Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современное состояние производства пищевых порошков из растительного сырья. Монография
.pdf
созревания, а также стойкость против действия сельскохозяйственных
вредителей. К химико-технологическим показателям относятся цвет и
форма плодов, стойкость к переработке, индекс формы (отношение
высоты плода к его среднему диаметру), внутреннее строение,
соотношение частей плода (кожица, мякоть, семена), средняя масса,
стойкость к механическим воздействиям, лежкость, а также
химический состав [5]. Для правильного ведения процесса сушки
важно знать теплофизические и физико-механические характеристики
сырья.
По мере созревания у большинства плодов и овощей
преобладают процессы новообразования веществ, изменяются
размеры растительной ткани и ее химический состав, увеличиваются
размеры и масса плода. При перезревании плодов прекращается
биосинтез, усиливается распад веществ. Плоды размягчаются,
ухудшается их вкус, они становятся непригодными для переработки.
Степень зрелости сырья определяется по размеру плода, плотности,
цвету, вкусу, аромату, консистенции, зрелости семян. Эти показатели
определяются как органолептически, так и с помощью объективных
показателей зрелости, например по содержанию этилена [4].
Практикой народной медицины и научными исследованиями у
издавна известных растений открываются всё новые и новые лечебные
свойства. Это относится и к группе плодово-ягодных и овощных культур, повседневно употребляемых в пищу. Эти растения особенно богаты сахарами, витаминами, органическими кислотами и их солями, минеральными солями, азотистыми и ароматическими веществами, ферментами, микроэлементами и фитоцидами [8].
Картофель, морковь и свекла составляют большую и
незаменимую часть в питании среднестатистического россиянина.
Картофель является основным поставщиком в организм человека
углеводов, содержащихся, в основном, в виде крахмала. Морковь
является основным источником каротина. Эти овощи также содержат
моно- и дисахариды: сахарозу, глюкозу, фруктозу. Топинамбур [9]
широко используют в лечебных целях из-за естественного
осахаривания инулина до фруктозы (78 %) и глюкозы (13 %), а также
из-за наличия сахаро- и холестиринопонижающего эффекта.
Он рекомендуется людям, склонным к полноте, страдающим
диабетом, атеросклерозом, заболеваниями желчно-мочегонной
системы. В последние годы обнаружены противолучевое,
противораковое, иммунно-стимулирующее действия топинамбура.
21
Также из топинамбура изготавливают инсулин и пектин,
Картофель свежий
по ГОСТ 7194-81
Горошек зеленый
по ГОСТ 5312-90
Зелень (петрушка, пастернак, сельдерей,
укроп и коренья белые, а также цикорий и
топинамбур)
Соответствуют требова-
ниям Республиканского
стандарта
Капуста белокочанная
по ГОСТ 1724-85
Лук репчатый
по ГОСТ 1723-86
Морковь столовая свежая
по ГОСТ 1721-85
Свекла столовая свежая
по ГОСТ 1722-85
Чеснок
по ГОСТ 7977-87
Яблоки свежие
по ГОСТ 27572-87
Виноград свежий столовый
по ГОСТ 25896-83
Вишня свежая
по ГОСТ 21921-76
Слива и алыча крупноплодные
по ГОСТ 21920-76
используемые в лечебных целях. Репчатый лук издавна используют в
медицине в качестве средства от авитаминоза, различных
воспалительных процессов, инфекционных заболеваний. Лечебное
воздействие обусловлено биологически активными веществами –
алкалоидами, гликозидами, витаминами, микроэлементами, гормонами, фитонцидами, эфирными маслами, обладающими высокой
биологической активностью. Эфирные масла благотворно влияют на
работу пищеварительного тракта. Содержащиеся в луке вещества
расширяют кровеносные сосуды, нормализуют кровообращение,
укрепляют сердце и предотвращают склероз, лечат верхние
дыхательные пути [10, 11]. Черная смородина и шиповник являются
основными источниками витамина С. Сочные плоды и ягоды
обладают значительным содержанием углеводов, фенольных
соединений и белков [8].
