На правах рукописи

ЯКОВЛЕВА ТАТЬЯНА ПАВЛОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЛОДОВО-ЯГОДНОГО ДЕСЕРТА НА

ОСНОВЕ ОБЛЕПИХОВОГО СОКА

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения и

переработки злаковых, бобовых культур,

крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва – 2011

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

кандидат технических наук, доцент

Научный руководитель:

Филимонова Елена Юрьевна доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Гореньков Эдуард Семенович доктор сельскохозяйственных наук, профессор Калинина Ида Павловна Управление пищевой, перерабатывающей и

Ведущая организация:

фармацевтической промышленности Алтайского края

Защита состоится «23» декабря 2011 года в1100 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г.

Разумовского» по адресу: 109029, Москва, ул. Талалихина, д.31, ауд.36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского Отзывы высылать по адресу: 109004, г Москва, ул. Земляной вал, д.

Автореферат отправлен на размещение на сайт [email protected] и размещен на сайте ФГБОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского www.mgutm.ru Автореферат разослан: «23» ноября 2011 года

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122. кандидат технических наук, доцент Конотоп Н.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сохранение здоровья и продление жизни населения страны связано с обеспечением биологически ценного питания для всех возрастных и социальных групп граждан.

Недостаточное потребление населением витаминной продукции приводит к скрытому хроническому дефициту витаминов - гиповитаминозу, представляющему весьма серьёзную опасность для здоровья человека. Поэтому необходимо как можно шире в профилактическом питании использовать плоды и ягоды, являющиеся источником витаминов и минеральных веществ.

Сырьем высокой пищевой ценности, обладающим профилактическими и лечебными свойствами, является облепиха. В облепихе содержится значительное количество веществ, обладающих фитонцидными и консервирующими свойствами: органические кислоты (яблочная, сорбиновая, аскорбиновая), полифенолы (катехины, лейкоантоцианы, антоцианы), аминокислоты. Более широкое использование этой культуры будет иметь огромное значение для обеспечения населения ценными пищевыми продуктами.

О том, что сырье используется не в полном объеме, говорит тот факт, что ресурсы облепихи в настоящее время востребованы на 5-10 %. Кроме того, по всей стране сложилась практика нетрадиционного использования плодов облепихи в производстве. Большая часть урожая от 90 до 95 % перерабатывается на концентрированные полуфабрикаты для фармацевтической промышленности.

При этом эффективность использования уникальных по витаминному составу плодов составляет лишь 3-4 % (остальное выбрасывается в качестве отходов).

Довольно обширная информация представлена в литературе по составу и полезности облепихового сока. Предложены различные варианты его использования: с плодовой мякотью либо осветленного; разбавленного водой либо подслащенного; спиртованного, сгущенного, высушенного. В тоже время использование свободно выделившегося сока, которого остается более 70 % при производстве концентрированных высококаротиноидных полуфабрикатов для фармацевтической промышленности, является проблемой отрасли в крае.

В связи с вышеизложенным, актуальным является проведение комплексных исследований по разработке технологии изготовления фруктовых полуконсервов, с использованием сока из плодов облепихи, что позволит расширить ассортимент фруктовых консервов профилактической направленности.

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы являлась разработка технологий изготовления фруктовых полуконсервов с использованием сока из плодов облепихи с повышенным содержанием биологически активных веществ.

Для реализации поставленной цели были определены следующие задачи исследования:

- определить и обосновать рациональные сроки сбора плодов облепихи, позволяющие обеспечить максимальное содержание сухих водорастворимых веществ в свободно выделившемся соке;

- исследовать влияние технологических приемов на химический состав сока и его сохранность;

- обосновать применение сока из плодов облепихи, в производстве фруктовых полуконсервов;

- изучить зависимость влияния кислотности свободно выделившегося сока на структуру плодово-ягодного десерта;

- изучить зависимость влияния желирующего вещества (альгината натрия) на выход плодово-ягодного десерта;

- установить потребительские свойства плодово-ягодного десерта и исследовать их динамику в процессе хранения;

- разработать технологию плодово-ягодного десерта с использованием облепихового сока, подобрать рецептуру и рациональные сроки хранения продукта;

- разработать новый ассортимент консервов из облепихи и создать нормативную и техническую документацию на их производство.

Научная новизна работы. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность использования сока из плодов облепихи в производстве фруктовых полуконсервов.

Установлена зависимость влияния метеорологических условий на биосинтез сухих водорастворимых веществ и каротиноидов в плодах облепихи, заключающаяся в выраженном их накоплении в теплые, солнечные дни года.

