Введение к работе
Актуальность исследования. Топинамбур является ценной растительной культурой,характеризующейся высоким содержанием разнообразных биологически активных соединений. Не смотря на то, что топинамбур известен в Европе с 17 века, распространение он получил в 30-40-ые годы наяего столетия. Наибольшее внимание к этой культуре возникло в 80-ые года в связи с расвирением разработок по научно-обоснованному питанию,а также благодаря значительному интересу к природным биологическим соединениям,используемым в питании человека. В настоящее время интерес к этой культуре привел к резкому увеличении производства топинамбура, так, в США за четыре года посевные площади под топинамбур увеличились в 200 раз. Вопросы производства и использования топинамбура рассматриваются на специальных международных конгрессах, в том числе в 1991 году (в Нидерландах).За последние годы отмечается возрастание объемов производства топинамбура в России ( в Московской области - Раменском АЛО. Архангельской области,Краснодарском крае и др; оптимальной площадью под посадку топинамбура считается площадь в 400 га).
Топинамбур успешно используется в международной практике для создания разнообразных диетических продуктов питания - лечебного, профилактического назначения и для кормовых целей.
Уникально значение топинамбура как сырья для получения инулина.
Клубни топинамбура признаны ценным источником питания человека за счет повышенного содержания разнообразных биологически активных веществ. Благодаря высокой пищевой ценности клубни употребляется в пищу в сыром, консервированном, сухом, кваленом, печеном, жареном и вареном виде. Из них готовят салаты, соусы, гарниры, запеканки,супы, сладкие и кофейные напитки, квас. желе, джемы, мармелад и др. Однако их применение в свежем и переработанном виде сдерживалось до последних лет недостаточной отработанностью технологии переработки и отсутствием эффективных способов хранения, обеспечивающих использование клубней в межсезонный период.
На практике клубни топинамбура сохраняются в земле, но при этом в них идет значительное снижение содержания инулина, составляющего лечебную ценность этого корнеплода.
Имеющиеся в литературе сведения об испытании некоторых температурных режимов хранения топинамбура позволяли обеспечить только кратковременное сохранение топинамбура, технология длительного хранения - не была разработана.
В связи с этим весьма актуальной задачей является разработка
высокоэффективной технологии длительного хранения топинамбура.
Учитывая важное народно-хозяйственное значение длительного сохранения клубней топинамбура, настоящая работа посвящена разработке технологии длительного их хранения с применением комплексного воздействия холода и модифицированного состава газовой среды. Высокач эффективность такого комплексного воздействия условий хранения доказана и успешно апробирована в практике хранения другой растительной продукции(семечковые плоды,виноград,капуста, а также корнеплоды моркови, свеклы и др.). Разработка и освоение эффективной технологии длительного хранения топинамбура позволит увеличить объемы его переработки для производства продуктов лечебно-профилактического назначения.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы являлась разработка высокоэффективной технологии длительного хранения клубней топинамбура с сохранением его лечебных и питательных свойств<при использовании комбинированного воздействия холода и измененного состава газовой среды.
Поставленная цель определила следующие задачи исследования:
на основе теплофизических/тепломассообменных, биохимических, товароведных исследований установить оптимальные режимы холодильного хранения клубней топинамбура и требования к составу модифицированной газовой среды, обеспечивающие снижение потерь и сохранение биологически активных веществ;
в целях повышения сохранности качества клубней топинамбура, в том числе его лечебных и питательных свойств установить требования к полимерным упаковкам с газоселективными мембранами для создания и поддержания требуемого состава газовой среды при длительном хранении клубней топинамбура;
разработать технологические регламенты длительного хранения в модифицированной газовой среде клубней топинамбура с использованием упаковок с газоселективными мембранами,. провести оценку технологической эффективности ее применения и разработать нормативно-техническую документацию.
Научная новизна. Экспериментальными исследованиями впервые установлены теплофиэические.и тепломассообменные характеристики клубней топинамбура, выявлены функциональные зависимости: - между удельной теплоемкостью, температурой и сроком хранения клубней топинамбу-pa/Оґ (t,t)/; - между теплопроводностью, температурой и сроком хранения клубней топинамбура /Х-Ш, с)/, а также установлен диапазон изменений интенсивности дыхания, клубней топинамбура при хранении. На основе комплексного исследования тешюмассообменных процессов, теп-
лофизических характеристик и процессов дыхательного газообмена в клубнях топинамбура научно обоснованы требования к температурным регламентам длительного холодильного хранения клубней топинамбура.
Впервые исследована эффективность комплексного воздействия температурных рехимов хранения и измененного состава газовой среды на основные факторы, обуславливающие как высокую сохраняемость качества клубней топинамбура в период послеуборочного хранения, так и максимальное сохранение в них биологически активных соединений, в том числе для лечебного и диетического назначения. Установлены диапазоны технологических регламентов условий хранения в МГС, замедляющих метаболические процессы в клубнях топинамбура, стабилизирующих устойчивость их к возбудителям заболеваний, обеспечивающих сохранение высокого товарного качества и пищевой ценности клубней топинамбура при продлении сроков хранения на два-четыре месяца.
Практическая значимость работы. Впервые в целях обеспечения населения в межсезонный период высокоценной культурой топинамбура разработана технология его длительного хранения при сокращении потерь массы в 4-12 раз, предупреждении возникновения микробиологической порчи и увеличении выхода стандартной продукции в 2,8 - 3 раза, увеличении сохранности содержания инулина на 30-40 % , витаминов на 20-30 %, важнейших аминокислот на 40-60 %.
Для практической реализации новой эффективной технологии длительного хранения клубней топинамбура рекомендованы типы и размеры газоселективных мембран (ГСМ) и конструктивные решения полиэтиленовых упаковок со встроенными газоселективными мембранами. Разработаны номограммы для определения площади встроенной мембраны в зависимости от исходного качества сырья и практических условий хранения. Разработана нормативно-техническая документация на технологию хранения клубней топинамбура в упаковках с ГСМ и рекомендации по технологии подготовки и использования упаковок.
Апробация работы. Основные полоіения диссертации были долояены и одобрены на: второй Республиканской конференции "Мембраны и мембранная технология"(г.Киев); Межреспубликанской научно-практической конференции "Совершенствование холодильной техники и технологии для эффективного хранения и переработки сельскохозяйственной продукции" (г.Краснодар); Втором международном семинаре "Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания"(г. Пятигорск); Четвертом международном симпозиуме "Экология человека: Пищевые технологии и продукты"(г.г.Москва-Видное);
горек); Третьем международном симпозиуме "Экология человека:проблемы и состояние лечебно-профилактического питания" (г.Москва); научной конференции Московского государственного заочного института пищевой промышленности ( г.Москва); совместном заседании кафедр пищевой биотехнологии и консервирования, технологии хранения с/х продуктов и стандартизации, теплохладотехники. В условиях опытно-промышленного хранения выявлена эффективность новой предложенной технологии хранения в модифицированной газовой среде.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературных источников и приложений. Работа изложена на 212 страницах машинописного текста, содержит 61 таблицу, 22 рисунка.Список литературы включает 190 источников.опубликованных в отечественных и зарубежных изданиях.
