Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы
1.1 Проблема оксидативного стресса, перекисного окисления липидов и роль антиоксидантов в свободнорадикальных реакциях 8
1.2 Характеристика плодов и овощей как перспективных антиоксидантов в производстве пищевых продуктов 11
1.3 Анализ рынка плодоовощного сырья Самарской области 19
1.4 Анализ существующих технологий получения плодоовощных пюре 26
1.5 Общая характеристика мороженого и принципиальная технология его получения 32
1.6 Анализ способов получения мороженого с функциональными свойствами 38
1.7 Современные достижения в обогащении молочных продуктов антиоксидантами и защите от перекисного окисления липидов 44
1.8 Заключение по обзору литературы. Обоснование выбранного направления, цели и задачи собственных исследований 46
ГЛАВА II. Объекты и методы исследования
2.1 Организация эксперимента, объекты и схема проведения исследования 48
2.2 Методы проведения исследований 51
2.2.1 Проведение органолептических испытаний мороженого 51
2.2.2 Физико-химические методы исследования 52
ГЛАВА III. Разработка технологии получения пюре с антиоксидантным действием
3.1 Обоснование выбора исходного сырья для получения пюре 56
3.1.1 Изучение химического состава, физико-химических и антиоксидантных свойств сырья 56
3.1.2 Изучение влияния степени созревания томатов на химический состав, физико-химические и антиоксидантные свойства 67
3.1.3 Изучение влияния сроков хранения на химический состав, физико-химические и антиоксидантные свойства основного сырья 70
3.2 Разработка технологии получения пюре с антиоксидантным действием 76
3.2.1 Исследование стадий бланширования и стерилизации в технологии получения пюре яблочного 76
3.2.2 Разработка технологической линии производства пюре яблочного 82
3.2.3 Сравнительная характеристика физико-химических и антиоксидантных свойств различных видов плодоовощных пюре 88
3.2.4 Оценка структурообразующей способности плодоовощных пюре 93
ГЛАВА IV. Разработка рецептур и технологии мороженого с плодовыми и овощными пюре
4.1 Разработка рецептур мороженого с плодоовощными пюре и пряностями 95
4.2 Разработка технологических режимов получения мороженого с плодоовощными пюре и пряностями 121
4.3 Изучение химического состава и свойств мороженого с плодоовощными пюре и пряностями 127
4.4 Критериальный коэффициент антиоксидантной активности и оценка синергизма действия антиоксидантов в мороженом 136
4.5 Изучение влияния вводимых пюре и пряностей на свойства мороженого в течение срока хранения 142
Выводы 151
Список использованных источников
- Анализ существующих технологий получения плодоовощных пюре
- Методы проведения исследований
- Изучение химического состава, физико-химических и антиоксидантных свойств сырья
- Разработка технологических режимов получения мороженого с плодоовощными пюре и пряностями
Введение к работе
Актуальность работы. Роль плодов и овощей в питании
человека крайне важна как источника витаминов, минеральных веществ,
пищевых волокон, антиоксидантов. Разработке научных основ
производства плодоовощной продукции, обеспечивающих сохранность витаминов, микро- и макроэлементов исходного сырья, посвящены труды отечественных и зарубежных ученых: Магомедова Г.О., Магомедова М.Г., Горенькова Э.С., Острикова А.Н., Вертякова Ф.Н., Касьянова Г.И., Василенко З.В., Wu J., Guerra L., Oszmianski J. и др.
Многими исследователями отмечается важное значение
антиоксидантов, содержащихся в плодах и овощах. Антиоксиданты препятствуют образованию избытка свободных радикалов в ходе цепной реакции окисления, обрывая ее и защищая тем самым от окисления липиды, белки и ДНК клетки человека. Этот механизм действия антиоксидантов предотвращает развитие многочисленных заболеваний человека, а также защищает от порчи пищевые жиры.
Следует отметить, что исследования, проводившиеся в пищевых
системах, были сосредоточены в основном на изучении антиоксидантных
свойств витамина С. Между тем, накопившиеся данные исследований
механизмов антиоксидантной защиты свидетельствуют о высоком
потенциале фенольных веществ растительного происхождения оказывать
ингибирующее действие в отношении избытка свободных радикалов.
