Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор информационной литературы 10
1.1 Напитки функциональной направленности 10
1.2 Характеристика полуфабрикатов дикорастущего плодово-ягодного сырья, используемых в безалкогольном производстве 14
1.3 Обоснование целесообразности использования дикорастущих ягод клюквы и брусники для промышленной переработки 17
1.3.1 Характеристика сырьевых запасов Западно-Сибирского региона 17
1.4 Основы процесса экстрагирования и его расчета 31
1.5 Способы повышения выхода экстрактивных веществ 39 Заключения по первой главе 42
Глава 2. Методика проведения эксперимента 44
2.1 Организация работы 4 4
2.2 Объекты и методы проведения исследований .4 6
Глава 3. Исследование потребительских предпочтений на рынке функциональных напитков 49
Глава 4. Использование дикорастущего плодово-ягодного сырья при производстве экстрактов и безалкогольных напитков на их основе 62
4.1 Оценка потребительских свойств замороженного плодово-ягодного сырья 62
4.2 Разработка технологии экстрактов на основе замороженных ягод и оценка их потребительских качеств 66
4.2.1 Исследование влияния гидромодуля на процесс экстрагирования 67
4.2.2 Влияние температуры обработки на процесс экстрагирования 6 8
4.2.3 Определение влияния степени размораживания на процесс экстрагирования 71
4.2.4 Установление влияния ферментативной обработки на процесс экстрагирования 75
4.2.5 Изменение диффузионных свойств сырья в зависимости от параметров экстрагирования 83
4.2.6 Влияние использования водно-спиртовых растворов на выход экстрактивных веществ 92
4.2.7 Изучение возможности применения роторно-пульсационного аппарата для проведения процесса экстрагирования 93
4.3 Разработка технологии и оценка товароведных качеств безалкогольных напитков 101
Глава 5. Обоснование целесообразности комплексной переработки замороженных ягод клюквы и брусники 106
5.1 Использование плодово-ягодных выжимок при производстве мучных кондитерских изделий 106
5.2 Разработка схемы комплексной переработки дикорастущих ягод клюквы и брусники 116
Заключение 119
Список используемой литературы .1 20
Приложения 1 31
- Характеристика полуфабрикатов дикорастущего плодово-ягодного сырья, используемых в безалкогольном производстве
- Исследование потребительских предпочтений на рынке функциональных напитков
- Разработка технологии экстрактов на основе замороженных ягод и оценка их потребительских качеств
- Разработка схемы комплексной переработки дикорастущих ягод клюквы и брусники
Введение к работе
Актуальность темы. На современном рынке пищевых продуктов
актуальным является вопрос обеспечения населения качественными и
полезными продуктами. Стабильная работа предприятий пищевой и
перерабатывающей промышленности является залогом благополучия
населения, его продовольственного обеспечения и, что очень значимо, продовольственной безопасности. Одним из главных направлений развития пищевой промышленности в последнее время стало производство обогащнных продуктов питания, оказывающих благотворное влияние на здоровье населения. Среди таких продуктов особое место отводится напиткам, потребление которых составляет до трх литров ежедневно.
Повышение потребительских свойств и качественных показателей
продуктов питания может быть достигнуто за счт вытеснения с рынка
низкокачественных пищевых продуктов и расширения ассортимента продуктов,
производимых с использованием местного растительного сырья.
Использование растительного сырья для создания новых продуктов питания имеет ряд преимуществ за счт высокой биоактивности и биодоступности содержащихся в нм эссенциальных компонентов питания; выраженного сорбционного эффекта пищевых волокон в отношении токсичных металлов; выраженного общеукрепляющего действия на организм в целом.
На территории Кузбасского региона произрастают большие объемы дикорастущих плодов и ягод, которые подлежат промышленному сбору и заготовке. В приоритетах региональных властей находится развитие промышленного сбора этого вида сырья. В областном бюджете ежегодно предусматривается поддержка отрасли по заготовке и переработке дикорастущего сырья. Кроме того, заняться сбором плодов и ягод в промышленных масштабах готовы многие жители отдалнных послков, ведь не везде есть производственные предприятия и это реальное решение их социальных проблем.