Для исследования технологических параметров при получении
порошков выбирались представители разных групп, которые обладают
уникальным набором биологически активных веществ, являются
основными поставщиками витаминов и микроэлементов, составляют
основную и незаменимую часть рациона питания людей средней
полосы России. Порошки пищевые растительного происхождения
изготавливают в соответствии с требованиями технических условий
[12] по технологической инструкции о соблюдении санитарных норм и
правил, утвержденных в установленном порядке. Для выработки
пищевых порошков растительного происхождения используют:
22
Земляника свежая
по ГОСТ 6828-89
Крыжовник свежий
по ГОСТ 6830-89
Смородина черная свежая
по ГОСТ 6829-89
Груши свежие ранних сортов созревания
по ГОСТ 21714-76
Груши свежие поздних сортов созревания
по ГОСТ 21713-76
Рябина лесная и черноплодная
По Государственной
фармакопее, выпуск 11,
том 2
Шиповник, лечебные травы
Топинамбур
23
2. ТРАДИЦИОННЫЕ СПОСОБЫ ХРАНЕНИЯ
И ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Хранение сырья возможно в натуральном и консервированном
виде, в охлажденном и замороженном состоянии, для чего используются специальные хранилища с соответствующими климатическими
условиями. Для максимального сохранения товарного качества натурального продукта необходимо соблюдать стабильный ступенчатый
температурный режим хранения [13, 14]. Повышенная температура в
начальный период хранения способствует постепенному приспособлению продуктов к этим условиям и нормальному дозреванию. Последующее снижение температуры замедляет интенсивность дыхания,
благодаря чему повышается лежкоспособность плодов и овощей.
Сравнительно небольшие потери влаги в натуральном растительном сырье приводят к нарушению биохимических процессов, усилению распада органических веществ, ослаблению устойчивости сырья к болезням и сокращению сроков их хранения. Уровень влажности
необходимо изменять в период хранения в соответствии со степенью
зрелости сырья. Во время закладки на хранение относительная влажность воздуха должна быть 95–98 %.
Вентилирование воздуха в хранилищах необходимо для отвода и
удаления летучих и ароматических веществ, выделяемых плодоовощным сырьем в процессе жизнедеятельности и способствующих развитию физиологических заболеваний продукта. При правильном штабелировании циркуляция воздуха обеспечит стабильность температурного и влажностного режима во всем объеме камеры, заполненной
сырьем.
На плодоовощных базах крупных городов хранилища для растительного сырья представлены, в основном, холодильниками. Хранилища с искусственным охлаждением для хранения плодов и овощей
являются наиболее перспективными так как в любое время года и независимо от наружных условий в них можно поддерживать оптимальную температуру хранения применительно к биологическим особенностям хранимой продукции. Холодильники для плодов и овощей
обычно строят одноэтажными наземного типа (могут быть и многоэтажными), рассчитанными на температуру воздуха в камерах от 2 до
−2 °С. Холодильники имеют различную планировку помещений в зависимости от расположения камер хранения и отделения для товарной
24
обработки плодов и овощей. Кроме того, имеются машинное отделение и подсобные помещения.
Количество вредных газообразных примесей индивидуально для
разных хранилищ и зависит от степени загрязнения наружного воздуха
промышленными отходами, газообразными хладагентами и другими
веществами. При вентилировании наружным загрязненным воздухом
они попадают на склад и изменяют газовый состав воздуха. Кроме того, некоторые товары при хранении выделяют газообразные вещества
(углекислый газ, этилен, ароматические вещества, летучие кислоты
и т. п.), что также влияет на газовый состав воздуха на складе.
На сохраняемость товаров наибольшее влияние оказывают кислород, углекислый газ и газообразные примеси.
Кислород усиливает окислительные процессы: прогоркают жиры, разрушаются витамины. Таким образом, кислород, как правило,
оказывает отрицательное влияние на сохраняемость многих товаров.
Вместе с тем отсутствие или недостаток его может вызвать анаэробиоз
(удушье) живых объектов (плодов, овощей, зерна и др.). Кроме того,
при отсутствии кислорода активизируются анаэробные микроорганизмы, вызывающие порчу ряда продуктов.
Углекислый газ, обладающий антисептическими свойствами,
инактивирует развитие посторонней микрофлоры и до определенных
концентраций улучшает сохраняемость товаров. Однако избыток его
может вызвать физиологические заболевания. Например для большинства свежих плодов и овощей предельная концентрация СО2 в воздухе
составляет 8–10 %.
Для сохранения качества сельскохозяйственной продукции широко используют прогрессивные способы хранения – регулируемую
газовую среду (РГС) и модифицируемую газовую среду (МГС), позволяющие значительно сократить потери продукции при хранении, обработку продуктов перед закладкой на хранение такими веществами,
как хлористый кальций, сорбиновая кислота, поливиниловый спирт,
которые должны предотвращать или тормозить развитие заболеваний,
снижать потери и быть нетоксичными для потребителей, дешевыми и
технологичными [14].
РГС с повышенной концентрацией диоксида углерода и пониженным содержанием кислорода позволяет осуществить направленное
регулирование температурно-влажностных и газовых параметров атмосферы, образованных за счет физиологических процессов, происходящих в продуктах (в основном, дыхания).
25
Способ хранения плодоовощного сырья в МГС основан на том,
что газовая среда, аналогичная РГС, создается биологическим путем за
счет процессов дыхания сырья, помещаемого в полимерные упаковки.
В продукции, хранящейся в МГС, более полно сохраняются сахара,
пектиновые вещества, органические кислоты, аскорбиновая кислота.
МГС оказывает тормозящее действие на многие звенья обмена веществ сырья и тем самым способствует более полному сохранению
пищевой и биологической ценности.
К недостаткам способа можно отнести легкую механическую
повреждаемость полиэтиленовой пленки (в результате чего нарушается газовый режим) и низкий коэффициент полезного использования
холодильных камер.
Свет также оказывает воздействие на интенсивность ферментативных процессов. На свету усиливается, например прорастание картофеля. Кроме того, свет способствует позеленению клубней и увеличению в них содержания соланина. Поэтому плоды и овощи, как правило, хранят в темноте.
Санитарно-гигиенический режим хранения характеризуется
предельно допустимым уровнем загрязнителей в хранилищах. Необходимы периодическая влажная уборка полов, систематическое удаление из складов отходов (загнившей продукции, ее несъедобных частей), тары, мойка оборудования, а также обработка продукции (мелование моркови, обработка озоном, сернистым ангидридом, ультрафиолетовыми лучами, электромагнитными полями и т. п.), которые проводятся перед закладкой продукции на склады и в течение всего периода
ее хранения.
Загрязнения органического происхождения попадают в склады
вместе с почвой (органические удобрения, примеси, пестициды и др.).
Главный источник органических загрязнений – испорченные, недоброкачественные товары, своевременно не удаленные со склада. Этот
источник – самый опасный, так как одновременно с органическим загрязнением тары, пола и оборудования возрастает микробиологическая загрязненность. Проведение профилактических мер, в частности
по дезинфекции хранилищ до загрузки в них товаров, позволяет значительно снизить общую микробиологическую обсемененность.
Консервированные пищевые продукты позволяют обеспечивать
круглогодичное питание населения, а также создавать текущие, сезонные и страховые запасы [4].
26
Пищевая и биологическая ценность соков обусловлена содержанием в них белков, углеводов, органических кислот полифенольных
соединений, витаминов, минеральных и других веществ. При производстве овощных и фруктовых консервов необходимо использовать
различные добавки и консерванты (соль, сахар, уксусная кислота и
др.), а также провести операции бланширования, стерилизации, пастеризации и т. д. Стерилизацию консервов проводят при высокой температуре (120–130 С). При температуре 90 С теряется до 9 % сахаров и
до 40 % витамина С. Стерилизация при производстве компотов оказывает влияние на цвет плодов, интенсивность которого зависит от химического состава среды, материала тары, качества и степени зрелости
сырья.
Продукция, полученная асептическим консервированием, лучше
хранится, однако потери ценных веществ неизбежны. Процесс бланширования в производстве компотов может быть заменен вакуумированием плодов, которое обеспечивает удаление воздуха и облегчает
проникновение сиропа в ткани без потерь сухих веществ. При вакуумировании в плодах полностью сохраняются все биологически активные, а также красящие и ароматические вещества.
Компоты должны храниться в сухих, хорошо вентилируемых
складских помещениях при температуре от 0 до 25 С без резких колебаний. Фруктовые и ягодные пюре вырабатывают стерилизованными
и консервированными химическими средствами и хранят в герметичной таре не больше года при температуре от 0 до 20 С и относительной влажности воздуха не более 75 %.
При содержании сахара свыше 65 % концентрированные фруктовые продукты (варенья, джемы, цукаты, яблочно-фруктовые смеси
и др.) могут без стерилизации храниться длительное время, не подвергаясь микробиологической порче. Фруктовые консервы с содержанием
сухих веществ менее 70 % для предохранения от порчи стерилизуют
или добавляют антисептик – сорбиновую кислоту, а более концентрированные хранят при температурах ниже 25С и влажности воздуха не
более 75 % в плотно закрытой таре. При хранении фруктовые желе
стареют и на их поверхности происходит выделение влаги при одновременном значительном сокращении объема. Причиной этого может
быть понижение температуры хранения, механическое воздействие на
студень, величина рН и наличие примесей в продукте.
27
Непастеризованное желе хранят при температуре от 0 до 10 С
не более 6 месяцев, пастеризованное – 1 год. Цукаты хранят в складских помещениях при температуре от 0 до 20 С и относительной
влажности воздуха не более 75 % от 6 до 12 месяцев.
При получении сока и вяленого продукта фрукты и овощи не
подвергаются высоким (свыше 90 С) и длительным температурным
воздействиям, что позволяет сохранить некоторые ценные ароматические, вкусовые и питательные вещества обрабатываемого сырья [15].
Сок и вяленый продукт сохраняются более года.
Сушка является одним из важнейших способов переработки
плодов и овощей с целью удлинения сроков их использования [16, 17].
Пониженная влажность сушеных плодов (16–25 %) и овощей (12–
14 %) является основным препятствием для развития микроорганизмов и активной работы ферментов, поэтому обезвоженные плоды и
овощи при определенных условиях могут длительно храниться без
порчи в складах с нерегулируемым температурным режимом и транспортироваться на большие расстояния в обычных вагонах.
Вес сушеных плодов и овощей уменьшается на 70–90 % в сравнении с исходным сырьем, а брикетирование во много раз уменьшает
их объем. Уменьшение веса и объема обезвоженных плодов и овощей
снижает расходы по их транспортированию и хранению. Сушеные
продукты имеют высокую концентрацию питательных веществ. Однако вследствие относительно высоких температур обезвоживания и
длительности процесса в обычных сушилках многие питательные
компоненты значительно изменяются [18].
Обезвоженные методом сублимации продукты содержат не более 4–6 % влаги, сохраняют свою первоначальную форму, не давая
заметной усадки, после восстановления имеют характерные окраску,
запах, вкус исходного сырья и прочно удерживают связанную при
этом воду, практически сохраняя все вещества, содержащиеся в исходном сырье. При оптимальных условиях хранения такой продукт
может храниться от 6 месяцев до 2 и более лет [18].
