Размещено на http://www.allbest.ru

ХЕРСОНСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ЗАГОРКО НАДІЯ ПЕТРІВНА

УДК 635.49:664.8.037.5

ВПЛИВ СПОСОБІВ ЗБЕРІГАННЯ НА ЯКІСТЬ ПЛОДІВ СОЛОДКОГО ПЕРЦЮ

05.18.03 - первинна обробка та зберігання продуктів рослинництва

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Херсон - 2006

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному інституті винограду і вина „Магарач”, УААН, м. Ялта та Таврійській державній агротехнічній академії, Міністерство аграрної політики України.

Науковий керівник - кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Модонкаєва Ганна Ердніївна, Національний інститут винограду і вина „Магарач”, провідний науковий співробітник сектора зберігання

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, доцент Турбін Віктор Олексійович, завідувач кафедри технології виробництва, зберігання і переробки продукції овочівництва і стандартизації, Південний філіал „Кримський агротехнологічний університет” Національний аграрний університет, Кабінет Міністрів України;

кандидат технічних наук, доцент Желіба Юрій Олександрович, доцент кафедри холодильних установок, Одеська державна академія холоду, Міністерство освіти і науки України.

Провідна установа:

Одеська Національна академія харчових технологій, кафедра технології консервування, Міністерство освіти і науки України.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Херсонського національного технічного університету за адресою: 73008, м. Херсон, Бериславське шосе, 24

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради О.П. Сумська

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Технології зберігання сільськогосподарської продукції стали невід'ємною частиною стратегії зберігання тимчасових і резервних запасів продовольчих товарів. Одним із різновидів їх є швидке заморожування продукції, яка швидко псується. Це дозволяє вирішити проблему цілорічного постачання населенню високоякісної плодоовочевої сировини. заморожування зберігання перець дефростація

Солодкий перець є однією з провідних овочевих культур в Україні, яка культивується в основному в фермерських господарствах. Обсяги його виробництва становлять від 100 до 300 тис.т/рік. Цінність плодів солодкого перцю обумовлена наявністю великої групи вітамінів. За вмістом вітаміну С він перевершує всі овочеві культури і в залежності від сорту та умов вирощування накопичує його від 100 до 400 мг/100 г. Наявність в плодах перцю значної кількості вітаміну Р (140-170 мг/100 г) сприяє посиленню біологічної дії вітаміну С та повноті його засвоєння організмом людини. Плоди перцю мають приємний аромат, смак, високу харчову цінність та профілактично-лікувальні властивості. Але термін зберігання солодкого перцю в свіжому стані обмежений. Тому актуальною проблемою є необхідність пошуку ефективних способів попередньої обробки овочів перед заморожуванням, обґрунтування оптимальних способів заморожування та дефростації, які дозволили б максимально зберегти їх початкові властивості.

Оцінка сортів солодкого перцю на придатність до заморожування проводилася в різних регіонах, але до цього часу недостатньо вивчені його фізико-хімічні, теплофізичні, біохімічні, гістологічні, мікробіологічні характеристики при заморожуванні, зберіганні та дефростації. Тому необхідно проводити дослідження впливу різних способів заморожування на якісний показник перцю та визначення критеріальних показників для зберігання в замороженому стані. Актуальним завданням є також оцінка районованих та перспективних сортів солодкого перцю південного степу України на придатність до заморожування.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною науково-дослідної тематики Національного інституту винограду і вина „Магарач” за темою „Оптимізація технології тривалого зберігання плодів, овочів у замороженому вигляді та установлення закономірностей формування їх якості у зв'язку з біологічною особливістю і харчовою цінністю сировини” (номер державної реєстрації 0103U004063).

Особистий внесок автора полягає у вивченні впливу заморожування та тривалого зберігання плодів солодкого перцю на теплофізичні характеристики, біохімічні та мікробіологічні показники зміни якості, розробці елементів нового способу зберігання, визначення критеріальних показників тимчасового зберігання розмороженої продукції.

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є оптимізація технології довгострокового зберігання плодів солодкого перцю шляхом підбору, первинної обробки сировини, оптимальних способів заморожування та дефростації.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання:

- вивчити вплив заморожування і тривалого зберігання на зміни фракційного складу води та вологовіддачу;

- провести дослідження мікроструктури тканин з метою виявлення негативної дії заморожування на тканини солодкого перцю і вибору способу заморожування;

- вивчити зміни теплофізичних характеристик в процесі дії на продукт низьких температур;

- проаналізувати зміни органолептичних показників, харчової цінності та біохімічного складу в процесі заморожування і тривалого зберігання плодів солодкого перцю;

- визначити наявність епіфітної мікрофлори як показника якості замороженої продукції в динаміці зберігання;

- провести комплексні дослідження по вибору способу дефростації і критеріальних показників для визначення терміну зберігання дефростованих плодів перцю;

- на основі проведених досліджень розробити нормативно-технічну документацію, здійснити виробничі випробування, зробити наукові та практичні висновки і дати рекомендації виробництву;

- провести розрахунок економічної ефективності досліджуваних способів зберігання солодкого перцю в замороженому стані.

Об'єкт дослідження - технологічний процес довгострокового зберігання плодів перцю солодкого.

Предмет дослідження - плоди солодкого перцю сортів Атлант, Антей, Сонечко, Ластівка, Айвенго.

