Разработка технологии извлечения сока из инулинсодержащего сырья на примере топинамбура

Таким образом, научно обоснована возможность использования в качестве студнеобразователей, наряду с желатином, полисахаридов красных морских водорослей, что позволит расширить ассортимент заливных блюд.

ЛИТЕРАТУРА

1. Физиологические и технологические аспекты применения пищевых волокон / Л.Г. Ипатова, А.А. Кочеткова, О.Г. Шубина и др. // Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки. - 2004. - № 1. -С.14-17.

2. Птичкин И.И., Птичкина Н.М. Пищевые полисахариды: структурные уровни и функциональность. - Саратов: ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ», 2005. - 164 с.

3. ГОСТ Р 11293-89. Желатин. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1989. - 40 с.

4. ГОСТ 26185-84. Травы морские, водоросли морские и продукты их переработки. Методы анализа. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 36 с.

5. Befriep С.Я., Рє6индєр n.A. Исследование упруго-пластических свойств и тиксотропии дисперсных систем ДАН СССР. -1945. - 49. - № 5. - С. 354-357.

6. Рє6индєр n.A. Новые методы характеристики упруго-пластично-вязких свойств структурированных дисперсных систем // Тр. ин-та физ. химии АН СССР. - 1950. - Вып. I. - С. 5-19.

7. Гликман C.A. Введение в физическую химию высоко-полимеров. - Саратов: Изд-во Саратов. ун-та, 1959. - 380 с.

8. Tarep A.A. Физикохимия полимеров. - М.: Химия, 1978. - 544 с.

9. Harris P. Gelatin in Food Gels // Elsevier. - London, 1990. - P. 233-289.

Поступила 21.02.11 г.

INFLUENCE OF NATURE OF GELLING AGENT ON PROPERTIES OF FOOD GELS

V.V. SVIRIDOV, A.V. BANNIKOVA, N.M. PTICHKINA

Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov,

335, Sokolovaya st., Saratov, 410005;ph.: (8452) 65-21-44, fax: (8452) 65-47-52, e-mail: kirilovann@rambler.ru

Technologically proved concentrations of red algae polysaccharides as gelling agents were chosen experimentally for creation of jellied dishes. The physical, structural-mechanical and elastic-plastic characteristics of systems food hydrocolloids were studied. The use of polysaccharides as gelling agents is improving strength of the gels. It was shown that the nature of the polymer largely determines the structure of gelling systems.

Key words: polysaccharide, gellification temperature, melting temperature, strength of gels, elastic modules.

663.8.085

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СОКА ИЗ ИНУЛИНСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ НА ПРИМЕРЕ ТОПИНАМБУРА

П.Д. МУРЗАЕВА \ Д.С. ДЖАРУЛЛАЕВ \ Е.Е. ИВАНОВА2

1Дагестанский государственный технический университет,

367015, Республика Дагестан, г. Махачкала, пр-т И. Шамиля, 70; тел.: (8722) 63-12-50 2 Кубанский государственный технологический университет,

350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: k-tg@kubstu.ru

Исследована возможность получения сока из инулинсодержащего сырья на примере клубней топинамбура. Рассмотрены технологии заготовки и хранения сырья. Для увеличения выхода и повышения качества сока из топинамбура предложено перед прессованием воздействовать на клубни электромагнитным полем сверхвысокой частоты. Полученный неокисленный сок рекомендовано использовать при производстве безалкогольных напитков.

Ключевые слова: топинамбур, инулинсодержащее сырье, СВЧ-обработка, окисление полифенольных веществ.

Основным источником природного инулина являются растения семейства сложноцветных: топинамбур, цикорий, одуванчик, лопух, артишок и др. Инулин содержится также в растениях, которые употребляются в пищу: пшеница, лук-порей, лук, спаржа.

Группой компаний «Краснодарзернопродукт» в ст. Новомышастовской Красноармейского района Краснодарского края строится завод по переработке топинамбура. Первая и вторая очереди завода, ориентированные на пищевую промышленность и на производство ингредиентов для фармацевтической отрасли, будут введены в строй в 2011-2013 гг. Проект реализуется на базе консервного завода. Проектная мощность завода 50 тыс. т клубней топинамбура в год. Для этого завода в Красноармейском и Калининском районах

Краснодарского края начали выращивать топинамбур в промышленном масштабе. На предприятии планируется перерабатывать топинамбур в пектин, инсулин и другую продукцию.