Проблема обнаружения фенольных веществ в плодах и овощах, их
изменений при технологической обработке пищевых продуктов,
различные аспекты их антиоксидантного действия еще недостаточно
изучены. Поэтому исследование и разработка технологии плодоовощных
пюре с высокими антиоксидантными свойствами и применение их
в производстве пищевых продуктов, в частности содержащих пищевые
жиры или источники животного происхождения (мороженое,
хлебобулочные и кондитерские изделия, соусы, заправки и др.), для
обогащения фенольными антиоксидантами и защиты жира от окисления,
являются актуальными вопросами современной пищевой
промышленности.
Цель и задачи работы. Цель работы – решение комплекса
научно-практических задач, направленных на разработку инновационного
подхода к технологии переработки плодоовощного сырья,
обеспечивающего наиболее полное извлечение антиоксидантных
компонентов плодов и овощей при получении плодоовощных пюре и технологических приемов по их применению в пищевых продуктах.
Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
- изучить химический состав, физико-химические
и антиоксидантные свойства местного плодоовощного сырья, пряностей
для выбора сортов, обладающих максимальной антиоксидантной активностью;
- выявить влияние степени зрелости овощей на их химический
состав и антиоксидантные свойства;
исследовать изменения антиоксидантных свойств овощного сырья в течение срока хранения;
теоретически обосновать выбор технологических режимов получения плодоовощных пюре, обеспечивающих максимальную сохранность биологически активных компонентов исходного сырья на основании анализа физико-химических показателей, химического состава и антиоксидантных свойств;
изучить влияние вводимых плодоовощных пюре на химический состав, физические, физико-химические и антиоксидантные свойства пищевых продуктов на примере мороженого, экспериментально определить рецептуру и технологические режимы производства мороженого с добавлением пряностей и плодоовощных пюре при обеспечении высоких показателей качества;
изучить синергизм действия антиоксидантов в мороженом при сочетании различных плодоовощных пюре и пряностей;
определить срок хранения мороженого с плодоовощными пюре и пряностями на основании результатов комплексной оценки свойств мороженого;
осуществить опытно-промышленную апробацию предложенной технологии плодоовощных пюре и мороженого с пюре и пряностями, разработать проект технической документации, рассчитать экономическую эффективность производства.
Научная новизна. Выявлены значительные различия
химического состава, физико-химических и антиоксидантных свойств
яблок, томатов, перцев, тыквы, моркови, выращиваемых в Самарской
области, в зависимости от сорта. Впервые изучены состав
и антиоксидантные свойства плодов колонновидных яблонь из коллекции ГБУ СО НИИ «Жигулевские сады».
Доказано повышенное содержание антиоксидантов фенольного ряда в изученных сушеных пряностях по сравнению со свежими плодами и овощами.
Сформулированы общие принципы изменения фенольных веществ, флавоноидов и антиоксидантных свойств томатов, перца, моркови и тыквы, выращенных в Самарской области, в зависимости от степени созревания и сроков хранения.
Научно обоснована возможность использования СВЧ-
стерилизации для получения плодоовощных пюре с высокими антиоксидантными свойствами.
Впервые изучены показатели антирадикальной,
антиокислительной и восстанавливающей активности, степень окисления
молочного жира мороженого с плодоовощными пюре и пряностями. Доказано влияние растительных объектов на снижение степени окисления молочного жира в мороженом с плодоовощными пюре и пряностями.
Теоретически доказано синергетическое действие антиоксидантов
в мороженом с плодоовощными пюре и пряностями на основании
критериальной оценки антиоксидантной активности.
Практическая значимость. Рекомендованы к промышленной переработке в Самарской области сорта овощей, яблок с наивысшими антиоксидантными свойствами.
Показана возможность использования томатов в молочной степени зрелости, подверженных стадии дозревания, в производстве плодоовощных пюре с высокими антиоксидантными свойствами.
Установлены сроки хранения овощей, обеспечивающие высокие антирадикальные, антиокислительные и восстанавливающие свойства: для замороженных томатов и перцев при температуре -18 С – не более 6 месяцев, для моркови при температуре +4 С и тыквы при +18 С и влажности 80-85 % - не более 3 месяцев.
Подобраны технологические режимы и предложена
модифицированная технологическая схема с применением СВЧ-стерилизации для получения плодоовощных пюре с высокими антиоксидантными свойствами.
Разработана технология получения мороженого
с плодоовощными пюре и пряностями антиоксидантного действия. Проведена опытно-производственная выработка партий мороженого двух видов: с яблочным пюре и корицей; с тыквенным пюре и ванилью на ОАО «САМ-ПО» (г. Самара).
