Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время отрасль организации питания находится в состоянии интенсивного развития, на основе технологических инноваций, применения прогрессивного оборудования в целях расширения ассортимента и увеличения выпуска полуфабрикатов различной степени готовности и кулинарной продукции с улучшенными потребительскими свойствами. Тепловая обработка сырья сопровождается существенными изменениями органолептических показателей, пищевой и биологической ценности, а также технологическими потерями массы. В связи с этим приоритетной задачей развития пищевого производства является сведение до минимума отмеченных недостатков за счет совершенствования технологий.
Перспективным направлением совершенствования в этой области является обработка сырья при пониженных щадящих температурных режимах с предварительной вакуумной упаковкой в полимерную термоустойчивую пленку, известная как Sous-Vidе технология, позволяющая получить продукты питания при сохранении массы, пищевой и биологической ценности с увеличением срока хранения. Однако, аспекты применения данной технологии недостаточно изучены в отношении воздействия на поликомпонентные пищевые системы, имеющие в составе животное и растительное сырье.
Вопросам Sous-Vide обработки посвящены работы отечественных и зарубежных ученых, таких как: Крылов Е.А., Колупаева Т.Л., Pralus G., Grace W.R., Creed P.G., Baldwin D.E. и др.
Однако, известная информация требует обобщений, а технические решения совершенствования, в связи с чем тема диссертации актуальна.
Диссертационная работа является частью научных исследований кафедры сервисных технологий ВГУИТ по теме «Разработка инновационных технологий в сфере сервиса в условиях структурных и технологических изменений в экономике и на рынке труда» № ГР 01201000517 (2011-2015) гг.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является научное обоснование и совершенствование технологии тепловой обработки поликомпонентных пищевых систем и получение полуфабрикатов высокой степени кулинарной готовности с гарантированным уровнем пищевой и биологической ценности, безопасности для расширения ассортимента продуктов с пролонгированным сроком хранения.
Для достижения поставленной цели были определены и решались следующие задачи:
обосновать целесообразность выбора сырья для получения поликомпонентных пищевых систем с применением Sous-Vide обработки;
обосновать выбор полимерных материалов, исследовать их свойства и безопасность в условиях Sous-Vide обработки пищевых поликомпонентных систем;
определить условия предварительной гидратации круп на примере риса и режимы последующей Sous-Vide обработки, обеспечивающие высокие показатели качества поликомпонентных пищевых систем и полуфабрикатов высокой степени готовности;
исследовать перераспределение форм связи влаги и изменение свойств круп, овощей и животного сырья в процессе Sous-Vide обработки;
определить режимные параметры Sous-Vide обработки комбинированных пищевых систем, обеспечивающие гарантированный уровень пищевой и биологической ценности, безопасности и пролонгированные сроки хранения полуфабрикатов высокой степени готовности;
исследовать влияние экстрактов пряных трав на хранимость Sous-Vide обработанных поликомпонентных пищевых систем, разработать вкусовые композиции с консервирующими свойствами;
исследовать физико-химические, микробиологические, органолептические, технологические показатели и хранимость Sous-Vide обработанных поликомпонентных пищевых систем;
разработать математическое описание процессов Sous- Vide обработки компонентов растительного (лука, моркови, свеклы) и животного (мяса птицы) происхождения;
разработать нормативно-техническую документацию и провести апробацию Sous-Vide обработки поликомпонентных систем в производственных условиях.
Научная новизна. Установлены закономерности влияния предварительной гидратации круп (риса, гречки, пшена) и бобовых (фасоли) на продолжительность их последующей Sous- Vide обработки в диапазоне 333 - 363 К, показана возможность сокращения продолжительности теплового воздействия на 3050% при реализации предварительной гидратации сырья.
Выявлены закономерности процесса гидратации, обезвоживания и перераспределения форм связи влаги при Sous-
Vide обработке растительного (риса длиннозерного, лука, моркови, свеклы) и животного (мяса, жира и шкурки птицы) сырья при температурах 333 - 363 К, установлено, что с понижением температуры обработки переход влаги из свободного в связанное состояние замедляется.
Установлено, что Sous-Vide обработка при температурах 333 - 368 К растительного (риса, лука, моркови, свеклы) и животного (мяса, жира и шкурки птицы) сырья, а также их комбинаций, позволяет повысить пищевую и биологическую ценность готовых продуктов, улучшить цвет и аромат.
Исследована зависимость антиоксидантных и антибактериальных свойств экстрактов пряных трав, произрастающих в республике Гана - мавританского перца (Xylopia aethiopica), гвоздики (Dianthus), розмарина (Rosmarinus), мускатного ореха (Myristica), аниса (Pimpinella amsum), мондоры (Mondora), а также их смесей в диапазоне концентрации сухих веществ в экстрактах 2 - 6 %, установлена возможность использования смесей исследуемых трав в качестве консервирующего агента, обеспечивающего пролонгированние срока хранения продукта в 6-7 раз.
Исследованы условия и уровень эмиссии легколетучих компонентов полимерных упаковочных материалов при Sous-Vide обработке, позволяющие оценить их безопасность и применимость.
Получено математическое описание процессов Sous-Vide обработки компонентов растительного (лука, моркови, свеклы) и животного (мяса птицы) происхождения, позволяющее идентифицировать технологические потери массы в зависимости от режимных параметров и формы компонентов.
Практическая значимость. Разработаны технологические режимы Sous-Vide обработки: предварительной гидратации риса - температура 353 К, продолжительность 12,0 мин, гидромодуль 1:1,3-1,4 и для рисо-овощных смесей - температура обработки 368 К, продолжительность 15,0 мин, дополнительная влага 9 г/100 г смеси, для рисо-овощных смесей с курицей - температура обработки 368 К, продолжительность 17,0 мин, дополнительная влага 4,5 г/100 г смеси, обеспечивающие исключение технологических потерь, получение поликомпонентных пищевых систем с повышенной пищевой ценностью и увеличенными сроками хранения, составляющими 7-15 суток.
Разработаны рецептурно-компонентные решения и техническая документация на ассортимент блюд и полуфабрикатов высокой степени готовности увеличенного срока хранения, пригодных для специального питания в полевых и экспедиционных условиях.
Разработаны варианты состава пряных композиций, обеспечивающие антиоксидантный, антибактериальный, консервирующий эффекты при введении в комбинированные пищевые системы.
Разработана методика пьезосенсорной оценки безопасности полимерных упаковочных материалов, рекомендуемых для Sous-Vide технологий.
Технология производства поликомпонентных пищевых систем и полуфабрикатов высокой степени готовности апробирована в условиях НИЛ кафедры Сервисные технологии, научно-учебно-производственном центре питания ВГУИТ, ООО «Фабрика кухня», ООО «Белая лилия», на основании чего полученные пищевые продукты могут быть рекомендованы для питания в специальных условиях (туризм, экспедиции и т. д.)
Расчетная экономическая эффективность внедрения разработанных поликомпонентных пищевых систем составляет 17 тыс. р. на 1 т.
Положения, выносимые на защиту:
свойства полуфабрикатов высокой степени готовности и поликомпонентных пищевых систем достигаемые в процессе Sous-Vide обработки;
режимные параметры, обеспечивающие гарантированные показатели качества полуфабрикатов высокой степени готовности и поликомпонентных пищевых систем при Sous-Vide обработке;
комплексная оценка качества полуфабрикатов и поликомпонентных пищевых систем;
пьезосенсорная оценка безопасности упаковочных полимерных материалов.
Соответствие темы диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п 3, 4, 6, 10, 11 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 научных конференциях в Воронежском государственном университете инженерных технологий (с 2011 по 2013 г.г.); Международной научно-технической интернет- конференции, посвященной 50-летию кафедры «Процессы и аппараты химических и пищевых производств» (Воронеж, 2011);
Международной заочной научно-практической конференции «Наука и техника в современном мире» (Новосибирск, 2012); VIII международной научной конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 2012); VIII международной научно-практической конференции «Дни науки- 2012» (Прага, 2012); Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2012); Международной ежегодной конференции Института пищевых технологий "IFT & FoodExpo" (Лас-Вегас, США, 2012); Х международной научно-методической конференции посвященной памяти академика РАСХН Немцева Николая Сергеевича «Интродукция нетрадиционных и редких растений» (Ульяновск, 2012); отмечены дипломами межрегиональных выставок «Агропром» (Воронеж, 25-27 мая 2011 г), Воронежского промышленного форума (Воронеж, 1-3 ноября 2011 г.), 29-ой межрегиональной выставки «Пищевая индустрия» (Воронеж, 5-7 декабря 2012 г).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов и результатов, списка литературы из 205 наименований и приложений.
