Учебно-исследовательская работа студентов. Лабораторный практикум

21

5.Выбор оптимальных режимов обжаривания растительного сырья.

6.Характеристика способов обжаривания сырья.

Контрольные вопросы

1.По каким показателям можно наблюдать изменения сырья при обжаривании ?

2.Как можно охарактеризовать видимый процент ужарки?

3.Как подбирается температура обжаривания ?

4.Для чего необходимо знать величину видимого и истинного процента ужарки?

5.Что такое истинный процент ужарки, чем он отличается от видимого процента ужарки?

6.Какова цель обжаривания растительного сырья ?

7.Какое влияние оказывает на процесс обжаривания степень измельчения сырья ?

8.Факторы влияют на продолжительность обжаривания

сырья ?

9.Как определяется конец процесса обжаривания сырья ?

10.Требованияк качеству растительного масла для обжаривания сырья.

11.Какие факторы влияют на длительность обжаривания

сырья ?

Лабораторная работа № 2

ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ, ПОВЫШАЮЩИХ ВЫХОД СОКОВ

Цель работы – исследование зависимости выхода и качества сока от методов воздействия на плоды и овощи перед прессованием.

22

Основные задачи исследования:

–провести обработку плодов или овощей перед прессованием различными способами с целью обеспечения максимального выхода сока;

–исследовать влияние различных способов предварительной обработки плодов или овощей на показатели, характеризующие качество сока;

–провести сравнительную оценку сокоотдачи и качества полученного сока и обосновать выбор оптимального способа подготовки плодов или овощей к извлечению сока.

2.1. Теоретические положения

Различные виды плодово-ягодного сырья характеризуются разной способностью отдавать сок при отжиме его на прессах, т. е. обладают различной сокоотдачей.

Согласно биофизической теории сокоотдачи эта технологическая особенность растительного сырья зависит от проницаемости цитоплазматической мембраны и ее способности противостоять внешним воздействиям в процессе предварительной обработки и прессования.

Механическое измельчение – наиболее распространенный способ разрушения цитоплазменных оболочек – применяемый почти для всех видов фруктов.

Однако механическое измельчение не всегда оказывается достаточно эффективным. Это связано с тем, что из-за малого размера клеток невозможно достичь прямого механического травмирования каждой клетки. Помимо этого, цитоплазма клеток обладает устойчивостью к такому воздействию. Поэтому на практике приходится дополнять эффект механического измельчения до прессования другими методами обработки, например нагреванием, электроплазмолизом, замораживанием или действием ферментных препаратов плесневых грибов.

Нагревание до высокой температуры вызывает коагуляцию белков цитоплазматических мембран; в результате этого клеточная проницаемость и выход сока при отжиме увеличиваются. Целые плоды и ягоды либо дробленое сырье (мезгу) нагревают паром или в воде при температуре 60–80 °С в тече-

23

ние 10–20 мин в зависимости от вида сырья. Перед нагреванием к плодам добавляют 10–20 % воды.

Обработка ферментными препаратами основана на воздействии пектолитических ферментов на пектиновые вещества, цементирующие отдельные клетки растительной ткани между собой и входящие в состав внешних оболочек клеток. При этом повреждаются белковые мембраны, снижается вязкость сока, облегчается и ускоряется процесс прессования и увеличивается выход продукта (на 5-20 %). Ферментацию проводят в течение

1-2 ч при 40–45° С.

Обработка электрическим током (электроплазмолиз) основана на раздражающем воздействии электрического тока на растительную ткань. При этом происходит почти мгновенная гибель протоплазмы, в результате чего увеличивается проницаемость клеток и выход сока при прессовании возрастает (на 5 – 10 %) под действием переменного электрического тока при напряжении 200–220 В и силе тока 50–75 А.

Замораживание плодов с последующим оттаиванием также применяют для увеличения выхода сока. Гибель клеток при этом – результат совместного воздействия на растительную ткань ряда факторов: обезвоживания клеток в процессе льдообразования; токсического действия повышенных концентраций кислот и солей клеточного сока; механического давления образующихся внутри клеток кристаллов льда на цитоплазменные мембраны и пр. Замораживание дает хороший эффект, особенно для ягод, но этот способ длителен и трудоемок.

Обработка ультразвуком. Ультразвуком называются упругие колебания частотой свыше 20 000 в секунду. Под его влиянием клетки растительной ткани повреждаются и выход сока увеличивается на 8 – 9 %. Однако виды сырья, отличающиеся плохой сокоотдачей, труднее поддаются такой обработке. Нужный эффект ультразвуковой обработки может быть достигнут только в жидкой среде, если плоды или мезга залиты соком, предварительноизвлеченным из этих плодов, что усложняет процесс.

Вибрационная обработка. Сокоотдача повышается при обработке мезги механической вибрацией частотой порядка 2500—3000 колебаний в минуту, повреждающей растительную

24

ткань. Механическая вибрация дает возможность получить дополнительно к обычной обработке около 10 % сока.

Обработка ионизирующими излучениями. Под действием ионизирующих излучений разрушается протопектин клеточных оболочек, повышается проницаемость клеток и они легче отдают сок. В частности, обработка винограда γ–лучами увеличивает выход сока на 7–10 %. Желательные дозы облучения 400–600 тысяч рад. Более высокие дозы облучения приводят к сильному размягчению ткани, затрудняющему отделение сока, а также вызывают потемнение сока.

Согласно современным представлениям сокоотдача определяется многими факторами, в том числе клеточной проницаемостью, химическим составом и анатомическим строением плодовой ткани.

Поэтому эффект от применения того или иного способа обработки будет зависеть и от особенностей сырья, которое определяется видом, сортом и степенью зрелости.

2.2. Порядок выполнения работы

Продолжительность работы – 12 ч.

Студенты самостоятельно изучают основные теоретические положения по теме исследования, используя рекомендуемую литературу, и составляют аналитический обзор с обоснованием принятого направления исследования и постановкой конкретной задачи.

Объектами исследования могут служить яблоки, груша, айва, виноград, морковь, др. плоды и овощи, используемые для производства соков без мякоти и отвечающиетребованиямГОСТа.

Для проведения работы отбирают плоды и овощи одного вида, сорта, степени зрелости и, примерно, одинаковых размеров.

2.2.1. Подготовка сырья

Сырье в количестве 500 г для каждого варианта сортируют, взвешивают, моют, измельчают. Грубое измельчение (5 x 5 мм) производят на овощерезке или вручную.

25

Подготовленная мезга обрабатывается согласно приведенным вариантам.

2.2.2. Проведение эксперимента

Общая схема проведения эксперимента представлена на рис. 2.1.

Вариант 1. Обработка паром в течение 5 минут.

Вариант 2. Замораживание в морозильном шкафу до температуры «-10°С».

Вариант 3. Обработка ферментным препаратом Пектофоетидин П 10Х концентрацией 0,01 - 0,03 % в течение двух часов при температуре 45° С.

Вариант 4. Обработка цеолитом, добавление 5 % к массе мезги.

Вариант 1. Обработка паром осуществляется на лабораторной установке, состоящей из парообразователя, над которым устанавливается металлический сосуд с перфорированным дном. Грубо измельченную мезгу выкладывают на перфорированную поверхность слоем 2–5 см и обрабатывают паром в течение 5 минут. Ягоды не измельчают. Такая обработка обеспечивает нагрев мезги до 60–70 ° С. После охлаждения на воздухе мезгу подают на прессование.

Вариант 2. Обработка замораживанием. Плоды, измельченные на частицы 5x5 мм, ягоды целые, помещают во влагонепроницаемую упаковку (можно в полиэтиленовый пакет) и замораживают до температуры «-10° С» в морозильном шкафу. Перед прессованием, не удаляя упаковку, мезгу размораживают в помещении до комнатной температуры 20° С. После достижения температуры 20° С на воздухе мезгуподают на прессование.

Вариант 3. Обработка ферментным препаратом. Обработку мезги пектолитическим ферментным препаратом в лабораторных условиях производят следующим образом: к измельченной мезге добавляют ферментный препарат Пектофоетидин П10Х (концентрацией 0,01-0,03 % к массе сырья), тщательно перемешивают и выдерживают на водяной бане или термостате

26

при температуре 45° С в течение 2 часов. После взвешивания мезги собирают сок-самотек, затем остаток мезги подвергают прессованию.

Вариант 4. Обработка цеолитом, добавление 5 % к массе мезги. Добавление облегчающих прессование веществ. К облегчающим прессование веществам относят цеолит (фракции 0,8-1,2 мм) в количестве 5 % к массе мезги (из расчета на сухую массу мезги). Цеолит перед использованием промывают холодной проточной водой (5-6 кратным количеством воды по объему). Промывку заканчивают, когда промывная вода будет бесцветной. Обработанный цеолит смешивают с мезгой, затем осуществляют прессование.

Плоды

↓

Сортировка, мойка

↓

Взвешивание

↓

Измельчение (кубики 5x5 мм)

↓

Обработка согласно варианту

↓

Взвешивание обработанной мезги

↓

Отделение сока

↓

Определение выхода сока

↓

Определение качества сока (сухие вещества, β-каротин, витамин С, цветность, общие фенольные вещества,

органолептическая оценка)

Рис.2.1. Схема проведения эксперимента

27

2.2.3. Методы анализа

Определение выхода сока

Приборы и оборудование, посуда: стеклянная воронка,

цилиндр на 500 см3, марля, стеклянный стакан вместимостью на 500 см3.

Расход сырья: мезга – 500 г.

Техника определения

Проведение основного анализа

Мезгу, обработанную тем или иным способом, взвешивают с точностью до1 г, результаты взвешивания фиксируют (М1).

Взвешенную мезгу выкладывают в мешок из фильтровальной ткани и отжимают максимальновозможноеколичествосока.

Полученный сок собирают в предварительно взвешенный химический стакан и определяют его массу с точностью до 1 г (М2).

Вычисление результатов

Выход сока определяют по формуле 2.1:

где: В – выход сока, %, М1- масса мезги, г; М2 - масса сока, г.

Определение выхода сока производят не менее, чем в двух повторностях. Конечный результат вычисляют как среднее арифметическое полученных данных, при этом расхождения между двумя параллельными определениями не должно превышать 5 %.

28

Определение массовой доли растворимых сухих веществ

Приборы, оборудование, посуда, материалы: рефракто-

метр, стекляная палочка, стеклянный стаканчик вместимостью 100 см3, стеклянная воронка, фильтровальная бумага.

Реактивы: вода дистиллированная 10 см3.

Расход сырья: сок - 1 см3.

Техника определения

Проведение основного анализа

При определении анализа следует обратить внимание, что соки, полученные различными способами, имеют не одинаковую температуру, поэтому необходимо учитывать температурную поравку. Сухие вещества определяют с помощью рефрактометра.

Определение массовой доли растворимых сухих веществ проводят при температуре 20 °С. Каплю сока наносят стеклянной палочкой на грань призмы рефрактометра, замеряют содержание сухих растворимых веществ по шкале, градуированной в процентах сухих веществ.

Определение цветности сока

Метод основан на измерении оптической плотности вод- но-спиртовой вытяжки на фотоэлектроколориметре. Величину оптической плотности можно использовать в качестве критерия цветности.

Приборы, оборудование, посуда, материалы: фотоэлек-

троколориметр, кюветы с рабочей гранью 10 мм, пипетки на 5, 10 см3, стеклянный стаканчик вместимостью 50 см3, воронка стеклянная, колба коническая вместимостью 150 см3, фильтровальная бумага.

Реактивы: этиловый спирт - 10 см3, водно-спиртовый раствор (1:1) - 10 см3, вода дистиллированная.

Расход сырья: сок - 5 см3.

29

Техника определения

Проведение основного анализа

Для проведения анализа пипеткой отбирают 5 см3 сока и переносят в стаканчик вместимостью 50 см3, затем добавляют 10 см3 этанола и 5 см3 дистиллированной воды.

Экстракцию красящих веществ проводят в течение 30 минут при постоянном перемешивании. По окончании экстракции суспензию фильтруют через складчатый фильтр в колбу вместимостью 50-100 см3.

Фильтрат колориметрируют на ФЭК при длине волны 440 нм в кювете с рабочей гранью 10 мм, контролем служит водноспиртовый раствор (1:1). О цветности сока судят по показанию оптической плотности, как среднее арифметическое из двух параллельных определений, расхождение между которыми не превышает 1 %.

Определение содержания аскорбиновой кислоты йодометрическим методом

Приборы, оборудование, посуда, материалы: бумажный фильтр, мерная колба вместимостью 100 см3 , коническаю колба вместимостью 250 см3 – 2 шт, пипетка на 1, 2, 5, 20 см3, стеклянный стаканчик вместимостью 50 см3, стеклянная воронка.

Реактивы: дистиллированная вода - 200 см3, 2 %-ный раствор соляной - 10 см3, 1 %-ный раствор йодистого калия - 10 см3, 0,001 моль/дм3 раствором иодата калия -10 см3 , 0,5 %-ный раствор крахмала - 10 см3

Расход сырья: сок - 1 г.

Техника определения

Проведение основного анализа

1 г сока переносят в мерную колбу на 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и фильтруют через складчатый бумажный фильтр в сухую колбу или стакан. Отбирают в коническую колбу вместимостью 250 см3 20 см3 фильтрата, приливают 1 см3 2 %-ного раствора соляной кислоты, 0,5 см3 1 %-ного раствора йодистого калия и 2 см3 0,5 %-

30

ного раствора крахмала. Смесь перемешивают и титруют из микробюретки 0,001 моль/дм3 раствором иодата калия до устойчивого синего окрашивания.

Параллельно ведут контрольное титрование. Для контрольного титрования вместо фильтрата берут 20 см3 дистиллированной воды.

Вычисление результатов

I см3 0,001 моль/дм3 раствора иодата калия соответствует 0,088 мг аскорбиновой кислоты. Содержание аскорбиновой кислоты рассчитывают по формуле:

где: Х - содержание аскорбиновой кислоты, мг %; C1 - общий объем вытяжки, см3;

С2 - аликвота вытяжки, взятая на титрование, см3; Сз - объем 0,001 моль/дм3 раствора иодата калия, пошед-

шего на титрование опытного образца, см3; С4 - объем 0,001 моль/дм3 раствора иодата калия, пошед-

шего на титрование контрольного образца, см³; Н - масса навески, г.

Определение β-каротина

Витамин определяют в сырье, содержащем каротиноиды. Метод определения каротиноидов основан на фотометрическом измерении массовой концентрации каротиноидов в рас-

творе этилового спирта.

Приборы, оборудование, посуда, материалы: фотоэлек-

троколориметр, кюветы с рабочей гранью 10 мм, пипетка на 5 см3, мерную колбу вместимостью 50 см3 , стеклянный стаканчик вместимостью 50 см3.

Реактивы: этиловый спирт - 100 см3.

Расход сырья: сок - 1 см3.