Методи дослідження. Використовувалися стандартні лабораторні методи для органолептичної оцінки, визначення біохімічних показників, епіфітної мікрофлори, структури змін у тканинах. Коефіцієнт теплопровідності визначався за ГОСТ 7076-99; щільність плодів - із співвідношення маси до об'єму; мікроструктуру тканин - за допомогою мікроскопа „Мікмед” та Web-камери Muster Weam - 300, монітора персонального комп'ютера; соковіддачу - за різницею мас заморожених та дефростованих плодів (ваговим методом); органолептичну оцінку - за загально прийнятою методикою; масову концентрацію сухих речовин - за ГОСТ 28561-90; фракційний склад води - за методом Х.Н. Починка; масову концентрацію титрованих кислот - за ГОСТ 25555.0-82; масову концентрацію цукрів - за ГОСТ 13192-73; масову концентрацію аскорбінової кислоти - йодометричним методом за ГОСТ 24566-89; кількісний і якісний склад флавоноїдів - за методикою державного Нікітського ботанічного саду; вміст пектинових речовин - карбазольним методом; вміст каротиноїдів - спектрофотометричним і методом тонкошарової хроматографії; активність поліфенолоксидази за методом Х.Н. Починка; активність пероксидази - за модифікованим методом Т. Попова; наявність мікрофлори - за ОСТ 111-7-82. Статистична обробка результатів експериментальних досліджень проводилася з використанням пакету аналізу програми „MS Offise Excel 2003”.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в установленні закономірностей зміни гістологічних, теплофізичних, органолептичних, біохімічних, фізико-хімічних і мікробіологічних показників якості плодів солодкого перцю при заморожуванні, подальшому зберіганні та дефростації з метою оптимізації технології зберігання і отримання кінцевої продукції високої біологічної і харчової цінності.

Практичне значення. В результаті роботи виявлено оптимальні способи заморожування, зберігання і дефростації плодів перцю; отримано патент на „Спосіб консервування перцю солодкого”, розроблено технологічну інструкцію з виробництва солодкого перцю замороженого, яку впроваджено на ПП „Агропромсервіс” з економічним ефектом від 759 до 817 грн/т в залежності від терміну зберігання (протокол № 1 від 16.06.2004 р.); технологічна інструкція з виробництва солодкого перцю замороженого в маринаді, яку впроваджено на ТОВ „Виробниче сільськогосподарське підприємство „Консервний завод” з економічним ефектом від 945 до 2597 грн/т в залежності від терміну зберігання (протокол № 1 від 30.06.2004 р.).

Особистий внесок здобувача полягає у вивченні та аналізі теоретичного матеріалу, патентного пошуку, проведенні експериментальної частини роботи, отриманні і узагальненні результатів наукових досліджень, підготовці статей до друку, впровадженні результатів досліджень у виробництво, розробці технічної документації.

В наукових працях, виконаних із співавторами, здобувачеві належить постановка задач, проведення експериментальних досліджень, наукове обгрунтування результатів та висновків.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу (м. Мелітополь, Таврійська державна агротехнічна академія, 2002-2006 рр.), на засіданнях секції зберігання відділу агротехніки НІВіВ „Магарач” (м. Ялта, 2002-2006 рр.), на другій Міжнародній конференції „Сучасні проблеми холодильної техніки і технології” (м. Одеса, Одеська державна академія холоду, 2002 р.), на Міжнародній науково-технічній конференції „Сучасні проблеми землеробної механіки” (секція переробки і зберігання сільськогосподарської продукції, м. Вінниця, Вінницький державний аграрний університет, 2004 р.), на Міжнародній конференції „Стан і перспективи розвитку переробної галузі АПК” (м. Мелітополь, Таврійська державна агротехнічна академія, 2005 р.).

Публікації матеріалів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи опубліковано в дев'яти наукових роботах, виданих у фахових виданнях, одержано патент на корисну модель, розроблено і затверджено дві технологічні інструкції.

Структура та обсяг роботи. Дисертацію викладено на 146 сторінках основного тексту, що складається зі вступу, п'яти розділів, висновків, рекомендацій виробництву та містить 17 таблиць, 55 рисунків, 19 додатків. Список використаних джерел складається з 265 найменувань, в т.ч. 38 - іноземних видань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі викладено обґрунтування актуальності теми дисертації, основні положення досліджуваної проблеми, визначено зв'язок роботи з науковими програмами, сформульовано мету та завдання дослідження, наукову новизну, практичне значення отриманих результатів, охарактеризовано об'єкти та методи досліджень.

У першому розділі проведено огляд літератури вітчизняних і зарубіжних авторів за темою та визначено напрямки досліджень. При аналізі робіт вивчено вплив швидкого заморожування та тривалого зберігання на якісні показники плодоовочевої продукції, переваги та недоліки різних способів заморожування, тривалого зберігання та дефростації продукції. Обґрунтовано шляхи оптимізації цих процесів.

Аналіз та узагальнення даних наукової літератури та виявлення недостатності системних досліджень впливу заморожування та тривалого зберігання на якість нових районованих і перспективних сортів солодкого перцю дали можливість зробити висновок про необхідність оптимізації технології заморожування. Недостатньо розкриті зміни теплофізичних характеристик, мікроструктури тканин, біохімічних показників, наявність і динаміка мікрофлори в процесі заморожування, тривалого зберігання та дефростації солодкого перцю.

У другому розділі наведено програму та порядок проведення досліджень, які виконувалися протягом 2001 - 2004 років на базі Інституту винограду і вина „Магарач” (м. Ялта) та на кафедрі технології переробки та зберігання продукції сільського господарства Таврійської державної агротехнічної академії (м. Мелітополь). При виконанні досліджень використовувалася промислова матеріально-технічна база ПП „Агропромсервіс”, ТОВ „Виробниче сільськогосподарське підприємство „Консервний завод” (м. Мелітополь). У процесі експериментальної роботи виконувалися лабораторні та виробничі дослідження згідно з „Методичними вказівками з проведення випробувань швидкозаморожених плодів, овочів та винограду. Організація та проведення досліджень” (Москва, ВАСГНІЛ 1989 р.). Наведено характеристики п'яти сортів солодкого перцю, включених до експерименту.

Для експериментальних досліджень проводили відбір проб плодів перцю в біологічній стадії зрілості з типовими для кожного сорту розмірами, забарвленням згідно з ДСТУ 2659-94 „Перец сладкий свежий. Технические условия”. Середня проба відбиралася в кількості, достатній для п'ятиразового проведення досліджень якісних показників.

