close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000102324

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Хрипко Ирина Александровна .^-г^/'^^^'^'^-'^
РАЗРАБОТКА Т Е Х Н О Л О Г И И Н И З К О Т Е М П Е Р А Т У Р Н О Г О
К О Н С Е Р В И Р О В А Н И Я ТОПИНАМБУРА Д Л Я ПРОИЗВОДСТВА
ПРОДУКТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ
05.18.01 -Технология обработки, хранения и переработки злаковых,
бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной
продукции и виноградарства
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Краснодар - 2005
Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом
университете
Научный руководитель:
кандидат технических наук,
доцент Кожухова М.А.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук,
Причко Т.Г.
кандидат
технических
наук,
Бредихина В.А.
«ГУ
Ведущая организация:
Краснодарский
хранения
и
НИИ
переработки
сельскохозяйственной продукции
РАСХН»
Зашита состоится 8 декабря 2005 года в 13:00
часов на заседании
диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском
государственном
технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар,
ул.
Московская, 2, корпус А, конференц-зал.
С
диссертацией
можно
ознакомиться
в
библиотеке
Кубанского
государственного технологического университета.
Автореферат разослан: 7 ноября 2005 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат технических наук, доцент
Щ^
А.Д. Минакова
^-^Ш
W57li
ггго^
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
1.1 Актуальность исследований. Задачей государственной важности
является обеспечение населения разнообразными продуктами здорового
питания,
сбалансированными
по
составу,
низкокалорийными,
содержащими функциональные компоненты в количествах, необходимых
для удовлетворения потребностей организма.
Большой интерес для создания продуктов функционального питания
представляет топинамбур. Клубни этого урожайного и неприхотливого
растения содержат 20-23% сухих веществ, в том числе олигосахариды,
белки, пектиновые вещества, витамины С, РР, ф у п п ы В, минеральные
вещества. Отличительной особенностью топинамбура является высокое
содержание
полифруктозана
инулина
и
его
производных.
Инулин
известен как биогенный фактор, способствующий росту и развитию
естественной
микрофлоры
связанных
дисбактериозами.
с
кишечника
при
различных
Использование
заболеваниях,
инулина
в
лечебной
практике способствует улучшению деятельности желудочно-кишечного
тракта,
повышает
иммунитет,
нормализует
содержание
сахара
и
холестерина в крови.
Максимальное сохранение нативных свойств растительного сырья
обеспечивает
технологическая
переработка
с
применением
низких
температур. Однако в научно-технической литературе отсутствуют четкие
рекомендации относительно способов и режимов холодильной обработки
клубней топинамбура. В связи
механизмов
продз'ктов
формирования
из
клубней
низкотемпературного
с этим актуальным является выяснение
качества
охлажденных
гопинамбура
и
консервирования
и
разработка
замороженных
технологии
для расширения
его
ассортимента
функциональных продуктов питания.
Работа выполнена в соответствии с «Концепцией государственной
политики в области здорового питания населения Р Ф на период до 2005 г»
а также в соответствии с тематикой Н И Р кафедры технологии молочных и
консервированных продуктов
К у б Г Т У на 2001-2005гг при поддержке
Р Г Н Ф , проект № 03-06-00532 а/ю.
РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ |
БИБЛИОТЕК^
1БЛИ0ТЕКА
1
f-T^V,
С.(
оэ
1.2 Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилась
разработка
технологии
низкотемпературного
консервирования
топинамбура и расширение ассортимента продуктов функционального
питания на его основе.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи
исследований:
- изучить влияние низких температур на состав, свойства
и
биохимические характеристики топинамбура;
- установить возможность
хранения клубней топинамбура
при
близкриоскопических температурах;
- исследовать изменения углеводного комплекса топинамбура при
низкотемпературной обработке и хранении;
определить
активность
окислительно-восстановительных
ферментов топинамбура и ее изменения под действием технологических
факторов;
теоретически
и
экспериментально
обосновать
режим
бланширования топинамбура перед замораживанием;
-
разработать
рецептуры
и
технологию
быстрозамороженных
овощных смесей с топинамбуром для функционального питания.
разработать
техническую
документацию
на
новые
виды
быстрозамороженных овощных смесей на основе топинамбура.
1.3 Н а у ч н а я новизна работы заключается в том, что
- теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что
замораживание
топинамбура
технологической
обработки)
до
-18''С--30°С
стабилизирует
(после
содержание
первичной
питательных,
физиологически активных компонентов сырья и расширяет возможность
получения новых функциональных продуктов питания;
- установлено, что хранение
клубней при близкриоскопических
температурах (-l^C- -4''С), позволяет минимизировать влагопотери сырья,
сохранить товарное качество и пригодность для дальнейшей переработки;
- огтределен характер изменения углеводного комплекса топинамбура
при холодильной обработке и хранении: в процессе хранения массовая
доля спирторастворимых Сахаров увеличивается, инулина снижается и не
происходит существенного изменения количества редуцирующих Сахаров.
