Содержание к диссертации
Введение 4
1 Современное состояние технологии комплексной переработки
яблочного сырья 7
Особенности химического состава летних и осенних сортов яблок, их пищевая ценность 7
Оценка сырьевой базы для производства яблочного пектина 12
Современные технологии получения пектина из яблочного сырья 15
Роль пектиновых веществ в коррекции пищевого статуса населения России 20
2. Объекты, схема и методы исследования 24
Схема проведения исследования 24
Краткая характеристика объектов исследования 25
Методы определения качественных показателей объектов исследования и целевых продуктов 35
3. Исследование кинетики процессов извлечения пектиновых
веществ из яблочного сырья 39
Сравнительный химический состав изучаемых сортов яблок 39
Фракционный состав пектиновых веществ яблочного сырья 42
Влияние вида и концентрации гидролизующего агента на выход и яблочного пектина 46
Кинетика процесса экстрагирования яблочного пектина при различных технологических параметрах 51
Сравнительные аналитические характеристики пектиновых вещесів изучаемых сортов яблок 58
4. Разработка технологии комплексной переработки яблок 67
Математическое моделирование процесса извлечения пектиновых веществ из яблочного сырья 67
Получение пищевого экстракта гидратопектина 80
Оценка яблочного пектина в качестве студиеобразовагеля 82
Разработка технологии пектиносодержащих продуктов из яблочного сырья 84
5. Промышленная, медико-биологическая и экономическая оценка
разработанных пектиносодержащих композиций 90
Технологическая схема комплексной переработки летних и осенних сортов яблок 90
Оценка функциональной направленности разработанных пектиносодержащих композиций 94
5.3. Оценка конкурентоспособности разработанных пектинонродуктов 99
Выводы 107
Список использованных источников 109
Приложения 120
Приложение 1 Технические условия на разработанные напитки:
«Напиток Пектиновый из яблок» (ТУ-9185-002-77238321-05) «Напиток Яблочный с мякотью» (ТУ 9185-004-77238321-05) Приложение 2 Акт промышленной апробации ООО «Пектопродукт» Приложение 3 Акт промышленной апробации ООО «Пальмира-Юг» Приложение 4 Акт промышленной апробации УНИК «Технолог» Приложение 5 Акт промышленной апробации НПО «Комбинат пищевых
добавок» Приложение 6 Акт промышленной апробации ЗАО «Северский
пектиновый завод» Приложение 7 Акт медико-биологических испытаний Краснодарский краевой госпиталь инвалидов и ветеранов войн
Введение к работе
Важнейшим направлением развития современного пищевого производства является создание безотходных технологий, позволяющих производить конкурентоспособную продукцию, в том числе функционального назначения.
В наибольшей степени этим требованиям отвечает производство пектина и пектинопродуктов из вторичных растительных сырьевых ресурсов.
Изменение экологической ситуации во многих регионах России, сопровождающееся загрязнением окружающей среды и пищевых продуктов токсическими веществами, требует, помимо обеспечения их безопасности, также проведения профилактических мероприятий, что, в свою очередь, обусловливает необходимость расширения производства пектина.
Ежегодно в консервной отрасли России и стран СНГ образуется яблочных выжимок - около 275 тыс. т, из которых используется на промышленную переработку только 37 тыс. т. Следует отметить, что под промышленной переработкой понимается использование выжимок для выработки кормов. На производство пектина выжимки в настоящее время в промышленных масштабах не используются.
Пектин, получаемый из яблочных выжимок, составляет 30 - 35% мирового объема производства и вырабатывается в США, Великобритании, Дании, Италии, Германии, Австрии, Болгарии и Польше. В России собственного пектинового производства в настоящее время нет.
В то же время важное место в увеличении выпуска пектиносодержащих пищевых изделий функционального назначения в России принадлежит, в основном, яблочному пектину.
В России имеется достаточная сырьевая база для организации производства яблочного пектина. Так, общая площадь яблоневых насаждений составляет 147,9 тыс. га, в том числе в Краснодарском крае - 23,7 тыс. га. При этом летние сорта яблок занимают 15%, осенние - 25% и зимние - 60%. Наибольшая коммерческая ценность как товарного продукта принадлежит зимним сортам яблок. Осенние и летние сорта яблок направляются в основном на переработку. При этом летние
сорта не рассматриваются в качестве промышленного источника пектиновых веществ; в то время как, потребность России в пектине значительно превышает объемы его закупок за рубежом. Следует отметить, что в настоящее время ежегодная закупка пектина в России составляет в среднем 3,0 - 3,5 тыс. т, что в 20 раз меньше потребности.
Основы науки о пектиновых веществах из яблочных выжимок были заложены в трудах отечественных и зарубежных ученых: Е.В. Сапожниковой, В.А. Андреева, С.А. Балтага, Е.Г. Симховича, В.М. Моисеевой, Г.М. Зайко, Н.С. Карповича, Л.В. Донченко, К. Гершера, Л. Кертеса, X. Крачанова и ряда других.
Однако проведенные исследования были направлены, в основном, на разработку и совершенствование технологии извлечения пектина преимущественно из зимних сортов яблок без учета его функциональных свойств.
Таким образом, разработка технологии и организация комплексной переработки яблок летних и осенних сортов с получением пектина и пектинопродуктов функционального назначения являются в современных условиях весьма актуальными.
Актуальность темы исследования подтверждается включением ее в государственную программу Министерства, промышленности и науки РФ и Министерства сельского хозяйства РФ «Функциональные продукты питания» на 2001 - 2003 гг., (№ госрегистрации 011125894), в тематику НИР научно-исследовательского института «Биотехпереработка» и кафедры Технологии хранения и переработки растениеводческой продукции Кубанского государственного аграрного университета (№ госрегистрации 13/021 КГАУ), а также совместных НИР Кубанского госагроуниверситета и Украинского национального университета пищевых технологий, инновационную образовательную программу «Производство, переработка и сертификация продукции растениеводства» (Договор о реализации приоритетного национального проекта «Образование» в части государственной поддержки ВУЗов, внедряющих инновационные образовательные программы № 272 от 05.07.2006 г.).
Целью работы явилось научное обоснование и экспериментальное подтверждение технологии комплексной переработки яблок летних и осенних сортов с получением пектина и пектинопродуктов функционального назначения.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
изучить фракционный состав пектиновых веществ яблок летних и осенних сортов;
определить диффузионную проводимость яблочных выжимок исследуемых сортов яблок при различных технологических режимах извлечения пектина;
разработать технологию получения яблочного пектина с высокими качественными показателями;
провести аналитическое моделирование процесса гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из яблочного сырья;
разработать технологию комплексной переработки яблок летних и осенних сортов с получением пектина и пектинопродуктов функционального назначения;
провести промышленную апробацию и медико-биологическую оценку разработанных пектинов и пектиносодержащих пищевых композиций;
определить экономическую эффективность разработанной технологии и
конкурентоспособность разработанных пектиносодержащих продуктов.
