Разработка технологии производства многокомпонентных функциональных продуктов питания на основе плодового сырья (стр. 3 )

Влияние технологических параметров переработки сырья на содержание биологически активных веществ в консервной продукции. Как вспомогательное сырьё в технологии производства функциональных продуктов питания использовалось мало технологичное (плотная кожица, твёрдая мякоть) с точки зрения переработки сырьё - плоды айвы японской. Исследовались разные способы измельчения плодов айвы японской (сорт Признание) – крупное (2,0 – 3,0 мм) на дробилке ВДР-5 и мелкое (0,5 – 1,0 мм) - на кавитаторе-дезинтеграторе. Установлено, что более интенсивное измельчение сырья позволило увеличить экстракцию биологически активных веществ (витамин С 58,0 - 63,0 мг/100г, витамин Р 397,0 – 405,0 мг/100г) в готовом продукте и сократить его отходы.

Выявлено, что для более быстрого разрушения твердой структуры плодов айвы японской и соответственно, увеличения выхода питательных веществ, применение ферментативной обработки дробленой массы ферментным препаратом Фруктоцим П6-Л эффективно. Ферментный препарат способствует нарушению структуры полисахаридов айвы японской, что обеспечивает увеличение в готовом продукте содержания сахаров, в частности глюкозы, сахарозы.

Наблюдалось также увеличение выхода сока, которое варьировало в зависимости от сортовых особенностей айвы, времени действия и используемой концентрации ферментного препарата. Установлено, что проведение ферментации измельченной массы айвы японской в течение 4 часов при 10% концентрации фермента Фруктоцим П6-Л способствовало увеличению выхода сока на 28 % (рисунок 7).

Рисунок 7 - Влияние концентрации препарата Фруктоцим П 6-Л и времени ферментации на выход сока из плодов айвы японской

Выявлено, что для изготовления консервов функционального назначения с использованием плодов облепихи эффективен ферментный препарат Тренолин Маш ДФ, являющийся высокоактивным, пектиназным комплексом, способствует снижению вязкости коллоидов, ускоряет самоосветление и улучшает свойства готового продукта. Наименьшая вязкость коллоидов наблюдалась после обработки измельченного сырья из плодов облепихи 15 % раствором ферментного препарата Тренолин Маш ДФ в течение 6 часов. Установлено, что ферментный препарат Тренолин Маш ДФ способствует также увеличения выхода витаминов (витамин С 114,4 – 145,6 мг/100г, витамин Р 405,0 – 420,2 мг/100г), экстракции ароматических веществ (до 179,4 мг/100г), представленных различным составом и количеством спиртов, ароматических альдегидов и эфиров. Оба ферментных препарата позволили повысить функциональную значимость консервов из плодового сырья.

Разработка и моделирование рецептурных композиций многокомпонентных функциональных продуктов питания. Моделирование новых видов многокомпонентных функциональных консервов с лечебно-профилактическим назначением проводили путем обогащения яблочного сока (основного ингредиента рецептурной композиции) биологически активными веществами из выделенного сырья с высокими биохимическими показателями по содержанию углеводов, белков, повышающих пищевую ценность; витаминов С, Р, РР, β-каротина, полифенольных веществ (антоцианов, флавонолов, катехинов, дубильных веществ), придающих лечебно-профилактические свойства готовой продукции.

При моделировании рецептурной композиции нового вида консервов «Фитонектар «Здоровье» основной ингредиент - сок яблочный с мякотью (сорт Вадимовка) был обогащен гомогенизированной массой пюре из плодов ореха грецкого в молочной зрелости и плодов айвы японской, что в комплексе позволило придать функциональную значимость продукту, улучшить вкусовые качества, усилить комплекс минеральных, ароматических веществ, а также придать готовому продукту целенаправленную физиологическую значимость для организма человека, увеличив содержание природных антиоксидантов до 209,9 мг/100г. Установлено, что многокомпонентный функциональный напиток «Фитонектар «Здоровье» (ТУ ) обеспечивает потребность организма на 50% от суточной нормы витаминами С и Р, на 60 % полифенолами и йодом (таблица 6).

Таблица 6 – Химические показатели качества компонентов, входящих в рецептурную композицию консервов «Фитонектар «Здоровье»

Химические показатели консервов	Яблоки (80%)	Орех грецкий (2%)	Айва (18%)
Витамин С, мг/100г	4,4	684,0	8,2
Витамин Р, мг/100г	20,2	50,2	29,8
Полифенолы, мг/100г	70,0	357,0	112,0
Пектин, %	0,8	2,8	0,5
Калий, мг/100г	71,5	34,5	107,0
Натрий, мг/100г	8,3	23,6	6,7
Кальций, мг/100г	8,2	8,6	15,4
Магний, мг/100г	3,2	24,8	7,4
Йод, мкг/100г	-	6,2	-

Регулярное употребление 100г консервов «Фитонектар «Здоровье» оказывает целенаправленное физиологическое действие на организм, а также позволяет восполнить суточную потребность в минеральных веществах: кальция - на 16 %, калия - на 26 %, магния - на 17 % и натрия - на 8 %.

