Учебно-исследовательская работа студентов. Лабораторный практикум

1

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Т.П.Лапина, Е.А. Вечтомова

УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

Лабораторный практикум Для студентов вузов

Кемерово 2014

2

УДК 378:001.89(076) ББК 74.58:72я7

Л 24

Рецензенты:

М.А. Иголинская, начальник испытательной лаборатории ФБУ «Кемеровский ЦСМ», канд. техн. наук;

Т.В. Котова, доцент кафедры «Товароведение и экспериза товаров» Кемеровского института (филиала) ФГБОУ ВПО «Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова», канд. техн. наук.

Рекомендовано редакционно-издательским советом Кемеровского технологического института пищевой промышленности

Лапина, Т.П.

Л24 Учебно–исследовательская работа студентов: лабораторный практикум / Т.П.Лапина, Е.А. Вечтомова; Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2014. – 99с.

ISBN 978-5-89289-823-2

В лабораторном практикуме приведены схемы проведения эксперимента, методы исследования качества сырья и полученной при выполнении работы продукции, а также порядок выполнения учебноисследовательской работы, рекомендована литература по теме исследования, приведены правила оформления результатов научной работы.

Предназначен для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки 19.03.02 «Продукты питания из растительного сырья» квалификации бакалавра профиля «Технология консервов и пищеконцентратов».

4

ВВЕДЕНИЕ

Эффективное развитие различных отраслей пищевой промышленности требует глубоких научных исследований, проведения поисковых экспериментов, осуществления проект- но-конструкторских разработок. Тесная взаимосвязь науки и производства обусловливает неразделимость научной и производственной деятельности. Современное производство требует от специалиста умения самостоятельно ставить и решать различные технологические задачи, чего нельзя сделать без овладения основами научных исследований.

Одной из форм привлечения студентов к научным исследованиям является освоения курса «Учебно-исследовательская работа студентов». Основной задачей курса УИРС является обучение студентов навыкам самостоятельной научной работы, ознакомление с реальными условиями работы в лаборатории.

Впроцессе выполнения учебных исследований будущие специалисты научатся пользоваться приборами и оборудованием, выбирать реактивы, самостоятельно проводить эксперименты, применять знания, полученные при обучении, в решении конкретных научных задач.

Врезультате освоения данного курса студент должен изучить методику научных исследований, их планирование, организацию, научиться отбирать и анализировать полученную научную информацию по теме научного исследования.

Входе выполнения предлагаемых лабораторных работ студенты углубляют и расширяют знания в той или иной области технологии консервирования, согласно предложенной теме исследования, учатся формулировать цель и задачи исследования, разрабатывать теоретические предпосылки, анализировать полученные экспериментальные данные, изучать по литературным источникам состояние вопроса по предлагаемой теме, формулировать выводы научного исследования, составлять отчет, обобщать и обсуждать полученные результаты исследований.

Исследовательская работа выполняется в определенной последовательности:

- конкретизация цели и задач исследований; - поиск, накопление и обработка научной информации;

5

-разработка программы и методики исследований;

-составление рабочего плана, с указанием методик проведения эксперимента, технического обеспечения, сроков выполнения отдельных этапов;

-проведение экспериментальных исследований;

-проведение анализа и обобщения полученных результатов эксперимента;

-формулирование научных и практических выводов;

-составление отчета о научно-исследовательской работе. Практикум предназначен для оказания практической по-

мощи студентам вузов, обучающихся по направлению подготовки 19.03.02 «Продукты питания из растительного сырья», профилю «Технология консервов и пищеконцентратов» в самостоятельном выполнении предложенных учебноисследовательских работ.

В лабораторном практикуме приведен порядок выполнения учебно - исследовательской работы, рекомендована литература по теме исследования, приведены правила оформления результатов научной работы.

Каждая лабораторная работа выполняется студентами группой из 2-3 человек.

Проведение лабораторных работ осуществляется в два этапа:

1этап (6 часов):

Формулирование актуальности исследований по изучаемой теме.

Составление плана исследований.

Проведение литературного поиска с использованием патентной и научно-технической информации по теме исследований.

Выбор методов анализа. Подбор методик для проведения исследований по заданной теме.

2этап (6 часов):

Проведение экспериментальных исследований.

Проведение расчетов, составление таблиц, графиков, диаграмм.

6

Формулирование выводов и рекомендаций на основе результатов экспериментальных исследований.

Защита лабораторной работы.

Правила оформления титульного листа учебноисследовательской работы приведены в приложении 1.

Правила оформления учебно-исследовательской работы приведены в приложении 2.

7

Лабораторная работа № 1

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СПОСОБОВ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ НА ВЫХОД ПРОДУКТА ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ (ОБЖАРИВАНИИ)

Цель работы – исследование изменения видимого и истинного процента ужарки сырья, впитываемости масла в зависимости от степени измельчения сырья.

Основные задачи исследования:

-установить влияние степени измельчения сырья на длительность процесса обжаривания;

-сравнить способность сырья впитывать масло в зависимости от степени измельчения сырья;

-установить влияние и зависимость степени измельчения сырья на изменения видимого и действительного процента ужарки;

-установить изменение качества масла при обжаривании;

-сравнить полученные результаты с допустимыми нор-

мами.

1.1. Теоретические положения

Процесс обжарки и пассерования овощей представляет собой сложный комплекс физических, химических, физикохимических и технологических явлений, усложненный тепло-, массообменом и впитыванием масла.