Выявлено, что тепловая обработка сока позволяет стабилизировать титруемую кислотность и содержание сухих водорастворимых веществ в процессе хранения сока из плодов облепихи.

Выявлено, что тепловая обработка свободно выделившегося сока из плодов облепихи позволяет в значительной степени сохранить витамины и минеральные вещества, содержащиеся в исходном сырье.

Выявлено, что кислотность сока влияет на реологические свойства суспензии, полученной с использованием альгината натрия, выражающиеся в повышении ее динамической вязкости.

Выявлено, что альгинаты с низкой степенью полимеризации дают более мягкие гели. В случае с альгинатами с высокой степенью полимеризации, получаются более прочные, но и более ломкие гели, в которых наблюдается синерезис.

Выявлено, что использование альгината натрия с низкой степенью полимеризации позволяет увеличить выход готового плодово-ягодного десерта.

Разработана технология плодово-ягодного десерта «Облепиха».

Создан новый вид плодово-ягодных консервов, пищевая ценность которых повышена за счет введения основы – сока из плодов облепихи и желирующего вещества - альгината натрия.

Практическая значимость. Разработаны технологии получения сока из плодов облепихи и плодово-ягодного десерта на его основе. Разработаны ТУ 9163-002-2225062715-08 «Десерт плодово-ягодный», СТО 9163-002-227200072Сок облепиховый» и технологические инструкции по их производству.

Разработан способ получения плодово-ягодного десерта на основе свободно выделившегося сока из плодов облепихи (подана заявка на патент РФ «Способ получения плодово-ягодного десерта на основе свободно выделившегося сока из плодов облепихи» № 2011142929 от 24.10.2011).

Проведена опытно-промышленная апробация разработанных продуктов в Обществе с ограниченной ответственностью «Полезные продукты» и Закрытом акционерном обществе «Сибирское», расположенных на территории Алтайского края.

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертационной работе, обсуждались на: VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Качество продукции, технологий и образования, г.Магнитогорск, 2011 г; Международной научно-практической конференции «Перспективы производства продуктов питания нового поколения», г.Омск, 2011 г.; Международном научнопрактическом семинаре «Современные технологии продуктов питания: теория и практика производства», г.Омск, 2010 г; XIII Научно-практической конференции «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств», г.Барнаул, 2010 г; II Всероссийской конференции студентов и аспирантов «Пищевые продукты и здоровье человека», г. Кемерово, 2009 г; IV Международной конференции по облепихе «Облепиха на пути объединения науки и производства», г. Белокуриха, 2009 г; Международной научно-практической конференции, посвященной 75-летию образования НИИ садоводства Сибири имени М.А. Лисавенко, г.Барнаул, 2008 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 2 статьи в журналах, рецензируемых ВАК. Подана заявка на патент РФ «Способ получения десерта плодово-ягодного на основе свободно выделившегося сока из плодов облепихи».

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, методик проведения экспериментов, результатов исследований и их анализа, практических результатов, выводов, списка литературы (160 источников, в том числе 22 зарубежных авторов) и 4 приложений. Текст диссертации изложен на 133 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы, 24 рисунка и 4 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность работы, связанная с необходимостью комплексных исследований по разработке технологии фруктовых консервов, с использованием сока из плодов облепихи, что позволит расширить ассортимент фруктовых консервов профилактической направленности.

1 Обзор литературы В обзоре литературы проведен анализ отечественных и зарубежных научных данных по вопросам химического состава плодов облепихи. Значительный вклад в создание сортов облепихи внесли известные ученые И.П.Елисеев, И.П.Калинина, Е.И.Пантелеева, Э.Г.Сократова, Т.Т.Трофимов, Е.Е.Шишкина, Н.С.Щапов, В.А.Фефелов и др. В области использования облепихи для производства консервированной продукции известны работы В.Н.Тимофеевой.

2 Экспериментальная часть Исследования проводили на кафедре «Технологии продуктов питания»

ФГБОУ ВПО «Алтайского государственного технического университета им.

И.И.Ползунова», в аккредитованной лаборатории Государственного научного учреждения «Алтайский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук» (ГНУ АНИИСХ), в аккредитованной лаборатории Федерального государственного учреждения (ФГУ) «Центральная научно-производственная ветеринарная радиологическая лаборатория», в аккредитованном испытательном лабораторном центре при ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Алтайском крае», в лабораториях ЗАО «Сибирское» и ООО «Полезные продукты».

2.1 Объекты и методы исследований В соответствии с целью и задачами работы, объектами служили: свободно выделившийся сок из плодов облепихи, альгинат натрия (Е 401); консерванты, разрешенные к применению в РФ – низин (Е 234), сорбат калия (Е202), бензоат натрия (Е 211). В работе применялись как общепринятые, так и специальные методы оценки свойств сырья, полуфабрикатов и качества нового продукта.