Результаты дегустационной оценки консервов «Фитонектар «Здоровье» показали более высокие баллы в сравнении с контролем при оценке вкуса, аромата, консистенции продукта, внешнего вида, что позволило получить новому виду консервов общую дегустационную оценку 4,9 балла (рисунок 9).

Рисунок 9 - Дегустационная оценка консервов «Фитонектар «Здоровье»

Функциональная направленность консервов «Плоды дробленые «Кладовая витаминов» (ТУ ) получена за счет оптимального сочетания ингредиентов в рецептуре (таблица 5).

Таблица 5 - Химический состав консервов «Плоды дробленые «Кладовая витаминов»

Наименование ингредиента	Рецептура %	Содержание
витамины, мг/100 г	поли-фенолы мг/100г	пектин, %	йод, мкг/100г
С	Р
Яблоки (Прикубанское), Х1	45	12	100,0	200,0	0,8	-
Айва японская, Х2	5	80,0	200,0	400,0	1,5	-
Земляника, Х3	30	66,8	92,2	110,0	0,9	-
Орех грецкий Х4	5	100,0	80,0	115,0	0,4	1,5
Унаби, Х5	5	50,0	25,0	150,0	2,6	-
Сахар, Х6	10	-	-	-	-	-
витамин С Υ= 0,12Х1+ 0,8Х2+ 0,66Х3 + 1,0Х4 + 0,5Х5 = 36,9мг/100г витамин Р Υ= 1,0 Х1+ 2,0Х2+ 0,92Х3 + 0,8Х4 + 0,25Х5 = 87,8 мг/100г полифенолы Υ= 2,0Х1+ 4,0Х2+ 1,1Х3 + 1,15Х4 + 1,5Х5 = 156,3 мг/100г пектин Υ= 0,08Х1+0,15Х2+0,09Х3+0,04Х4 +0,26Х5 = 1,4 мг/100г

При разработке нового вида консервов в качестве дополнительных ингредиентов к основному сырью, добавлены дробленые плоды айвы японской, пюре из ягод земляники, экстракт из вызревшего околоплодника ореха грецкого, порошок из плодов унаби. Обогащающие компоненты позволили увеличить содержание витаминов, пектина, полифенолов, йода и придать функциональную значимость готовому продукту. Суммарное содержание природных антиоксидантов в 100 г готового продукта составляет 282,4 мг/100г. Прием продукта в количестве 100 г полностью удовлетворяет суточную потребность в витамине Р, полифенолах и пектине, 60 % - в витамине С и 35 % - потребность йода, что положительно отражается на иммунитете человека и повышает биологическую ценность функциональным многокомпонентным консервам.

Техническим результатом при разработке нового вида функциональных многокомпонентных консервов «Нектар «Энергия» является: повышение пищевой ценности готового продукта за счет использования только натурального, с учетом сортовых особенностей сырья, позволяющим повысить работоспособность человека. Основными обогащающими компонентами в рецептуре консервов «Нектар «Энергия» (ТУ ) являлось пюре из плодов облепихи, кребов и айвы японской, введённые в яблочный сок (сорт Самородок). Лечебные свойства консервам придают полифенолы, витамины, где суммарное содержание природных антиоксидантов в 100г готового продукта составляет 252,9 мг/100г, что на 100 % восполняет суточную потребность организма в витамине Р, полифенольных соединениях и пектине, а так же на 50% в витаминах Е, РР. Установлено, что пищевая ценность консервов «Нектар «Энергия» - обусловлена содержанием белков, углеводов и жиров (70,4 ккал) (таблица 7).

Таблица 7 – Калорийность консервов «Нектар «Энергия»

Наименование ингредиентов	Массовая доля ингредиента в рецептуре, %	Амино-кислоты, %	Общий сахар, %	Жиры (растительного происхождения), %
Яблоки, Х1	60	0,005	10,0	-
Айвы японская, Х2	5	0,03	3,1	-
Облепиха, Х3	5	0,08	8,2	9,9
Кребы, Х4	10	0,009	14,7	-
Сироп, Х5	20	-	40,0	-
Расчёт: по белку: Y =0,005X1 +0,03Х2 +0,08Х3+ 0,009Х4 = 0,094 по углеводам: Y = 10,0Х1+ 3,1Х2+ 8,2Х3+ 14,7Х4+ 40,0Х5 = 16,0 по жиру: Y = 9,9Х3 = 0,49 Y, ккал = 65,9+4,5 = 70,4

Изготовление консервов «Нектар «Энергия» производили по технологической схеме, предусматривающую инспекцию плодов, мойку, дробление и смешивание с другими компонентами (рисунок 10).

