний при хранении яблок в условиях
низких положительных температур.
Все сорта восприимчивы к грибам родов Monilia и Penicillium. Наиболее
чувствительны к грибам Monilia fructigena сорта Душистое, Китайка и Гибрид
Жукова, наименее – сорта Антоновка, Кордоновка, Сыстрароса и Штрифель.
Плоды яблок сортов Антоновка, Кордоновка и Штрифель более устойчивы к
грибам Penicillium digitatum и Penicillium glaucum, чем остальные сорта. Из
анализа, представленного в таблице следует, что минимальные потери от
микробиальной порчи, вызванной грибами Monilia fructigena, Penicillium
digitatum и Penicillium glaucum, при холодильном хранении сортов Китайка,
Душистое, Гибрид Жукова, Башкирский красавец отмечены через 60 сут,
сортов Штрифель, Сыстрароса – через 90 сут, сортов Антоновка и Кордоновка
– через 120 сут.
Следует отметить, что исследуемые осенние сорта яблок можно хранить в
условиях низких положительных температур не более 2 – 4 мес в зависимости
от сорта. При данной продолжительности хранения потери от инфекционных
заболеваний составляют около 10%.Причем, абсолютный отход отсутствует.
Ресурсосберегающие технологии замораживания яблок осенних сортов
и продуктов их переработки
При подготовке яблок к тепловому или холодильному консервированию, в
частности, к замораживанию значительную долю составляет нестандартная
фракция, которая часто не используется для пищевых целей и в качестве
отходов отправляется на кормовые цели. Так, при нарезании яблок
исследуемых сортов на кубики с гранью 10 мм нестандартная фракция
составила от 24 до 46 % в зависимости от сорта.
Проведены исследования по влиянию условий предварительной обработки,
замораживания и продолжительности хранения на физико-химические и
органолептические показатели качества стандартной и нестандартной фракций
яблок с целью дальнейшего использования замороженных полуфабрикатов в
технологии продуктов питания целевого назначения. Для предотвращения
ферментативного потемнения паренхимных тканей яблок в процессе
14
замораживания и хранения обоснованы технологические параметры
бланширования яблок. В качестве тест-фермента выбрана пероксидаза,
отличающаяся повышенной устойчивостью к высоким положительным и
низким отрицательным температурам. На примере сортов Китайка, Штрифель
и
Душистое,
имеющих
высокую
активность
этого
фермента,
исследованазависимость изменения её от продолжительности бланширования
яблок в воде и 0,5% растворе лимонной кислоты при температуре t=(95±1)0С.
Показано, что для этих сортов активность фермента максимально снижается
при бланшировании яблок в 0,5% растворе лимонной кислоты при температуре
t=(95±1)0С в течение 120 с . Нестандартная фракция обрабатывалась паром в
течение 6-8 минут.
Увеличение продолжительности бланширования яблок более 120 с не
приводит к снижению активности этого фермента, при этом ухудшаются
органолептические показатели, связанные с изменениемструктуры и
консистенции яблок.
Показано, что в процессе бланширования и замораживания яблок при
температурах -24 и 35 С снижается относительно контроля количество моно- и
дисахаридов, органических кислот, пектиновых веществ и аскорбиновой
кислотыв 1,18, 1,19, 1,31, 1,52 раза соответственно.
Обоснована продолжительность и температура тепловой обработки
нестандартной фракции яблок, при которой ее компоненты размягчались, что
обеспечивало минимальные отходы при протирании.
На основании анализа данных по содержанию основных компонентов
химического состава исследуемых осенних сортов яблок для получения
полуфабрикатов в виде пюре, отличающегося повышенной желирующей
способностью, выбраны сорта в потребительской стадии зрелости Гибрид
Жукова,
Кордоновка и Антоновка новая. Эти сорта имеют высокое
содержание пектина (1,6 – 1,8%), органических кислот (0,5 – 0,7) и моно- и
дисахаридов (10 – 14%). Такой яблочный полуфабрикат можно использовать в
технологии различных кондитерских изделий, пастилы, зефира, повидла,
фруктовых паст и смузи. Для получения замороженного полуфабриката,
предназначенного для производства соусов, цукатов, сока с мякотью
использовали нестандартную фракцию яблок сортов Башкирский Красавец,
Китайка, Штрифель, Сыстрароса и Душистое.
Разработаныдве рецептуры яблочного десертана основе полуфабриката из
нестандартной фракции яблок, отличающихся высоким содержанием пектина,
с добавлением взбитого белка, лецитина, агара, пюре из ягод черники и
брусники.
Обоснованы сроки годности замороженных полуфабрикатов и десерта,
составившие в процессе хранения при температуре -18 0С 9 и 6 мес
соответственно.
Разработаны ресурсосберегающие технологии быстрозамороженных
полуфабрикатов и десерта с использованием нестандартной фракции яблок, а
также проект технической документации по их производству.
15
Заключение
На основании теоретических и экспериментальных исследований
обоснованы параметры ресурсосберегающих технологий хранения и
переработки яблок осенних сортов при низких положительных и
отрицательных температурах, позволяющих максимально сохранить качество,
пищевую и биологическую ценность, сократить потери от инфекционных и
физиологических заболеваний.