Разработаны проекты технических условий и технологической
инструкции производства пюре яблочного и пюре тыквенного, а также
мороженого с антиоксидантными свойствами на основе плодоовощных
пюре. Произведен расчет себестоимости мороженого с плодоовощными
пюре. Экономическая эффективность производства мороженого
с плодоовощными пюре и пряностями составляет 20-25 % в зависимости от вида используемого пюре.
Научные положения, выносимые на защиту:
-
Методологический подход к выбору сырья для производства плодоовощных пюре, основанный на сравнительном анализе химического состава и антиоксидантных свойств.
-
Технологические режимы производства плодоовощных пюре и мороженого, обеспечивающие максимальное сохранение антиоксидантных свойств продуктов.
Соответствие диссертации паспорту научной специальности.
Диссертационная работа соответствует пунктам 3, 5, 6 паспорта
специальности 05.18.01 – «Технология обработки, хранения
и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства».
Апробация работы. Основные положения работы и результаты
исследований были доложены и обсуждены на научно-практических
всероссийских и международных конференциях: IX Международной
научной конференции студентов и молодых ученых «Живые системы
и биологическая безопасность населения», (Москва, 2011 г.);
II Всероссийской (с международным участием) научно-практической
конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Экология
и природопользование: прикладные аспекты», (Уфа, 2012 г.);
V Всероссийской научно-практической конференции студентов,
аспирантов и молодых ученых с международным участием «Технологии
и оборудование химической, биотехнологической и пищевой
промышленности», (Бийск, 2012 г.); VIII Международном симпозиуме
«Фенольные соединения: фундаментальные и прикладные аспекты»,
(Москва, 2012 г.); Международном научном форуме «Пищевые
инновации и биотехнологии», (Кемерово, 2013 г.); Международной научно-практической конференции «Современные сорта и технологии для интенсивных садов, (Орел, 2013 г.); Межуниверситетских инновационных чтениях «УМНИК 2013», (Самара , 2013 г.); II Международной научной конференции «Качество и экологическая безопасность пищевых продуктов и производств» с элементами научной школы для молодежи, (Тверь, 2014 г.); IX Международной научной конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств», (Могилев, Республика Беларусь, 2014 г.).
Основные этапы работы выполнены в рамках проекта «УМНИК».
Публикации. По результатам исследований, изложенных
в диссертационной работе, опубликовано 34 печатных работы, в том числе 9 статей в журналах, рекомендованных для опубликования основных результатов исследований ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит
из введения, 4 глав, включающих обзор литературы, объекты и методы
исследования, разработку технологии получения пюре
Анализ существующих технологий получения плодоовощных пюре
Протекание аэробных метаболических процессов в клетках растений и животных происходит только при наличии кислорода, который также инициирует образование в клетке свободных радикалов и перекисных соединений органической и неорганической природы. В клетке существует несколько специальных механизмов противоокислительной системы, включающих глутатион, аскорбат, каротиноиды и ферменты: супероксиддисмутазу, каталазу, пероксидазу, глутатионредуктазу. За счет наличия баланса антиоксидантов и прооксидантов в тканях поддерживается нормальный гомеостаз живых организмов, в которых физиологически обусловлена генерация свободных радикалов, т.е. активных форм кислорода: 1О2, О2-, Н2О2, НО [69].
Генерация супероксидного радикала может происходить в результате активности НАДФН-цитохром-b5-редуктазы, митохондриальной НАДН дегидрогеназы, ксантиноксидазы и пероксидазы, а также фотодинамического действия света на хлорофилл, приводящего к образованию синглетного кислорода или супероксидного радикала. Процесс начинается стадией инициирования, причем в роли инициаторов в основном выступают супероксидный или гидроксильный радикалы. Это наиболее реакционно способные промежуточные соединения кислорода, обладающие большим сродством к электрону, способные модифицировать молекулы белков, нуклеиновых кислот, разрушать липидные компоненты мембран клеток и т.д. Образовавшиеся радикалы ненасыщенных жирных кислот далее взаимодействуют с кислородом, образуя перекисные радикалы, а те в свою очередь вступают в реакцию с новой молекулой жирной кислоты с образованием свободных радикалов и накоплением гидроперекисей липидов (ROOH). Процесс подавляется антиоксидантами, которые способны реагировать со свободными радикалами, образуя малоактивные радикалы, не способные вступать в реакцию с новыми молекулами ненасыщенных жирных кислот [69].
Свободнорадикальные процессы и перекисное окисление липидов (ПОЛ) необходимы для регулирования липидного состава и проницаемости мембран, а также синтетических и регуляторных процессов в живых тканях, нормальный уровень которых поддерживается за счет функционирования системы ингибиторов свободнорадикального окисления. При действии неблагоприятных факторов (ухудшение экологической обстановки, загрязнение воды, почвы, продуктов питания, УФ-облучение, стрессы) интенсивность процессов образования свободных радикалов и ПОЛ возрастает. При этом срыв в функционировании защитных систем может привести к развитию окислительного повреждения тканей и окислительного стресса. Накопление активных форм кислорода приводит к инициации перекисного окисления липидов биологических мембран, следствием чего является частичная их дезинтеграция и увеличение проницаемости для ионов, изменение степени олигомеризации мембранных белков и их взаимодействия с липидами. Последствием этих процессов может быть изменение условий функционирования рецепторных комплексов, ответственных за связь с гормональными веществами и нарушение регулирования метаболических процессов. В таком случае собственная система антиоксидантной защиты организма может не справиться, поэтому особенно важно поступление естественных антиоксидантов извне с пищей.
Антиоксиданты – это химические вещества, которые тормозят процессы окисления, протекающие в клетках [30]. Действие антиоксидантов связано с обрывом цепной реакции, в результате чего образуются гидропероксид субстрата и обладающий низкой реакционной способностью свободный радикал ингибитора. Таким образом, уровень ПОЛ в клетке находится под контролем высокоактивной системы антиоксидантной защиты, куда входят низко- и высокомолекулярные соединения. Накопление в клетке избыточного числа свободных радикалов (таких как свободный кислород, пероксиды и др.) может привести к возникновению раковых заболеваний, а также заболеваний сердечно-9 сосудистой системы. Свободные радикалы атакуют молекулу, разрушая при этом ее структурные липиды, белки, ДНК [148; 154]. Некоторые исследователи связывают с образованием свободных радикалов процесс старения человеческого организма [148].
Особенно широко изученным классом антиоксидантов являются фенольные соединения, называемые также «биофлавоноидами» [107]. Фенольные вещества относятся к группе вторичных метаболитов растений, содержащих в своем составе ароматическое кольцо и гидроксильную группу. Они участвуют в процессах дыхания, фотосинтеза, формирования клеточных стенок, трансдукции энергии света, адаптации и защиты растений от стрессовых воздействий, а также являются запасными соединениями. Фенольные соединения синтезируются только растениями, а человек и животные вынуждены получать эти незаменимые вещества только с растительной пищей. Растительным полифенолам свойственна высокая биологическая активность по отношению к организму человека, и они все более успешно используются в медицине и фармакологии в качестве веществ, обладающих нейрорегуляторной, биостатической, иммуномодулирующей и противоопухолевой активностью. Многие флавоноиды способны нормализовать проницаемость капилляров и служить синергистами витамину С [85].
Также известными и широко признанными являются свойства фенолов предотвращать возникновение и развитие раковых и сердечно-сосудистых заболеваний, процесса преждевременного старения [127]. Изучено антимутагенное и антиканцерогенное действие фенольных соединений [159]. Фенольные кислоты являются важнейшим классом фенольных веществ. Такие кислоты, как кофеиновая, феруловая, прокатеховая, ванилиновая, п-кумаровая, п-гидроксибензойная, галловая, хлорогеновая, обнаружены в различных фруктах и овощах, в том числе и яблоках, как основные компоненты пищи, ответственные за антибактериальный, антивирусный, антимутагенный, антиканцерогенный, антипролиферативный, антиоксидантный эффекты [135]. Большое количество антиоксидантов содержится во фруктах, чае, вине, какао, овощах [96].
Методы проведения исследований
Яблоки наряду с чаем и вином относят к наиболее важным источникам антиоксидантов фенольной природы [148; 154; 158]. Однако распределение фенольных веществ в плодах яблонь неравномерно [158]. Большая часть активных антиоксидантов сосредоточена в кожице яблока, меньшая часть – в соке.
Химический состав яблок зависит от многих факторов: условий выращивания, климата, времени сбора, сорта. Сообщается о значительных различиях в содержании фенольных веществ, сахаров, органических кислот, антиоксидантной активности у яблок разных сортов, таких как Elstar, Jonagold, Golden Delicious, Cox s Orange, Rome Beauty, Idared, Cortland, Delicious, Ralls, Fuji, QinGuan, Granny Smith, Orin [148; 154; 158; 159].
Исследование антиоксидантной активности фруктов на модели окисления липопротеинов низкой плотности [157] выявило, что яблоки по уровню своего антиокислительного действия сравнимы с голубикой, арбузом, клубникой, лимоном и могут быть рекомендованы в качестве средств профилактики атеросклероза. В статье итальянских ученых [110] на примере исследования состава фенольных соединений по методу ВЭЖХ и антиокислительной активности (по методам DPPH, TBARS, способности улавливать Н2О2, общей антиоксидантной активности) яблок сорта Limoncella доказано, что кожура является более эффективным антиоксидантом, чем мякоть и сок яблок. Кожура яблок сортов Rome Beauty, Idared, Cortland, Golden Delicious по общему содержанию фенолов (по методу Folin-Ciocalteu s), флавоноидов, антоцианов, общей антиоксидантной активности (по методу TOSC с радикалом 2,2 -азобис-амидинопропаном) также проявляет более высокие показатели, чем сок [158]. Поскольку яблоки для производства пюре перерабатываются целиком, то все ценные свойства как кожуры, так и мякоти яблок должны сохраняться.
Немаловажное значение с точки зрения обогащения продуктов питания, в частности мороженого, натуральными антиоксидантами играют пряности, представляющие собой различные высушенные части растений (листья, корни, стебли, цветы, плоды, семена), придающие интенсивный и характерный аромат свежим и готовым продуктам. Многие пряности проявляют эффективные антиоксидантные свойства, поскольку содержат в своем составе такие вторичные вещества растений как полифенолы, фенольные кислоты, флавоноиды, кверцетин и фитостиролы, а также токоферолы и каротиноиды. Исследования показывают, что эти составные части пряностей оказывают синергетическое действие на укрепление здоровья.
Исследования, посвященные изучению природных фитоэстрогенов, показывают, что куркумин – желтый краситель полифенольной природы, получаемый из пряности куркумы, ингибирует действие на растительную клетку пестицидов: эндосульфана, ДДТ и хлордана, и обеспечивает защиту от развития рака клетки [129]. Также сообщается [99] о благоприятном воздействии куркумина на нервную систему. Крысы, получавшие в течение 4 недель питание с куркумином, гораздо лучше выдерживали стрессовые ситуации, чем контрольная группа с питанием без добавления куркумина. А индийцы, потребляющие в пищу большое количество куркумы, лучше, чем другие застрахованы от страшной болезни Альцгеймера, поражающей головной мозг [99].
В институте исследования питания Осло (Норвегия) Dragland S. с сотрудниками изучали вклад пряностей и лекарственных трав в ежедневный прием антиоксидантов. При этом они установили различие в содержании антиоксидантов пряностей и выяснили, что многие травы являются лучшим источником антиоксидантов, чем большинство фруктов, ягод и овощей. Из изученных высушенных пряностей – орегано, шалфей, перечная мята, садовый тимьян и цитрусовый бальзам содержали очень высокие концентрации антиоксидантов в пределах 75-138 ммоль / 100 г; сладкий майоран, анис в пределах 23-56 ммоль / 100 г, немецкая камилла, европейская анжелика и кориандр – 1-18 ммоль / 100 г [98].
Бесспорно положительное действие пряности в малых дозах оказывают на пищеварительный процесс. Придаваемый блюду тонкий индивидуальный аромат, характерный для каждой пряности, вызывает аппетит и помогает при дальнейшем переваривании пищи [141]. Наряду с антиоксидантными свойствами, помогающими укреплению здоровья, пряности играют также важную роль при консервировании пищевых продуктов и продлении их срока годности. В Индии было проведено исследование по изучению влияния антиокислительных пряностей (куркума, перец, лук) на сохранность -каротина в овощах (моркови, тыкве, амаранте) при кулинарной обработке в домашних условиях. Исследованиями установлено [118], что использование при приготовлении блюд пряностей, обладающих антиокислительными свойствами, снижает степень разрушения -каротина.
Пряности как антиоксидантная добавка к пище могут применяться как в натуральном виде, так и в виде экстрактов и эфирных масел. Интересный пример практического использования эфирных масел пряностей в качестве антиоксидантов приведен в статье итальянских ученых [151]. Эфирные масла были получены из гвоздики, корицы, муската, базилика, душицы, тимьяна. Антиоксидантное действие оценено по способности улавливать свободные радикалы DPPH (2,2-дифенил-1-пикрилгидразил). При комнатной температуре масла проявляют противорадикальную активность в следующем порядке: гвоздичное коричное мускатное базиликовое, орегановое тимьянное. При нагревании до 180 С мускатное масло проявляет значительно более высокую противорадикальную активность, но при этом изменяется химический состав этого масла. Все изученные эфирные масла защищают -токоферол, находящийся в вирджинском оливковом масле, от термической окислительной деструкции. Их активность изменяется в следующем порядке: гвоздичное тимьянное, коричное базиликовое орегановое мускатное. Авторы делают вывод, что все изученные масла могут эффективно применяться как антиоксиданты для контроля окисления липидов в пищевой промышленности
Изучение химического состава, физико-химических и антиоксидантных свойств сырья
Как видно из таблицы 3.8, повышение антирадикальной и антиокислительной активности и восстанавливающей силы наблюдается у томатов и перцев сразу после заморозки, затем через 3 месяца хранения антирадикальная активность замороженных томатов и замороженных перцев также возрастает, а через 6 и 9 месяцев хранения в замороженном виде – падает. Антиокислительная активность и восстанавливающая сила у замороженных томата и перца падают после 3-6 месяцев хранения. У моркови и тыквы все показатели антиоксидантной, антирадикальной активности, восстанавливающей силы значительно снижаются уже после 3 месяцев хранения.
Первоначальное увеличение антиоксидантных свойств у замороженных томатов и перцев в течение первых трех месяцев хранения может быть связано с тем, что при температуре -18 С и значительном вымерзании воды окислительные процессы протекают очень медленно, и образование свободных радикалов при достаточно высоком содержании фенольных веществ и флавоноидов значительно ингибируется, что и выражается высокими показателями антирадикальной, антиокислительной и восстанавливающей активностей. В последующие же месяцы хранения происходит интенсификация процессов дыхания, гидролиза фенольных веществ, накопление избыточного числа свободных радикалов, поэтому показатели антиоксидантных свойств снижаются в силу снижения антиоксидантов в составе замороженных овощей. То же можно сказать о моркови – при температуре +4 С процессы окисления протекают медленнее, чем при температуре +18 С, поэтому снижение антиоксидантных свойств происходит медленнее, чем у тыквы, однако значительно быстрее, чем у замороженных томатов и перцев.
Таким образом, на основании проведенных исследований данного этапа можно сделать следующие выводы:
1) В течение срока хранения в растительном сырье протекают процессы дыхания, в результате которых происходит значительное изменение химического состава, физико-химических и антиоксидантных показателей.
2) Хранение моркови при 4±2 С и тыквы при температуре 18±2 С и влажности 80-85 % целесообразно не более 3 месяцев, поскольку при более длительном хранении в указанных условиях резко снижаются антиоксидантные свойства овощей, значительно усиливаются процессы автоокисления.
3) Томаты и перцы сохраняются при температуре -18 С в течение 6 месяцев, дальнейшее хранение ведет к потере каротина, фенольных веществ и антиоксидантных свойств. Этот факт особенно важен, если учитывать, что замороженные овощи, поступающие на продажу в торговую сеть, имеют номинальный срок хранения 2 года. На самом деле уже после 6 месяцев хранения в овощах, даже в замороженном состоянии, снижаются антирадикальная и антиокислительная активность, восстанавливающая сила. Яблоки и продукты их переработки являются ценным продуктом для здоровья человека. Без значительного снижения своей пищевой ценности яблоки хранятся после сбора урожая на специализированных складах не более полугода. Поэтому важно и необходимо их перерабатывать. Одним из способов переработки яблок является получение пюре. Поскольку яблоки для производства пюре перерабатываются целиком, то все ценные свойства как кожуры, так и мякоти яблок должны сохраняться.
Технология получения пюре яблочного, представленная на рис. 1.3, включает в себя следующие операции: мойку, инспекцию, разваривание, протирание, укупорку в тару, стерилизацию пюре и хранение. Анализ литературы показал отсутствие данных о влиянии технологии переработки на антиоксидантные показатели яблочного пюре. При этом наиболее критическими точками производства в отношении потери антиоксидантных свойств являются стадии бланширования и стерилизации пюре, поскольку при этом происходит воздействие на растительные клетки высокой температуры.
Целью данного этапа работы было изучение влияния стадий бланширования и стерилизации на физико-химические и антиоксидантные показатели получаемого пюре. Для этого в качестве объекта исследования были выбраны яблоки сорта Жигулевское урожая 2011 г. из коллекции ГБУ СО НИИ ЖС (государственное бюджетное учреждение Самарской области «Научно-исследовательский институт садоводства и лекарственных растений «Жигулёвские сады»). Все показатели изучались у свежих яблок, а также у пюре после стадии бланширования и после стадии стерилизации. Бланширование проводилось двумя известными способами - кипячением в воде в течение 5 мин и пропариванием острым паром температурой 105±5 С в течение 15 мин. Стадия стерилизации пюре проводилась 5 методами: 1) стерилизация пюре в стеклянной таре кипячением в воде 30 мин; 2) стерилизация пюре в трубчатом теплообменнике при 113 С 60 мин; 3) стерилизация пюре при 120 С 20 мин; 4) стерилизация пюре при 130 С 5 мин; 5) стерилизация пюре СВЧ-энергией с частотой 2450 МГц при мощности 700 Вт и температуре 90 С 2 мин. Результаты исследования физико-химических показателей яблок сорта Жигулевское, подверженных бланшированию и стерилизации, приведены в таблице 3.9. Таблица 3.9 – Физико-химические показатели пюре яблочного после бланширования и стерилизации яблочного пюре по сравнению с исходными яблоками резко меняются. Оба метода бланширования способствуют снижению физико-химических показателей. Особенно значительно эти показатели снижаются при разваривании яблок в кипящей воде в течение 5 мин. Содержание растворимых сухих веществ снижается с 14,0 до 6,8 %, титруемых кислот с 0,5 до 0,2 %, общих Сахаров - с 9,7 до 5,4 %. Это связано с тем, что большая часть веществ яблок остается в варочной воде. При пропаривании яблок острым паром в течение 15 мин снижение сухих веществ и общих Сахаров незначительно, а содержание титруемых кислот возросло с 0,5 до 0,7 %. Поэтому в дальнейшем при подготовке пюре к стерилизации был использован метод пропаривания яблок острым паром в течение 15 мин.
Способ стерилизации яблочного пюре также статистически значимо влияет на физико-химические показатели. Так, содержание сухих веществ по сравнению с исходными яблоками снизилось при стерилизации пюре в стеклянной таре 30 мин в кипящей воде на 0,6 %, при 120 С 20 мин - на 2 %, при 130 С 5 мин - на 1,8 %. При стерилизации пюре в теплообменнике и СВЧ-энергией содержание сухих веществ возросло на 0,4 и 1,0 % соответственно. Содержание титруемых кислот осталось практически на том же уровне – 0,4-0,5 %. Содержание сахаров наиболее возросло при СВЧ-стерилизации – с 9,7 % в свежем до 12,2 % в стерилизованном пюре. Эти изменения связаны с испарением части влаги из пюре при стерилизации, а также с химическими реакциями гидролиза различных соединений яблочного пюре, протекающих под воздействием высокой температуры.
Результаты исследования химического состава и антиоксидантных показателей яблочного пюре и яблок сорта Жигулевское после отдельных стадий производства представлены в таблице 3.10.
Разработка технологических режимов получения мороженого с плодоовощными пюре и пряностями
Одним из ключевых этапов создания инновационных продуктов питания является определение сроков их годности. Пищевые продукты представляют собой сложные системы, в которых постоянно протекают различные физические, химические и биохимические процессы. Общепринятым является мнение, что основным лимитирующим фактором хранения продуктов, содержащих в своем составе жиры и масла, является степень устойчивости жировой фазы к окислению.
Окисление липидов может быть также причиной порчи мороженого, хранящегося при температуре -18 С, поскольку насыщение смеси мороженого воздухом приводит к контакту жировых шариков с кислородом и, как следствие, инициированию окислительных процессов. Поэтому очень важной является проблема защиты жировой фазы мороженого от окисления. Для решения этой проблемы были разработаны рецептуры мороженого с плодоовощными пюре и пряностями, обладающими высокими антиоксидантными свойствами.