1 - роликовый транспортер; 2 - вентиляторная моечная машина; 3 - элеватор “Гусиная шея”; 4 – дисковая дробилка; 5 – шнековый пресс; 6 – насос; 7 - сепаратор; 8 – сборник; 9 – ленточный транспортер; 10 – наполнитель; 11 – закаточная машина; 12 - автоклавная корзина; 13 – автоклав; 14 – монорельс; 15 – гидроподъёмник; 16 - подлакировочная машина; 17 - этикетировочная машина; 18 - емкость для ферментации; 19 – протирочная машина; 20 – вакуумаппарат; 21 – подготовка айвового сиропа; 22 – подготовка тары.

Рисунок 10 - Аппаратурно-технологическая схема производства многокомпонентных консервов «Нектар «Энергия»

Экономическое обоснование использования плодового сырья для производства функциональных продуктов питания. Экономический эффект при производстве функциональных продуктов питания обеспечивается за счет оптимизации технологических процессов с применением нового технологического оборудования (кавитатора-дезинтегратора) при измельчении сырья, новых ферментных препаратов, позволяющих ускорить технологический процесс, увеличить эффективность экстракции биологически активных веществ, а также сократить энергозатраты. Высокоэффективным решением является также применение плодов семечковых, редких культур с высоким содержанием сахаров, что позволяет снизить норму расхода сырья и материалов при производстве 1 тубы консервов. Коммерциализация разработанных функциональных продуктов будет высокой, т. к. это принципиально новые многокомпонентные консервы из натурального сырья, обеспечивающие прибыль от 8660 до 12560 рублей на 1 тубе.

ВЫВОДЫ

1.  Экспериментально и теоретически обосновано влияние в технологии производства многокомпонентных продуктов питания качества используемого сырья семечковых, редких и орехоплодных культур, что позволяет придать готовому продукту функциональную значимость за счет высокого содержания витаминов, аминокислот, пектина, моносахаров (глюкозы, фруктозы), минеральных веществ.

2.  Установлено, что яблоки сортов Прикубанское, Самородок являются высокотехнологичным сырьем для производства функциональных продуктов питания и высоким источником сахаров (13,5-14,5 %), кислот (1,0-1,2 %), витамина С (до 15,8 мг/100г) и Р-активных веществ (до 261,0 мг/100г).

3.  Обосновано, что плоды кребов представляют интерес в переработке как высокий источник сухих веществ (до 24,5 %), сахаров (13-17,2 %), что в 1,5 – 2 раза больше, чем в плодах культурных сортов яблони, а также кислот (до 1,0 %), Р-активных веществ (до 408,0 мг/100г), полифенольных веществ (до 860 мг/100г).

4.  Впервые изучены с учётом сортовых особенностей и зоны произрастания плоды айвы японской, обладающие высокой функциональной значимостью ингредиентов: органических кислот (6,8 %) (представленных яблочной, лимонной и янтарной кислотами); витаминов (С до 150,0 мг/100г, Р-активных до300,0 мг/100г), что враз больше, чем в яблоках; полифенолов (до 400,0 мг/100 г – лейкоантоцианов, свыше 40,0 мг/100г флавонолов); аминокислот 35,4 мг/100г.

5.  Доказано, что сорта облепихи, произрастающие в условиях Юга России, отличаются большим набором функционально значимых ингредиентов: моносахаров, представленных на 35,0% глюкозой и на 48,8 % фруктозой; витамина С - от 60 до 180 мг/100г; Р-активных веществ – от 80,7 до 218 мг/100г; бета-каротина – от 2,0 до 3,0 мг/100г, витамина Е – до 0,64 мг/100г, ненасыщенных жирных кислот - до 100 мг/кг, введение которых в рецептурную композицию консервов позволяет придать им лечебно-профилактические свойства.

6.  Обосновано, что плоды грецкого ореха в молочной зрелости являются максимальным источником витамина С, содержание которого обусловлено степенью зрелости плодов и варьирует в зависимости от сортовых особенностей и погодных условий вегетационного периода от 1059,0 до 1330,1 мг/100г. Ценным источником йода (4-7 мкг/100г), а также калия, кальция, железа является околоплодник грецкого ореха, используемый для экстракции биологически активных веществ.