На основании проведенных исследований, сделаны следующие выводы:
1. Определены основные компоненты химического состава перспективных
для Северо-Западного региона РФ яблок осенних сортов: содержание сухих
веществ, моно- и дисахаридов, пектиновых веществ, органических кислот,
аскорбиновой кислоты, фенольных соединений. Показано, что исследуемые 8
сортов яблок существенно отличаются по содержанию биологически активных
веществ и прежде всего биофлавоноидов, аскорбиновой кислоты и пектина.
2. Показаны зависимости изменения содержания моно- и дисахаридов,
суммы свободных органических кислот, протопектина, пектина, флавонолов,
восстановленной и обратимо окисленной форм аскорбиновой кислоты, а также
убыли массы от продолжительности хранения яблок осенних сортов при низких
положительных температурах. Составлены эмпирические уравнения,
характеризующие эти зависимости. Рассчитаны константы скорости реакций
окисления и гидролиза исследуемых соединений.
3. Определены фитопатологические показатели сохраняемости яблок
исследуемых сортов. Показано, что в процессе хранения плодов в условиях
низких положительных температур основными возбудителями инфекционных
заболеваний являются грибы родов Monilia и Penicillium и смешанная
инфекция.
4. По комплексу физико-химических и органолептических показателей
качества и микробиологическим показателям безопасности обоснованы
следующие сроки годности яблок в процессе хранения при t = (3±1)0С: сорта
Душистое, Китайка, Гибрид Жукова – до 60 сут, Сыстрароса и Штрифель – до
90 сут, Кордоновка и Антоновка – до 120 сут.
5. Обоснованы технологические параметры бланширования яблок осенних
сортов, отличающихся высокой активностью фермента пероксидазы. Сорта
рекомендуется бланшировать в 0,5% растворе лимонной кислоты при t = 950С в
течение 120 с.
6. По комплексу органолептических и физико-химических показателей
качества и показателей безопасности для замороженных стандартной фракции
яблок и яблочного полуфабриката рекомендован срок годности 9 мес при
температуре хранения минус 18°С, десерта – 6 мес.
7. Разработаны ресурсосберегающие технологии быстрозамороженных
полуфабрикатов и десерта с использованием нестандартной фракции яблок.
Использование нестандартной фракции яблок для производства замороженного
яблочного полуфабриката является важным ресурсосберегающим фактором и
позволяет снизить потери яблок при переработке в 6–7 раз. Замороженные
16
фракции яблок рекомендуется использовать как самостоятельный продукт, для
производства яблочных соусов и соков с мякотью, а также в кондитерском
производстве, технологии кисломолочных продуктов и хлебобулочных
изделий, что имеет важное практическое значение.
8. Разработаны проект технических условий (ТУ 9164-001-7062791-2018) и
технологическая
инструкция
по
производству
быстрозамороженных
полуфабрикатов и десертов на основе яблок осенних сортов.
Комплект документации передан для внедрения ПО «Лужский консервный
завод», Ленинградская область, г. Луга.
По теме диссертации опубликованы следующие работы:
В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1. Румянцева О.Н., Кравченко Д.А. Анализ способов оценки низкотемпературной
обработки и хранения продуктов растительного происхождения по критериям качества и
экологичности// Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых
производств» 2012. - № 2.
2. Румянцева О.Н., Кравченко Д.А. Исследование влияния условий предварительной
обработки и замораживания на изменение содержания витамина Спри хранении яблок
различных сортов// Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых
производств».2015.№ 1. - С. 155-160
3. Колодязная В.С., Румянцева О.Н., Кравченко Д.А., Перегудова О.А. Разработка
рецептуры замороженного яблочного десерта в целях ресурсосбережения при производстве
замороженных яблок // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты
пищевых производств» 2015.№ 2. - С. 61-68
4. Кравченко Д.А., Румянцева О.Н., Колодязная В.С. Влияние условий холодильной
обработки на качество яблок осенних сортов // Вестник Международной академии холода.
2016. № 2. - С. 15–20.
5. Перегудова Д.А., Колодязная В.С., Скуридина Д.А. Кинетика реакций превращения
пектиновых веществ в процессе хранения осенних сортов яблок при низких положительных
температурах // Вестник Международной академии холода. 2018. № 2. - С. 48-54
В других изданиях
6. Кравченко Д.А. Оценка технологий низкотемпературного хранения продуктов
растительного происхождения // Материалы VI международной научно-технической
конференции "Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке". - 2013. - С. 658-661
7. Перегудова Д.А. Изменение содержания фенольных соединений при холодильной
обработке и хранении яблок осенних сортов // Сборник тезисов докладов конгресса молодых
ученых.
Электронное
издание
[Электронный
ресурс].
Режим
доступа:
http://openbooks.ifmo.ru/ru/file/4636/4636.pdf - 2017
8. Перегудова Д.А., Румянцева О.Н. Активность терминальных оксидаз при холодильном
хранении осенних сортов яблок // Сборник тезисов докладов конгресса молодых ученых.
Электронное
издание
[Электронный
ресурс].
Режим
доступа:
http://openbooks.ifmo.ru/ru/file/6858/6858.pdf - 2018
9. Перегудова Д.А., Колодязная В.С., Румянцева О.Н Ресурсосберегающая технология
быстрозамороженных яблочных полуфабрикатов // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия
«Процессы и аппараты пищевых производств» 2018.№ 1. - С. 27-34
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа