Введение к работе
Актуальность работы. Замыкая технологическую цепочку от поля до потребителя, пищевая и перерабатывающая промышленность во многом определяет эффективность всего агропромышленного комплекса страны. Важно не только вырастить, но и как можно полнее сохранить, и эффективно переработать сельскохозяйственную продукцию, превратить ее в продукты высокого качества. Однако это возможно только при наличии современной пищевой индустрии, в числе приоритетных направлений развития которой: создание экологически безопасных технологий сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов, разработка технологий продуктов функционального, профилактического, лечебного и детского питания.
Большой вклад в разработку научных основ технологий рационального использования сырьевых ресурсов в производстве функциональньгх продуктов внесли Л. В. Антипова, А. В. Зубченко, С. Я. Корячкина, Г. О. Магомедов, И. В. Матвеева, А. Н. Остриков, Л. П. Пащенко, Л. И. Пучкова, Ю. Ф. Росляков, 3. Г. Скобельская, Т. Б. Цыганова и др.
Сахарная свекла, как сельскохозяйственная культура, обладает большим потенциалом применения в пищевой промышленности, который используется недостаточно. Изучение современного состояние теории, техники и технологии переработки сахарной свеклы показал, что в настоящее время сахарная свекла рассматривается в основном как источник для получения сахара-песка, но высокое содержание функциональных ингредиентов (более 30%) позволяет рекомендовать сахарную свеклу как функциональное сырье. В связи с этим, глубокая и эффективная переработка сахарной свеклы в пи-щеконцентраты (чипсы, концентрированные пасты), обладающие повышенной пищевой ценностью, а также низкой сахароемкостью и себестоимостью имеет народно-хозяйственное значение.
Пищеконцентраты из сахарной свеклы могут стать альтернативой основному сырью: сахару и патоке, используемых в производстве кондитерских изделий, в частности в карамельных начинках, помадных конфетах и фруктово-желейном мармеладе, выполняя структурообразующую роль в изделиях и повышая их пищевую ценность, сокращая технологический процесс и значительно снижая
себестоимость продукции. Следовательно, научные изыскания, направленные на разработку технологий получения чипсов и концентрированных паст из сахарной свеклы и применение их в кондитерских изделиях является актуальной задачей.
Работа выполнена в рамках НИР кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств Воронежской государственной технологической академии «Создание и совершенствование ресурсосберегающих технологий при переработке сельскохозяйственного растительного сырья» (№ г.р. 01970008815, 2006-2010 гг.).
Цель работы: разработка и научное обоснование получения пищеконцентратов (чипсов и концентрированной пасты) из сахарной свеклы и применения концентрированной пасты в кондитерских изделиях, обладающих повышенной пищевой ценностью, сниженной себестоимостью и сахароемкостью.
В рамках поставленной цели решались следующие задачи:
- разработка и обоснование технологии получения концен
трированной свекловичной пасты, определение органолептиче-
ских, физико-химических, структурно-механических свойств,
пищевой и энергетической ценности;
разработка технологии получения чипсов из сахарной свеклы, оптимизация процесса сушки чипсов;
исследование органолептических, физико-химических и структурно-механических свойств, пищевой и энергетической ценности чипсов, изменение физико-химических показателей чипсов в процессе хранения;
разработка технологии получения карамельных начинок, фруктовых помадных конфет и фруктово-желейного мармелада на основе концентрированной пасты из сахарной свеклы, повышенной пищевой ценности;
проведение промышленной апробации технологии получения чипсов и концентрированной пасты из сахарной свеклы, и кондитерских изделий на ее основе; разработка и утверждение проекта технической документации (ТУ, ТИ, РЦ), расчет экономической эффективности от внедрения предлагаемой технологии.
Научная новизна. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность получения концетрированной пасты из сахарной свеклы.
Изучены реологические свойства концентрированной пасты из сахарной свеклы и получены математические зависимости эффективной вязкости концентрированной пасты от массовой доли сухих веществ и температуры, обосновывающие концентрирование пюре из сахарной свеклы до массовой доли сухих веществ 50-55 %, что позволяет увеличить срок годности гашдеконцентрата до 6 месяцев, и сохранить пищевую ценность.