Исследования по подбору способов сохранения свободно выделившегося сока проводились путем тепловой обработки с последующим определением физикохимических показателей качества, в том числе содержания биологически активных веществ: органических кислот, витаминов, аминокислот, макро- и микроэлементов.

Исследования химико-технологических показателей альгината натрия проводились в процессе изготовления опытных образцов плодово-ягодного десерта.

В исследованиях химического состава были использованы методы атомноабсорбционной спектрометрии, высокоэффективной жидкостной хроматографии, мицеллярной электрокинетической хроматографии, фотометрии и методы капиллярного электрофореза.

Проведение исследований осуществляли по схеме представленной на рис.1. Обработку результатов исследований осуществляли с помощью стандартного пакета программы Microsoft Excel, а также методами математического моделирования и регрессионного анализа с использованием компьютерного пакета Maple 12. Повторность экспериментов трехкратная.

3 Результаты исследований 3.1 Исследование влияния метеорологических условий на биохимические процессы, протекающие в плодах облепихи в период созревания Приведены результаты исследований химического состава плодов облепихи при созревании в зависимости от погодных условий в период с 26 августа по 16 октября 2009 года. Исследования проводились на базе лаборатории ЗАО «Сибирское». В список промышленных сортов, культивируемых в хозяйстве, включены: Новость Алтая – урожайность 13 т/га, Чулышманка - урожайность 12,4 т/га и Чечек - 16,8 т/га. Эти сорта характеризуются значительным содержанием каротиноидов от 82 мг% в начале созревания и достигая 175 мг% к концу созревания. Сбор облепихи в хозяйствах Алтайского края начинается с середины августа и заканчивается в конце сентября - начале октября. Для каждого промышленного сорта сроки сбора индивидуальны. Степень зрелости определяют по содержанию каротиноидов, их содержание должно быть не менее 90 мг% для использования плодов в фармацевтической промышленности.

Нашими исследованиями установлено, что биохимический состав плодов облепихи во многом зависит от метеоусловий. Наиболее ярко это проявляется в биосинтезе сухих водорастворимых веществ и каротиноидов. Результаты исследований приведены на рис. 2.

Этапы работы Изучаемые факторы Контролируемые факторы Анализ информационно – патентной литературы по проблеме, с использованием на накопление биологически активных веществ в процессе соВнешний вид, цвет, титруемая Биохимическая характеристика плодов облепихи, его консервирования.

внесение консервантов, тепловая обработка с применением консервантов лепихи сока из плодов об- производства десер- сальмонелл, плесеней и Практическая реания десерта из сво- из плодов облепихи. Заявка на лизация результабодно выделившего- патент тов Рисунок 1 - Общая схема проведения исследований С одерж ан и е сухи х водораствори мы х Рисунок 2 - Влияние среднесуточной температуры и относительной влажности воздуха на содержание сухих водорастворимых веществ в плодах В результате исследований установлено, что максимальное содержание сухих водорастворимых веществ (11,6 %) в плодах облепихи достигается в сухую и теплую погоду. Этот период приходится на середину сентября (время полной – технической зрелости), далее происходит спад сухих водорастворимых веществ из-за перезревания. Накопление сухих водорастворимых веществ обусловлено высоким содержанием сахаров в теплые сухие летние месяцы, что можно объяснить высокой активностью фотосинтеза. Снижение содержания сухих водорастворимых веществ связано с началом синтеза масла и каротиноидов в плодах облепихи.

Количественное содержание суммы каротиноидов определяли фотоколориметрическим методом. Результаты исследований приведены на рис. 3. В результате исследований установлено, что в период созревания плодов облепихи на накопление каротиноидов значительное влияние оказывает среднесуточное количество солнечных часов и температура воздуха.

В период технической зрелости, который приходится на середину сентября, содержание каротиноидов в плодах облепихи достигает 180 мг%. После наступает этап перезревания, и содержание каротиноидов снижается, в результате распада вызванного понижением среднесуточной температуры воздуха.

Это отражено на рис. 3.

3.2 Подбор способов консервирования сока из плодов облепихи Свободно выделившейся сок представляет собой не связанный сок, вытекающий из плодов облепихи с механически травмированной кожицей в период ручного сбора, транспортирования к месту переработки и краткосрочного хранения в течение от 48 до 72 ч.

к а ро т и но идо в, мг%, Рисунок 3 - Влияние среднесуточного количества солнечных часов и среднесуточной температуры воздуха на содержание каротиноидов в плодах Нами было исследовано влияние консервантов и режимов тепловой обработки на качество сока и его сохранность. Качество сока в процессе хранения оценивалось по содержанию в нем сухих водорастворимых веществ и титруемых кислот, оценивались органолептические показатели: цвет, вкус, аромат.

