close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Совершенствование технологии салатов с пролонгированным сроком годности

код для вставкиСкачать
1
2
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном
образовательном учреждении высшего образования «Кубанский
государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ»)
Научный руководитель
кандидат технических наук, доцент
Бугаец Наталья Алексеевна
Официальные оппоненты:
Чугунова Ольга Викторовна
доктор технических наук, профессор,
ФГБОУ ВО «Уральский государственный
экономический университет»,
заведующая кафедрой технологий питания
Хатко Зурет Нурбиевна
доктор технических наук, доцент,
ФГБОУ ВО «Майкопский государственный
технологический университет»,
заведующая кафедрой технологии пищевых
продуктов и организации питания
Ведущая организация
ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный
университет»
Защита состоится «26» декабря 2018 года в 12 часов на заседании
диссертационного совета Д 212.100.03 при ФГБОУ ВО «Кубанский
государственный технологический университет» по адресу: 350072,
г. Краснодар, ул. Московская, 2, корпус «А», ауд. 248.
С
диссертацией
можно
ознакомиться
в
библиотеке
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет», на
официальных сайтах ФГБОУ ВО «КубГТУ» (http://www.kubstu.ru) и ВАК при
Минобрнауке России (http://vak.ed.gov.ru).
Автореферат разослан «26» ноября 2018 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
канд. техн. наук, доцент
М.В. Филенкова
3
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1.1 Актуальность работы. Одним из приоритетных направлений
современных
пищевых
технологий
является
обеспечение
качества
и
безопасности продукции на всех стадиях производства и хранения. Качество
выпускаемых продуктов питания – это определяющий фактор успеха любого
предприятия.
Кроме
технологической
составляющей
производственного
процесса в пищевой промышленности и общественном питании крайне важным
аспектом, влияющим на качество, является безопасность выпускаемой
продукции в микробиальном отношении.
Особенно остро проблема микробиологической безопасности стоит перед
производителями готовой кулинарной продукции, реализуемой в больших
объѐмах в торговых сетях. Салаты и другие холодные блюда и закуски не
подвергаются
тепловой
использования
обработке
консервирующих
перед
агентов,
реализацией,
не
поэтому
отвечающих
без
принципам
«здорового питания», имеют ограниченные сроки годности.
Решение этой проблемы является важной задачей как для производителей,
заинтересованных в получении прибыли от производства продукции, так и для
потребителей, желающих получить качественный и безопасный продукт
питания. Эффективным решением вопросов безопасности и пролонгации
сроков
годности
предусматривающая
салатов
является
использование
окислительно-восстановительного
«холодная
«барьеров»,
потенциала,
включая
пастеризация»,
регулирование
воздействие
давления,
облучения, электромагнитных полей, конкурирующей микрофлоры, пищевых
добавок и т.п., замедляющих рост и размножение микроорганизмов.
Вышеизложенное обосновывает актуальность настоящих исследований.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом инициативных комплексных НИР кафедры ОПС КубГТУ «Научное обоснование и разработка технологий предприятий общественного питания и сервиса» на 2016-2020
годы
(шифр
работы
1.3.16-20,
номер
Госрегистрации
АААА-А16-
116122110143-9).
Автор выражает благодарность д-ру физ.-мат. наук С.В. Усатикову и канд. техн. наук
Н.В. Ильчишиной за консультацию при выполнении работы.
4
1.2 Цель и задачи исследования. Целью исследований является совершенствование технологии салатов с пролонгированным сроком годности.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
- анализ и систематизация отечественной и зарубежной научнотехнической литературы и патентной информации по теме исследования;
- оценка показателей качества и безопасности салатов, реализуемых в торговой сети;
- обоснование применение хитозана в качестве биоконсерванта при производстве салатов;
- исследование влияния электромагнитных полей крайне низких частот
(ЭМП КНЧ) на микробиологические показатели безопасности салатов;
- разработка методики оптимизации параметров технологических режимов
производства салатов, обеспечивающих соблюдение нормируемых микробиологических и органолептических показателей в течение всего срока годности;
- совершенствование технологии салатов с пролонгированным сроком годности и ее апробация в условиях предприятий общественного питания;
- оценка показателей качества и безопасности салатов с пролонгированным
сроком годности;
- разработка комплекта технической документации на технологию производства салатов с пролонгированным сроком годности;
- оценка экономической эффективности разработанных технологических
решений.
1.3 Научная новизна. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность «холодной пастеризации», основанной на применении хитозана и ЭМП КНЧ, при производстве салатов.
Впервые установлена эффективность применения кислоторастворимого
хитозана (ВКХ) в технологии производства салатов с целью замедления роста
микробиальной флоры в процессе хранения.
Доказана целесообразность использования ЭМП КНЧ в качестве нетеплового физического «барьера» и выявлена зависимость степени угнетения роста
5
микрофлоры от параметров обработки салатов ЭМП КНЧ, обеспечивающих замедление роста микробиальной флоры в процессе хранения.
Разработана методика многокритериальной оптимизации технологических
режимов производства салатов с пролонгированным сроком годности. Предложена математическая модель адекватно описывающая влияние ВКХ и ЭМП
КНЧ на микробиологические и органолептические показатели салатов и определены значения этих параметров.
1.4 Практическая значимость. Разработана рецептура заправки для салатов с применением ВКХ. Разработана усовершенствованная технология салатов
с пролонгированным сроком годности.