Технологічна схема підготовки плодів до заморожування складалася із слідуючих етапів: миття, інспекції, сортування, повторного миття, видалення вологи з поверхні плодів.

Заморожування проводили в кріогенному середовищі (в рідкому азоті) при температурі мінус 273°С, в парах азоту при температурі мінус 170°С за допомогою ємності Дьюара „Харків - 31”.

В повітряному середовищі стаціонарної холодильної камери заморожування проводили при температурі мінус 24±2°С до досягнення температури плоду 20±2°С. Температуру контролювали потенціометром КВ-1. Заморожування проводили розсипом в один шар на піддонах з антикорозійного матеріалу. Після цього заморожену продукцію розфасовували в ящики з гофрованого картону за ГОСТ 9142 і зберігали при температурі 20±2°С.

Технологічна схема виготовлення перцю замороженого в маринаді полягала в підготовці перцю згідно з технологічною інструкцію та схемою: інспекція, калібрування, сортування, миття овочів, подрібнення (на часточки), фасування в пластикову тару, заливання маринадом, виготовленим згідно з ДСТУ 3352-96 „Овочі мариновані. Технічні умови”. Крім традиційних компонентів до складу маринаду було введено лимонну кислоту, яка є більш м'якою ніж оцтова, без різкого запаху. Вона також підвищує клітинну проникність тканин перцю, що дозволяє підвищити вміст в них сухих речовин. До складу маринаду водночас з цукром був введений мед бджолиний натуральний, вміст сухих речовин, в якому становить 80%, 70% з яких являють собою редукуючі цукри. Здійснювали фасування в пластикові ємності місткістю 0,25 дм³ за ТУ У 14120089.002-99, закорковування, заморожування при темпера-

турі 24±2°С і зберігання в холодильній камері при температурі 20±2°С.

У третьому розділі наведено результати експериментальних досліджень, які розкриті в трьох підрозділах. В підрозділі 3.1 наведені зміни якості плодів солодкого перцю при заморожуванні розсипом та в динаміці тривалого зберігання в повітряному середовищі.

Згідно з існуючою класифікацією розрізняють дві форми води: вільну та зв'язану. Зв'язану, в свою чергу, поділяють на зв'язану осмотично та на колоїдно-зв'язану. В результаті проведених досліджень виявлено динаміку загального вмісту води та її зв'язаних форм (табл. 1).

Із табл. 1 видно, що кількість колоїдно-зв'язаної води в плодах перцю сортів Атлант і Сонечко в процесі заморожування різко знижується від 16,89 до 41,23% порівняно з її кількістю в свіжих плодах. До кінця зберігання її кількість в плодах цих сортів зменшилася відповідно на 65,80% і 48,18%. Кількість осмотично поглиненої води збільшилася в процесі заморожування і тривалого зберігання на 26,38% в плодах сорту Атлант і на 13,09% в плодах сорту Сонечко. Під час досліджень встановлено, що зменшення кількості колоїдно-зв'язаної води відбулося за рахунок руйнівної дії низьких температур на елементи хімічного складу, внаслідок якої золі переходять в гелі та збільшується кількість осмотично поглиненої води.

Загальний вміст води при заморожуванні змінюється незначно і становить через 9 місяців зберігання 99,88% в обох сортах.

Процес заморожування тканин, це, передусім, процес заморожування тканинної рідини - розчину невеликої концентрації. Ці перетворення починаються при відведенні тепла в момент порушення стану переохолодження. Зниження температури при цьому супроводжується збільшенням концентрації розчинених речовин. Це призводить до зміщення кріоскопічної температури в зону більш низьких температур. Виморожування води відбувається поступово. На основі практичних досліджень було визначено кріоскопічну температуру солодкого перцю, яка дорівнювала мінус 0,76°С. Користуючись залежністю між кількістю вимороженої води, точкою замерзання та температурою заморожування, апраксимованою Чижовим із закону Рауля, було визначено кількість вимороженої води в процесі зниження температури середовища за формулою:

,

де - кількість вимороженої води, %;

- температура заморожування, єС;

- кріоскопічна температура, єС.

Аналізуючи залежність фазового переходу соку солодкого перцю в лід (рис. 1) можна зробити висновок, що максимальна кількість води 91% від її вмісту вимерзає при досягненні температури мінус 10°С. При більш низьких температурах відбувається незначний процес кристалоутворення і до досягнення температури мінус 24°С вимерзає ще 4% води.

Динаміка величини втрати вологи плодами солодкого перцю при заморожуванні є важливим показником придатності рослинної продукції до заморожування. Вона залежить від хімічного складу продукту, ступеня зрілості, умов заморожування, а також від характеру кристалоутворення та рекристалізації.

Необхідно зазначити, що в наших дослідженнях (рис. 2) найбільш значимим впливом відрізнявся період заморожування.

Після трьох місяців зберігання в плодах сорту Атлант вологовіддача збільшилася на 14% і в плодах сорту Сонечко на 20%. Незначна різниця між значеннями цього показника у двох сортів все ж обумовлена відмінностями їх хімічного складу. Втрата вологи при дефростації частково призводить до зниження харчової цінності, пом'якшення консистенції замороженої продукції і погіршення органолептичних показників.

Як результат дії низьких температур на клітини і тканини заморожуваного перцю є показник цілісності тканинної структури.

Під час експерименту досліджувалися чотири способи заморожування: в кріогенному (рідкому азоті та парах азоту), в повітряному та в рідкому середовищах.

При заморожуванні в кріогенному середовищі структура клітин була більш цілісною завдяки утворенню дрібних кристалів льоду всередині клітин ще до того, як відбувалася їх дегідратація. Але в деяких місцях було виявлено пошкодження оболонок. Разом з тим при заморожуванні в кріогенному середовищі при високій швидкості заморожування, внаслідок утворення високого внутрішнього тиску, втрати пластичності зовнішніми шарами тканин, розширення внутрішніх шарів, які заморожуються, відбувається руйнування тканин плодів перцю, розтріскування і порушення їх цілісності. Такий спосіб для плодів великих розмірів непридатний.

В перці, замороженому в повітряному середовищі, клітини набули форми з загостреними кутами, що, вочевидь, відбулося під дією кристалів льоду, утворених в міжклітинному просторі. Відмічені значні розриви клітинних мембран і плодової м'якоті, утворення складок в протоплазмі і її механічне пошкодження.

Структура тканин плодів, заморожених в маринаді, зберігається достатньо добре, що пояснюється кріопротекторною дією цукрів, солі і кислоти.

Теплофізичні характеристики дають кількісну оцінку теплофізичних власти-

востей продукту. Вони визначають теплоакумулюючу здатність і швидкість охолодження продукції.

Питома теплоємність до початку льодоутворення в плодах солодкого перцю визначалася як величина, що дорівнює сумі добутків теплоємності води і сухого залишку на їх кількісні значення в плодах перцю

,

де - теплоємність до початку льодоутворення, кДж/(кг·К);

- теплоємність води (4,19 кДж/(кг·К));

- теплоємність сухих речовин (0,93 кДж/(кг·К));

- кількість води в плодах перцю, %.

Оскільки в заморожених плодах перцю частина води перетворюється в лід, то питома теплоємність підпорядковується закону адитивності і в такому разі розглядається як трикомпонентна суміш води, льоду і сухих речовин:

,

де - теплоємність льоду (2,120 кДж/(кг·К));

- кількість вимороженої води, %.

Аналіз результатів експериментів з визначення коефіцієнта теплопровідності плодів солодкого перцю свідчить, що цей показник при позитивних та від'ємних температурах має різні значення.

При температурі від 25єС до 0єС коефіцієнт теплопровідності змінюється незначно. При досягненні нульової позначки при кристалізації соку солодкого перцю відбувається різке підвищення значень цього показника (рис. 3).

Згідно зі значеннями температур, визначених при пошарових вимірюваннях, величину коефіцієнта теплопровідності визначали, використовуючи рівняння

,

де - коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м·К);

- відстань до центра плоду, м;

- щільність плоду, кг/м³;

- теплоємність плоду, Дж/(кг·К);

- час, с;

- функція нормального розповсюдження, згідно зі значеннями інтеграла Гаусса.

Коливання значень коефіцієнта теплопровідності при знижених температурах від 0єС до 25єС збільшується в 6-8 разів.

На основі експериментальних досліджень коефіцієнт тепловіддачі розраховували за методом регулярного режиму, суттєвість якого полягає у вивченні теплообміну між замороженим перцем і середовищем постійної температури, згідно залежності

,

Де - теплоємність, Дж/(кг·К);

- маса плоду, кг;

- площа поверхні, м²;

- час заморожування, с;

- безрозмірна температура,

яка розраховується, виходячи з виразу

,

Де - відповідно поточна і початкова температура, єС;

- температура середовища, єС.

В результаті визначення коефіцієнта тепловіддачі отримали значення для різних середовищ заморожування, які дорівнюють:

- при заморожуванні в середовищі рідкого азоту - 7,30 Вт/м²·К;

- при заморожуванні в парах азоту - 4,49 Вт/м²·К;

- при заморожуванні в рідкому середовищі (маринаді) - 3,04 Вт/м²·К;

- при заморожуванні в повітрі - 2,53 Вт/м²·К.

Наведені розрахунки можуть бути використані при практичному заморожуванні плодів перцю в промислових умовах і слугувати критерієм для вибору оптимальних способів заморожування.

Важливим способом визначення якості замороженої продукції являється органолептична оцінка, яку здійснювали для свіжих та дефростованих плодів при досягненні температури 2-7єС. Найкращими показниками як свіжих, так і дефростованих плодів відрізнялися сорти Атлант і Сонечко (рис. 4), які в свіжому вигляді одержали оцінку відповідно 5,0 та 4,98 балів, а після 9 місяців зберігання - відповідно 4,42 та 4,38 бали.

Процес заморожування помітно змінив біохімічну характеристику солодкого перцю (табл. 2). Серією досліджень встановлено, що найбільші зміни якісних показників плодів перцю відбуваються відразу після заморожування. Виняток становлять сухі речовини, цукри та титровані кислоти, які характеризуються високою стабільністю при заморожуванні та зберіганні.

Вміст аскорбінової кислоти у всіх п'яти сортах високий і становить від 162,80 до 220,10 мг/100 г. Втрати цього найбільш лабільного елемента були значними в період заморожування і склали від 12,7 до 18,8%. Через 9 місяців зберігання вони збільшилися від 27,40 до 33,50%. Це дає можливість прогнозувати вміст цієї речовини при зберіганні в замороженому стані в плодах солодкого перцю в залежності від сорту. Аналіз динаміки біологічно активних речовин (табл. 2) було проведено на прикладі двох сортів Атлант і Сонечко (червоного і жовтого забарвлення). Протягом заморожування та дев'яти місяців низькотемпературного зберігання кількісний вміст каротиноїдів зменшився в плодах обох сортів майже однаково (Атлант - на 17,0%, Сонечко - на 16,6%). Достатньо висока збереженість каротиноїдів пояснюється тим, що вони є стабільними у водному середовищі, оскільки являються жиророзчинними сполуками. Каротиноїди мають високу чутливість до світла, агресивних середовищ та підвищеної температури. Одним із найважливіших факторів, що обумовлюють якість плодів солодкого перцю є наявність в них широкого класу флавоноїдів. Вони володіють Р-вітамінною дією, яка підсилюється за наявності у плодах аскорбінової кислоти.