Сок исследовали в период технической зрелости плодов облепихи. Облепиху доставляли с мест сбора в контейнерах из нержавеющей стали (емкость 600 кг) и скапливали в цогах по 45 тонн. Сок отбирали через 48 часов. В момент отбора сока содержание сухих водорастворимых веществ составляло 10,4 %, титруемая кислотность 18,9 г/л (в пересчете на яблочную кислоту), массовая доля этилового спирта 0,11 %.

3.2.1 Исследование влияния тепловой обработки на титруемую кислотность и содержание сухих водорастворимых веществ в соке из плодов облепихи в процессе хранения На поверхности плодов облепихи присутствуют уксуснокислые бактерии, которые при благоприятных условиях (температура от 20 до 35 С) вызывают уксуснокислое брожение. Уксуснокислое брожение – аэробный процесс, сопровождающийся ростом кислотности и ферментативным расщеплением сухих водорастворимых веществ, представленных в основном сахарами. С целью предотвращения уксуснокислого брожения в соке нами был проведен ряд исследований с применением тепловой обработки, инактивирующей действие уксуснокислых бактерий, и внесением консервантов, ингибирующих рост микроорганизмов.

Тепловую обработку свободно выделившегося сока облепихи проводили в вертикальном варочном котле ВК-100 при температурах 90, 100 и 120 °С, продолжительностью обработки - 5, 10, 15 и 20 мин. Далее сок разливали в стерильную тару и герметично укупоривали. Измерение массовой доли сухих водорастворимых веществ и титруемых кислот проводили в образцах, подвергнутых тепловой обработке, сравнивая с контрольным образцом, в качестве которого использовали сок, не подвергнутый тепловой обработке. Измерения проводили на 1, 2, 4, 6, 8, 10, 30, 50, 70 и 90-ые сутки.

В результате проведенных исследований было установлено, что тепловая обработка в течение 5 и 10 мин не дала положительного результата, содержание сухих водорастворимых веществ снизилось в среднем на 2,6 %. В то время как в соке, обработанном в течение 15 и 20 мин при температурах 100 и 120 °С, а также в течении 20 мин при температуре 90 °С, содержание сухих водорастворимых веществ снизилось лишь на 0,2 % по сравнению с необработанным теплом соком. Модельная зависимость содержания сухих водорастворимых веществ от температуры и продолжительности тепловой обработки представлена на рис. 4. Показатель TS представляет собой произведение температуры тепловой обработки на продолжительность обработки.

Рисунок 4 - Влияние термической обработки свободно выделившегося сока на содержание сухих водорастворимых веществ в процессе хранения Титруемая кислотность в соке, подвергнутом тепловой обработке при температурах 100 и 120 С в течение 5 и 10 мин, через 90 суток возросла в среднем на 15 % по сравнению с образцами, обработанными при той же температуре в течение 15 и 20 мин, в которых рост титруемой кислотности составил 0,5 %. Такой режим обработки, подобранный нами, позволил инактивировать ферменты и остановить брожение, однако, сок имел коричневый оттенок и привкус жженого сахара, обусловленный реакцией карамелизации.

В образцах сока, подвергнутых тепловой обработке при температуре 90 С в течение 5, 10 и 15 мин титруемая кислотность увеличилась в среднем на 18 % по сравнению с образцом, обработанном при той же температуре в течение 20 мин. Сок имел оранжевый цвет и вкус соответствующий плодам облепихи. Модельная зависимость титруемой кислотности выглядит аналогично модели изменения содержания сухих водорастворимых веществ.

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что тепловая обработка свободно выделившегося сока при температуре 90 °С в течение 20 мин, позволяет стабилизировать титруемую кислотность сока и содержание сухих водорастворимых веществ в процессе хранения без ухудшения органолептических показателей.

С целью смягчения режимов тепловой обработки, были проведены эксперименты с применением консерванта низина. Низин (пищевая добавка Е 234) является натуральным консервантом биологического происхождения, продуцируемым молочнокислыми бактериями. Низин экономичен и выгоден для использования в пищевой промышленности, так как обладает консервирующим действием в малых дозировках. Этот консервант термостабилен, угнетает развитие грамположительных спорообразующих бактерий, атакуя мембраны бактериальных спор в процессе деления клетки. Низин снижает устойчивость бактерий к нагреванию, поэтому эффективность применения консерванта повышается в сочетании с умеренной тепловой обработкой. Результаты исследований представлены на рис. 5, 6.