Под воздействием тепла в продукте протекает ряд связанных между собой физических и химических процессов, в результате которых происходят выделение и удаление части влаги, впитывание масла, объемная усадка продукта, выделение газов, повышение давления внутри продукта, увеличение пористости, а также изменение плотности и теплоемкости продукта. В процессе обжарки денатурируют белки протоплазмы клеток, клетки сжимаются, увеличиваются межклеточные ходы, продукт уменьшается в объеме в 2-3 раза. Углеводы также видоиз-

8

меняются: крахмал частично переходит в декстрин, сахара карамелизуются, протопектин переходит в пектин, продукт становится мягким и легкоусвояемым. Изменяются структура ткани

иплотность овощей.

Впроцессе обжарки с поверхности загруженных в горячее масло овощей и корнеплодов испаряется влага. Поскольку концентрация влаги во внутренних слоях оказывается больше, чем на поверхности, то содержание сухих веществ в поверхностных слоях постоянно увеличивается; за счет разности концентраций влага диффундирует из внутренних слоев в наружные.

Температура, при которой должны вестись обжарка и пассерование, выбирается так, чтобы испарение влаги с поверхности несколько опережало поступление ее из внутренних слоев. Тогда через некоторое время поверхностный слой обезвоживается, образуется корочка золотистого цвета и продукт получает специфический вкус и запах, свойственный обжаренному. Образование корочки происходит за счет начальной стадии карамелизации углеводов – сахаров, крахмала, целлюлозы, пектина, содержащихся в обжариваемом продукте. Это происходит тогда, когда влагосодержание продукта в поверхностном слое понизится настолько, что даст возможность температуре подняться выше 100° С.

При излишне высокой температуре влага с поверхностных слоев очень быстро испаряется, поверхность продукта начинает обугливаться, а внутренние слои остаются сырые, так как влага из внутренних слоев не успевает поступить на место испарившейся. При высокой температуре происходят глубокий распад и карамелизация углеводов, с чем связано ухудшение цвета и вкуса продукта.

Одновременно ускоряются процессы порчи масла. Цветность по йоду для подсолнечного масла 10-12 %, хлопкового – 8-16 %, йодное число – соответственно 125-145, 104-116 г/100 г масла. Для обжарки должно применяться рафинированное подсолнечное или хлопковое масло не ниже I сорта.

Вопрос получения обжаренного продукта надлежащего качества, в котором бы гармонично сочетались такие показатели, как видимая ужарка, массовая доля сухих веществ, жира, вкус, аромат, внешний вид, достаточно сложен. Поэтому в ос-

9

новном регламент обжарки устанавливается с учетом всех вышеперечисленных факторов и о готовности продукта судят по внешнему виду и вкусу, а также по проценту ужарки и проценту впитываемости масла. Эти показатели нормируются для каждого вида овощей и вида продукции.

Процент ужарки различают видимый и истинный. Видимый процент ужарки показывает процентное уменьшение массы сырья при обжаривании.

Величиной видимого процента ужарки пользуются для контроля производства, а также в технологических расчетах для определения норм расхода сырья на единицу готовой продукции.

Термин «видимый» означает, что это изменение массы обжариваемого сырья видно, производя взвешивание на весах, хотя данная потеря в массе не является истинной.

Истинный процент ужарки показывает действительную потерю влаги при обжаркев процентах к исходному сырью, т. е. учитывает, что часть влаги заменена впитавшимся в продукт при обжаривании маслом, поэтому истинный процент ужарки всегда большевидимого.

В зависимости от вида и назначения сырья видимый процент ужарки колеблется от 17 до50 %, а истинный –от 24 до64 %.

Впитывание масла (к массе обжаренного продукта) у большинства видов сырья составляет 7-13 %, в отдельных случаях эти цифры значительно больше (27 % у лука, 17,5 % у смеси моркови, белых кореньев и лука).

Обжарка овощей в горячем растительном масле осуществляется несколькими отличающимися между собой способами. Самое широкое распространение получил способ обжарки в глубоком слое, когда продукт полностью погружен в масло. Реже обжаривают в тонком слое, когда только часть продукта погружена в масло.

Преимуществом способа обжарки в глубоком слое является возможность легко перемешивать и перемещать продукт, передавать тепло, необходимое на обжарку, по всей поверхности кусочка продукта, недостатком – необходимость большого объема масла, меньшая по сравнению с другими методами интенсивность испарения влаги.

10

Обжарка овощей ведется при определенной температуре, различной для разных видов овощей. Максимальная температура при обжарке баклажанов 135-140 °С, кабачков – 125-135° С, корнеплодов – 120-125° С, лука – 140° С.

Продолжительность обжарки зависит от вида и размеров сырья, процента ужарки, температуры активного слоя масла, удельной поверхности нагрева печи и др. и составляет для овощей 5-16 мин.

1.2. Порядок выполнения работы

Продолжительность работы – 12 ч.

Студенты изучают состояние вопроса по теме исследования, используя периодическую и рекомендуемую литературу.

По индивидуальному заданию, полученному от преподавателя, группа студентов составляет литературный обзор с обоснованием поставленных задач в данной работе.

Объектами исследования служат свежие овощи (картофель, морковь, свекла, кабачки, тыква и масло подсолнечное). Сырье должно отвечають требованиям ГОСТа.

Расход сырья: 0,5 кг овощей на каждую подгруппу. 1 литр масла подсолнечного рафинированного.

1.2.1. Подготовка сырья

Сырье в количестве 500 г для каждого варианта сортируют по качеству, моют, очищают от кожицы, семян. Взвешивают

3навески по 100 г каждой, измельчают следующим образом:

1 навеска измельчается на брусочки с гранями 1 см и длиной 4 см;

2 навеска измельчается на кубики со стороной грани 0,5 см;

3 навеска измельчается на кружочки или прямоугольники, толщиной 0,5 см и стороной грани (диаметром) около 2-3 см;