Збільшення вмісту фенольних сполук різних груп та їх сумарної кількості мож-

на пояснити різними причинами: розпадом більш складних компонентів, які утворилися внаслідок взаємодії флавоноїдів різних груп між собою, біохімічним перетворенням (хоча і дуже повільним) за обумовленими окислювальними та відновлювальними реакціями в заморожених продуктах, виморожуванням води та підвищенням концентрації хімічних речовин. Відіграє роль і синергізм вітамінів С і Р. Фенольні речовини сповільнюють окиснення аскорбінової кислоти, а вона, в свою чергу, здійснює стабілізуючу дію на біофлавоноїди. Крім того, частина аскорбінової кислоти знаходиться у зв'язаній формі, утворюючи комплекси з фенольними сполуками. Розпад їх також може спричинити збільшення кількості флавоноїдів.

Плоди солодкого перцю характеризуються достатньо високим вмістом пектинових речовин. Необхідно зазначити, що вміст водорозчинного пектину в плодах обох сортів після заморожування збільшується (Атлант - на 81,0%, Сонечко - на 42,0%), і до кінця зберігання має тенденцію до зниження і залишається через 9 місяців в кількості біля 50% до вмісту в свіжих плодах. Кількість протопектину зростає до трьох місяців зберігання, потім поступово знижується, але незначно і до кінця зберігання його кількість перевищує початкову на 83-86%. Зниження кількості водорозчинного пектину збігається з пом'якшенням консистенції м'якості плодів перцю, а збільшення кількості протопектину - з набуттям значної жорсткості клітинними стінками внутрішніх і периферійних тканин плоду. Це, на нашу думку, пов'язано з утворенням уронових кислот в результаті окислення моноцукрів.

Мікробіологічна забрудненість замороженої продукції в максимальному ступені залежить від попередньої обробки, терміну та температури зберігання.

В результаті експериментальних досліджень встановлено, що заморожування інгібує розвиток мікрофлори, але не є стерилізуючим фактором. Аналіз даних (табл. 3) свідчить, що кількість плісеневих грибків і бактерій, незалежно від сорту перцю, максимально зменшилася наприкінці третього місяця зберігання.

Після періоду адаптації кількість психрофільних мікроміцетів і бактерій до кінця терміну зберігання збільшилася порівняно з тримісячним терміном, але залишилася в 7 раз нижчою допустимих санітарних норм для заморожених овочів (згідно з ОСТ 111-7-82). Дріжджі виявилися найменш стійкими до низьких температур і до кінця терміну зберігання не були виявлені.

В підрозділі 3.2 наведено результати дослідження впливу низьких температур на якість перцю, замороженого в маринаді. Ми отримали продукт, який володіє високими дієтичними та смаковими властивостями. Про це свідчать результати органолептичної оцінки перцю, замороженого в маринаді (табл. 4).

Середній бал дегустаційної оцінки на всіх етапах контролю був високим, що пояснювалося гарним зовнішнім виглядом, яскравим забарвленням овочів, вираженим приємним ароматом та смаком.

Результати досліджень біохімічного складу плодів свідчать, що вміст сухих речовин, цукрів та органічних кислот під час зберігання практично не змінився (табл. 5).

Взаємна дифузія сухих речовин від маринаду до перцю та навпаки спричинила незначну зміну біохімічного складу плодів і маринаду.

Вміст біологічно активних речовин при заморожуванні в маринаді залишається більш стабільним протягом періоду заморожування та зберігання, ніж у перці, замороженому розсипом. Збереженість аскорбінової кислоти становила 80,1% (табл. 6).

Вміст каротиноїдів зменшився на 15,1%, що менше на 3% ніж в плодах, заморожених в повітряному середовищі. Вміст біологічно активних речовин фенольної природи зазнав зміни в бік збільшення, починаючи від процесу заморожування і до кінця зберігання. Збільшення кількості кожного компонента призводить до підвищення сумарного вмісту флавоноїдів на 140,6% відносно до їх кількості в свіжому перці. Такий високий показник обумовлений стабілізуючою дією аскорбінової кислоти, наявної в перці та лимонної кислоти, яка є в маринаді. Цим пояснюється збереження яскравого кольору плодів, який підсилюється оптичним ефектом внаслідок наявності кристалів йоду.

В підрозділі 3.3 обгрунтовано вибір способу розморожування та критеріальних показників для визначення терміну зберігання дефростованого солодкого перцю. Якість розморожених плодів залежить від виду, сорту, умов зберігання та дефростації. У зв'язку з цим було проведено серію дослідів по розморожуванню плодів перцю, заморожених розсипом і в маринаді. Розморожування здійснювали у воді, у повітряному середовищі при температурі 20±2єС та у мікрохвильовій печі. Відомо, що вода та повітря мають різні теплофізичні показники, тому і період розморожування в цих середовищах різний. Термін розморожування в повітряному середовищі становив 1220 с для плодів, заморожених розсипом. Швидкість дефростації у воді в 3 рази більша. При цьому якість плодів була набагато кращою, ніж у розморожуваних на повітрі.

Найбільш оптимальним виявилося розморожування об'ємним способом в НВЧ-печі для перцю, замороженого в маринаді, оскільки термін розморожування при цьому був найкоротшим і становив 727 с при хорошій якості продукту.

Для визначення кількості тепла, необхідного для розморожування було використано рівняння теплового балансу, яке після апроксимації мало вигляд:

,

Де - маса продукту, кг;

- питома теплоємність перцю до і після розморожування, Дж/(кг·К);

- початкова та кінцева температура продукту, єС.

Під час досліджень визначено, що для перцю, замороженого розсипом при середній масі плоду 0,112 кг отеплення від мінус 20єС до 7єС відбувається з поглинанням тепла в кількості 31710 Дж. Для одиниці упаковки перцю в маринаді цей показник становить 74638 Дж.

Середню дегустаційну оцінку плодів перцю розморожених різними способами наведено в табл. 7.

Плоди перцю, розморожені зазначеними способами, отримали достатньо високий середній бал. Але найнижчою була оцінка продукції, розмороженої в повітряному середовищі і особливо плодів, які були заморожені розсипом, оскільки консистенція м'якоті була ослабленою в зв'язку з втратою соку. Значне ущільнення епідермальних шарів ускладнювало пережовування плодів, що свідчить про значне збільшення вмісту в них протопектину.