Сок, обработанный при температуре 80 °С в течение 20 мин с применением низина, сохранил свои физико-химические показатели практически неизменными в течение 90 суток, это свидетельствует о том, что такая обработка позволяет инактивировать ферментативную активность и, таким образом, продлевает сроки хранения сока. Цвет сока остается ярко оранжевым, вкус не изменяется.

Титруемая кислотность, г/л Рисунок 5 - Влияние тепловой обработки с применением низина на титруемую водорастворимых веществ, % Рисунок 6 - Влияние тепловой обработки с применением низина на содержание сухих водорастворимых веществ соке в процессе хранения С целью сохранения качественных показателей сока в процессе хранения, проводили исследования, применяя консерванты сорбат калия (Е 202) и бензоат натрия (Е 211). Сорбат калия (Е 202) относится к группе консервантов, разрешенных во всех странах мира, в рекомендуемой дозировке не влияет на вкус консервируемых продуктов. Сорбат калия обладает способностью активно угнетать действие ферментов, рост бактерий, плесневых грибов и дрожжей.

Предельно допустимые концентрации его составляют от 0,1 до 0,2 % от массы готового продукта. Бензоат натрия (Е 211) разрешен в России и странах Европы, оказывает сильное угнетающее действие на дрожжи и плесневые грибы, включая афлотоксинобразующие, подавляет в клетках активность ферментов, ответственных за окислительно-восстановительные реакции. Предельно допустимые концентрации его составляют от 0,1 до 0,25 % от массы готового продукта. Бензоат натрия в сочетании с сорбатом калия оказывает более сильное ингибирующее действие на микроорганизмы, чем каждый компонент в отдельности. Графическая зависимость влияния внесенных консервантов на титруемую кислотность и содержание сухих водорастворимых веществ в соке в процессе хранения представлена на рис. 7,8.

Внесение консервантов не остановило процесс брожения - наблюдалась ферментативная активность, что характеризовалось снижением содержания сухих водорастворимых веществ и ростом титруемой кислотности. В образцах с консервантами на десятые сутки хранения при температуре +5 °С наблюдалось резкое снижение сухих водорастворимых веществ во всех образцах с 11,1 % в начале хранения до 5 % в конце хранения, титруемая кислотность при этом увеличилась с 19 до 27 г/л.

Рисунок 7 - Влияние внесенных консервантов на титруемую кислотность в соке Рисунок 8 - Влияние внесенных консервантов на содержание сухих водорастворимых веществ в соке в процессе хранения 3.3 Пищевая ценность сока из плодов облепихи Для оценки целесообразности использования свободно выделившегося сока из плодов облепихи в качестве сырья для производства консервов профилактического назначения, нами было определено содержание витаминов минеральных веществ, содержащихся в исходном сырье и произведен расчет пищевой ценности сока, не подвергнутого тепловой обработке, а также сока обработанного при температуре 90 С в течение 20 мин и сока обработанного при температуре 80 С в течение 20 мин с применением низина. Одним из методов оценки пищевой ценности служит метод интегрального скора, отражающий в какой степени фактическое содержание пищевых веществ удовлетворяет суточной потребности человека. Полученные данные о пищевой ценности приведены в табл. 3.

Наименование Сок не подвергну- Сок обработанный показателя тый тепловой обра- при температуре Полученные в результате проведенных исследований данные, позволяют сделать вывод о том, что сок из плодов облепихи богат магнием, витаминами С, D2 и каротином. В значительных количествах содержится медь, цинк, натрий, кальций, фосфор, витамины РР и В9, что позволяет использовать такой сок в качестве сырья богатого биологически активными веществами для производства консервов профилактического назначения.

3.4 Подбор типа и количества вносимого альгината натрия Нами были проведены исследования по подбору альгината натрия в качестве загустителя для плодово-ягодного десерта. Альгинат натрия (пищевая добавка E 401) получают из бурых морских водорослей Laminaria hyperborea, Macrocystis pyrifern и Ascophyllum noclosum. С химической точки зрения это полисахарид природного происхождения, состоящий из остатков Dманнуроновых и L-галуроновой кислот. Альгинат натрия представляет собой порошок от кремового до светло-коричневого цвета, который хорошо растворяется в воде, удерживает влагу, обладает стабилизирующим действием и проявляет желирующие свойства. Применение альгината натрия основано на его способности образовывать гели при реакции с солями кальция, в результате которой альгинат натрия преобразуется в альгинат кальция.