Скорость гидролиза инулина уменьшается при понижении температуры с
+3°С до -3''С -в 2 раза, до - 1 S V - в 6 раз;
-определены
термо-
восстановительных
и
криостабильность
ферментов
топинамбура
окислительнопероксидазы
и
полифенолоксидазы, что послужило основанием для выбора способа и
режима бланширования сырья перед замораживанием;
- разработана
математическая
модель
процесса
топинамбура
в среде молочной (творожной)
оптимальные
параметры: температура
бланширования
сыворотки, определены
95^1 ОО^С, время 7-10
минут,
соотношение топинамбура и сыворотки 1:3;
- подобраны композиции для новых видов
смесей
на
основе
топинамбура,
быстрозамороженных
обеспечивающих
комплекс
органолептических, питательных, профилактических свойств продуктов и
предназначенных для функционального питания;
- новизна технологических решений подтверждена выдачей патента
№ 2261630 Р Ф , М П К ' С2 А 23 L 1/30, 1/212, А 23 В 7/00, 7/04 Способ
производства замороженного топинамбура.
1.4 Практическая значимость работы и реализация ее результатов
Разработана
техническая
документация
на производство
новых
быстрозамороженных овощных смесей на основе топинамбура: Т И и Т У
9165-106-02067862-2004
топинамбура».
«Быстрозамороженные
Проведена
промышленная
смеси
апробация
на
основе
предложенной
технологии на О А О консервный комбинат «Адыгейский».
1.5
Апробация
работы.
Основные
результаты
работы
были
представлены на Международной научной конференции «Прогрессивные
пищевые технологии третьему тысячелетию» (г.Краснодар, 2000); на
Международной
научно — практической
конференции «Проблемы
и
перспективы развития агропромышленного комплекса регионов России»
(г.Уфа,
2002);
на
Второй
Всероссийской
научно-технической
конференции-выставке с международным участием «Высокоэффективные
пищевые технологии, методы и средства для их реализации», (Москва,
2004); на Всероссийской научно-практической конференции «Пищевая
промышленность:
(г.Краснодар
интеграция
2005);
на
науки,
образования
научно-методических
технологии консервирования К у б Г Т У
и
производства»
семинарах
кафедры
(1999-2005). Материалы работы
были использованы при разработке инновационного проекта «Организация
производства
консервов
функционального
назначения
на
основе
топинамбура», отмеченном дипломом на V Московском международном
салоне инноваций и инвестиций 15-18 февраля 2005 г.
1.6 Публикации. По
материалам диссертации опубликовано
14
научных работ, в том числе 4 статьи и 10 тезисов.
1.7
состоит
Структура
и объем диссертации. Диссертационная
работа
из введения, аналитического обзора патентно-информационной
литературы,
экспериментальной части, выводов, списка использованной
литературы и приложения.
Основной
компьютерного
текст
диссертации
текста, содержит
изложен
25 таблиц
использованной литературы включает
на
180
страницах
и 43 рисунка.
Список
175 источников, в том числе 40-
иностранных авторов.
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 О б ъ е к т ы и методы исследований
Объектами
исследований
служили
клубни
топинамбура
«Интерес» урожая 2001-2004 годов, которые подвергали
сорта
первичной
технологической обработке и хранению в охлажденном и замороженном
состоянии при различных температурно - влажностных режимах.
Общая схема исследований приведена на рисунке 1.
Для оценки качества топинамбура в процессе холодильной обработки и
хранения определяли следующие показатели: убыль массы по Г О С Т Р
51442-99; активную кислотность— потенциометрически; массовую долю
сухих веществ - рефрактометрически по Г О С Т Р 51433-99; титруемую
кислотность - титрометрически по Г О С Т Р 51434-99; редуцирующие
вещества и общий сахар - гексацианоферратным методом; инулин - по
методу, изложенному в руководстве Ермакова А.И.; количественный
состав поверхностной микрофлоры - чашечным методом; активность
полифенолоксидазы- спектрофотометрическим методом; активность
Аншгиз информационно-иаген гной jiHiepaiypbic использованием MaiepnaiiOB научных библио1ек и сис1емы Inlemel
Изучение влияния низких температур на камеегвенные и количественные изменения топиначбура
Хранение при низких
положительньтх температурах
(О-4)" С
Замораживание и хранение при
-18"Си-30"С
Разработка способа и режима бланширования
Разработка рецептур и технолопга производства быстрозамороженных овощных смесей
+
Химический состав
*
Органолситичсская оценка
+
Показатели безопасности
♦
''
+
Разработка нормативной документ-ации на продукты функционального питания. Апробация технологии производсхва.
Рисунок 1 - Общая схема исследований
пероксидазы
-
бензидина;
на
фотоэлектроколориметре
аминокислотный
состав
по
скорости
методом
окисления
обращенно-
фазной
высокоэффективной жидкостной хроматографии на приборе «Милихром
- А 0 2 » ; массовую долю золы - по Г О С Т 25555.4 - 9 1 ; количество общего,
белкового азота - микрометодом Кьельдаля, небелкового - по разности
общего
и
белкового,
по
ГОСТ
26889-86;
витаминов
В],
Вг
-
флуорометрическим методом, витамин Р Р - колориметрическим методом,
витамин С - титрованием 2,6- дихлорфенолиндофенолом.