Но, несмотря на эти меры, только небольшая часть собранного плодово-ягодного сырья подвергается переработке и реализуется населению. Основная часть скупается предприятиями других регионов или даже стран.
Для рационального использования местного растительного сырья необходимо разработать технологическое решение по его промышленной переработке. Это позволит получить натуральные продукты с повышенной пищевой ценностью, заложенной самой природой.
В связи с этим, исследования по разработке способов переработки
плодово-ягодного сырья Сибирского региона как источника полезных
биологически активных веществ являются актуальными.
Степень разработанности темы исследования. Теоретические и
практические аспекты по переработке плодово-ягодного сырья
систематизированы в работах современных ученых: Хабарова С.Н., В.М. Позняковского, Л.А. Маюрниковой, Т.Ф. Киселевой, В.А. Помозовой и др.. Исследования, посвященные вопросам экстрагирования, и использованию
роторно пульсационного аппарата для проведения процесса отражены в работах В.М. Лысянского, СМ. Гребенюка, В.Н. Иванца, А.Н. Потапова, Г.Е. Иванец и др.. Значительный интерес представляют прикладные исследования данных авторов по разработке продуктов питания массового спроса на основе растительного сырья. Однако указанное направление должно и дальше развиваться, привлекая новые источники растительного сырья и современные инновационные методы и способы его комплексной переработки, что, существенным образом, повлияет на качество жизни населения и положительно отразится на показателях экономического развития региона.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с региональной губернаторской программой на период до 2015 г. по улучшению питания и здоровья населения Кузбасса «К здоровью - через питание».
Цели и задачи. Целью диссертационной работы является разработка комплексного подхода к переработке дикорастущих ягод клюквы и брусники с точки зрения их потребительских характеристик для получения полуфабрикатов и готовых продуктов питания.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
дать оценку структуре потребительских предпочтений на функциональные напитки;
исследовать особенности химического состава и технологические свойства ягод клюквы и брусники с целью обоснования их использования для получения экстрактов в качестве полуфабрикатов для производства функциональных напитков;
оценить степень воздействия биокаталитической обработки и двухступенчатой экстракции с использованием роторно-пульсационного аппарата при получении экстрактов;
исследовать факторы, обуславливающие качество плодово-ягодных экстрактов и напитков на их основе;
исследовать состав выжимок после экстрагирования для оценки возможности их использования с целью получения продуктов питания;
разработать схему комплексной переработки ягод клюквы и брусники.
Научная новизна. Научная новизна результатов проведнных исследований состоит в системности подхода к решению проблемы комплексной переработки местного дикорастущего плодово-ягодного сырья, формирующего повышенную пищевую ценность вырабатываемых на его основе продуктов питания.
Признакам научной новизны отвечают следующие результаты диссертационной работы:
обоснована эффективность использования биокаталитической
обработки с целью интенсификации экстракционных процессов ягод
клюквы и брусники;
S исследованы изменения биологически активных веществ
плодово-ягодного сырья в процессе экстрагирования;
S получены математические зависимости выхода сухих веществ
от параметров процесса экстрагирования на основании исследования
диффузионных свойств сырья;
S исследован процесс двухступенчатого получения экстрактов с
использованием роторно-пульсационного аппарата;
S на основе анализа фракционного состава пектиновых веществ
обоснована возможность применения выжимок после экстрагирования
для производства продуктов питания.
Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая ценность данного исследования заключается в применении научно обоснованного комплексного подхода к переработке плодово-ягодного дикорастущего сырья.
Практическая значимость результатов диссертационной работы заключается в разработке безотходной технологии переработки ягод клюквы и брусники.
Разработаны технологические инструкции на получение экстрактов из ягод клюквы и брусники, рецептуры напитков на их основе, а также мучных кондитерских изделий с добавлением ягодных выжимок.
Разработанные напитки апробированы в условиях производства и рекомендованы к внедрению.
Результаты научных исследований используются в учебном процессе при обучении студентов по направлениям подготовки бакалавров и магистров 260100 «Технология продуктов питания из растительного сырья» и 100800 «Товароведение», что подтверждено актом.