Разработаны комплекты технической документации (ТУ, ТИ, техникотехнологические карты) на производство салатов с пролонгированным сроком
годности в условиях предприятий общественного питания.
1.5 Реализация результатов исследования. Технология салатов с пролонгированным сроком годности апробирована в условиях производства ООО
ПКП «Восход»», г. Краснодар.
Теоретические положения диссертационной работы использованы в учебном процессе при чтении лекций и проведении практических занятий по дисциплинам «Микробиология и эпидемиология в индустрии питания», «Управление качеством и безопасность кулинарной продукции» направления 19.04.04
Технология продукции и организация общественного питания.
1.6 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы
представлены, обсуждены и одобрены на VII Международной научнопрактической конференции «Региональный рынок потребительских товаров:
перспективы развития, качество и безопасность товаров, особенности подготовки кадров в условиях, развивающихся IT-технологий» (г. Тюмень, 2018 г.),
Международной научно-практической интернет-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Технология и гигиена питания» (г. Донецк, 2017 г.),
Международной
научно-практической
интернет-конференции
«Проблемы
использования технологических добавок в технологиях пищевых продуктов»
6
(г. Донецк, 2017 г.), Международной научно-практической конференции,
посвященной 75-летию со дня рождения профессора Г.М. Зайко «Инновации в
индустрии питания и сервисе» (г. Краснодар, 2016 г.), XV Международной
научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой
промышленности» (г. Минск, 2016 г.), Всероссийском конкурсе научнотехнического творчества молодежи «НТТМ-2015» (г. Москва, 2015 г.), Международном конкурсе научно-исследовательских проектов молодежи «Продовольственная безопасность» (г. Екатеринбург, 2015 г.), I Международной научно-практической конференции «Инновации в индустрии питания и сервисе»,
посвященной 30-летию кафедры технологии и организации питания (г. Краснодар, 2014 г.), IV Международной научно-технической конференции «Новое в
технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медикобиологических воззрений» (г. Воронеж, 2014 г.), III Международной научнопрактической конференции «Современные технологии и управление» (г. Светлый Яр Волгоградской области, 2014 г.).
1.7 Личное участие автора. Автором составлен план исследования, проведены экспериментальные исследования, в том числе органолептические, физико-химические, микробиологические, разработана математическая модель
оптимизации технологических режимов производства салатов с пролонгированным сроком годности.
1.8 Публикации. По результатам исследований опубликовано 12 работ, в
том числе 3 научных статьи в журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России, 9 материалов конференций.
1.9 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения,
аналитического обзора научно-технической и патентной информации, методической части, экспериментальной части, выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложений.
Работа изложена на 167 страницах печатного текста, содержит 32 таблицы,
42 рисунка. Список литературы включает 160 наименований, в том числе 31 зарубежных.
7
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследований. В качестве объектов исследования использованы: хитозан кислоторастворимый (ВКХ), хитозан водорастворимый (НВХ),
сукцинат хитозана (СХ) производства ООО «Биопрогресс»; растворы хитозанов
в различных средах; образцы салатов (салат из свежих помидоров и огурцов,
винегрет овощной, салат «Столичный», салат «Сельдь под шубой», салат «Белорусский» с печенью и грибами), выработанные в торговых сетях и лабораторных условиях; микробиологические лабораторные штаммы: Escherichia coli
K12, Staphylococcus aureus ATCC 6538 – PFDA 209-P, Pseudomonas aeruginоsa
453, Salmonella enterica ssp. Enterica serovar Enteritidis 11272, Enterococcus faecalis ATCC 29212.
2.2 Методы исследований. Для комплексной оценки качественных и количественных показателей изучаемых объектов использовали современные общепринятые методы физико-химических, микробиологических и органолептических исследований, согласно схеме, представленной на рисунке 1.
Обработку исследуемых образцов ЭМП КНЧ проводили на экспериментальной установке Краснодарского научно-исследовательского института хранения и переработки сельскохозяйственной продукции. Микробиологические
исследования проводились в лабораториях ЦКП «Исследовательский центр
пищевых и химических технологий» ФГБОУ ВО «КубГТУ» и отдела эпизоотологии, микологии и ветеринарно-санитарной экспертизы Краснодарского научно-исследовательского ветеринарного института.
Многокритериальную оптимизацию технологических режимов производства салатов осуществляли методами математического программирования, реализованными средствами программных сред Statistica и MathCAD. Обработку и
оценку результатов экспериментов проводили с использованием Microsoft Office Excel 2010, Statistica v.10 и MathСAD v.15.
Достоверность полученных результатов обеспечена использованием современных приборов и методов анализа, апробацией технологий в производственных условиях и математической обработкой экспериментальных данных.
8
I этап Анализ научно-технической литературы и патентной информации по теме
исследования с использованием фондов научных библиотек и электронных ресурсов
сети Internet
II этап Теоретическое и экспериментальное обоснование способов продления сроков
годности салатов
Оценка показателей качества и безопасности салатов, реализуемых в торговой сети
Разработка способов продления сроков годности салатов
Обоснование применения хитозана
Обоснование применения ЭМП КНЧ
Оценка химического состава, физикохимических свойств и
антибиотической активности
Оценка влияния на органолептические
и микробиологические показатели
Оптимизация технологических режимов производства салатов
Методика оптимизация
Задачи оптимизации
с применением
хитозана
с обработкой
ЭМП КНЧ
с применением хитозана
и обработкой ЭМП КНЧ
III этап Совершенствование технологии салатов с пролонгированным сроком
годности
IV этап Апробация результатов технологии и оценка показателей качества
и безопасности салатов. Разработка технической документации
V этап Оценка экономической эффективности разработанных технологических
решений
Рисунок 1 – Структурная схема исследований
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Оценка показателей качества и безопасности салатов, реализуемых
в торговой сети. В целях обеспечения качества продукции в процессе производства выявляются и оцениваются все возможные опасные факторы, которые
могут присутствовать в производственных процессах, включая микробиологические, химические и физические.