2.2 Основные результаты исследования
2.2.1
Сравнительное
исследование
способов
хранения
топинамбура при низких положительных температурах
Технологическая
осенне-зимний
обеспечения
период
переработка
топинамбура
и предполагает
ритмичной
работы
создание
оборудования.
осуществляется
запасов
сырья
Однако
в
для
хранение
топинамбура, даже кратковременное, представляет серьезною проблему.
Клубни имеют тонкий пробковый слой, поэтому быстро усыхают и легко
поражаются микроорганизмами.
Для овощей, очень чувствительных к усушке, в дополнение к низким
температурам
рекомендуется
применять
гидроорошение,
упаковку
в
полимерные мешки и пленку.
Нами изучена эффективность данных методов в отношении клубней
топинамбура.
Сырье после сбора подвергали сортировке, калибровке и мойке.
Хранение клубней осуществляли при температуре t= 0V^+4''C:
- в ящиках с периодическим гидроорошением и без него (контроль);
- в полиэтиленовых мешках, целых и перфорированных;
- упакованными в пленку методом обтягивания.
Как показано на рисунке 2, все указанные способы в разной степени
позволяют сократить влагопотери, их эффективность увеличивается в
ряду:
гидроорошение,
мешки
перфорированные,
цельные
мешки,
полимерная пленка. Герметичная упаковка снижает убыль массы в
раз по сравнению с контролем.
4-6
у = -0,0693х+ 100,92
у=-0,1017х+100,2
у--0,1917х+98,175
у = -0,3077х+ 101,35
у = -0,3377х + 100,52
30
60
90
Продолжительность хранения, сут
"~~~ Полимерные чешки с перфорацией
—
— Полимерные мешки- целые
—~ Пленка методом о&гягивания
"
Без гидроорошения (контроль)
С гидроорошением
Рисунок 2 - Снижение массы клубней топинамбура при хранении в
различных условиях при t=0-^4''C
Таким образом, хранение клубней
при низких
положительных
температурах требует дополнительных мер, регулирующих
влагообмен
сырья с окружающей средой. Это сопряжено с затратами на специальное
оборудование камер, приобретение упаковки
усложняет
процесс
и ее утилизацию, а также
подготовки сырья к хранению. Поэтому
поиск
решения проблемы был продолжен в области отрицательных температур.
2.2.2
Исследование
изменений
клубней
топинамбура
при
хранении в условиях близкриоскопических температур
Учитывая, что топинамбур относится к холодостойчивым культурам и
хорошо выдерживает замораживание-размораживание, была выдвинута
рабочая
гипотеза
о
возможности
хранения
клубней
при
близкриоскопических температурах. В ходе исследований установлено,
что для клубней топинамбура, различных по величине, содержанию сухих
веществ и условиям выращивания эти температуры находятся в интервале
от -2 до -А^С. Данный температурный режим и
дальнейших исследований.
был выбран для
10
С р а в н и т е л ь н а я оценка изменения м а с с ы и с у х и х в е щ е с т в к л у б н е й при
разных
температурах и прочих равных у с л о в и я х хранения приведена на
р и с у н к е 3.
У б ы л ь м а с с ы после трех месяцев хранения п р и б л и з к р и о с к о п и ч е с к и х
температурах б ы л а в 4 раза м е н ь ш е , а содержание с у х и х в е щ е с т в — более
с т а б и л ь н ы м , ч е м п р и о б ы ч н о м р е ж и м е (t=0''C-4''C)
^ В сухие вещества при
t= 0-+4С
■ ■ сухие вещества при
t= -2-4С
-♦— масса клубпей при
t= 0-+4С
Q
-ir.
гд
пл
- • - м а с с а клубней при
Продолжительность хранения, сут
Рисунок
3- И з м е н е н и е
массы
и сухих
веществ
топинамбура
при
р а з л и ч н ы х температурах хранения
Физиологическая активность топинамбура обусловлена
составом.
В
процессах,
связанных
с
накоплением
углеводным
запасных
форм
углеводов в к л у б н я х , и г р а ю т роль м н о г и е ф а к т о р ы : температура воздуха и
п о ч в ы , к о л и ч е с т в о в ы п а в ш и х осадков, деятельность
фотосинтетического
аппарата р а с т е н и я , с р о к и у б о р к и , у с л о в и я хранения и другие.
На
рисунке
4
представлены
изменения
углеводного
т о п и н а м б у р а , в ы р а щ е н н о г о на М а й к о п с к о й с т а н ц и и В И Р и в
Краснодара,
графиков
в процессе хранения
можно
небольшим
увидеть,
изменением
что
при
содержания
пригороде
р а з л и ч н ы х температурах.
холодильное
хранение
редуцирующих
о б щ е г о сахара и с н и ж е н и е м и н у л и н а . Э т о
комплекса
Из
сопровождается
Сахаров,
ростом
говорит о т о м , ч т о д е с т р у к ц и я
и н у л и н а происходит с образованием олигофруктозидов. П р и температуре
0-н-4°С и з м е н е н и я в составе углеводов более в ы р а ж е н ы . Т а к , к о л и ч е с т в о
и
инулина к концу хранения при низких положительных температурах
снизилось в 2,5-4,5 раза, при близкриоскопических - в 1,4-1,6 раз.