Альгинат кальция попадая в организм в составе пищевого продукта, образует в желудочно-кишечном тракте нерастворимые соединения с ионами тяжелых металлов и радионуклидами, выводит их из организма, не давая возможности оказать токсическое воздействие на организм. При этом альгинат кальция не нарушает баланс жизненно важных элементов в организме, обладает высокой избирательностью сорбции, не снижает концентрации витаминов, белков, железа в организме, регулирует кальциевый обмен.

В качестве основы - сырья для десерта брали свободно выделившейся сок из плодов облепихи. Свободно выделившейся сок разводили водой до содержания в нем органических кислот (в пересчете на яблочную кислоту) от 3 до 14 г/л.

Для получения вязкого раствора использовали альгинат трех типов вязкости: низковязкий со степенью полимеризации 300 (Alg 300), средневязкий со степенью полимеризации 500 (Alg 500) и высоковязкий со степенью полимеризации 700 (Alg 700). Альгинаты вносили в соковую основу в количествах от 0, до 2 % от общей массы сырья. Как видно из рис. 9, 10 и 11 с увеличением кислотности соковой основы возрастает динамическая вязкость альгинового раствора. В кислой среде происходит ускорение образования геля, что может заканчиваться образованием зернистого геля.

Растворы с вязкостью от 1,2 до 1,6 Па*с обладают хорошей текучестью и не затрудняют процесс грануляции. Такими характеристиками обладают растворы, приготовленные из:

- Alg 300, внесенного в количестве 2 % от общей массы сырья в соковую основу с титруемой кислотностью 4, 5, 6 и 7 г/л;

- Alg 500, внесенного в соковую основу с титруемой кислотностью 12 г/л, в количестве 1 % от общей массы сырья и Alg 500 внесенного в количестве 1, % в соковую основу с титруемой кислотностью 6, 7, 8, 9 г/л;

- Alg 700, внесенного в количестве 0,5 % от общей массы сырья в соковую основу с титруемой кислотностью 12, 13 и 14 г/л.

Вязкость, Па*с Рисунок 11 - Влияние титруемой кислотности соковой основы на динамическую вязкость альгинового раствора из альгината Alg На следующем этапе исследований растворы, с вязкостью от 1,2 до 1,6 Па*с, подвергали грануляции с использованием раствора кальция хлористого, определяли выход готового десерта, проводили органолептическую оценку.

3.5 Исследование влияния количества вносимого кальция хлористого на выход готового плодово-ягодного десерта В ходе исследований нами было установлено влияние типа и количества альгината натрия, а также количества кальция хлористого - CaCl2 (пищевая добавка Е 509) на выход готовой продукции (рис. 12), на структуру полученного продукта и на тенденцию его к синерезису (рис. 13).

Грануляцию проводили следующим образом: раствор соковой основы и альгината натрия с выбранной вязкостью помещали в емкость, в дне которой имелись отверстия диаметром 7 мм. Через профилирующие отверстия раствор поступал в ванну с раствором CaCl2 различной концентрации. После попадания отдельных капель вязкого альгинового раствора в раствор CaCl2 происходило желирование, таким образом, что в результате получались сферические гранулы диаметром около 7 мм.

Как видно на рис. 12, десерт изготовленный из Alg 300, внесенного в соковую основу в количестве 2 %, имел выход от 70 до 90 % при грануляции в раствор CaCl2 концентрацией от 1 до 7 г/л. При грануляции в раствор CaCl2 1 и 2 г/л гранулы десерта получались мягкими и бесформенными, легко деформировались при перемешивании. Грануляция в раствор CaCl2 от 2,5 до 3 г/л давала десерт с хорошими потребительскими качествами – ровные сферические гранулы, достаточно твердые, сохраняющие свою форму при перемешивании.

Десерт, изготовленный из Alg 500, внесенного в соковую основу в количестве 1,25 %, имел выход 85 % при грануляции в раствор CaCl2 концентрацией 2 г/л; гранулы десерта при этом получились ровными и достаточно твердыми, не деформированные при перемешивании.

Альгинат Alg 700 в количестве 0,5 % от общей массы сырья в любых концентрациях кальция хлористого давал низкий выход готового десерта.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что для получения десерта с твердыми ровными гранулами, с минимальными потерями и максимально большим выходом подходит Alg 300, при внесении его в соковую основу в количестве 2% от общей массы сырья, и Alg 500 в количестве 1,25 % от общей массы сырья.

Выход гот Как видно из рис. 13, высоковязкие альгинаты обладают большей способностью к синерезису, чем альгинаты с низкой вязкостью. Так при использовании низковязкого альгината в количестве 2 % от общей массы сырья водоотдача на конец хранения (90 сутки) составила 8 %, что в два раза меньше чем при использовании средневязкого альгината при использовании его в количестве 1,25 %.

4 Практическая реализация результатов исследования.