Методология и методы исследования. Методология исследования основана на научных методах сравнительного факторного анализа с использованием системного товароведного подхода.
В работе использованы методы сбора, сравнительного анализа и систематизации научной информации и лучших мировых практик, маркетинговых исследований в формате социологического опроса, лабораторного анализа стандартными физико-химическими методами, сенсорного анализа общепринятыми методами, результаты которых обрабатывались методами математической статистики.
Положения, выносимые на защиту.
Обоснование комплексного подхода к переработке дикорастущего плодово-ягодного сырья (на примере клюквы и брусники) на основании оценки его сырьевых запасов в Западносибирском регионе и пищевой ценности.
Способ двухступенчатого получения экстрактов с использованием биокаталитического воздействия на сырье, с учетом его диффузионных свойств в роторно-пульсационном аппарате.
Степень достоверности результатов. Экспериментальная часть выполнена на высоком методическом уровне с использованием современных и общепринятых методов исследований. В работе использованы статистические методы обработки экспериментальных данных. Результаты исследований прошли практическую апробацию и рекомендованы для внедрения.
Апробация результатов исследования. Основные результаты
диссертационной работы представлены и обсуждены на научных
международных и всероссийских конференциях: «Пищевые продукты и
здоровье человека» (Кемерово, 2011 и 2012); «Инновационный конвент:
Кузбасс - образование, наука, инновации» (Кемерово, 2011, 2012 и 2013);
«Пища. Экология. Качество» (Краснообск, НСО, 2012 и 2013); «Приборное и
научно-методологическое обеспечение исследований и разработок в области
инновационных технологий производства продуктов питания функционального
назначения» (Кемерово, 2012); «Новые технологии в промышленности и
сельском хозяйстве: материалы 1-ой всероссийской научно-практической
конференции» (Бийск, 2012); «Производство и переработка
сельскохозяйственной продукции: менеджмент качества и безопасности»
(Воронеж, 2012), «Студенческий научный форум 2013»
().
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 16 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти глав, включающих обзор литературы, методологию проведения и результаты исследований, выводы, список использованных источников и приложения. Основная часть работы изложена на 130 страницах. Диссертация содержит 43 рисунка и 31 таблицу. Библиографический список включает 130 публикаций отечественных и зарубежных авторов.
Характеристика полуфабрикатов дикорастущего плодово-ягодного сырья, используемых в безалкогольном производстве
В качестве полуфабрикатов безалкогольного производства можно использовать такие полупродукты, как экстракты, концентрированные соки, морсы и спиртованные соки. Общей особенностью в технологии их производства является предварительная обработка измельченного сырья (мезги), которая производится с целью облегчения и увеличения выхода сухих веществ [40, 78, 99, 121].
Спиртованные соки и морсы (ГОСТ 28539-90) . Спиртованные соки — это плодовые и ягодные соки, в которых содержится 25 % об. спирта. Спирт используется в данном случае как консервант. Спиртованные морсы получают настаиванием на свежих и сушеных плодах и ягодах водно-спиртового раствора. Содержание спирта в них 45 % об. [28, 40]. Спиртованные соки и морсы, в основном, используются в производстве ликероводочных изделий. Их можно также вводить в купаж безалкогольных напитков, но предварительно удалив из них спирт. В связи с этим необходимо вводить в технологическую схему дополнительное тепловое оборудование, что повлечет за собой дополнительные и энергетические затраты. Растительные и плодово-ягодные экстракты (ГОСТ Р 51074-2003) по внешнему виду представляют собой прозрачную жидкость без осадка после отстаивания в течение 2-х часов. Вкус и запах – свойственные исходному плодово-ягодному сырью, из которого изготовлен экстракт, без посторонних привкуса и запаха. Цвет – близкий цвету натуральных плодов, из которых изготовлен экстракт. Обычно, для уменьшения объема готового продукта, экстракты концентрируются. Также, известны сухие (порошкообразные) экстракты [29, 40].
Массовая доля сухих веществ, не менее: для виноградного — 62 %; клюквенного — 54 %; черносмородинового — 44 %; остальных — 57 % [19, 89]. Концентрированные плодово-ягодные соки (ГОСТ Р 52185-2003) являются наиболее удобным в использовании плодово-ягодным полуфабрикатом. Внешний вид и консистенция концентрированного сока напоминает густой сироп, по цвету схожий с цветом плодово-ягодного сырья, из которого он получен. Неосветлнные плодово-ягодные соки с мякотью и замороженные соки имеют еще более густую консистенцию. Концентрированные соки изготавливаются путем переработки соков прямого отжима [29, 76]. Существует несколько способов концентрирования соков прямого отжима: упаривание, вымораживание, мембранный метод. Упаривание может проводиться с улавливанием или без улавливания летучих ароматических веществ. Для максимального сохранения органолептических показателей натурального сока, упаривание ведут под вакуумом в выпарных установках.
Концентрированные соки с улавливанием ароматических веществ получают по схеме: S деароматизация сока; s концентрирование ароматических веществ; S осветление деароматизированного сока; S концентрирование сока.
Соки, как правило, концентрируют до содержания массовой доли сухих веществ 70 %, разливают в металлическую тару или полимерную с полиэтиленовыми вкладышами. Температурный режим хранения - от 0 до 10 0С. Это связано с тем, что в данном температурном диапазоне наиболее полно сохраняются их вкус и цвет. Концентрированные ароматические вещества хранятся отдельно, и вносятся в сок в количестве 2 % уже непосредственно на производстве готовых напитков [16, 40, 76, 123]. Концентрирование вымораживанием основано на охлаждении сока прямого отжима ниже температуры его замерзания. В результате в жидкой фазе образуются ледяные кристаллы, а массовая доля сухих веществ в ней повышается [76]. Мембранные методы основаны на применении принципа обратного осмоса. Метод заключается в разделении воды и растворенной фазы (сухих веществ) через полупроницаемые мембраны под избыточным давлением. Размер пор в мембранах соизмерим с размером молекул воды, поэтому через такие мембраны проходят только молекулы растворителя (воды) и остаются молекулы растворенных веществ, в результате чего концентрация сухих веществ повышается [32, 40, 41, 76]. При использовании мембранных методов и способа вымораживания в концентрированном соке максимально сохраняются такие ценные компоненты, как ароматические вещества и витамины, однако можно получить концентраты с содержанием сухих веществ не более 35-50 %. Для получения соков более концентрированных необходимо дополнительное упаривание [76]. Содержание растворимых сухих веществ в концентрированных соках должно быть не менее 20 % от общего количества сухих веществ. Чем выше содержание растворимых сухих веществ в концентрированном соке, тем больше из него можно изготовить восстановленного сока с заданным значением массовой доли сухих веществ. Таким образом, для применения в современной безалкогольной промышленности существует огромное разнообразие полуфабрикатов переработки плодово-ягодного сырья. Выбор конкретного полуфабриката зависит, как от технологии производства самого напитка, так и его технологических и органолептических особенностей.
Исследование потребительских предпочтений на рынке функциональных напитков
Успех любого товара на рынке определяется его потребительскими характеристиками, главные из которых качество и безопасность. Развитая конкуренция толкает производителей искать новые способы продвижения своих товаров. Одни ищут способы снизить рыночную цену на свой продукт, другие пытаются привлечь потребителей особыми свойствами продукта. К таким свойствам относится функциональная направленность продукта.
Целью данного исследования было определение уровня осведомлнности о существовании, свойствах и воздействии на организм потребителей обогащнных напитков. Для этого был проведн социологический опрос, который является одним из способов исследования рынка и отличается простотой и небольшой продолжительностью, а полученная информация достаточно достоверная и легко подвергается статистической обработке.
Анкета (приложение Б), предлагаемая респондентам, включала 11 вопросов, которые отражали половозрастные характеристики, уровень образования и социальный статус, что позволяет дать обобщнную оценку потребительских предпочтений в отношении функциональных напитков. Анкетирование проводилось осенью 2011 года. Анкета предлагалась случайным прохожим среди населения г. Кемерово. В анкетировании приняло участие 510 человек, из которых 60,8 % составили женщины и 39,2 % мужчины. При ответах на вопросы модератором давались разъяснения участникам анкетирования о том, что такое функциональные или обогащнные напитки и их роль в организации питания. Распределение респондентов по возрастным категориям представлено на рисунке 3.1. В соответствии с данными, приведенными на рисунках 3.1. и 3.2 можно сделать вывод, что большинство опрошенных респондентов - это женщины с высшим образованием. Скорее всего, это связано с отзывчивостью женского населения и неравнодушием в вопросах здорового питания. В результате анкетирования выявлено, что подавляющее количество респондентов (90,2 %) знают о существовании функциональных напитков. Однако не всегда имеют представление, что скрывается за данным термином.
В качестве основных источников информации, освещающих напитки подобного рода, респонденты отметили телевидение, печатные издания и своих знакомых. Разделение источников информации об этой группе напитков по возрастным категориям опрашиваемых представлено на рисунке 3.4.
Из данных, представленных на рисунке 3.4, видно, что интернет, не самое эффективное средство рекламной информации, скорее всего он наиболее распространн как средство общения. Радио вообще не является источником информации для подавляющего большинства опрошенных ввиду того, что этот источник информации доступен либо возрастным респондентам, либо это категория водителей, слушающих радио за рулем, которая не попала в объект наших исследований. Действительно, только 6,7 % людей в возрасте от 41 до 60 лет отметили, что слышали о функциональных напитках в информационных программах на радио.
На вопрос о частоте потребления мнения людей распределились следующим образом: большая часть молодых людей (72,7 %) в возрасте 18-25 лет употребляют обогащнные напитки реже одного раза в месяц, 27,3 % приобретают такие напитки примерно один раз в неделю. Большинство опрошенных других возрастных категорий не покупают функциональные напитки вообще или покупают очень редко. Возможно, это связано с уровнем цен на данную группу напитков. Это обстоятельство следует учесть при разработке новых видов напитков.
Среди факторов, вызывающих интерес к обогащенным напиткам многие респонденты отметили «любопытство попробовать» (35,3 % всех опрошенных) и освежающее действие таких напитков (39,2 % всех опрошенных). Также большая часть опрошенных респондентов отметила, что привлекают другие свойства, в частности вкус напитка. Разделение мнений по возрастным категориям представлено на рисунке 3.6.
Познания населения о том, какие полезные вещества присутствуют в функциональных напитках, разделились следующим образом (рисунок 3.7): 49 % всех опрошенных на первое место ставят углеводы, причм преобладающее большинство - это люди с неполным высшим образованием; 21,6 % и 19,6 % от всех опрошенных считают полезными антиоксиданты и витамины; 13,7 % - белки и 11,8 % всех опрошенных отмечают полезность пищевых волокон.
Как показали результаты опроса, половина респондентов считают, что функциональность напиткам придают пищевые добавки. Треть опрошенных считает, что это растительное сырь и 18 % считают, что напитки обогащают путем добавления витаминных комплексов. Целью следующего вопроса являлось определение мнения респондентов об использовании растительного сырья Кузбасса для производства обогащнных напитков (рисунок 3.9).
При анализе полученных данных нами установлено, что большая часть респондентов считает, что местное растительное сырь вовсе не используется или используется недостаточно. Это дат возможность предположить, что разработка напитков на основе местного растительного сырья является перспективным направлением развития безалкогольной отрасли региона.