30
60
90
Продолжительность хранения, сут
30
60
Прода1Жительность хранения, сут
30
60
Продолжительность хранения, сут
-t= -2-4С, Краснодар
- Ь - 2 - 4 С , Майкоп
• t= 0-+4С, К раснсщар
•t-O-MC, Майкоп
Рисунок 4- Изменение состава углеводов TonHHav6ypa при различных температурах
хранения
12
Характер
изменений
в
образцах,
отличающихся
условиями
выращивания и начальным содержанием инулина, был идентичным.
Таким образом, пол>'ченные результаты подтверждают преимущества
хранения топинамбура при близкриоскопических температурах.
Проведенные нами микробиологические исследования показали, что
снижение
температуры
клубней
до
-2--4''С
тормозит
развитие
микроскопических грибов, однако бактерии сохраняют способность к
росту и размножению. Это послужило основанием для
ограничения
рекомендуемого срока хранения при температурах минус 2- минус 4''С до
60 - ти суток.
В о избежание возможной микробиологической порчи клубни перед
хранением необходимо тщательно сортировать, мыть, а для увеличения
продолжительности хранения - проводить обработку антисептическими
средствами.
С целью обоснования способа хранения клубней топинамбура при
близкриоскопических
температурах
были
определены
показатели,
характеризующие качество сырья. Результаты представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Химический состав свежих и хранившихся при
близкриоскопических температурах клубней топинамбура, % на сырую
массу
Показатели
Топинамбур
свежий
Сухие вещества
- общие
- растворимые
Кислотность
- активная
- титруемая
Сахара
- ред>щ1рующие
- общие
Инулин
Азот
-общий
- белковый
- небелковый
Белок N*6,25
Зола
после 60 сут хранения при
t= -2—Л
22,18
20.5
23,22
21,6
6,42
0,17
6.04
0.21
1,08
10,5
6,25
1,08
14,4
3,72
0,63
0,60
0.03
3 80
0,6
0,54
0,06
1,1
3,5
1,0
13
Как
видно, показатели химического состава топинамбура
хранения
незначительно
хранение
при близкриоскопических
отличаются
от
исходного.
температурах
Таким
позволяет
после
образом,
снизить
убыль массы, питательных веществ, обеспечить высокое качество сырья,
поэтому данный способ может быть рекомендован в промышленности для
сохранения клубней топинамбура перед последующей переработкой.
На основании результатов исследований разработана технологическая
схема хранения топинамбура, которая включает в себя доставку сырья,
приемку, мойку, сортировку, вторичную мойку, охлаждение ледяной водой
или воздухом с последующим хранением при t= -2—-4''С. Рекомендуемый
срок хранения - 60 суток.
2.2.3
Исследование
изменений
топинамбура
при
различных
режимах замораживания и хранения
Длительное сохранение качества сырья обеспечивает замораживание,
глубина которого определяется спецификой объекта, продолжительностью
хранения, а также соотношением достигаемого технологического эффекта
с затратами на производство холода.
Изменения, происходящие в замороженных пищевых продуктах при
хранении,
следует
рассматривать
как
общий
эффект
холодильной
обработки, при котором происходит углубление физико- химических
процессов, начавшихся при замораживании.
Перед замораживанием топинамбур мыли, сортировали, резали на
кубики, замораживали до минус 1 S^C и минус ЗО'^С и хранили в течение 4
месяцев. Образцы упаковывали в полимерные мешки вместимостью 0,5 кг.
Поученные результаты говорят о том, что температура хранения не
оказывает существенного влияния на изменение массы, содержание сухих
веществ, величину рН и динамику изменения углеводных компонентов
топинамбура.
В первый месяц хранения как при -IS^C, так и при -ЗО^С содержание
инулина и редуцирующих Сахаров снижалось на 0,4^0,6% и 0,1-0,2%
соответственно, а общего сахара - увеличилось. В дальнейшем содержание
инулина оставалось стабильным, редуцирующих сахароз незначительно
повысилось, а количество общего сахара колебалось в интервале 12 - 16%.
WtWHWaUH'T'iimW'"**'"».'^''''"^*
■fMWW.MMMW
14
2.2.4
Изучение
влияния
технологических
факторов
на
окислительно - восстановительные ферменты в топинамбуре
Основной проблемой при технологической переработке, в том числе
при замораживании топинамбура,
является
потемнение
сырья
из-за
ферментативного окисления полифенолов, которое приводит к снижению
пищевой ценности и товарного качества продуктов. Поэтому одной из
наших задач было изучение влияния низких температур на окислительновосстановительные
ферменты
топинамбура:
пероксидазу
(ПО)
и
полифенолоксидазу ( П Ф О ) .
Л
-J
Q После
-|
замораживания
■ Через 30 суток
О Через 60 суток
-18
-30
-18
ПО
-30
ПФО
Температура хранения, С
Рисунок 5 - Изменение активности ферментов топинамбура при
замораживании и хранении
Данные рисунка 5 свидетельствуют, что при замораживании
низкотемпературном
и
хранении активность П О заметно снижается, а
активность П Ф О остается довольно высокой. Через 60 суток при -18°С
активность П Ф О составила 5 1 % , при -30V -63 %
в сравнении со
свежезамороженным сырьем.