Благодаря богатому химическому составу, поздним срокам созревания и высокой урожайности, топинамбур является ценным сырьем для консервной промышленности. Его переработка позволит равномерно загрузить предприятие по производству консервов в течение года, расширить ассортимент продуктов общего и лечебно-профилактического назначения.

Так как уборка топинамбура осуществляется в осенне-зимний период и погодные условия не всегда способствуют сбору урожая, необходимо обеспечить возможность хранения топинамбура для непрерывного

поступления сырья на технологическую обработку. С целью выбора оптимальных условий хранения топинамбура были изучены его изменения при различных температурных режимах. Клубни топинамбура сорта «Интерес», выращенные на Майкопской станции ВИР и в пригороде Краснодара, хранили при температурах -2 и 3°С в полимерных мешках с отверстиями и без них, а также упакованными в пленку по типу «вторая кожица» и в контейнерах без упаковки.

Перед закладкой на хранение осуществляли сортировку, калибровку и мойку сырья. Об изменении его качества судили по показателям убыли массы, содержанию общих и растворимых сухих веществ, кислотности, углеводному составу.

Установлено, что хранение топинамбура при около-нулевых температурах сопровождается убылью массы вследствие испарения влаги, величина которой зависит от вида используемой тары. Наименьшие потери наблюдались в клубнях, упакованных в пленку методом «обтягивания», наибольшие - в контрольных образцах. Клубни топинамбура, выращенное на Майкопской станции ВИР, отличались более высокой устойчивостью к микробиологической порче, что можно объяснить влиянием агротехнических факторов.

Существенные изменения произошли в углеводном комплексе: в течение первых 2 мес хранения содержание инулина снизилось в 1,5-2 раза, а спирторастворимых сахаров - соответственно увеличилось. Количество редуцирующих сахаров повысилось на 1-2%. Полагаем, что деструкция инулина происходит с образованием олигосахаридов. При температуре 3°С изменения в составе углеводов были более выражены. Таким образом, наилучшему сохранению клубней топинамбура способствует температурный режим -2°С и герметичная упаковка: полимерные мешки - в случае дальнейшей переработки сырья и пленка «вторая кожица» -для реализации в свежем виде.

Как известно, основные в пищевом отношении биологически активные вещества плодово-ягодного и овощного сырья сосредоточены в соке. Поэтому полу-

ченные соки из топинамбура имеют диетическое и лечебное значение, способствуют усвоению пищи и улучшению обмена веществ в организме человека.

При разработке технологии производства соков из инулинсодержащего сырья ставили задачу увеличить выход сока и повысить его качество по сравнению с существующими способами.

Известные способы предварительной обработки плодово-ягодного и овощного сырья перед извлечением сока [1], увеличивающие проницаемость клеток и соответственно выход сока из них, основаны на том, что после инспекции и мойки сырье дробят, обрабатывают мезгу ферментативными препаратами, электрическим током, нагревают (паром, горячей водой), замораживают и др. При этом происходит интенсивное окисление мезги и сока, что ухудшает качество получаемого продукта. Для устранения этих недостатков необходимо задействовать дополнительные процессы, материалы и оборудование.

Для увеличения клеточной проницаемости и повышения выхода сока и его качества считаем возможным использовать электромагнитное поле сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ). Это позволит осуществить объемный и бесконтактный нагрев обрабатываемого сырья с высокой скоростью [2].

Был исследован способ предварительной обработки целых клубней топинамбура ЭМП СВЧ (2400 ±50) МГц мощностью 400-500 Вт в течение 1,0—1,5 мин с последующим прессованием винтовым прессом. При этом выход качественного неокисленного сока с оптической плотностью 0,4-0,5 составлял 60-65%. Температура по всему объему сырья за период обработки 75-85°С. При традиционном способе дробления и прессования выход окисленного сока составляет 50-55% с оптической плотностью 0,8-0,9.

Результаты проведенных исследований представлены в таблице.

Кинетика выхода сока из целых клубней топинамбура сортов Скороспелка (кривая 1) и Белый урожайный

Таблица

Способ обработки Мощность, Вт Длительность обработки, мин Температура, °С Выход сока, % Сухие вещества, % Сахара, % Примечание

Сок прозрачный с оптической

ЭМП СВЧ 400 1,0 76 60,5 19,5 17,7 плотностью 0,4-0,5, неокис-

ленный

1,2 78 61,6 19,6 17,5

1,5 80 62,1 19,6 17,6

450 1,0 78 61,4 19,6 17,7

1,2 80 61,7 19,6 17,8

1,5 81 62,5 19,6 17,9

500 1,0 80 63,1 19,8 17,8

1,2 82 64,3 19,8 17,9

1,5 84 65,1 19,8 17,9

Дробление - - 20 51,3 17,1 15,6 Сок окисленный с оптической

плотностью 0,8-0,9

20 53,2 17,2 15,8

20 54,9 17,2 15,9

Мезга

-Ні

О

Хинон

н2о

О

-н2

+н2

Длительность СВЧ-обработки, мин

Рис. 1

(кривая 2) под воздействием ЭМП СВЧ (2400 ± 50 МГц, мощность 400-500 Вт) приведена на рис. 1.

Высокий выход сока из целых клубней топинамбура, видимо, связан с объемным поглощением клубнями микроволновой энергии, которая вызывает быстрый нагрев из центра по всему объему, увеличивающий клеточную проницаемость за счет выходящих из клеток и ткани влаги, воздуха и происходящих при этом микровзрывов, разрушающих мембраны клеток, что способствует более полному извлечению из них сока при последующем прессовании.

Как видно из рис. 1, выход сока из целых клубней, обработанных ЭМП СВЧ в течение 1,0—1,5 мин, увеличивается, а затем постепенно уменьшается. Это, очевидно, связано с потерями влаги.

При производстве соков из растительного сырья в процессе дробления увеличивается проницаемость клеток, перед прессованием происходит интенсивное окисление полифенольных веществ за счет соприкосновения с кислородом воздуха и присутствия окислительных ферментов с образованием флобафенов коричневого или красного цвета.

В основе процесса ферментативного окисления полифенолов лежит схема академика В.И. Паладина (рис. 2), согласно которой водород, отнятый дегидрогеназой от мезги (сока), передается хинону, образовавшемуся из полифенола, в результате действия окислительных ферментов продукт окисляется.

Чтобы предотвратить окисление при переработке плодоовощного сырья, необходимо защитить его от воздействия кислорода воздуха и инактивировать ферментную систему. Для предотвращения процесса окисления мезги на производстве обычно используют аскорбиновую кислоту или конвективную теплоту (бланширование), однако эти способы предотвращают окисление полифенолов лишь в том случае, если эти процессы проводятся сразу после нарушения целостности сырья. В случае задержки процесса на 5-10 мин и более эффективность их снижается, что не позволяет их использовать в производственных условиях.

* о2

Окисление Сфера действия Полифенолы Сфера действия дегидрогеназы окислительных

ферментов

Рис. 2

Известно [3], что желаемый эффект достигается при температуре обрабатываемого продукта по всему объему выше 80°С, для чего требуется длительное воздействие паром, горячей водой. При таком воздействии продукт на поверхности разваривается, а его центр прогревается медленно, так как градиенты температуры и влаги имеют встречную направленность, и поэтому сок получается окисленный и с мякотью.

Обработка целых клубней топинамбура ЭМП СВЧ без доступа кислорода воздуха предотвращает окисление, так как температура по всему объему достигает 75-85°С, что достаточно для инактивации ферментной системы. При такой обработке также происходит аэрация - удаление воздуха, содержащегося в клубнях топинамбура.

На основе результатов исследований нами предложена усовершенствованная технологическая схема производства сока из клубней топинамбура, из которого в дальнейшем можно получать безалкогольные напитки.

После мойки и инспекции клубни топинамбура в целом виде обрабатывают СВЧ-энергией частотой (2400 ± 50) МГц мощностью 400-500 Вт в течение 1,0—1,5 мин, затем прессуют (выход качественного сока при этом составляет 60-65%), фильтруют и пастеризуют в СВЧ-пастеризаторе в течение 7-8 мин, на выходе температура достигает 85-90°С, что достаточно по инструкции. Продукт разливают в подготовленную тару горячим розливом с содержанием сухих веществ 18-20%.

ЛИТЕРАТУРА

1. Фан-Юнг А.Ф., Флауменбаум Б.Л., Изотов А.К. Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы. - М.: Пищевая пром-сть, 1980. - 336 с.

2. Пат. 175230 СССР. Способ обработки целых семечковых плодов / Д.С. Джаруллаев, М.С. Аминов // БИ. - 1992. - № 29.