4.1 Технологическое описание получения сока из плодов облепихи Сок вырабатывают из свежих плодов облепихи. Процесс производства сока состоит из следующих операций: приемка сырья, отделение сока, очистка сока от примесей, тепловая обработка, фасовка, хранение. Аппаратурнотехнологическая схема представлена на рис. Рисунок 14 – Аппаратурно-технологическая схема получения сока из плодов 1- емкость для сбора ягод – цог (45 т); 2 – бак накопитель; 3 – отделитель грубых примесей КС – 12; 4 - сепаратор Г9 – КОВ; 5 – пастеризатор ИПКС – 072; 6- фасовочный модуль в тару типа «Bag in box».

Таким образом, сок из плодов облепихи является полуфабрикатом для производства фруктовых консервов и полуконсервов, и по физико-химическим показателям соответствует требованиям ГОСТ Р 52184-2003, указанным в табл. 4.

Таблица 4 – Физико-химические показатели облепихового сока менее яблочную кислоту, %, не менее мг/куб.дм, не более Массовая доля минеральных примесей Не обнаружено Не допускается По микробиологическим показателям сок соответствует требованиям, установленным в Единых санитарно-эпидемиологических и гигиенических требованиях к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю), утвержденных Решением Комиссии Таможенного союза от 28 мая 2010 года № 299, пункт 6.11.1, приведенных в табл. 5.

Таблица 5 – Микробиологические показатели сока из плодов облепихи Неспорообразующие микроорганиз- Не обнаружено Не допускается мы, плесневые грибы, дрожжи в 1 г (см3) Молочнокислые микроорганизмы в 1 г Не обнаружено Не допускаются (см3) 4.2 Разработка технологии и рецептуры десерта плодово-ягодного Технология десерта плодово-ягодного, который мы назвали «Облепиха», включает в себя следующие операции: разведение сока с водой, внесение сахара (или фруктозы), диспергирование альгинта натрия в полученном растворе, внесение консервантов, получение гранул, фасовка и упаковка готового продукта.

Проектирование рецептуры осуществляли исходя из определения соотношений основных компонентов входящих в состав десерта, обуславливающих его органолептические показатели. Нами было разработано два вида десерта: с сахаром - для широкого круга потребителей и с фруктозой для категории населения с ограниченным потреблением сахара. Рецептура десертов приведена в табл. 6.

Таблица 6 - Рецептуры плодово-ягодных десертов «Облепиха»

Наименование компонента Количество компонентов Количество компонентов Отвердитель CaCl2, г/л (вносится в раствор для грануляции) Совместно с ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Алтайском крае»

были проведены исследования по установлению сроков годности десерта плодово-ягодного. В результате исследований было установлено, что десерт по истечению 90 суток хранения соответствует требованиям, установленным в Единых санитарно-эпидемиологических и гигиенических требованиях к товарам № 299 от 28 мая 2010 года: по микробиологическим показателям - пункт 6.5. (табл. 7); по показателям безопасности - пункт 6.5 (табл. 8).

Таблица 7 - Микробиологические показатели плодово-ягодного десерта Бактерии группы кишечной палочки (коли- Не обнаружено Не допускаются формы) в 1 г продукта Патогенные микроорганизмы, в т.ч. саль- Не обнаружено Не допускаются монеллы в 25 г продукта Таблица 8 – Показатели безопасности плодово-ягодного десерта Наименование показателя Фактическое содержание в Норма по СанПиН Токсичные элементы:

Микотоксины:

Пестициды:

Радионуклиды, Бк/кг:

Готовый плодово-ягодный десерт отвечает физико-химическим показателям, приведенным в табл. 9.

Таблица 9 - Физико-химические показатели плодово-ягодного десерта «Облепиха»

4.3 Разработка технической документации и проведение опытнопромышленной апробации предложенной технологии На основании проведенных исследований нами разработана и утверждена, в установленном порядке, нормативно-техническая документация: ТУ 9163Десерт плодово-ягодный» и ТИ 9163-002-2225062715- по производству десерта плодово-ягодного «Облепиха», СТО 9163-002Сок облепиховый».

По результатам проведенных промышленных испытаний в ООО «Полезные продукты» можно сделать вывод о возможности внедрения десерта плодово-ягодного в производство. Десерт отвечает всем требованиям качества и безопасности пищевой продукции, установленным в Единых санитарноэпидемиологических и гигиенических требованиях к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю), утвержденных Решением Комиссии Таможенного союза от 28 мая 2010 года № 299. По органолептическим и физико-химическим показателям десерт соответствует требованиям разработанных технических условий.

ВЫВОДЫ

1. Определен оптимальный срок сбора плодов облепихи с максимальным накоплением сухих водорастворимых веществ и каротиноидов.