Таким
превращений
образом,
в
низкотемпературного
исследований
ферментов.
вероятность
топинамбуре
была
нежелательных
сохраняется
хранения,
разработка
поэтому
в
течение
следующим
эффективного
ферментативных
всего
этапом
способа
периода
наших
инактивации
15
2.2.5
Обоснование
способа
предварительного
бланширования
топинамбура перед замораживанием
Для обоснования
обработку очищенного
способа и режима бланширования тепловую
и нарезанного на кубики 10*10*10 топинамбура
проводили в воде, в растворе лимонной кислоты и творожной сыворотке,
при этом
варьировали температуру
и
продолжительность
Наибольшие потери сухих веществ при 15 минутном
процесса.
бланшировании
топинамбура были отмечены в воде- 6 2 % , наимерп>шие - в молочной
(творожной) сыворотке- 2 1 % (рисунок 6).
Сыворотка - побочный продукт переработки молока, достаточно
дешевый и доступный. Она содержит 6 % сухих веществ, в том числе
органические
кислоты, минеральные элементы, витамины, азотистые
вещества и антибактериальные компоненты.
Бланширование топинамбура
готового
продукта
с
в сыворотке
хорошими
обеспечивает получение
органолептическими
показателями:
приятного светло-желтого цвета, с упругой, плотной консистенцией. Этому
технологическому
приему
и
было
отдано
предпочтение.
Данные,
подтверждающие его способность эффективно предупреждать потемнение
продукта, приведены на рисунке 7. Изменение цвета коррелировало с
величиной оптической плотности экстрактов топинамбура в области длин
волн 410-430 нм.
v
Время,
минуты
D
■
В
■
V v -^^ v vr i:
Ллшаа вол^|
'TV
Небланшированный
Свежеизмельченный
Бланшированный в воде
Бланшированный в сыворотке
Рисунок 6 - Изменение сухих веществ Рисунок 7 - Спектры поглощения водно клубней топинамбура в зависимости от среды спиртовьрс экстрактов свежеизмельченного и
бланширования и времени
выдержанного на воздухе топинамбура
16
Установлено
также,
что
бланширование
сопровождается
перераспределением компонентов сыворотки и топинамбура таким образом,
что растительное сырье обогащается витамином Вз, молочной кислотой,
аминокислотами, а сыворотка
олиго- и полифруктозидами, которые
являются стимуляторами роста бифидобактерий (рисунок 7, 8).
■
„■
■ ■
■
■ ■:
-М
Ш
Ш^Ш
■ 1 Hi
16
12
10
0
ред. сах
общ. сах
18
^ 16
£
%''
S 12
|.10
1 8
ч
1 ''
1 2
инулин
х-
Л1
ред. сах
общ. сах
инулин
0 ^■топинамбур после бланшировани
■ топинамбур до бланширования
-♦— сыворотка после бланширования
■—сыворотка до бланширования
Рисунок 8 - Содержание углеводов в
топинамбуре и сыворотке до бланширования
___ _._Ж'
^_._ж S'.
Рисунок 9 - Содержание углеводов в
топинамбуре
и
сыворотки
посте
бланширования
Это предопределяет пути дальнейшего использования сыворотки: для
получения
бифидогенных
кормов
или
же
в
качестве
компонента
питательной среды для бифидобактерий.
2.2.6
Математическое
обоснование
оптимального
режима
бланширования топинамбура перед замораживанием
С
целью
разработки
режима
бланширования
топинамбура
и
определения оптимальных значений технологических параметров был
реализован трехфакторный эксперимент по ротатабельному плану второго
порядка Бокса - Хантера. Условия проведения эксперимента представлены
в таблице 2.
Основными факторами процесса бланширования являются: влияние
температуры (t)
- фактор X ,
время (т) -
топинамбура и сыворотки (ш)- фактор Z.
фактор
Y,
соотношение
17
Т а б л и ц а 2 - П а р а м е т р ы трехфакторного эксперимента
Уровень
планирования
Соотношение
топинамбура и
сыворотки
Температура, ° С
Время, мин.
X
92
У
10
4
5
11,6
100
84
20
0
33 3
Основной
Интервал
варьирования
Верхний+1,682
Нижний-1,682
Z
66,6
80
К р и т е р и я м и оценки влияния факторов на процесс
бьши
приняты
содержание
сухих
веществ
и
бланширования
изменение
активности
пероксидазы.
На
основании
обработки
экспериментальных
данных,
отсева
незначимых коэффициентов по критерию Стьюдента получены следующие
уравнения р е ф е с с и и , адекватно описывающие влияние тепловой обработки
н а активность пероксидазы(А) и изменение массовой доли сухих веществ(С)
С= -494,5+ 0,4185 *Y-0,063* Z- 0,062* Х^- 0,03* 7}
(1)
А = 0,0017* Y - 0,004* Y * Z + 0,0005* V V 0,00005* Z^
(2)
Проверка по критерию Фишера показала, что полученные уравнения
адекватно описывают эксперимент.