7.  Доказана целесообразность применения нового оборудования для более тонкого измельчения хеномелиса (0,5 - 1,0 мм) в технологическом процессе, позволяющего лучше извлечь биологически активные вещества из сырья, улучшить качество готового продукта.

8.  Установлены оптимальные технологические параметры проведения ферментативной обработки айвы японской препаратом Фруктоцим П 6-Л при 10% концентрации (2 мл на 1 кг сырья), что позволяет сократить технологический процесс на 1 час, увеличить выход сока на 28 % и улучшить качество готового продукта при большем содержании глюкозы и фруктозы.

9.  Доказана целесообразность применения в технологическом процессе при переработке облепихи ферментного препарата Тренолин Маш ДФ при 15 % концентрации (вносимый в количестве 2 мл на 1 кг сырья) для уменьшения вязкости коллоидов, увеличения содержания витаминов (Р-активных веществ – 405-420 мг/100г, ароматических веществ до 179,4 мг/100г) в консервах «Нектар «Энергия».

10.  Разработаны технологические схемы, проведен подбор технологического оборудования и утверждена нормативная документация на производство новых видов консервов функционального назначения: «Фитонектар «Здоровье» (ТУ ), «Нектар «Энергия» (ТУ ), «Плоды дроблёные «Кладовая витаминов» (ТУ ). Осуществлена промышленная апробация технологии производства функциональных продуктов питания на предприятиях и «Агрокомплекс» в Краснодарский край.

11.  Экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений и реализации новых видов функциональных продуктов питания составляет от 8660 до 12560 рублей на 1 тубу консервов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Причко, виды консервной продукции функционального назначения из плодово-ягодного сырья / , , // Высокоточные технологии производства, хранения и переработки плодов и ягод: материалы междунар. науч.-практ. конф. / ГНУ СКЗНИИСиВ. - Краснодар, 2010. - С. 273-279.

2. Причко, сырья для производства многокомпонентных функциональных продуктов питания / , , // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы IV всерос. науч.-практ. конф. молодых учёных - Краснодар, 2010. - С. 254-255.

3. Причко, качества плодов ореха грецкого в процессе выращивания и его использование в рецептурных композициях функциональных продуктов питания / , // Плодоводство и виноградарство Юга России [электронный ресурс]. - Краснодар, 2011. - № 7. – Шифр информрегистра: /00014. Режим доступа: http://www. journal. *****/pdf/11/01/14.pdf

4. Дрофичева, грецкий – источник биологически активных веществ для производства функциональных продуктов питания / , // Роль отрасли плодоводства в обеспечении продовольственной безопасности и устойчивого экономического роста: материалы междунар. науч. конф. (пос. Самохваловичи, 23-25 августа 2011 года). – Самохваловичи: Национальная академия наук Беларуси, РУП "Институт плодоводства", 2011. - С. 268-273.

5. Причко, плодов облепихи для разработки консервов функционального назначения / , , // Хранение и переработка сельхозсырья. - Москва, 2012. - №7. - С. 53-55.

6. Дрофичева, биохимического состава плодов яблонь, произрастающих в Краснодарском крае // Известия вузов. Пищевая технология. - Краснодар, 2012. - №4. - С. 39-41.

7. Дрофичева, потенциал ранеток в условиях Краснодарского края / , // Параметры адаптивности многолетних культур в современных условиях развития садоводства и виноградарства: IV междунар. дистанц. науч.-практ. конф. молодых учёных [электронный ресурс]. – Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2012. http://www. *****/content/sekciya-3-ispolzovanie-rezultatov-fundamentalnyh-issledovaniy-dlya-optimizacii/

8. Дрофичева, использование плодов ореха грецкого в разработке инновационных продуктов питания. Научное обеспечение инновационных технологий производства и хранения сельскохозяйственной и пищевой продукции: I-ая всерос. науч.-практ. конф. молодых ученых и аспирантов [электронный ресурс]. – Краснодар: ГНУ ВНИИТТИ, 2012. http://www. *****/conf/conf2012/proizv-hran. php.

9. Мачнева, сортов плодово-ягодных культур для создания рецептурных композиций продуктов питания с радиопротекторными свойствами / , // Плодоводство и виноградарство Юга России [электронный ресурс]. - Краснодар, 2012. - №.18. - Шифр Информрегистра: /0086. Режим доступа: http://journal. *****/archive/18/

10. Причко, – ценный источник биологически активных веществ / , , // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. – Москва, 2012. - №4. - С. 50-52.

11. Причко, сведенья о редких и дикорастущих ягодах на Юге России / , // Бъдещите изследование: материалы VIII междунар. науч.-практич. конф. / София, 2012. – Т.28. - С. 54-57.