2. Установлено, что тепловая обработка сока при температурах 90 °С и 80 °С, с применением низина, в течение 20 мин позволяет снизить ферментативную активность сока при хранении. Сок, обработанный таким способом, сохраняет свои физико-химические и органолептические показатели практически неизменными в течение 90 суток.

3. Установлено, что свободно выделившейся сок из плодов облепихи богат магнием, витаминами С, D2 и каротином. В значительных количествах содержится медь, цинк, натрий, кальций, фосфор, витамины РР и В9, что позволяет использовать его в качестве сырья богатого биологически активными веществами для производства фруктовых полуконсервов профилактического назначения.

4. Установлено, что с ростом титруемой кислотности соковой основы возрастает динамическая вязкость раствора альгината натрия, обусловленная тем, что ионы кислоты блокируют ионы кальция в воде, что позволяет альгинату гидратироваться, связывая молекулы воды в растворе.

5. Изучено использование низковязкого альгината натрия в рецептуре плодовоягодного десерта, позволяющего увеличить выход готового продукта до 6. Установлено, что в случае с использованием низковязкого альгината в количестве 2 % от общей массы сырья водоотдача на конец хранения (90 сутки) составила 8 %, что в два раза меньше чем у средневязкого альгината при использовании его в количестве 1,25 %.

7. Разработана рецептура и технология нового продукта - десерта плодовоягодного на основе облепихового сока.

8. Определены сроки годности и условия хранения плодово-ягодного десерта, обеспечивающие его микробиологическую стабильность на протяжении 3 месяцев при температуре хранения от +2 °С до +12°С.

9. В результате проведенных исследований разработан технологический регламент, нормативная и техническая документация на «Сок облепиховый» и «Десерт плодово-ягодный», проведена опытно-промышленная апробация предложенных технологий в ЗАО «Сибирское» и ООО «Полезные продукты», по результатам которых можно сделать вывод о возможном внедрении этих продуктов в производство.

Список опубликованных работ по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ 1. Яковлева Т.П., Филимонова Е.Ю. Пищевая и биологическая ценность плодов облепихи // Пищевая промышленность. –2011. - №2. – С. 11-13.

2. Яковлева Т.П., Филимонова Е.Ю, Фролкова А.А. Влияние метеорологических условий на биохимические процессы в плодах облепихи в период созревания // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – Барнаул: 2011. С. 28-31.

3. Филимонова Е.Ю., Яковлева Т.П. Направления использования плодов облепихи и ягод жимолости / Современные тенденции развития промышленного садоводства:

материалы международной научно-практической конференции посвященной 75летию образования НИИ садоводства Сибири имени М.А. Лисавенко.-Барнаул:

2008. – С. 257-263.

4. Филимонова Е.Ю., Яковлева Т.П. Методы хранения облепихового сока /Облепиха на пути объединения науки и производства: Материалы IV международной конференции по облепихе.- Белокуриха: 2009.- С 154-156.

5. Яковлева Т.П. Перспектива использования свободно выделившегося сока из плодов облепихи на предприятиях Алтайского края/Пищевые продукты и здоровье человека: Материалы 2-й Всероссийской конференции студентов и аспирантов.- Кемерово: 2009. – С 99-101.

6. Яковлева Т.П. Влияние нативных свойств свободно выделившегося сока из плодов облепихи на качественные показатели альгинового десерта «Облепиха» / Пищевые технологии и биотехнологии: Материалы Х международной конференции молодых ученых.- Казань: 2009. - С. 6-9.

7. Филимонова Е.Ю., Яковлева Т.П. Оптимизация рецептурного состава альгинат содержащего плодово-ягодного десерта «Облепиха» /«Современные технологии продуктов питания: теория и практика производства»: материалы международного научнопрактического семинара.- Омск: 2010.- С.289-291.

8. Яковлева Т.П. Использование альгината натрия в качестве загустителя для производства плодово-ягодного десерта «Облепиха» /Современные проблемы техники и технологии пищевых производств: Материалы 13-й научнопрактической конференции.- Барнаул: 2010. – С. 78-82.

9. Филимонова Е.Ю., Яковлева Т.П. Сырье профилактической направленности для десерта «Облепиха» /Перспективы производства продуктов питания нового поколения: Материалы 4-й международной научно-практической конференции.Омск: 2011. – С.241-243.

10. Филимонова Е.Ю., Яковлева Т.П. Технологические особенности внесения альгината натрия при производстве плодово-ягодного десерта «Облепиха»/ Качество продукции, технологий и образования: материалы VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием.- Магнитогорск:

2011. - С. 223-226.