Полученные
программы
поверхности,
нелинейные
«Статистика»,
зависимости обрабатывали с
что
отображающие
позволило
изменение
получить
количества
помощью
пространственные
сухих
веществ
и
активности пероксидазы при различных условиях проведения процесса
(рисунки 10,11).
Анализ
полученной
зависимости
позволяет
определить,
что
наибольшая степень инактивации ферментов достигается при температуре
95-100 С в течение 7-10 минут при соотношении топинамбура и сыворотки
1:3, что было учтено при разработке режима бланширования топинамбура
перед замораживанием.
18
Рисунок I о - Изменение активности
пероксидазы в зависимости от времени и
температуры
2.2.7
Изменение
Рисунок 11 - Изменение массовой доли
с>хи\ веществ в клубнях топинамбура в
зависимости от времени и температуры
химического
состава
топинамбура
при
замораживании и хранении
Необходимым
этапом
для
достижения
намеченной
цели
было
изучение показателей, характеризующих сохранение полезных свойств
сырья при замораживании и хранении. Поскольку снижение температуры
до -30 С не давало существенного выигрыша в стабилизации качества
топинамбура,
экономически
целесообразным
было
признано
использование режима -1 S^C с предварительным бланшированием.
Результаты исследований химического состава свежего топинамбура
и замороженного после шести месяцев хранения при -IS^C
представлены
в таблице 3
Показатели
1
Сухие вещества:
-общие
- растворимые
Кислотность
- активная
- титруемая
Сахара
- редуцирующие
-общие
Инулин
Содержание, % на сьфую массу
замороженный топинамбур
свежее сырье
3
2
22,18
20,5
21,6
18,2
6,42
0,17
5,66
0.30
1.08
10,51
1.58
11,16
6,25
4,87
19
Продолжение таблицы 3
1
Азот
- общий
- белковый
- небелковый
Белок N*6,25
Зола
Витамины мг/ЮОг
3
0,63
0,60
0,03
3,80
0,62
0,58
0,04
3,76
10,93
0,17
0,12
0,27
3,65
0,15
0,32
0,19
1,1
С
В,
В2
РР
Биологическая
количеством
2
ценность
незаменимых
1,0
продуктов
определяется
аминокислот.
Их
составом
содержание
и
остается
п р а к т и ч е с к и п о с т о я н н ы м в т е ч е н и е всего периода хранения топинамбура в
з а м о р о ж е н н о м с о с т о я н и и , что подтверждается д а н н ы м и , представленными
в таблице 4.
Таблица
4
-
Содержание
топинамбуре
Аминокислоты
Валик
i
Изолейцин
1
Лейцин
1
Лизин
1
Метионин + Цистин |
Треонин
Фенилаланин
+|
Тирозин
1
Полученные
перспективность
аминокислот
Уровень
предлагаемый
ФАО/ВОЗ.
г/100 г белка
5,0
4,0
70
5,5
3,5
4,0
60
свежем
Свежее сырье
содержан
ие
3,91
4,52
6,63
5,94
2,23
3,43
6.15
скор, %
78,0
112,5
94,3
107.3
62,8
85,75
101,7
и
замороженном
Замороженный
топинамбур
содержан
скор,%
ие
3,69
73,8
4,31
1 107,75
6,69
!
95.57
6,0
1 109,09
2,0
1 57,14
3,46
1
86,5
5.85
1
97,5
1
экспериментальные
технологии
в
данные
подтверждают
низкотемпературного
консервирования
т о п и н а м б у р а п р и -18°С для п о л у ч е н и я товарной ф о р м ы продукта и л и к а к
полуфабриката д л я производства быстрозамороженных смесей.
20
2.2.8
Разработка
рецептур
и
технологии
производства
быстрозамороженных смесей на основе топинамбура
Новым направлением в пищевой технологии является производство
быстрозамороженных продуктов для функционального питания, а также
предназначенных
для
отдельных
категорий
потребителей, например,
больных диабетом.
Результаты проведенных исследований были положены в основу
разработанной нами технологии быстрозамороженных овощных смесей на
основе топинамбура (см. рисунок 12).
Предложено
6
Экспериментально
оригинальных
были
peuerrrj'p
подобраны
замороженных
оптимальные
смесей.
соотношения
топинамбура и различных овощей, обеспечивающие приятный
вкус и
аромат, а также благоприятную консистенцию. В таблице представлены 3
вида смесей, получивших наиболее высокую дегустационную оценку.
Таблица 5 -Рецептуры новых видов быстрозамороженных смесей
Рецептура компонентов, %
Наимеиов
ание б/з
смеси
Смесь
«Овощная»
Смесь
«Овощное
ассортю)
Смесь
«Золотнстая
f
1
Я"
2
f^
У
я
S
X
9В
У %
1
18
.
117
15
20
.