Применение способа замораживания [19] с предварительным
подсушиванием и последующим хранением при температуре −18 С
обеспечивает получение продуктов высокого качества, близких по питательной ценности и вкусовым качествам к свежим овощам и плодам.
Ухудшение вкуса сушеных плодов и овощей обуславливается конечной стадией процесса сушки. Более 90 % содержащейся в них влаги
28
быстро испаряется в первый период, остальная влага – в последние
часы сушки, когда достигается стойкость продукта к воздействию
микроорганизмов.
В период медленного высушивания концентрация растворенных
веществ, содержащихся в соках ткани, достигает такого предела, при
котором реакции (необратимая денатурация протеина), отрицательно
действующие на качество продукта, протекают со значительной скоростью. При подсушивании плодов и овощей удаляется до 50 % их
первоначального веса за счет капиллярной влаги без ухудшения качества продукции, с сохранением натуральных свойств сырья.
В процессе подготовки сырья к замораживанию наблюдаются
потери витамина С, в основном при бланшировании, а также увеличение содержания сухих веществ в 2–3 раза при подсушивании. Изменение вкуса, цвета, запаха, вызываемые деятельностью ферментов и
влиянием химических реакций, могут происходить до и после замораживания, во время хранения, до и после дефростации.
Овощи и фрукты, переработанные в порошкообразные продукты [18, 20], обладают высокими потребительскими достоинствами, так
как при водном восстановлении почти полностью сохраняют запах,
цвет, вкус и другие свойства исходного сырья и в тоже время содержат
максимальное количество питательных веществ в единице объема и
веса.
Проанализировав традиционные формы хранения и транспортирования, можно выделить ряд недостатков и сделать следующие
выводы:
1. Хранение растительного сырья в натуральном виде имеет
ограниченные сроки (не более 1 года), даже при организации условий
хранения в узком диапазоне оптимальных параметров окружающей
среды в хранилищах. При этом неизбежны потери, которые для
картофеля в неблагоприятные годы по Республике Татарстан
достигали 70 %.
2. Процессы консервирования требуют больших затрат энергии, а
также при воздействии высоких температур происходят потери
ценных компонентов.
3. Замороженные ягоды, фрукты и овощи требуют специальных
хранилищ-холодильников со значительными энергетическими
затратами и постоянным обслуживающим персоналом.
4. Все продукты в натуральном, консервированном, замороженном
виде занимают большой объём, каждый вид продукции требует
29
специфических условий хранения, что делает их хранение и
транспортировку сложными, дорогостоящими и громоздкими.
5. Порошковый способ является наиболее перспективным,
эффективным и компактным для длительного, без потерь, хранения и
транспортировки растительного сырья. Кроме того, в качестве сырья
для этой технологии могут использоваться остатки других производств по переработке ягод, фруктов, овощей.
В настоящее время возможно получение порошкообразных продуктов, почти полностью соответствующих по своим потребительским
качествам свежим плодам и овощам [18]. Порошковая форма растительного сырья имеет ряд преимуществ перед такими формами, как
консервированная, натуральная продукция, соки и т. д., а именно:
а) низкая влажность, определяемая химически связанной влагой в
пределах 4–8 %, в связи с чем имеют незначительный объём, массу и
высокую концентрацию питательных веществ;
б) не требует специализированных помещений и транспортных
средств с постоянным контролем и регулированием в них климатических условий;
в) компактна при длительном хранении и транспортировке за счет
удаления всей свободной влаги из растительного сырья;
г) не требует дорогостоящей и громоздкой тары для упаковки по
сравнению со свежей и консервированной продукцией. Порошки могут упаковываться в любую тару: крафт-мешки, картонные и деревянные барабаны, полиэтиленовые мешки и банки;
д) имеет, независимо от изменения внешних условий, более дли-
тельный срок хранения без значительных потерь полезных свойств
исходного сырья по сравнению со свежими или консервированными
продуктами;
е) имеет широкое распространение и универсальность использова-
ния порошкового растительного сырья по сравнению с другими формами.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]