3. Скорикова Ю.Г. Полифенольный состав плодов и овощей и его изменения в процессе консервирования. - Краснодар, 1988. - 69 с.

Поступила 30.12.11 г.

DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY OF JUICE EXTRACTION FROM INULIN-CONTAINING RAW MATERIALS ON EXAMPLE JERUSALEM ARTICHOKE

P.D. MURZAEVA1, D.S. DJARULLAEV1, E.E. IVANOVA2

1 Dagestan State Technical University,

70, Imam Shamilpr., Mahachkala, Republic Dagestan, 367015; ph.: (8722) 63-12-50 2 Kuban State Technological University,

2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: k-tg@kubstu.ru

Possibility of reception of juice from inulin-containing raw materials on an example of Jerusalem artichoke tubers is investigated. The technology of preparation and storage of raw materials are considered. For increase in an exit and improvement of quality of juice from Jerusalem artichoke it is offered to influence before pressing tubers an electromagnetic field of ultrahigh frequency. The received not oxidised juice is recommended for using by manufacture of soft drinks.

Key words: Jerusalem artichoke, inulin-containing raw materials, microwave processing, oxidation of polyphenolic substances.

636.085.55

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИН ПРИ ПОДГОТОВКЕ КОМБИКОРМОВОГО СЫРЬЯ

А.В. ИЛЬЯШИК, Е.В. СОЛОВЬЕВА, Ю.В. ЛОКТИОНОВА, О.Н. ЛЮБЧЕНКО, А.Н. МАРЦУН, В.В. ШАМА

Кубанский государственный технологический университет,

350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: sashailyashik@mail.ru

Исследовано влияние бентонитовых глин на влажность, эффективность просеивания, качество и содержание патогенной микрофлоры сырья для производства комбикормов при подготовке его к переработке.

Ключевые слова: бентонит, мясокостная мука, рыбная мука, отруби.

Бентонит - коллоидная глина вулканического происхождения, которая обладает адсорбционными, связывающими свойствами, дисперсностью, водопогло-щаемостью. Как минеральная добавка бентонит улучшает переваримость корма, увеличивает использование питательных веществ, адсорбирует в желудочно-кишечном тракте и выводит из него токсины, яды, яйца гельминтов, обладает при этом бактерицидными свойствами. В бентонитах отсутствуют такие элементы, как мышьяк, висмут, ртуть, сурьма и др. [1].

Ввод бентонита в комбикорма можно осуществлять разными способами: через премиксы, когда бентонит вводится как разбавитель; в качестве отдельного компонента; при приготовлении предварительной смеси с другими видами сырья [2].

Для исследований нами выбраны такие виды сырья, как рыбная и мясокостная мука, а также отруби, которые из-за повышенного содержания жира в муке и влажности отрубей являются трудносыпучими. Для

14

12

^ 10 Л

£ 8

Бентонит Рыбная мука Мясокостная мука Отруби П С бентонитом  Без бентонита

Рис. 1

улучшения физико-механических свойств сырья и повышения эффективности просеивания его смешивали с бентонитом на кубовом смесителе в максимальном соотношении 10:1. После этого исследовали изменение свойств компонентов до и после смешивания.

Данные по влажности компонентов, определенной стандартным методом [3], свидетельствуют (рис. 1), что при вводе бентонита влажность снижается. Это объясняется тем, что бентонит является активным сорбентом, способным поглощать влагу в сырье. Снижение влажности положительно сказывается на физико-механических свойствах образцов, а также на процессе их хранения.

Для определения влияния бентонита на эффективность просеивания использовали полотно решетное тип 1 № 20 (с отверстием диаметром 2 мм) и сетку проволочную № 1,8 (с ячейками размером 1,8 х 1,8 мм).

Анализ экспериментальных данных (рис. 2) показывает, что после добавления бентонита эффективность просеивания повысилась. Максимальная эффективность отмечена при просеивании на сетке проволочной № 1,8. Это следует учесть при подготовке мучнистого сырья к смешиванию с другими компонентами комбикормов.

Введение бентонита в мясокостную и рыбную муку несколько увеличивает объемную массу этих видов сырья, что необходимо учитывать при расчете и использовании оперативных бункеров, складов, оборудования. Бентонит также положительно влияет на слежи-ваемость сырья: угол естественного откоса в начале и в конце хранения остается неизменным [4].