Для виявлення найбільш оптимального з досліджуваних способів заморожування було визначено вплив терміну зберігання в розмороженому стані на динаміку вмісту вітаміну С, як індикатора харчової цінності плодів. Спостереження проводили через 2, 4, 6, 10 годин після початку розморожування.

Встановлено, що в плодах солодкого перцю динаміка вмісту аскорбінової кислоти значних відмінностей між її вмістами при різних варіантах зберігання в замороженому стані не виявлено. У плодах перцю, замороженого розсипом, через 10 годин після початку розморожування втрати вітаміну С становили 50%, а в перці, замороженому в маринаді, за той же період втрати були на 29% менші.

Крім того, перець, заморожений розсипом, потребує додаткової кулінарної обробки, при якій втрати вітаміну С також становлять 30-50%. Перець же, заморожений в маринаді, споживається як готовий продукт після дефростації і таким чином в ньому зберігається 80% цього важливого елемента та інших біологічно активних речовин, тобто максимально зберігаються вихідні властивості сировини.

Процес заморожування не призводить до тривалої інактивації ферментів, а спричиняє лише тимчасову інактивацію, обумовлену зміною умов навколишнього середовища - значним зменшенням об'єму рідкої фази в результаті кристалізації води, збільшенням концентрації іонів, зміною рН-середовища.

У зв'язку з цим було проведено дослідження з визначення активності окиснювальних ферментів - поліфенолоксидази та пероксидази в період дефростації перцю через 2, 6, 12 та 24 години після початку розморожування.

Встановлено, що в плодах перцю, заморожених розсипом, активність, як поліфенолоксидази, так і пероксидази починає різко зростати від початку дефростації, а через 12 годин їх активність зменшується.

В перці, замороженому в маринаді, активність ферментів зростає повільно до 12 годинного терміну зберігання, після чого починається різке підвищення активності і через 24 години вона зростає в 3,0 - 3,5 рази.

Аналіз розвитку мікроорганізмів під час зберігання плодів перцю в розмороженому стані свідчить, що їх кількість збільшилася в 4,7 рази від вихідної кількості. Кількість плісеневих грибів також має тенденцію до незначного зростання, але через 24 години вона збільшується лише в 1,5 рази (табл. 8).

У маринаді їх кількість була відповідно в 4,6 рази і в 6,1 рази менше, ніж у перці, замороженому розсипом. Дріжджоподібних мікроорганизмів за весь період зберігання не було виявлено.

В четвертому розділі наведено розрахунок економічної ефективності зберігання плодів перцю в замороженому стані розсипом і в маринаді. Визначено витрати на сировину, тару, енерговитрати та собівартість зберігання протягом 3, 6, 9 місяців, економічний ефект, який становив для плодів перцю, заморожених розсипом і в маринаді відповідно: 759 та 945 грн/т, 817 та 1653 грн/т, 785 і 2597 грн/т.

У п'ятому розділі наведено аналіз та узагальнення результатів досліджень.

ВИСНОВКИ

1. В результаті комплексних досліджень впливу різних способів заморожування на якість плодів солодкого перцю удосконалено технологію заморожування шляхом підбору оптимальних способів заморожування і дефростації в залежності від сортових особливостей, яка дозволяє одержати заморожені плоди з високими споживчими властивостями і біологічною цінністю.

2. За комплексом показників - органолептичної оцінки, вмісту сухих речовин, вітаміну С найбільш придатними сортами перцю являються Атлант і Сонечко для заморожування і тривалого зберігання в замороженому стані.

3. Розроблено технологічні схеми виробництва перцю, замороженого сухим способом і в маринаді.

4. При заморожуванні солодкого перцю тривалість процесу кристалоутворення залежить від співвідношення фракційного складу вільної і зв'язаної води і кріоскопічної температури. Цей процес має велике технологічне значення. Чим вище швидкість кристалоутворення, тим дрібніші утворюються кристали, тим менше руйнівна дія на клітинні мембрани і тем краще відновлюваність продукту при дефростації.

5. Вивчення теплофізичних, органолептичних, біохімічних характеристик дозволив встановити, що перець, заморожений розсипом, зберігає вихідні сенсорні властивості на високому рівні, однак, кращі показники якості має перець, заморожений у маринаді, який не потребує додаткової обробки перед вживанням і, тим самим, краще зберігає біологічну цінність.

6. За показниками динаміки мікрофлори в перці, замороженому сухим способом і в маринаді, спостерігається тенденція різкого зменшення бактеріальної і грибкової мікрофлори відразу після заморожування. Протягом шести місяців зберігання в плодах перцю залишаються найбільш стійкі до низьких температур мікроорганізми, що виявляють здатність до розвитку. Дріжджоподібні мікроорганізми гинуть у процесі заморожування і не виявляються протягом усього терміну зберігання. У перці, замороженому в маринаді, розвиток бактеріальної мікрофлори пригнічується також завдяки кислому середовищу і її кількість через дев'ять місяців зберігання стає в 2,5-3,0 рази менше, ніж у перці, замороженому розсипом.

7. Оптимальним способом дефростації для плодів, заморожених розсипом, є розморожування у воді при температурі 20°С, що дозволяє краще зберегти органолептичні показники, поліпшити оборотність процесу заморожування. Однак, щоб уникнути втрати плодами перцю біологічно активних речовин, кулінарну обробку можна проводити і без процесу дефростації. Для плодів, заморожених у маринаді, кращим є об'ємний спосіб з використанням НВЧ-хвиль.

8. У динаміці розморожування виявляється активність окисних ферментів, причому, із самого початку процесу дефростації в плодах, заморожених розсипом, і через 10 годин - у маринаді, що призводить до зниження вмісту аскорбінової кислоти. Через 12 годин зберігання в перці, замороженому розсипом, її кількість знижується на 50%, а в перці, замороженому в маринаді - на 20%.