,
-
,
15
20
!-45
-
35
36
Быстрозамороженные
овощные
к
11 1 i
ич II II 1 III
_
10
8
2
4.9±0.1
12
-
13
5
4.8±0,2
_
14
10
5
4,8±0,2
смеси
на
основе
топинамбура
характеризуются низким гликемическим индексом и предназначены как
для общего, так и для функционального питания как источник инулина,
витаминов, минеральных
факторов.
веществ, пищевых
волокон, бифидогенных
21
Т е х н о л о г и ч е с к а я с х е м а п р о и з в о д с т в а б ы с т р о з а м о р о ж е н н о й с м е с и на о с н о в е
топинамбура «Осенняя»
Цветная капуста
Доставка
Приемка
Хранение
Очистка головок
от покровных
листьев
Отделение кочерыг
Разделение головок
на соцветия
Мойка
Ополаскивание
Бланширование в воде
с добавлением
1 % соли и 0,15%
лимонной кислоты
9 7 ^ , 2 мвн
Охлаждение
Удаление поверхностной
Влаги
Замораживание
Хранение
Дозировка
Перец сладкий
Топинамбур
Морковь
Доставка
Приемка
Хранение
Сортировка
Мойка
Очистка
Доочистка
Инспекция
Ополаскивание
Резка
Бланширование в
сыворотке при 95-lOQfC,
7-10 минут
Охлаждение
Удаление поверхностной
влаги
Замораживание
Хранение (-18°С)
Дозировка
Смешивание
^
Фасовка
Упаковка
Маркировка
Реализация
Доставка
Приемка
Хранение
Сортировка
Калибровка
Мойка
Обрезка верхушек
корнеплодов
Мойка
Ополаскивание
Очистка от кожиш>1
Инспекция
Ополаскивание
Резка
бланширование в при
воде
npHW-gsV,
3-5 минут
Охлаждение
Удаление поверхносгаой влаги
Замораживание
Хранение
Дозировка
Зеленый горошек
t
Зелень
Доставка
Доставка
Доставка
Приемка
Приемка
Хранение
Мойка
Очистка
Инспекция
Бланширование в воде
при 80-90"С, 2-4 минуты
Охлаждение
Удаление поверхностной
влаги
Инпекция
Замораживание
Хранение
Дозировка
Приемка
Хранение
Инспекция
Очистка от плодоножек
и семенников с семенами
Мойка
PejKa
Бланширование в воле
при 100'с 3-5 минут
Охлаждение
Удаление поверхностной
влаги
Замораживание
Хранение
Дозировка
Хранение
Сортировка
Мойка
Стекание воды
Резка
Замораживание
Хранение
Дозировка
Рисунок 12- Технологическая схема производства быстрозамороженной
овощной смеси на основе топинамбура
22
Выводы
1.
Определены физико- химические, химические и биохимические
изменения
топинамбура
при
различных
режимах
охлаждения,
замораживания и хранения в диапазоне температур от +4 С до -30 С, что
послужило основанием для разработки технологии низкотемпературного
консервирования
топинамбура
и
расширения
ассортимента
функциональных продуктов питания.
2.
Обоснован
эффективный
способ
хранения
топинамбура
при
близкриоскопических температурах. Показано, что убыль массы клубней
после двух месяцев хранения при t=-2--4*'C составляет не более 3-4%, а
химико-технологические
показатели
свежего
рекомендован для
сырья. Способ
несущественно
отличаются
хранения
клубней
от
перед
переработкой.
3.
Определен
топинамбура
при
характер
изменений
низкотемпературной
углеводного
обработке.
комплекса
Хранение
в
охлажденном и подмороженном состоянии, сопровождается частичным
гидролизом
инулина,
незначительным
накоплением
увеличением
спирторастворимой
количества
фракции
редуцирующих
и
Сахаров.
Замораживание топинамбура и хранение при -IS^C снижает скорость
гидролиза инулина в 6 раз.
4. Установлено, что для топинамбура сорта «Интерес» характерна
высокая активность окислительно-восстановительных
активность
пероксидазы
(ПО)
выше,
чем
в
ферментов ( О В ) :
картофеле
в
12 раз,
полифенолоксидазы ( П Ф О ) - в 7 раз. Глубокое замораживание и хранение
при
-18-ь-30°С
способствует
инактивации
ПО,
а
активность
ПФО
сохраняется на уровне 50-70%.
5. С целью инактивации О В
замороженного
топинамбура
бланширования
сырья
в
ферментов и стабилизации цвета
предложен
среде
молочной
способ
предварительного
(творожной)
сыворотки,
позволяющий снизить потери сухих веществ на 11-14 % по сравнению с
23
бланшированием в воде и улучшить органолептические свойства продукта:
цвет, вкус, консистенцию.
6. Разработана математическая модель процесса бланширования по
предложенному способу, определены оптимальные параметры процесса:
температура
95-100"С, время
7-10
минут,
соотношение
продукта
и
сыворотки 1:3.
7.Разработаны
технологии
и
овощных
смесей
быстрозамороженных
рецептуры
на
шести
основе
видов
топинамбура,
предназначенных для функционального питания в качестве источников
пребиотиков, пищевых волокон, комплекса природных биологическиактивных веществ.
8. На новые виды продуктов составлена техническая документация
Т И и Т У 9165-106-02067862-2004 «Быстрозамороженные смеси на основе
топинамбура»,
которая
апробирована
в
производственных
Экономический эффект от внедрения разработки составил
условиях.
1555-1600
рублей на тонну готовой продукции.
Список работ, опубликованных по теме диссертации
1
Кожухова М.А.. Андреева Л.П., Евсюкова (Хрипко)И.А. /Сравнение
способов холодильного хранения топинамбура // Международная научная
конференция «Прогрессивные технологии - третьем^' тысячелетию». Краснодар, 2000. - С. 136.
2.
Евсюкова (Хрипко) И.А., Андреева Л.П. / Разработка новых видов
консервов из топинамбура // Научный журнал «Труды КубГТУ» Пищевая
промышленность Выпуск 1. Т. IX. - Краснодар: Кубан. гос. технол. ун-т. 2001. С. 310-313.
3.
Евсюкова (Хрипко) И.А.. Кожухова М.А., Андреева Л.П. / Создание
новых продуктов из нетрадиционного сырья // Тезисы докладов международной
научно - практической конференции «Потребительский рынок: качество и
безопасность товаров и услуг». - Орел, 2001. - С. 194-195
4.
Евсюкова (Хрипко) И.А.. Кож}'хова М.А. / Изменение состава
топинамбура при различных температурах хранения // Актуальные проблемы
инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами
и создание
функциональных продуктов. - Москва, 2001. - С. 76 -77.
5.
Хрипко И.А., Кожухова М.А,. Лебедев А.Б. / Хранение и
переработка нетрадиционного сырья // Тезисы докладов международной научно
практической конференции «Проблемы и
перспективы развития
агропромышленного комплекса регионов России». - г. Уфа, 2002. - С. 252-253.
РНБ Русский фоьА
1^^П58^
^^
,,
2006^
22205
6.
Хрипко И.А., Кожухова М.А. / Изменение углеводного состава
топинамбура при замораживании и хранении // Известия Вузов. Пищевая
технология. - 2003. - Хо4 - С. 72-74.
7.
Хрипко И.А., Кожухова М.А. / Быстрозамороженные смеси на
основе топинамбура // Тезисы докладов X X X I научной конференции студентов и
молодых ученых вузов южного федерального округа, посвященной 35 - летию
Кубанского Государственного университета физической культуры, спорта и
туризма. - Краснодар, 2003-2004. Часть 1. ~С. 230 - 231.
8.
Хрипко
И.А.,
Кожухова
М.А.
/Разработка
технологии
низкотемперат>рного консервирования топинамбура // Международная
конференция «Пробиотики, пребиотики, синбиотики и функциональные
продукты питания Современное состояние и перспективы». - Москва. 2004. — С.
206 -207.
9.
Хрипко И А., Кожухова М.А, / Быстрозамороженные овощные
смеси на основе топинамбура //II Международный си.мпозиум «Пищевые
биотехнологии: проблемы и перспективы в X X I веке» - г, Владивосток, 2004. С. 186
10.
Кожухова М.А., Хрипко И.А. Бакуменко А.Е. /Разработка
технологии быстрозамороженных продуктов из топинамбура // Сборник трудов.
Вторая
Всероссийская
на)^но-техническая
конференция-выставка
с
международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и
средства для их реализации» 20-21 октября 2004 года М Г У П П г. Москва - С.
111-114.
11.
Бархатова Т.В.. Кож>-хова М.А. Хрипко И.А. /Создание продуктов
функционального питания на основе топинамбура //Наука Кубани. - 2004. -№3. С. 120-124
12.
Разработка
элементов
технологии
низкотемпературного
консервирования топинамбура Сборник материалов Международной научнопрактической конференции «Актуальные проблемы качества и безопасности
продовольственного сырья и пищевой продукции».- Краснодар 2005.- С 86-89
13.
Кожухова М.А., Бархатова Т.В.. Алтуньян М.К.. Хришсо И.А.,
Рыльская Л.А. / Разработка технологии продуктов функционального питания на
основе топинамбура // Известия вузов. Пищевая технология. -2005.- №2-3.- С.
21-23.
14.
Кож>'хова М.А., Хрипко И.А, Бакуменко А.Е. /Хранение
топинамбура при близкриоскопических температурах // Всероссийская научнопрактическая конференция «Пищевая промыщленность: интеграция науки,
образования и производства» 26-28 мая 2005 г. - Краснодар - С. 322-323
15.
Пат. 2261630 РФ. МПК^ С2 А 23 L 1/30, 1/212, А 23 В 7/00, 7/04
Способ производства замороженного топинамбура /Кожухова М.А.. Хрипко
И.А. № 2004100585/13:, Заяв.
05.01.2004;
Опубл.
Бюл. № 28, 2005
Подписано
в печать 0111 2005г
Г^ншп10.10.2005.
ра Тайме
Печать риюграфня Бумага офсетная
3aKaj № 1173 Тираж 100 экз
Отпечатаио в типотрафин 0 0 0 «Копи-Принт»
Краснод^ > 1 Красная 176, оф 3 т'ф 279-2-279
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
867 Кб
Теги
bd000102324
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа