Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗАМОРАЖИВАНИЯ И
КАЧЕСТВО РАСТИТЕЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ 8
1Л. Замораживание в воздушной среде 11
1.2. Замораживание в кипящих средах 13
L3. Замораживание в однофазных хладоносителях 14
1,4, Замораживание в двухфазных хладоносителях 22
1.5- Биохимические и физико-химических процессы
в растительной ткани при замораживании и хранении 32
1.5 Л. Предварительная тепловая обработка растительного сырья -
способы и влияние на показатели качества 32
Обратимость процесса замораживания 35
Теплофизические характеристики 37
Витамины 38
Органические кислоты 40
Ферментативная активность 41
Углеводная фракция 42
Фенольныесоединения .,...44
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 47
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПОСТАНОВКА
ЭКСПЕРИМЕНТА 48
2.1. Объекты исследования 48
2.1.1. Одно-и двухфазные хладоносители 48
2Л.2. Растительные объекты 48
2.2. Методы исследования 57
2.2.1. Методы исследования одно-
й двухфазных хладоиосителей : 57
2.2.2. Методы исследования показателей качества
растительных продуктов 60
2.3. Постановка эксперимента 65
3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ
ЖИДКИХ ХЛАДОНОСИТЕЛЕЙ 68
3.1. Состав и характеристики одно- и двухфазных
жидких хладоносителей 68
3.2. Применение пеногасителей при замораживаний растительной
продукции в жидких хладоносителях 74
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ, СТРУКТУРНО-
МЕХАНИЧЕСКИХ И МАССОБМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ПРИ ЗАМОРАЖИВАНИИ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ. 77
4.1. Теплофизические и структурно-механические
характеристики 77
Обоснование технологических параметров процесса замораживания 82
Исследование массообменных характеристик процесса замораживания 94
5. ИССЛЕДОВАНИЕ БИОХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ІСАЧЕСТВ А КОЛЬРАБИ ПРИ ЗАМОРАЖРЮАНИИ
И ХРАНЕНИИ 108
Низкомолекулярные углеводы и органические кислоты 108
Ферменты 116
Аскорбиновая кислота 121
Пектиновые вещества 124
Обратимость процесса замораживания 130
Органолептическая оценка кольраби при замораживании
и хранении 133
6. РАСЧЕТ ПРИВЕДЕННЫХ ЗАТРАТ ПРИ ЗАМОРАЖИВАНИИ
РАСТИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ В ЛЕДЯНЫХ СУСПЕНЗИЯХ 138
ВЫВОДЫ 142
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 144
ПРИЛОЖЕНИЯ 165
Введение к работе
Актуальность темы. Использование мелкокристаллических ледяных суспензий, производимых на основе бинарных и многокомпонентных растворов веществ-антифризов, является следующим этапом в развитии технологии холодильной обработки пищевых продуктов в жидких охлаждающих средах.
Исследования в области применения жидких хладоносителей для интенсификации замораживания рыбы, мяса, плодов и овощей проводились рядом отечественных и зарубежных ученых - Чумаком И.Г., Венгер К.П., Ottesen A., Fikiin A., Pearson S.F., Robertson G.H. и др.
Проблема создания экологически безопасных охлаждающих сред, в том числе двухфазных, а также исследования особенностей их применения и влияния на процессы, протекающие в продуктах растительного происхождения при замораживании и хранении, является актуальной, имеет важное научное и практическое значение, и в настоящее время не решена
Исследования по замораживанию пищевых продуктов с применением ледяных суспензий велись под эгидой Европейского Союза в рамках международного проекта 1С 15 СТ 98 0912 «Development of a Novel Cost-Effective Technology for Individual Quick Freezing of Foods (HyFloFreeze)» совместно с учеными из университетов Бельгии, Великобритании и Болгарии. Диссертационная работа выполнена в рамках данного международного проекта.
Цель и задачи исследования. Цель работы - технологическое обоснование применения двухфазных хладоносителей для быстрого замораживания плодов и овощей.
В соответствии с поставленной целью при выполнении работы решались следующие задачи:
- обосновать выбор компонентов жидких хладоносителей на основе анализа их теплофизических, физико-химических и органолептических свойств;
определить теплофизические и реологические характеристики двухфазных хладоносителей, полученных на основе многокомпонентных жидких сред;
исследовать интенсивность пенообразования в растворах хладоносителей и эффективность способов ее снижения;
обосновать выбор технологических параметров процесса замораживания;
изучить характеристики массообменных процессов, протекающих при замораживании исследуемых плодов и овощей в жидких хладоносителях;
исследовать влияние условий предварительной обработки, замораживания и хранения на содержание в кольраби моно- и дисахаридов, органических кислот, пектиновых веществ, аскорбиновой кислоты, величину комплексного органолептического показателя качества, а также исследовать активность терминальных оксидаз;
составить математические модели, характеризующие зависимость изменения основных компонентов химического состава овощей, замороженных в ледяных суспензиях;
- рассчитать приведенные затраты при замораживании исследуемых плодов и
овощей в двухфазных хладоносителях.
Научная новизна. Определены теплофизические характеристики одно- и двухфазных хладоносителей на основе водных растворов этилового спирта, сахарозы и хлорида натрия для холодильной обработки растительной продукции контактным способом. Выявлена зависимость изменения плотности, теплоемкости, вязкости, теплопроводности и температуропроводности двухфазных хладоносителей от содержания в них твердой фазы.
Получены данные по адсорбции компонентов жидких хладоносителей в зависимости от пористости растительной ткани.
Выявлены закономерности изменения основных компонентов химического состава и активности терминальных оксидаз кольраби в зависимости от предварительной обработки, способа замораживания и продолжительности хранения.
Определены константы скорости гидролиза олиго- и полисахаридов в замороженных стеблеплодах кольраби.
Установлена тесная корреляция между потерями клеточного сока при размораживании и содержанием пектиновых веществ, а также между содержанием мою- и дисахаридов, аскорбиновой кислоты и титруемой кислотностью при хранении кольраби, замороженной в двухфазных хладоносителях.
Практическая значимость и реализация результатов работы.
Предложены технологические параметры процесса замораживания овощей: содержание льда в суспензии го = 10 + 20% (tc = -24 + -28 С), соотношение продукг-хладоноситель 1:3 и линейный размер кубиков 15 мм.
Экономические преимущества применения двухфазных хладоносителей для замораживания овощей заключаются в получении продуктов высокого качества в результате интенсификации теплообмена и снижении энергозатрат на бланширование и холодильную обработку. Приведенные затраты на замораживание 1 т бланшированных стеблеплодов кольраби составляют 434 руб, небланшированных - 388 руб.
Результаты исследования использованы участниками международного проекта ЕС (Католический университет, Бельгия; Софийский технический университет и АО «Интеробмен» Болгария; Университет им. Р. Гордона, Великобритания) при разработке проектной документации и создании опытного образца скороморозильного аппарата.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на международной научно-практической конференции «Современные проблемы торговли, расширения ассортимента и контроля качества потребительских товаров и продуктов общественного питания» (Санкт-Петербург, СПбТЭИ, 2002 г.), П международной научно-практической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (СПбГУНиПТ, 2003 г.), научно-технической конференции с международным участием «Айс-сларри и однофазные хладоносители»
7 (СПбГУНиПТ, 2004 г.), IV международной научно-практической конференции «Пища Экология. Качество» (Краснообск, СибНИПТИП, 2004 г.), научных конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов (СПбГУНиПТ, 2001 - 2004 гг.), на международных научных семинарах участников международного проекта «HyFloFreeze»: ноябрь 2001 г. (Университет им. Р. Гордона, г. Абердин, Великобритания), декабрь 2002 г. (Католический университет, г. Левин, Бельгия).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 9 работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, библиографического списка использованной литературы и приложений.
Основная часть работы изложена на 142 страницах машинописного текста, включает 46 таблиц и 19 рисунков. Библиографический список использованной литературы состоит из 234 наименований работ, из которых 58 - зарубежных авторов.