9
Установлено, что основной причиной порчи салатов является развитие
микроорганизмов, попадающих в готовую продукцию на стадиях кулинарной
обработки, упаковки, хранения. Начальная обсемененность салатов без консервантов, реализуемых в торговых сетях г. Краснодара («Магнит», «Табрис»,
«Ашан» и др.) не превышает 5×104 КОЕ/г, что удовлетворяет требованиям
ТР ТС 021/2011, при этом естественные эпифиты микрофлоры салатов представлены бактериями, дрожжами и плесневыми грибами. Однако, в процессе
хранения свыше срока годности (более 12 ч), отмечается превышение уровня
допустимой контаминации (таблица 1).
Таблица 1 – Рост микрофлоры в салатах, реализуемых в торговой сети,
в процессе хранения
Наименование образца
фон
Салат из свежих помидоров и огурцов
Винегрет овощной
2,60
3,68
Продолжительность хранения, ч
24
48
72
96
120
Количество МАФАнМ, ×104 КОЕ/г
3,20
4,50
5,30
5,90
6,10
5,90
7,10
9,10
13,00 20,30
Экспериментально установлено (таблица 2), что содержание традиционных консервантов в салатах, реализуемых в торговых сетях, соответствует требованиям ТР ТС 029/2012. Благодаря присутствию консервантов в данных образцах отсутствуют признаки роста сапрофитной и патогенной микрофлоры.
Т а б л и ц а 2 – Содержание консервирующих агентов в салатах, реализуемых
в торговой сети
Пищевая
добавка
(индекс Е)
Бензоат
натрия (Е 202)
Сорбат калия
(Е 211)
Содержание в образце, мг/кг
Салат
Салат «Сельдь
Салат «Белорус«Столичный» под шубой»
ский» с печенью и
грибами
11,97
17,19
9,98
12,68
21,40
9,90
Максимальный уровень
консерванта в продукции при
совместном применении
согласно ТР ТС 029/2012
1 г/кг, в т.ч. бензоаты не
более 500 мг/кг
1 г/кг, в т.ч. бензоаты не
более 500 мг/кг
Несмотря на то, что данные консерванты относятся к разрешенным к использованию пищевым добавкам, их присутствие в продуктах питания нежелательно для лиц, имеющих хронические заболевания, детей, беременных и кормящих женщин, и не соответствует принципам «здорового питания».
3.2 Разработка способов продления сроков годности салатов. Учитывая, что в современном обществе востребованы натуральные продукты питания
с пролонгированным сроком годности без использования химических консер-
10
вантов, нами рассматривалась целесообразность «холодной пастеризации» салатов с использованием в качестве потенциальных «барьеров» ЭПМ КНЧ и хитозана.
ЭМП КНЧ относятся к энергосберегающим, экологически безопасным
технологиям, мягко воздействующим на продукт и гарантирующим устранение
активности микроорганизмов порчи при сохранении нативных свойств продукции.
Хитозан – природный нетоксичный биополимер, обладающий обширным
спектром физиологически ценных свойств, включающих: биосовместимость,
гипоаллергененность, биодеградируемость и биоцидность.
Исследовались физико-химические свойства и антибиотическая активность различных образцов хитозана – кислоторастворимого (ВКХ), водорастворимого (НВХ) и сукцината (СХ).
0,25
Поглощение
Поглощение
Полученные ИК-спектры образцов хитозана приведены на рисунке 2.
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0,00
3500
Поглощение
0,16
3000
2500
2000
1500
1000 -1
Волновое число, см
3500
3000
2500
2000
1500
1000
Волновое число, см-1
0,12
Рисунок 2 – ИК-спектры образцов
0,10
0,08
0,06
хитозана: а) кислоторастворимый;
0,04
б) водорастворимый;
0,02
в) сукцинат хитозана
0,00
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
Волновое число, см-1
Показано, что в состав полимерных молекул исследуемых образцов хитозана входят разные функциональные группы. Высокая молекулярная масса и
длина цепочки ВКХ, предположительно, обуславливают наличие антибиотических свойств, вследствие адсорбирования на поверхности микробной клетки.
Учитывая, что консервирующие вещества проявляют свое действие при
достаточной концентрации и при непосредственном соприкосновении с мик-
11
робной клеткой, разрабатывали технологические режимы подготовки хитозана.
Осуществляли растворение водорастворимых производных хитозана НВХ
и СХ в деминерализованной воде при соотношении 100:1 по массе и при температуре 22 оС, ВКХ – в растворах органических кислот, варьируя вид и концентрацию кислот. Установлено, что растворимость образцов хитозана различается незначительно и составляет от 98 % до 99,5 %. Введение ВКХ повышает
значение pH растворов органических кислот (таблица 3). При этом наибольшую
активность растворы ВКХ в отношении микробиальных контаминаций проявляют при наименьших значениях pН.
Таблица 3 – рН растворов ВКХ в органических кислотах
Наименование органической кислоты
3 % уксусная кислота
5 % уксус бальзамический
5 % уксус яблочный
5 % молочная кислота
5 % раствор лимонной кислоты
лимонный сок
рН
раствора органической
кислоты
2,40
2,64
2,94
1,64
1,53
2,43
1 % раствора ВКХ
в органической кислоте
2,91
3,23
3,42
2,10
1,97
2,63
Учитывая, что растворы ВКХ имеют ярко выраженный терпкий «вяжущий
вкус», отрицательно влияющий на потребительскую привлекательность продукта, определено (таблица 4), что предпочтительным является растворение
ВКХ в 3 % уксусной кислоте.
Таблица 4 – Оценка органолептических свойств 1 %-го раствора ВКХ
в органических кислотах
Растворы органических кислот
Характеристика показателя
вкус
3 % уксусная кислота
Вяжущий вкус возникает через 7-10 с после опробования раствора хитозана не на всех восприимчивых
к этому вкусу участках полости рта
5 % уксус бальзамический
Вяжущий вкус возникает через 5-7 с после опробования раствора хитозана не на всех восприимчивых
к этому вкусу участках полости рта
5 % уксус яблочный
Вяжущий вкус возникает через 2-5 с на всех восприимчивых участках полости рта; вяжущее ощущение
достаточно сильное
5 % молочная кислота
Вяжущий вкус возникает через 7-10 с после опробо5 % раствор лимонной кислоты вания раствора хитозана лишь на некоторых восприимчивых к этому вкусу участках полости рта
лимонный сок
Балл
2,5
3
4
2
2
2,5
На следующем этапе определяли антибиотическую активность образцов
12
хитозана в отношении наиболее распространенных штаммов возбудителей острых кишечных инфекций, варьируя их концентрацию в водных и слабокислых
растворах. Регистрировали диаметры зон ингибирования роста исследуемых
микроорганизмов (рисунок 3).
Escherichia coli K12
Staphylococcus aureus
ATCC 6538 – PFDA 209-P
Salmonella enterica ssp. Enterica
serovar Enteritidis 11272
Рисунок 3 – Зоны
ингибирования роста
тест-культур
Pseudomonas aeruginоsa 453
Enterococcus faecalis
ATCC 29212
В таблице 5 представлены результаты определения наибольшей активности растворов ВКХ и НВХ в отношении микробиальной флоры.
Таблица 5 – Величина зон ингибирования роста исследуемых штаммов
микроорганизмов
№ образца
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Растворы
S.aureus
ATCC 6538
Тест-культура
E.coli
E.faecalis
Ps. aeruK-12 ATCC 29212
ginоsa 453
Область ингибирования, мм
14
12
13
Контроль (3 %-ная
14
уксусная кислота)
Концентрация ВКХ, %, в 3 %-ой уксусной кислоте
0,375
15
16
12
0,75
16
14
15
1,00
15
16
14
1,25
14
15
14
1,50
15
15
14
Концентрация НВХ, %, в водном растворе
0,375
0,75
15
1,25
15
1,50
15
S.enterica
ssp.
-
16
15
17
15
15
15
15
9
9
10
-
15
-
13
Растворы водорастворимых форм хитозана (НВХ и СХ) рекомендованы
как дополнительные антибиотические агенты в случаях выявления резистентности бактерий к антимикробным препаратам. Растворы ВКХ при концентрации 1,0 % и 1,5 % (таблица 5) являются ингибиторами роста представленных
тестовых штаммов.
Полученные результаты обосновывают применение ВКХ в качестве биоконсерванта при производстве салатов.
Далее исследовалось влияние ЭМП КНЧ на микробиальную обсеменѐнность салатов. Установлено, что наиболее эффективные параметры обработки
ЭМП КНЧ: частота – 25 Гц, сила тока – 10 А, продолжительность – 15 мин
(таблица 6).
Т а б л и ц а 6 – Влияние обработки ЭМП КНЧ на микрофлору салатов
Вид
обработки
Салат «Столичный»
КМАФАнМ,
×104 КОЕ/г
без обработки
частота ЭМП КНЧ
15 Гц
20 Гц
25 Гц
30 Гц
35 Гц
0,45
% гибели
м.о.
-
0,41
0,37
0,25
0,41
0,43
8,90
17,80
45,50
8,90
4,45
Винегрет овощной
КМАФАнМ,
×104 КОЕ/г
0,27
% гибели
м.о.
-
0,24
0,20
0,14
0,22
0,24
11,20
26,00
48,20
18,60
11,20
Салат из свежих
помидоров и огурцов
КМАФАнМ, % гибели
×104 КОЕ/г
м.о.
0,40
0,38
0,35
0,28
0,37
0,38
5,00
12,50
30,00
7,75
5,00
При обработке салатов ЭМП КНЧ происходит замедление роста микрофлоры в процессе хранения (таблица 7).
Т а б л и ц а 7 – Влияние обработки салатов ЭМП КНЧ на микробиологические
показатели в процессе хранения
Продолжительность
хранения, ч
фон
8ч
16 ч
24 ч
Салат «Столичный»
КМАФАнМ, ×104 КОЕ/г
Винегрет овощной
Салат из свежих
помидоров и огурцов
без обработки ЭМП КНЧ без обработки ЭМП КНЧ без обработки ЭМП КНЧ
0,45
0,81
1,47
2,80
0,25
0,43
0,74
1,17
0,27
0,69
1,21
2,13
0,14
0,37
0,65
1,02
0,40
0,85
1,42
2,98
0,28
0,53
1,07
1,96
Таким образом, проведенные исследования подтверждают эффективность
использования ЭМП КНЧ в качестве нетеплового физического «барьера» при
производстве салатов.
3.3 Оптимизация технологических режимов производства салатов. Для
оптимизации технологии производства салатов с пролонгированным сроком
14
годности была разработана методика оптимизации технологических режимов
по микробиологическим (КМАФАнМ) и органолептическим показателям (рисунок 4).
Выбор блюда с целью продления срока годности
Планирование эксперимента по оценке влияния параметров
обработки на микробиологические показатели продукта
(КМАФАнМ). Спецификация регрессионной модели изменения КМАФАнМ при хранении
Получение данных экспертных оценок сенсорного анализа блюда в процессе хранения
Эксперимент из серии ежесуточных измерений КМАФАнМ
при планируемых параметрах обработки и фиксированной
начальной обсемененности блюда
Спецификация регрессионной модели органолептической оценки
Идентификация показательной регрессионной модели
КМАФАнМ в композиции со степенным влиянием факторов
Расчет критерия органолептической оценки
1-й этап
Свѐртка критериев максимального срока годности и
органолептической оценки блюда
Многокритериальная оптимизация технологических
режимов производства
салатов
Расчет оптимального срока годности блюда по органолептическим и микробиологическим показателям
Верификация результатов
оптимизации
Анализ вариантов полученных технологических
режимов производства
Оптимальные технологические режимы производства салатов по микробиологическим и
органолептическим показателям с пролонгированным сроком годности
2-й этап
Рисунок 4 – Методика оптимизации технологических режимов производства
салатов по микробиологическим и органолептическим показателям с целью
продления сроков годности
Оптимизацию технологического режима производства салатов с применением хитозана для продления сроков годности вели в соответствии с разработанной методикой (рисунок 4). В ходе исследований ВКХ вводили в заправку
для салатов (далее – «заправка») в виде раствора в 3 % уксусной кислоте, варьируя его концентрацию.
Реализация плана эксперимента и обработка данных позволила получить
регрессионную модель роста КМАФАнМ P=P(t, Х) от продолжительности хранения (t, ч), и концентрации ВКХ (X,%), в заправке, от нормируемого показате-
15
ля безопасности пищевой продукции (КМАФАнМ, КОЕ/г), при условии, что
известна начальная обсеменѐнность P0=P(t=0) свежеприготовленного салата в
начале хранения (t = 0 ч) до введения заправки с ВКХ, имеющую вид (1), индекс корреляции R= 0,97, представленную на рисунке 5:
(
)
(
)
([
] ). (1)
КМАФАнМ, КОЕ/г
Рисунок 5 – Зависимость
роста КМАФАнМ
КМАФАнМ,
КОЕ/г
от продолжительности
хранения винегрета овощного
и концентрации ВКХ
в заправке
Экспериментально подтвержден эффект «холодной пастеризации» ВКХ в
заправке в отношении микрофлоры салата. Выявлена прямопропорциональная
зависимость снижения микробиологической обсемененности винегрета овощного с увеличением концентрации ВКХ в заправке до 1,0 %.
Установлено, что срок годности винегрета овощного при концентрации
ВКХ в заправке 1 % составляет 100 ч при низкой начальной обсемененности
готового блюда (рисунок 6, а) и 78 ч – при начальной обсемененности на допустимом уровне нормируемого показателя КМАФАнМ в соответствии с требованиями ТР ТС 021/2011 (рисунок 6, б).
100
Продолжительность хранения, ч
Продолжительность хранения, ч
120
100
80
60
40
20
0
0,5
1,0
1,5
Концентрация ВКХ, %
4
а) P0=3,9×10 КОЕ/г
Рисунок 6 – Влияние
80
концентрации ВКХ
60
в заправке на срок
40
годности винегрета
овощного
20
0
0
0,5
1,0
1,5
Концентрация ВКХ, %
4
б) P0=5,0×10 КОЕ/г
16
Учитывая, что важным фактором обоснования сроков годности является
оценка органолептических свойств продукции в процессе хранения, была получена регрессионная модель критерия органолептической оценки
(
) как
функции от концентрации ВКХ в заправке (Х, %), и продолжительности хранения (t, ч), винегрета овощного, имеющая вид (2) и представленная на рисунке 7:
Критерий органолептической оценки
(
(2)
)
Рисунок 7 – Регрессионная
модель критерия
органолептической оценки
винегрета овощного
Полученный оптимальный технологический режим производства винегрета
овощного с применением ВКХ в заправке по микробиологическим показателям
проанализирован согласно предложенной регрессионной модели критерия органолептической оценки и составляет 0,72, что превышает допустимый уровень
0,6. Проведена верификация результатов оптимизации технологического режима
и подтверждено, что использование ВКХ в заправке в концентрации 1 % продлевает срок годности, установленный СанПиН 2.3.2.1324, с 12 ч до 78 ч.
Обобщение результатов экспериментов послужило основанием для разработки рецептуры заправки с использованием ВКХ (таблица 8).
Таблица 8 – Рецептура заправки для салатов с использованием ВКХ
Наименование рецептурных компонентов
Масло растительное
Сахар-песок
Перец черный молотый
Соль поваренная
1 %-ый раствор хитозана в 3 %-ой уксусной кислоте
хитозан кислоторастворимый
3 %-ая уксусная кислота
Расход сырья, %
43,60
3,80
0,20
1,90
0,50
50,00
Оптимизацию технологических режимов производства салатов с обработкой ЭМП КНЧ для продления сроков годности вели в соответствии с разрабо-
17
танной методикой (рисунок 4). В ходе исследований варьировали значения параметров обработки ЭМП КНЧ (ω, Гц, T, мин, I, А).
Реализация плана эксперимента и обработка данных позволили получить
регрессионную модель роста КМАФАнМ P=P(t, T, ω, I) в зависимости от продолжительности хранения (t, ч) и параметров обработки ЭМП КНЧ (частота ω,
Гц, продолжительность обработки T, мин, сила тока I, А) от нормируемого показателя безопасности готовых блюд (КМАФАнМ, КОЕ/г) при условии, что известна начальная обсеменѐнность P0=P(t=0) свежеприготовленного салата в
начале хранения (t = 0 ч) до обработки ЭМП КНЧ, индекс корреляции R =0,9,
имеющую вид:
(
)
( ) ( ) ( ))
(
( )( )( )
([
(3)
(( ) ( ) ( ) )] ),
где аргументы(
)( )( )
безразмированы по максимальным значения парамет-
ров обработки ЭМП КНЧ (ωmax = 40 Гц, Тmax = 30 мин, I = 30 А).
Доказано, что наибольшее влияние на рост микрофлоры винегрета овощного оказывает частота и продолжительность обработки ЭМП КНЧ.
Определѐн максимальный срок годности 73 ч винегрета овощного при об-
Продолжительность хранения, ч
работке ЭМП КНЧ с параметрами ω = 35 Гц, T = 26 мин, I = 26 А (рисунок 8).
80
Рисунок 8 – Влияние параметров
60
обработки ЭМП КНЧ на срок
годности винегрета овощного
40
при начальной обсемененности
20
P0 = 5×104 КОЕ/г
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
(T/30)(ω/40)(I/30)
Получена регрессионная модель критерия органолептической оценки
(
) как
функции от параметров обработки ЭМП КНЧ (ω, Гц, T, мин, I, А)
и продолжительности хранения (t, ч) винегрета овощного, имеющая вид:
(
)
( ) ( ) ( ) .
(
)
(
)
(
)
( )( )( ) –
(4)
18
Установленное по экспериментальным данным значение критерия органолептической оценки составляет 0,84, что превышает допустимый уровень 0,6.
Проведена верификация результатов оптимизации технологических режимов и подтверждено, что обработка салатов ЭМП КНЧ с параметрами
ω = 35 Гц, T = 26 мин, I = 26 А продлевает срок годности винегрета овощного с
12 ч до 73 ч при начальной обсемененности P0 = 5104 КОЕ/г.
Для продления сроков годности пищевых продуктов используют сочетание
потенциальных «барьеров», обеспечивающих сохранение их качества и безопасности. Согласно разработанной методике (рисунок 4) проводили оценку
эффективности комплексного использования хитозана и обработки ЭМП КНЧ
для управления процессами микробиальной порчи салатов.
По экспериментальным данным получена регрессионная модель роста
КМАФАнМ P=P(
), при условии, что известна величина начальной мик-
робной обсемененности P0=P(t=0) свежеприготовленного винегрета овощного в
начале хранения (t = 0 ч) до обработки ЭМП КНЧ и введения заправки с ВКХ,
индекс корреляции R =0,89, имеющая вид:
(
)
(
)
([
(5)
] ).
По экспериментальным данным получена регрессионная модель критерия
органолептической оценки винегрета овощного KO(
(
( )(
)
)
(
( )( )( )
)
(
)
( ) ( ) ( ) .
) имеющая
(
)
(
вид:
)
(6)
Установлены технологические режимы производства винегрета овощного,
обеспечивающие соблюдение нормируемых показателей безопасности в соответствии с ТР ТС 021/2011 на момент окончания установленного срока годности 120 ч: концентрация ВКХ в заправке X = 0,4 %, обработка ЭМП КНЧ с параметрами ω=20 Гц; T=15 мин; I=30 А (рисунок 9).
19
(T/30)(ω/40)(I/30)
1,2
1,0
0,8
0,6
КМАФАнМ,
х104 КОЕ/г
0,4
0,2
>5,0
<4,5
<3,5
<2,5
<1,5
<0,5
0,0
-0,02
-0,2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
Рисунок 9 – Графическое
отображение КМАФАнМ
винегрета овощного при
комплексном использовании
ВКХ в заправке и обработке
ЭМП КНЧ по истечении срока
годности 120 ч
1,6
Концентрация ВКХ в заправке, %
Микробиологические и органолептические показатели винегрета овощного
приведены к целевой функции – максимальному сроку годности, с допустимым
множеством, задаваемым ограничениями: сверху допустимым уровнем нормируемого показателя безопасности КМАФАнМ (5,0104 КОЕ/г), снизу допустимым уровнем органолептической оценки (0,6).
Согласно полученной модели был спрогнозирован срок годности винегрета овощного с комплексным использованием ВКХ в заправке и обработкой
ЭМП КНЧ (таблица 9).
Таблица
9 – Влияние комплексного использования ВКХ в заправке
и обработки ЭМП КНЧ на срок годности винегрета овощного
Срок годности,
ч
24
48
72
96
120
Концентрация
ВКХ в заправке,
%
0,209
0,393
0,524
0,705
1,100
Параметры обработки ЭМП КНЧ
продолжительность,
частота, Гц
сила тока, А
мин
15
36,174
15,0
30
19,534
30,0
30
19,670
30,0
30
19,571
30,0
26
17,200
28,7
Определено, что при концентрации ВКХ 1,1 % в заправке и обработке ЭМП
КНЧ с параметрами ω=17,2 Гц, T=26 мин, I=28,7 А срок годности винегрета
овощного продлевается с 12 ч до 120 ч при температуре хранения (4±2) оС.
Произведена оценка органолептических показателей винегрета овощного,
выработанного при установленных технологических режимах на момент окончания прогнозируемого срока годности. Полученное значение критерия органолептической оценки 0,71 выше допустимого уровня 0,6. Проведена верифика-
20
ция результатов оптимизации технологических режимов и подтверждено, что
комплексное использование «барьеров» при производстве винегрета овощного
с рассчитанными параметрами продлевает срок годности до 120 ч.
На основе проведенных исследований усовершенствована технология салатов с пролонгированным сроком годности (рисунок 10).
Результаты исследований показателей безопасности (таблица 10) свидетельствуют о соответствии салатов требованиям ТР ТС 021/2011 по истечении
установленного срока годности.
Таблица 10 – Показатели безопасности салатов по истечении установленных
сроков годности
Микробиологические показатели
Допустимый
уровень
по ТР ТС
021/2011
КМАФАнМ, КОЕ/г не более 5×104
салат из свежих помидоров и огурцов
с ВКХ
0,35×104
Значение показателя
винегрет овощной
с ВКХ
обработка с ВКХ и обЭМП КНЧ
работкой
ЭМП КНЧ
2,70×104
2,70×104
5,00×104
По результатам дегустационных испытаний исследуемые образцы салатов
по истечении установленных сроков годности получили высокую органолептическую оценку (рисунок 11).
внешний вид
внешний вид
консистенция
запах
консистенция
запах
цвет
вкус
цвет
вкус
свежеприготовленный
по истечении установленного срока годности
винегрет овощной с ВКХ в заправке
винегрет овощной с ВКХ в заправке и
обработкой ЭМП КНЧ
Рисунок 11 – Профилограммы салатов с пролонгированным сроком годности
Разработан комплект технической документации на производство салатов
с пролонгированным сроком годности. Разработанная технология апробирована
в производственных условиях на предприятиях общественного питания.
Рисунок 10 – Структурная схема производства винегрета овощного с пролонгированным сроком годности
21
22
Продление срока годности салатов позволит увеличить коэффициент использования производственной мощности за счет расширения рынка сбыта в
розничной торговой сети и по итогам 1 года получить чистую прибыль в размере 5787 тыс. руб.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
Выполнены комплексные исследования, позволяющие теоретически и экспериментально обосновать эффективность «холодной пастеризации», основанной на применении хитозана и ЭМП КНЧ, с целью пролонгации сроков годности салатов.
1. Установлена антибиотическая активность хитозана кислоторастворимого, хитозана водорастворимого, сукцината хитозана в отношении микробных
контаминантов (Escherichia coli K12, Staphylococcus aureus ATCC 6538 – PFDA
209-P, Pseudomonas aeruginоsa 453, Salmonella enterica ssp. Enterica serovar Enteritidis 11272, Enterococcus faecalis ATCC 29212).
2. Определѐн способ введения хитозана кислоторастворимого (ВКХ) в кулинарную продукцию, обеспечивающий минимизацию «вяжущего вкуса», отрицательно влияющего на потребительскую привлекательность. Доказано, что
предпочтительным является растворение ВКХ в 3 % уксусной кислоте.
3. Установлено, что при обработке салатов ЭМП КНЧ происходит замедление роста микрофлоры в процессе хранения. Определены параметры ЭМП
КНЧ, позволяющие максимально снизить уровень микробиальной обсемененности салатов – частота тока 25 ГЦ, сила тока 10 А, продолжительность 15 мин.
5. Разработана методика оптимизации технологических режимов производства салатов по микробиологическим и органолептическим показателям с
целью пролонгации сроков их годности.
6. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность технологии производства салатов с применением ВКХ в заправке в концентрации 1,0 %, позволяющей продлить срок годности при температуре хранения (4±2) оС до 78 ч.
7. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность технологии производства салатов с применением однократной обработки
ЭМП КНЧ при параметрах: частота – 35 Гц, сила тока – 26 А, продолжитель-
23
ность обработки – 26 мин, позволяющей продлить срок годности при температуре хранения (4±2) оС до 73 ч.
8. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность технологии производства салатов на основе комплексного применения
ВКХ в заправке в концентрации 1,1 % в 3 %-ой уксусной кислоте и однократной обработки ЭМП КНЧ при параметрах: частота – 17,2 Гц, сила тока – 28,7 А,
продолжительность обработки – 26 мин, позволяющей продлить срок годности
при температуре хранения (4±2) оС до 120 ч.
9. Усовершенствована технология салатов с пролонгированными сроками
годности на основе комплексного использования способов, замедляющих рост
микрофлоры.
10. Проведена оценка потребительских свойств и показателей безопасности салатов, выработанных по усовершенствованной технологии, в течение всего срока годности.