9. Мікробіологічна безпека плодів перцю, заморожених обома способами зберігається протягом 24 годин на рівні, що значно нижче припустимого згідно з СНіП.

10. У результаті досліджень виявлено оптимальні способи заморожування і дефростації плодів солодкого перцю, розроблено технологічну інструкцію з виробництва солодкого перцю, яку впроваджено на ПП „Агропромсервіс” з економічним ефектом від 759 до 817 грн. на 1 тонну продукції в залежності від терміну зберігання. Технологічну інструкцію з виробництва перцю солодкого, замороженого в маринаді, впроваджено на ВАТ „Виробниче сільськогосподарське підприємство „Консервний завод” з економічним ефектом від 945 до 2597 грн. на 1 тонну продукції, також в залежності від терміну зберігання. Отриманий патент на „Спосіб консервування перцю солодкого”.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. При промисловому заморожуванні плодів солодкого перцю рекомендується керуватися „Технологічною інструкцією з виробництва перцю замороженого”, що включає рекомендовані сорти для заморожування.

2. Для виробництва перцю, замороженого в маринаді, пропонується використовувати „Технологічну інструкцію з виробництва перцю, замороженого в маринаді”, що включає сорти перцю, придатні для переробки, а також технологічну схему виробництва маринаду і рекомендації з його заморожування.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Иванченко В.И., Модонкаева А.Э., Ялпачик В.Ф., Стручаєв К.Н., Загорко Н.П. Определение коэффициента теплопроводности плодоовощной продукции при замораживании // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2001. - №12. - С. 24-25 (Іванченко В.Й., Стручаєв К.М., Ялпачик В.Ф. виконали експериментальні дослідження по визначенню коефіцієнта теплопровідності кукурудзи та баклажанів за низьких температур. Модонкаєва Г.Е. та Загорко Н.П. провели експериментальні дослідження з визначення коефіцієнта теплопровідності солодкого перцю).

2. Модонкаева А.Э., Иванченко В.И, Загорко Н.П. Оценка пригодности сортов сладкого перца к низкотемпературному замораживанию // Холодильна техніка і технологія. - 2004. - №3. - С. 43-46 (Особисто здобувачем проведено оцінку придатності сортів солодкого перцю до тривалого зберігання в заморожуваному стані методом органолептичного аналізу).

3. Модонкаева А.Э., Загорко Н.П, Григоренко О.В., Кюрчева Л.М. Зміни харчової цінності столового винограду, плодів сливи і солодкого перцю при заморожуванні // Виноградство и виноделие. - 2004. - №3 - С. 33-35. (Модонкаєвою Г.Е. запропоновані методики для проведення досліджень біохімічного складу плодів та овочів. Загорко Н.П. проведені експериментальні дослідження біохімічного складу солодкого перцю. Кюрчевою Л.М., Григоренко О.В. виконані дослідження біохімічного складу винограду та сливи).

4. Модонкаева А.Э., Иванченко В.И., Загорко Н.П., Падалко Л.И.. Микробиологические аспекты длительного хранения сладкого перца в замороженном виде // Виноградство и виноделие. - 2004. - №4 - С. 37-39. (Модонкаєва Г.Е., Іванченко В.Й. виконали матеріальне забезпечення посівними середовищами для мікробіологічних досліджень та здійснена методична допомога. Загорко Н.П., Падалко Л.І. визначили наявність мікрофлори солодкого перцю на протязі тривалого низькотемпературного зберігання та обробку здобутих результатів).

5. Стручаев К. Н., Ялпачик В. Ф., Загорко Н. П. Исследование полей температур в перце при замораживании // Збірник наукових праць Вінницького державного аграрного університету. - Вінниця. - 2004. - Вип. 19. - С. 203-208 (Здобувачем розкрито та обгрунтовано теоретичні основи визначення теплофізичних характеристик солодкого перцю в процесі заморожування).

6. Стручаев К.Н., Ялпачик В.Ф., Бровченко С.А., Загорко Н.П. Выбор режимов замораживания и хранения сельскохозяйственной продукции при отрицательных температурах // Холодильна техніка і технологія. - 2004. - №4. - С. 45-49. (Стручаєв К.М., Ялпачик В.Ф. визначили режими заморожування і тривалого зберігання кукурудзи та баклажанів. Бровченко С.А., Загорко Н.П. - режими зберігання гарбузів та солодкого перцю на основі теплофізичних показників).

7. Ялпачик В., Стручаєв К., Загорко Н. Свіжозаморожені овочі // Харчова та переробна промисловість. - 2005. - №4. - С. 24-25 (Дисертантом визначено зміни біохімічного складу перцю солодкого).

8. Ялпачик В.Ф., Стручаев К.Н., Загорко Н.П. Влияние времени хранения некоторых сельскохозяйственных продуктов в замороженном виде на микроструктуру ткани // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Мелітополь. - 2005. - Вип. 25. - С. 92-96. (Дисертантом виконано експериментальні дослідження мікроструктури тканин солодкого перцю в процесі заморожування та зберігання).

9. Модонкаева А.Э., Загорко Н.П., Кривенцов В.И. Каротиноиды: пути исследования и сохранения // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. - Мелітополь. - 2005. - Вип. 34. - С. 197-205. (Дисертантом висвітлено основні етапи історії вивчення каротиноїдів, їх значення для організму людини, охарактеризовано основні фізико-хімічні властивості, результати дослідження їх вмісту в плодах солодкого перцю в свіжому та замороженому стані).

10. Пат. 5698 Україна, МПК⁷ А23В7/04. Спосіб консервування солодкого перцю / Модонкаева Г.Е., Іванченко В.Й., Загорко Н.П. Заявл. 12.08.2004; Опубл. 15.03.2005, Бюл. № 3. - 2с. (Дисертантом оформлено патентний огляд та експериментальні дані, що лягли в основу патенту).