Разработка технологии экстрактов на основе замороженных ягод и оценка их потребительских качеств
Как было отмечено выше, для производства напитков могут использоваться такие полуфабрикаты как экстракты, концентрированные соки, сиропы и др. Ассортиментный ряд плодово-ягодных экстрактов можно постоянно расширять, создавая новые композиции из дикорастущего сырья, спектр которого на территории Сибири достаточно велик. Расширять ассортимент таких полезных напитков можно как в направлении конструирования новых органолептических характеристик, так и в плане воздействия на организм человека: противолучевого, антиоксидантного, адаптогенного, тонизирующего, бактерицидного и иммуностимулирующего. Употребление напитков на основе дикорастущих ягод - это реальная возможность улучшения структуры питания и поддержания здоровья населения. В связи с этим целью проводимых экспериментальных исследований являлось определение рациональных параметров процесса экстрагирования и проведение оценки полученных экстрактов с товароведной точки зрения. Для обеспечения полноты извлечения веществ и максимальной скорости процесса экстрагирования к экстрагенту предъявляют следующие требования: селективность, малая токсичность, химическая и фармацевтическая индифферентность, доступность. Наиболее часто используемыми экстрагентами в пищевой промышленности являются водно-спиртовые растворы и вода. При использовании водно-спиртовых растворов для экстрагирования из сырья могут извлекаться частично как водорастворимые, так и спирторастворимые фракции. В химическом составе плодово-ягодного сырья преимущественно преобладают водорастворимые фракции (фенольные вещества, в том числе лейкоантоцианы и рутин, аскорбиновая кислота, сахара). В качестве экстрагента на начальном этапе исследований была использована вода.
Увеличение массы экстрагента по отношению к массе частиц (гидромодуль) способствует увеличению движущей силы процесса экстрагирования и соответственно ускоряет процесс, однако чем больше соотношение масс жидкости и твердых частиц, тем большими становятся энергетические затраты на выделение целевого компонента в чистом виде (выпаривание, дистилляцию), транспортирование жидкости по аппарату. Процесс экстрагирования для определения оптимального соотношения экстрагента и сырья проводили при гидромодуле 1:5, 1:10 и 1:15. При гидромодуле 1:5 массовая доля сухих веществ составляет 1,5 % для клюквы и 1,6 % для брусники. Полученный экстракт содержал малое количество жидкой фазы, поэтому возникли трудности при разделении фаз. При соотношении 1:15 экстракт получается сильно разбавленным, с содержанием сухих веществ всего лишь до 0,6-0,7 %. Оптимальным для разработки выбран гидромодуль 1:10 (массовая доля сухих веществ составляет 1 % для клюквы и 1,1 % для брусники), при этом не происходит излишних энергетических затрат, а процесс ускоряется.
Увеличение температуры ускоряет процесс экстрагирования, но может отрицательно сказаться на ценных веществах экстракта. Для определения влияния температуры на процесс экстрагирования эксперименты проводились при различных е значениях: 30, 45 и 60 0С. Результаты по выходу сухих веществ представлены на рисунках 4.1- 4.2. Как видно из полученных данных, выход сухих веществ при температуре процесса 45-60 0С немного выше, чем при 30 оС. Продолжительность процесса при этом составляет 60-150 минут.
С учетом экономической целесообразности температуру выше 45 0С использовать не рекомендуется, поскольку это приводит к увеличению энергетических затрат, поэтому температура 45 0С была выбрана для дальнейших экспериментов.
Что касается продолжительности процесса, то массовая доля сухих веществ не изменялась после 90 минут выдержки для брусники и 120 минут для клюквы, поэтому эти параметры можно использовать для дальнейших исследований.
Зависимость выхода сухих веществ от температуры и продолжительности экстрагирования (брусника замороженная) Поскольку одной из наиболее ценных групп соединений, входящих в состав исследуемого сырья, являются Р-активные полифенольные вещества, которые могут разрушаться при повышенных температурах и длительных выдержках, нами также исследован выход фенольных веществ в процессе экстрагирования. Результаты в пересчете на сухое вещество представлены на рисунках 4.3- 4.4.
Анализируя зависимость выхода фенольных веществ, представленную на рисунках 4.3 - 4.4, видно, что увеличение температуры приводит к снижению количества извлекаемых фенольных веществ. Максимальное содержание их наблюдается на начальном этапе процесса экстрагирования, далее их количество уменьшается, что может быть связано с их химическим изменением.
Как видно из приведенных данных, выход фенольных веществ из клюквы выше, чем из брусники, несмотря на начальное их содержание в исходном сырье. В процессе замораживания плодово-ягодного сырья происходят существенные изменения с растительной клеточной структурой. При медленном замораживании сырья и температуре до -18 0С происходит неравномерное образование кристаллов разных по размерам. Образующиеся крупные кристаллы повреждают протоплазму растительных клеток и клетки повреждаются. В дальнейшем при размораживании такие клетки не впитывают выделяющуюся влагу, и клеточный сок вытекает свободно.