11. Разработан комплект технической документации на производство салатов с пролонгированным сроком годности (ТУ, ТИ). В условиях производства
на предприятии общественного питания г. Краснодара, проведена их апробация.
Список работ опубликованных по теме диссертации
Статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ
1. Любимова (Моторина), Л.В. Увеличение сроков реализации кулинарных
блюд и изделий с использованием бактериостатов природного происхождения
/ Любимова (Моторина) Л.В., Ильчишина Н.В., Бугаец Н.А. // Известия высших
учебных заведений. Пищевая технология. 2016. №1 (349). С.15-16.
2. Любимова, Л.В. Исследование влияния электромагнитных полей крайне
низких частот на изменение микрофлоры холодных блюд / Любимова Л.В., Бугаец
Н.А., Купин Г.А., Бугаец И.А. // Наука Кубани. 2017. № 1. С. 53-58.
3. Любимова, Л.В. Эффективность применения хитозана и электромагнитного
поля крайне низкой частоты для повышения микробиологической безопасности
холодных блюд / Любимова Л.В., Бугаец Н.А., Ильчишина Н.В., Купин Г.А. // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2017. № 5-6 (359-360).
С.87-92.
Материалы научно-практических конференций
4. Любимова, Л.В. Оценка качества кулинарной продукции промышленного
производства, реализуемой в торговой сети / Любимова Л.В., Бугаец Н.А., Ильчишина Н.В. // Региональный рынок потребительских товаров: перспективы развития, качество и безопасность товаров, особенности подготовки кадров в условиях,
развивающихся IT-технологий: материалы VII Международной науч.-практ. кон-
24
ференции ( Тюмень, 27 апреля 2018 ). – Тюмень: ТИУ, 2018. – С.35-40.
5. Любимова (Моторина), Л.В. Растворимость высокомолекулярного хитозана
в растворах пищевых кислот/ Любимова (Моторина) Л.В., Бугаец Н.А. // Технология и гигиена питания: материалы Междунар. науч.-практ. интернет конференции
(Донецк, 15 ноября 2017 г.). – Донецк: ГО ВПО «Донецкий национальный университет экономики и торговли им. Михаила Туган-Барановского», 2017. – С. 55-56.
6. Любимова, Л.В. Обработка электромагнитным полем кулинарной продукции для управления процессами микробиологической порчи / Любимова Л.В., Купин Г.А., Бугаец Н.А., Власов П.А. // Научные труды КубГТУ: сборник научных
трудов II Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 75-летию со дня рождения
проф. Зайко Г.М. (Краснодар, 20-21 октября 2016 г.). – Краснодар: КубГТУ, 2016.
– С. 204-209.
7. Любимова, Л.В. Исследование влияния комплексного действия потенциальных «барьеров» на микробиальную обсемененность кулинарной продукции в
процессе хранения / Любимова Л.В., Бугаец Н.А., Купин Г.А. // Проблемы использования технологических добавок в технологиях пищевых продуктов: материалы
Междунар. науч.-практ. интернет конф. (Донецк, 21 марта 2017 г.). – Донецк: Донец. нац. ун-т экономики и торговли им. М. Туган-Барановского, 2017. – С. 95-97.
8. Любимова (Моторина), Л.В. Обоснование выбора растворителя «бактериостата» природного происхождения / Любимова (Моторина) Л.В., Бугаец Н.А. //
Инновационные технологии в пищевой промышленности: материалы XV Международной науч.-практ. конф. (Минск, 5-6 октября 2016 г.). – Минск: ИВЦ Минфина, 2016. – С. 402-405.
9. Любимова (Моторина), Л.В. Увеличение сроков реализации кулинарной
продукции с использованием бактериостатов природного происхождения / Любимова (Моторина) Л.В., Ильчишина Н.В., Бугаец Н.А. // Продовольственная безопасность: материалы Международного конкурса научно-исследовательских проектов молодежи (Екатеринбург, 20-21 апреля 2015 г.). – Екатеринбург: УрГЭУ,
2015. – С.15-16.
10. Любимова (Моторина), Л.В. Применение биоконсервантов в производстве
скоропортящейся готовой продукции из свежих овощей / Любимова (Моторина)
Л.В., Ильчишина Н.В., Бугаец Н.А. // Новое в технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений: материалы IV
Международной научно-технической конференции (Воронеж, 5-6 ноября 2014 г.).
– Воронеж: ВГУИТ, 2014. – С.136-139.
11. Любимова (Моторина), Л.В. Увеличение сроков реализации салатов заправленных майонезом с применением хитозана / Любимова (Моторина) Л.В.,
Ильчишина Н.В., Бугаец Н.А. // Инновации в индустрии питания и сервисе: материалы I Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 30-летию кафедры ТиОП,
Краснодар, 19-21 сентября 2014 г. – Краснодар: КубГТУ, 2014. – С. 154-156.
12. Любимова (Моторина), Л.В. Биоконсерванты животного происхождения
для предотвращения микробиологической порчи холодных блюд с отварными
компонентами / Любимова (Моторина) Л.В., Ильчишина Н.В., Бугаец Н.А. // Современные технологии и управление: материалы III Междунар. науч.-практ. конф.(
Светлый Яр, 20-21 ноября 2014 г.). – Светлый Яр: Филиал ФГБОУ ВО "МГУТУ
им. К.Г. Разумовского", 2014. – С.169-170.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
1 600 Кб
Теги
пролонгированного, технология, сроков, совершенствование, салатов, годности
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа