Перспективы использования ультразвукового воздействия как фактора формирования потребительских свойств напитков на натуральном сырье

УДК 664:614

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ КАК ФАКТОРА ФОРМИРОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ НАПИТКОВ НА НАТУРАЛЬНОМ СЫРЬЕ

Р. И. Фаткуллин

Статья посвящена вопросам использования ультразвукового воздействия в решении задач улучшения потребительских характеристик морсов. Приведен сравнительный анализ качества морсов, произведенных по традиционной и модифицированной технологии, а также представлены данные по дисперсному составу напитков.

Ключевые слова: напитки на натуральном сырье, качество морсов, ультразвуковое воздействие, дисперсный состав.

Активная пропаганда здорового образа жизни в последние годы привела к значительному росту потребительского интереса в отношении напитков на натуральной основе, к числу которых относятся морсы.

Направление развития производства напитков в России на сегодняшний день определяется «Стратегией развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации на период до 2020 года», основными приоритетами в которой закреплены рациональное использование сырьевых ресурсов и внедрение технологических инноваций. В связи с чем для производителей актуальной задачей сегодня является поиск инновационных технологий, нацеленных на обеспечение заданного качества напитков [1].

В рамках работы проводились исследования по установлению возможности использования ультразвукового воздействия (УЗВ) в технологии производства морсов.

Анализ потребительских предпочтений в отношении значимости отдельных потребительских характеристик морсов показал, что большинство покупателей обращают внимание на такие показатели качества морсов, как наличие взвешенных частиц, массовая доля осадка и скорость его образования. Большинство потребителей указали, что наличие осадка в морсе является критерием натуральности и полезности напитка, вместе с тем, быстрое осаждение частиц морса является нежелательным.

Нами была поставлена задача изучения возможности использования ультразвукового воздействия в технологии производства морсов для улучшения его потребительских характеристик.

Для решения поставленной задачи была поставлена серия экспериментов по сравнительной оценке качества клюквенного морса, полученного по традиционной технологии и с использованием ультразвукового воздействия.

Использовалось двукратное ультразвуковое воздействие:

• на этапе экстракции в режиме: мощность 180 Вт и экспозиция 5 мин;

• на этапе обработки готового напитка в режиме: мощность 240 Вт и экспозиция 3 мин.

В качестве номенклатуры исследуемых показателей были выдвинуты: содержание сухих веществ, массовая доля осадка, скорость образования осадка.

Результаты определения показателей качества морсов традиционной и модифицированной технологии представлены в сводной таблице.

Результаты исследований позволили установить, что использование модифицированной технологии позволило увеличить общее содержание сухих веществ в напитке на 17,1%, а массовую долю осадка на 22,9%.

Это, вероятно, обусловлено интенсифицирующим действием ультразвука на процесс экстракции и более полным извлечением веществ ягодного сырья.

Известно, что на скорость экстракционного процесса при использовании ультразвукового воздействия оказывают влияние различные факторы, в числе которых общее состояния сырья, степень его дисперсности, природа растворителя, режимы ультразвуковой обработки [2, 4, 5].

Исследования показывают, что из растительного сырья при помощи ультразвука можно извле-

Результаты определения показателей качества морсов

Наименование показателя Контроль Морс с использованием УЗ

Содержание сухих веществ, % 10,40±0,03 12,18±0,02

Массовая доля осадка, % 7,0±0,3 8,6±0,4

Скорость образования осадка, мин 15±0,5 12±0,5

Фаткуллин Р.И.

Перспективы использования ультразвукового воздействия как фактора формирования...

кать различные вещества. При использовании ультразвуковой обработки на стадии экстракции можно наблюдать не только интенсификацию производственного процесса, но и увеличение выхода экстрактивных веществ [3, 4, 5].

Такой эффект обусловлен, в первую очередь, механическим (диспергирующим) действием

ультразвука, способствующим прониканию растворителя в растительную ткань. Разрушая стенки растительной клетки, ультразвук облегчает выход экстрактивных веществ из нее в растворитель. Кроме того, дробление частиц под действием ультразвуковой кавитации увеличивает площадь соприкосновения между экстрагируемыми веществами и экстрагентом, акустическое давление способствует проникновению жидкости в трещины и капилляры растворяемого вещества, что в совокупности интенсифицирует процесс экстракции [2, 5].

Особый интерес представляли результаты снижения скорости образования осадка в морсе, полученном по модифицированной технологии, которые свидетельствовали о выраженном влиянии ультразвука на дисперсный состав морса.

Для более глубокого изучения влияния ультразвуковой обработки на дисперсный состав морса был применен метод лазерного динамического светорассеивания, с помощью которого были получены гистограммы дисперсного состава исследуемых образцов морсов (см. рисунок).

Исследования показывают, что механизм действия ультразвука на дисперсную фазу заключается в том, что при озвучивании гетерогенной системы на границе раздела фаз возникают зоны сжатия и разрежения, которые, в свою очередь, создают давление. Избыточное давление, создаваемое ультразвуковой волной, может составлять несколько атмосфер.

В фазу разрежения во всем объеме жидкости

образуются полости (кавитационные пузырьки), которые при повторном сжатии захлопываются, развивая давление до сотен атмосфер. Ударная волна высокой интенсивности, которая образуется в результате кавитационного воздействия приводит к механическому разрушению твердых частиц [2-5].

Полученные нами результаты свидетельствуют о выраженном диспергирующем действии ультразвука на частицы морса, причем двукратное воздействие является более эффективным.

Изменение дисперсного состава морса, полученного на основе ультразвукового, вероятно и обусловило снижение скорости выпадения осадка в модифицированном образце морса на 20 % по отношению к контролю.

Таким образом, полученные результаты показали эффективность и целесообразность использования ультразвукового воздействия для улучшения потребительских достоинств клюквенного морса.

Литература

1. Куракин, М.С. Значимость потребительских свойств безалкогольных напитков /М.С. Куракин, Г.А. Гореликова, Л.А. Маюрникова //Пиво и напитки. - 2004. - № 3. - С. S—11.

2. Шестаков, С.Д. Технология и оборудование для обработки пищевых сред с использованием кавитационной дезинтеграции // С. Д. Шестаков, О.Н. Красуля, В.И. Богуш, И.Ю. Потороко. - М.: Изд-во «ГИОРД», 2013. - 152 с.

3. Ashokkumar M., Rink R., Shestakov S. //

Electronic Journal «Technical Acoustics». -

http://www.ejta.org, 2011, 9.

4. http://www.u-sonic.com

5. Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности / В.Н. Хмелев, А.Н. Сливин, Р.В. Барсуков, С.Н. Цыганок, А.В. Шалунов. -Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2010. - 203 c.

Результаты определения дисперсного состава образцов клюквенного морса: а - контроль; б - модифицированная технология

б

а

2013, т. 7, № 4

201

Краткие сообщения

Фаткуллин Ринат Ильгидарович. Аспирант очной формы обучения кафедры «Товароведение и экспертиза потребительских товаров», Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск). Область научных интересов - использование электрофизических методов воздействия в пищевых средах. Контактный телефон: (8351) 267-93-80; e-mail: 5792687@mail.ru

PROSPECTS OF ULTRASONIC EXPOSURE AS A FACTOR OF CONSUMER CHARACTERISTICS OF DRINKS FROM NATURAL RAW MATERIALS

R.l. Fatkullin

The article deals with the use of ultrasonic exposure in improving consumer characteristics of fruit drinks. A comparative analysis of fruit drinks quality made with the help of traditional and modified technology is given; and data on dispersion composition of drinks are considered.

Keywords: beverages from natural raw materials, fruit drinks quality, ultrasonic exposure, dispersion composition.

Fatkullin Rinat Ilgidarovich, full-time postgarduate student of the Department of Commodity and Examination of Consumer Goods, South Ural State University (Chelyabinsk). Research interests: the use of electrical and physical methods of influence in food environment. Telephone: (8351) 267-93-80; e-mail: 5792687@mail.ru

Поступила в редакцию 22 ноября 2013 г.