Целью данного этапа работы явилось определение оптимальных сроков хранения полученных образцов мороженого при температуре -18С. Поскольку для мороженого с плодоовощными добавками рекомендуются сроки хранения 2-3 месяца [5], то исследование проводили в течение 3 месяцев со следующим интервалом: 0, 1,5 и 3 месяца. В качестве объекта сравнения выступал известный образец мороженого «Пломбир» с массовой долей жира 12,2 %. Физико-химические показатели мороженого, изменявшиеся в течение срока хранения представлены в таблице 4.18. выявило существенных изменений соответствующих показателей в течение трех месяцев хранения. Наиболее значительное изменение претерпели показатели кислотности мороженого и скорости его таяния. Как видно из данных таблицы 4.18, кислотность всех образцов мороженого увеличилась к исходу третьего месяца хранения. Причем для образца №3 через три месяца хранения значение кислотности превысило максимально допустимый уровень 50 Т (для мороженого с плодоовощными добавками по ГОСТ Р 52175). При этом устойчивость мороженого к таянию повысилась для всех видов мороженого (для многих более чем в два раза). Можно высказать предположение, что это связано с агломерацией жира в мороженом и студнеобразованием пектиновых веществ, что приводит к упрочнению структуры и, как следствие, повышенной сопротивляемости мороженого таянию.
Из данных таблицы 4.19 следует, что содержание витамина С во всех исследованных образцах мороженого падает с течением времени хранения. Интересные закономерности можно выделить при анализе изменений содержания фенольных веществ и флавоноидов в мороженом при хранении в течение трех месяцев: а именно отсутствие таковых в контрольном образце мороженого и снижение их содержания в экспериментальных образцах мороженого. Как известно, фенольные вещества и флавоноиды являются вторичными метаболитами исключительно растительных клеток, и не вырабатываются животными. Поэтому обогащение мороженого плодоовощными пюре с высоким содержанием фенольных веществ и флавоноидов придает ему дополнительные антиоксидантные свойства, как можно увидеть из таблицы 4.19. Показатель ЕС50, характеризующий концентрацию экстракта (мг / мл), необходимую для нейтрализации 50 % радикалов, по данным таблицы 4.19 наименьший у образцов мороженого, содержащих плодоовощные пюре и пряности в своем составе. С течением времени, концентрация, необходимая для связывания свободных радикалов, увеличивается, и антирадикальная активность мороженого падает. Аналогичная картина наблюдается и при изучении восстанавливающей силы (ммоль Fe2+ / кг) и антиокислительной активности (% ингибирования окисления линолевой кислоты): указанные показатели с течением времени падают, и к концу третьего месяца составляют практически половину первоначального значения.
На рисунке 4.19 показано изменение кислотного числа молочного жира в мороженом в зависимости от срока хранения. Можно сделать вывод, что кислотное число жира в мороженом существенно зависит от кислотности самого мороженого, и с течением времени повышается. При этом только образец мороженого №4 с морковным пюре и кардамоном имеет самые низкие значения кислотного числа из всех изученных образцах мороженого с плодоовощными пюре, близкие значениям кислотного числа контрольного образца мороженого. Неравномерное изменение показателей кислотного числа для мороженого № 3 и 4 в течение срока хранения является, вероятно, следствием протекающих в мороженом процессов окислительного распада и синтеза свободных жирных кислот. 4 2 0
На рисунке 4.20 отображены данные по накоплению пероксидов и гидропероксидов липидов, подвергшихся окислению в мороженом за три месяца хранения. Из рисунка видно, что мороженое, содержащее плодоовощные пюре в своей рецептуре (образцы №1-5) более устойчивы к образованию перексидов, чем контрольный образец без добавок. К концу третьего месяца хранения практически во всех образцах мороженого возрастает перекисное число, что свидетельствует об интенсификации окислительных процессов. хранения Результаты определения анизидинового числа молочного жира в мороженом, характеризующее общее содержание вторичных продуктов окисления (альдегидов и кетонов), в течение трех месяцев хранения показано на рисунке 4.21. На рисунке также видно, что в мороженом, содержащем плодоовощные пюре анизидиновое число меньше, чем в мороженом без добавок. К концу третьего месяца хранения во всех образцах мороженого накапливаются вторичные продукты окисления жира, что выражается в увеличении анизидинового числа. хранения Изменение тиобарбитурового числа молочного жира, показывающего относительное содержание малонового диальдегида в продукте, в разных видах мороженого с течением срока хранения отображено на рисунке 4.22. Из данных рисунка 4.22 следует, что плодоовощные пюре обладают высокой способностью ингибировать окисление жировой фазы мороженого, поскольку значения тиобарбитурового числа для образцов № 1-5, содержащих плодоовощные пюре и пряности в своем составе, значительно ниже, чем у контрольного образца мороженого. К концу третьего месяца хранения значения тиобарбитурового числа для всех видов мороженого увеличиваются.
