Влияние условий хранения и переработки на изменение вязкости фруктовых соков

TECHNICAL SCIENCES

Influence conditions of storage and processing on changes in viscosity of fruit juices Magerramov M.1, Abbasbeyli G.2, Kazimova I.3, Magerramova S.4 (Republic of Azerbaijan) Влияние условий хранения и переработки на изменение вязкости

фруктовых соков

Магеррамов М. А.1, Аббасбейли Г. А.2, Казымова И. Г.3, Магеррамова С. И.4

'Магеррамов Микаил Акпер /MagerramovMikayil - кандидат технических наук, доцент;

2Аббасбейли Гюлниса Агагулу /Abbasbeyli Gulnisa - кандидат химических наук, доцент;

3Казымова Ильхама Гусейн /Kazimova Ilhama - доктор философии по технике;

4Магеррамова Севиндж Исмаил /Magerramova Sevinc - доктор философии по биологии, кафедра технологии продуктов питания, Азербайджанский государственный экономический университет, г. Баку, Азербайджанская Республика

Аннотация: приводится информация об изменении вязкости фруктовых соков. Анализируется влияние условий хранения и переработки на вязкость соков.

Abstract: it provides information about the change in the viscosity of fruit juices. The influence of the conditions of storage and processing on the viscosity ofjuices.

Ключевые слова: фрукты, соки, хранения, переработка, вязкость. Keywords: fruit, juice, storage, processing, viscosity.

Известно, что одним из основных транспортных свойств плодоовощных соков является вязкость [1, 4], чему посвящена данная работа. Опытное определение коэффициента динамической вязкости плодоовощных соков осуществлялось на двух установках. При атмосферном давлении эксперименты проводились стеклянными вискозиметрами с различным диаметром капилляра. При измерении натуральных соков внутренний диаметр капилляра составлял 0.1 мм, для концентратов использовались вискозиметры с большим диаметром. Ряд соков, в частности натуральный виноградный сок светлых и темных сортов, натуральный и концентрированный лимонный, натуральный и концентрированный мандариновый, сливовый, яблочный, персиковый, абрикосовый, гранатовый, из дыни, алычи, вишни, исследовался помимо вискозиметрическим, также и капиллярным методом [3, 4, 7]. Под давлением изучались и смеси натуральных соков. Эти результаты обработаны, составлены подробные таблицы. Опытные значения динамической вязкости описаны в виде эмпирических уравнений.

Результаты экспериментальных исследований вязкости указанных соков опубликованных в работах [3, 4, 7], показывают, что при увеличении давления вязкость растет на 3 - 3.5% при комнатных температурах, и на 4.5 - 6% при повышенных температурах. В области малых температур температурный фактор оказывает существенное влияние на величину вязкости. Так при температурах порядка 300 К уменьшение коэффициента динамической вязкости достигает 0.3 МПа.с при увеличении температуры на 1 К, что составляет 3% на каждый градус. При высоких температурах вязкость меняется медленнее, но в процентном отношении составляет 8% на градус.

Одновременно известно, что плоды после длительного хранения в существенной мере претерпевают изменения по сравнению со свежесобранными. В значительной степени, изменения зависят от методов хранения [1,2,5,6]. Для анализа нами были отобраны целые плоды граната и абрикоса. Эти плоды выдерживались при температуре 2 - 4°С в холодильной камере в течение 3 и 1 месяцев соответственно. Затем сок готовили обычным методом с помощью механического прессования. Исследования проводились капиллярным вискозиметром по методике, описанной в [4]. На рисунке 1 приведено сравнение вязкости сока полученного из плодов хранившихся длительное время со свежеприготовленным соком. Исследовался гранатовый сок при концентрациях: 20, 30 и 40%. По каждой концентрации измерения вязкости проводили при 4-х температурах: 20, 40, 60 и 90°С. Как следует из рис. 1, вязкость сока, полученного из плодов после длительного хранения, выше вязкости сока из свежих плодов, причем, абсолютная величина разности коэффициентов динамической вязкости двух соков несколько увеличивается с ростом содержания сухих веществ.

мПас

/

\

/Г*

♦ - 20

• 40

- - Л" • 60

-х- • 90

20 1

— -90 1

Рис. 1. Сравнение вязкости сока плодов граната после хранения с соком из свежесобранных плодов при различныгх температурах (сплошные линии соответствуют соку, полученному из плодов после длительного хранения) [4]

Различие в величинах вязкости гранатовых соков колеблется в диапазоне от 3 до 11%. Отклонения увеличиваются с ростом температуры также. Среднее значение отклонения по всем точкам составляет 4 - 5%.

На рисунке 2 дано сравнение вязкости соков абрикоса. Вследствие совершенно отличной от граната, структуры плода, мы ожидали более существенных изменений в теплофизических свойствах абрикосового сока. Действительно, как показали результаты исследований, вязкость сока полученного из плодов абрикоса после хранения в существенной степени больше вязкости сока из свежих плодов. Расхождения в значениях находятся в пределах 5 - 12%, со средним отклонением в 8 - 9%.

При длительном нагревании также имеют место разнообразные необратимые биохимические процессы, связанные с термическим разрушением некоторых активных веществ, в частности аскорбиновой кислоты, некоторых ферментов и т.д.

Нам представляется интересным выявление изменений в теплофизических свойствах соков подвергнутых такой термообработке.

П.мПа I

Рис. 2. Сравнение вязкости сока плодов абрикоса после хранения с соком из свежесобранных плодов при различных температурах - (сплошные линии соответствуют соку, полученному из плодов после хранения) [4]

Для длительного нагревания сока алычи использовали прибор специальной конструкции, в которой имеется холодильник. Пары влаги, конденсировались на холодильнике и возвращались в колбу с соком. Таким образом, изменения в процентном отношении, сухих веществ в соке не было. Температура в колбе поддерживалась на уровне 95 - 98°С в течение 5 часов. Затем сок остужали и проводили измерения вязкости.

Графоаналитический анализ показывает, что линии соответствующие концентрационной зависимости вязкости сока алычи полученного после термообработки

выше линий вязкости свежего сока. Отклонение в значениях находится в пределах 3-9%. Как правило, с ростом температуры, когда сами значения коэффициента динамической вязкости расхождения в процентном отношении увеличиваются, хотя абсолютная разница не растет. Нам представляется, что в результате длительной термообработки в соке образуются своего рода комплексы, образованные из продуктов необратимых превращений некоторых компонентов сока, (ферментов и т.д.). Размеры комплексов велики по сравнению с частицами в натуральном свежем соке. Это и приводит к возрастанию вязкости.

Одновременно исследованы величины вязкости сока сливы после термообработки и свежеприготовленного сока. Полученная картина имеет схожий характер, как и в случае сока алычи. Расхождения в значениях вязкости также находятся в пределах 3-8%.

Изменения теплофизических свойств соков после замораживания плодов. В практике хранения и технологической обработки плодов широко используется воздействие низких и отрицательных температур на фрукты и овощи [1, 2, 5, 6]. Это позволяет длительно сохранять плоды без порчи. Как правило, в ряде плодов при таком хранении не существенно изменяются вкусовые качества. Представляет интерес влияние низких температур и тех биохимических процессов, которые происходят при хранении при отрицательных температурах на теплофизические характеристики соков.

Для проведения исследований в таких условиях, нами отбирались целые плоды на стадии биологической зрелости. Плоды помещались в морозильную камеру и выдерживались там при температуре -15^-18°С в течение 10 дней. Затем плоды быстро размораживались, и извлекался сок. Сразу проводили теплофизические измерения. Результаты исследований вязкости вишневого и сливового сока приведены [4].

Из результатов видно, что для обоих соков вязкость понизилась после замораживания плодов. Это уменьшение достигает 7%. Нам представляется, что после замораживания плодов, первоначальная структура сока существенно изменяется в сторону ее разрушения. Области с глобулами, образованными с одной стороны тетраэдрической структурой воды, и с другой, гидратными и сольватными комплексами, образованными молекулами воды с молекулами сахаров и других не электролитов, а также молекулами не электролита с ионами растворенных минеральных солей под действием низкой температуры и как следствие значительного уменьшения объема и расстояния между молекулами, подвергаются значительным изменениям. В основном такая ситуация приводит к разрушению комплексов. После размораживания, этот процесс не обратим, степень структурированности жидкости уменьшается. Комплексы либо полностью разрушены, либо они видоизменены (связи разорваны), так что это приводит к уменьшению вязкости.

Следует обратить внимание, что понижение вязкости практически одинаково для обоих исследованных соков. Это позволяет констатировать, что процесс замораживания в одинаковой мере влияет на различные плоды.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о влиянии условий хранение и переработки на вязкость фруктовых соков. Наличие этих данных используется при проектировании процессов и аппаратов в промышленном производстве.

Литература

1. Жадан В. З. Теплофизические основы хранения сочного растительного сырья на пищевых предприятиях. М.: Пищевая промышленность, 1976, 237 с.

2. Магеррамов М. А. Свойства плодов граната и их хранение в модифицированной атмосфере. Баку, ААСУ, 2002, 185 с.

3. Магеррамов М. А. Теплофизические свойства натуральных и концентрированных плодоовощных соков. Баку, Элм, 2006, 274 с.

4. Магеррамов М. А. Тепло и электрофизические свойства жидких пищевых продуктов. Palmarium academic publiching, Deutschland, 2012, 419 c.

5. Метлицкий Л. В. Основы биохимии плодов и овощей. М.: Экономика, 1976, с. 349.

6. Флауменбаум Б. Л., Танчев С. С., Гришин М. А. Основы консервирования пищевых продуктов. М.: Агропромиздат,1986. 494 с. (Учебники и учебные пособия для вузов).

7. Magerramov M. A., Abdulagatov А. I., Azizov N. D. and Abdulagatov I. M. Viscosity of tangerine and lemon juices as a function of temperature and concentration // Int. I.of Food Scince and Tehnology, 2006, Vol 41, P. 1-15.