Обоснованы способы подготовки ломтиков сахарной свеклы (толщина ломтиков, продолжительность бланширования, концентрация раствора лимонной кислоты), влияющие на качество чипсов и получено уравнение регрессии, адекватно описывающее зависимость влажности чипсов от продолжительности и температуры сушильного агента.
Установлено, что концентрированная паста из сахарной свеклы не оказывает существенного влияния на физико-химические, структурно-механические и органолептические свойства карамельной начинки, фруктовых помадных конфет и фруктово-желейного мармелада. Полученные изделия обладают высокой пищевой ценностью и потребительскими качествами.
Техническая новизна работы подтверждена патентами РФ №№ 2346471,2335911,2328124,2381694.
Практическая значимость работы:
разработана технология концентрированной пасты из сахарной свеклы, с сохранением нативных свойств сырья, гарантирующая полут чение продукции с высокими показателями качества;
разработан способ и предложена аппаратурно-технологическая схема получения чипсов из сахарной свеклы с высоким содержанием функциональных ингредиентов;
разработаны технологии карамельной начинки, помадных конфет и фруктово-желейного мармелада, повышенной пищевой ценности и сниженной сахароемкости на основе концентрированной пасты из сахарной свеклы;
- разработанные технологии пищеконцентратов из сахарной
свеклы и кондитерских изделий на их основе прошли промышленную
апробацию на ОАО «Воронежская кондитерская фабрика» и ГУЛ ВО
«Садовое» и подтвердили целесообразность, социальную и практическую значимость результатов исследования;
- рассчитана себестоимость концентрированной пасты из сахар
ной свеклы - 6,33 р./кг; чипсов из сахарной свеклы - 18,08-31,34 р./кг;
- ожидаемый экономический эффект от реализации по
1 тыс. т/год карамели с начинкой на основе концентрированной пасты
из сахарной свеклы составит 13,250 млн р., конфет - 7,340 млн р.,
фруктово-желейного мармелада-11,920 млн р.
Научные положения, выносимые на защиту:
новая технология получения концентрированной пасты из сахарной свеклы высокой пищевой ценности;
способы, параметры и технологические режимы обработки сахарной свеклы для получения чипов высокого качества;
способы получения кондитерских изделий, повышенной пищевой ценности, сниженной себестоимости и сахароемкости с применением концентрированной пасты из сахарной свеклы.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 3, 4, 6 и 7 паспорта специальности 05.18.01 - «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства».
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на региональных и отраслевых конференциях, конференциях преподавательского состава и научных работников ВГТА: отчетных научных конференциях ВГТА (г. Воронеж, 2007-2010 гг.); VIII Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии» (г. Казань, 2007 г.); Международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований» (г. Одесса, 2007 г.); XI Всероссийском форуме молодых ученых и студентов «Конкурентоспособность территорий и предприятий в формирующейся новой экономике» (г. Екатеринбург, 2008 г.), Международная научно-техническая конференция «Техника и технология пищевых производств» (г. Могилев, 2007-2009 гг.), Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии переработки сельскохозяйственного сырья в обеспечении качества жизни: наука, образование и производство»
(г. Воронеж, 2008 г.), II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств» (г. Воронеж, 2010 г.).
Разработки экспонировались на 24-25-й межрегиональных выставках «ПРОДТОРГ» (г. Воронеж, 2007-2008 гг.), на выставке «Малый бизнес-опора экономики» (г. Воронеж, 2008 г.), на первом академическом конкурсе инновационных проектов среди студентов, аспирантов и молодых ученых, выставке «Натуральные продукты питания», 14-й межрегиональной специализированной выставке с международным участием «АГРОПРОМ» и поощрены дипломами.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 работы, в том числе 1 статья в журнале, рекомендуемом ВАК, 4 статьи, 15 тезисов и 4 патента РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и приложения. Работа содержит 254 страницы машинописного текста, в том числе 90 страниц приложений, 19 таблиц и 64 рисунка. Библиография включает 126 наименований.