В процессе быстрого замораживания при использовании низких отрицательных температур (ниже -30 0С) происходит равномерное образование мелких кристаллов во всем объеме внутри клеток и межклеточном пространстве. Эти кристаллы не вызывают повреждения клеток, вследствие чего при дальнейшем размораживании коллоиды клетки равномерно впитывают выделяющуюся влагу и потери клеточного сока не происходит. Поэтому для целей наших исследований целесообразно использовать медленно замороженное плодово-ягодное сырье.
Разработка схемы комплексной переработки дикорастущих ягод клюквы и брусники
В результате проведнных исследований была разработана схема комплексной переработки дикорастущих ягод клюквы и брусники (рисунок 5.5). С целью интенсификации процесса экстрагирования и увеличения выхода сухих веществ измельчнные ягоды клюквы и брусники необходимо подвергать биокаталитической обработке ферментным препаратом Fructozym P6L в концентрации 0,05 % к массе сырья. С целью сокращения продолжительности процесса процесс экстракции целесообразно проводить в роторно-пульсационном аппарате.
Экстрагирование осуществляется в два этапа: на первом осуществляется экстракция водорастворимых веществ ягод и в качестве экстрагента выступает вода при гидромодуле 1:5. Продолжительность процесса составляет 30 минут при температуре 45 0С.
По окончанию первого этапа экстрагирования происходит разделение водной вытяжки и ягодных выжимок, после чего выжимки повторно подвергаются процессу экстрагирования при соотношении сырь : экстрагент 1:2 (к первоначальной массе сырья) 35 % водно-спиртовым раствором в течение 30 минут так же при температуре 45 0С. Полученную водно-спиртовую вытяжку после отделения от выжимок ягод направляют на отгонку спирта, который может быть использован повторно.
Вытяжку после отгонки соединяют с водной вытяжкой и направляют на концентрирование в роторно-распылительном аппарате при щадящем температурном режиме 80-85 0С до массовой доли сухих веществ 54 % и 53 % для клюквы и брусники, соответственно. Полученные экстракты могут быть использованы в производстве безалкогольных напитков в качестве натурального источника биологически активных веществ.
Оставшиеся после процесса экстрагирования выжимки направляются на высушивание до содержания влаги 10 % для продления сохранности органолептических и физико-химических показателей качества. Сухие выжимки измельчаются, и могу быть использованы как ценный источник пектиновых веществ при производстве различных продуктов, в частности смесей для приготовления мучных кондитерских изделий таких, как кексы и овсяное печенье.
Выжимки клюквы целесообразно вносить в количестве 8,6 % к массе пшеничной муки при получении кекса, выжимки брусники при изготовлении овсяного печенья также в количестве 8,6 % к массе пшеничной муки. 1. Проведнные исследования потребительских предпочтений показали востребованность функциональных напитков. 2. Обоснована целесообразность применения дикорастущего плодово-ягодного сырья Западно-Сибирского региона для получения экстрактов, как полуфабрикатов для создания функциональных напитков. 3. С целью интенсификации процесса экстрагирования целесообразно проводить обработку ягод клюквы и брусники ферментным препаратом пектолитического действия Fructozym P6L в концентрации 0,05 % к массе сырья. 4. Показана возможность проведения двухступенчатого процесса экстрагирования в роторно-пульсационном аппарате с целью улучшения технологического процесса (повышения выхода массовой доли сухих веществ, снижения продолжительности и пр.). 5. Установлено влияние параметров экстрагирования на диффузионные свойства сырья. Получены зависимости выхода сухих веществ в виде регрессионных уравнений, которые можно рекомендовать для использования в инженерных расчетах процесса экстрагирования. 6. Исследованы факторы, обуславливающие качество плодово-ягодных экстрактов и напитков на их основе. 7. Дана оценка возможности использования ягодных выжимок после получения экстрактов для получения продуктов питания. 8. Разработана схема комплексной переработки ягод клюквы и брусники, включающая получение ягодных экстрактов, напитков на их основе, переработку выжимок в продукты питания (мучные кондитерские изделия).