АНОТАЦІЯ

Загорко Н.П. Вплив способів зберігання на якість плодів солодкого перцю. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.03 - первинна обробка та зберігання продуктів рослинництва. -

Херсонський національний технічний університет, Херсон, 2006.

Виявлено вплив способів заморожування на якість плодів солодкого перцю. Вивчені гістологічні зміни клітинної структури тканин при заморожуванні в кріогенному, повітряному та рідкому середовищах; динаміку фракційного складу води при заморожуванні та тривалому зберіганні в повітряному середовищі; кріоскопічну температуру та кількість вимороженої води. Встановлено, що вологовіддача поряд з органолептичною оцінкою являється важливим показником придатності сировини до зберігання в замороженому стані. Процес заморожування помітно впливає на теплофізичні властивості, біохімічний склад солодкого перцю.

Зберігання та покращення стійкості якісних показників при заморожуванні і подальшому зберіганні досягається додатковою технологічною обробкою. В зв'язку з цим був розроблений спосіб зберігання солодкого перцю, замороженого в маринаді, який відрізняється кращими біохімічними показниками, органолептичною оцінкою, мікробіологічною безпекою, ніж перець, заморожений розсипом.

Економічний ефект впровадження в виробництво способів зберігання плодів солодкого перцю, замороженого розсипом, складає 759-817 грн/т та замороженого в маринаді - 945-2597 грн/т в залежності від терміну зберігання.

Ключові слова: спосіб зберігання, плоди солодкого перецю, теплофізичні властивості, біохімічні речовини, маринад, дефростація.

АННОТАЦИЯ

Загорко Н.П. Влияние способов хранения на качество плодов сладкого перца. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.03 - первичная обработка и хранение продуктов растениеводства. - Херсонский национальный технический университет, Херсон, 2006.

Работа посвящена влиянию способов замораживания и длительного хранения плодов сладкого перца с целью сохранения пищевой ценности и улучшения потребительских свойств.

Решение задачи межсезонного обеспечения населения качественной овощной продукцией возможно при изучении пригодности сырья для хранения, выбора научно обоснованных режимов обработки и хранения, возможности прогнозирования сроков хранения продукции с минимальными потерями. В результате комплекса исследований выявлено влияние способов замораживания в криогенной, воздушной и жидкой среде на качество плодов сладкого перца. Изучены гистологические изменения клеточной структуры тканей, которые послужили одним из показателей определения оптимальных способов хранения.

В результате проведенных экспериментов выявлена динамика общего влагосодержания, коллоидно-связанной и осмотически поглощенной воды при хранении в воздушной среде холодильной камеры. В зависимости от криоскопической температуры определено количество вымороженной воды при замораживании. Установлено, что влагоотдача плодов перца наряду с органолептической оценкой является важным показателем пригодности сырья для хранения в замороженном виде.

По комплексу теплофизических характеристик дана оценка теплофизических свойств плодов сладкого перца и получены их зависимости от температуры при замораживании и хранении.

Установлено, что процесс замораживания и длительного хранения заметно влияет на биохимический состав плодов перца. Для получения высококачественной быстрозамороженной продукции целесообразно производить отбор с высокой начальной концентрацией растворимых сухих веществ, сахаров, органических кислот, биологически активных веществ, хорошего товарного качества. На протяжении 9 месяцев хранения, как по биохимическим показателям, так и по органолептической оценке наиболее пригодными оказались сорта сладкого перца Атлант и Солнышко, которые были рекомендованы также для замораживания и хранения в маринаде. В результате статистического анализа выведены линейные зависимости биохимических показателей от срока хранения.

Сохранение качественных показателей при замораживании и увеличение стойкости при последующем хранении достигается применением дополнительной технологической обработки и ограничением контакта с окружающей средой. В связи с этим разработан способ хранения перца, замороженного в маринаде, отличающийся более высокой сохранностью биохимического состава, органолептических показателей, снижением микробиологической обсемененности, по сравнению с плодами перца, замороженными россыпью в воздушной среде. Использование маринада и применение упаковки с герметизацией продукции способствовали лучшему сохранению аскорбиновой кислоты. Сказалось также высокое содержание каротиноидов и биофлавоноидов, как естественных антиоксидантов в биохимическом составе плодов перца, а также лимонной кислоты, поваренной соли и углеводов в составе маринада, оказавших криопротекторное влияние при замораживании на тканевую структуру и в целом на сохранение пищевой ценности перца.

Размораживание перца - заключительный этап холодильного хранения и рассматривается как процесс, обратный замораживанию, оказывающий также значительное влияние на качество продукции. Экспериментальным путем установлено, что для перца, замороженного россыпью, лучшим способом является размораживание в воде при температуре 20°С, для перца, замороженного в маринаде - при помощи СВЧ-волн.

В литературе недостаточно конкретных рекомендаций по хранению размороженной продукции, что повликло за собой необходимость определения динамики аскорбиновой кислоты при дефростации и кратковременном хранении, как индикатора, как процесса замораживания, так и процесса дефростации. Контроль осуществляли через 2, 4, 6 и 10 часов после начала размораживания. Через 10 часов хранения потери аскорбиновой кислоты в плодах перца, замороженных россыпью, составили 50%, а в перце, замороженном в маринаде - 20%.

Процесс замораживания не вызывает полной инактивации окислительных ферментов, а лишь замедляет их активность. Установлено, что активность в период дефростации и хранения в размороженном виде проявляется с самого начала процесса дефростации в плодах перца, замороженных россыпью и через 10 часов хранения в плодах перца, замороженного в маринаде.

Размороженные плоды являются хорошей средой для развития остаточной микрофлоры. Наиболее заселенными бактериальными микроорганизмами были плоды перца после 12 часов хранения в размороженном виде, при дальнейшем хранении количество их уменьшилось почти на 30%. Количество плесневых грибов имело тенденцию к незначительному росту и на протяжении 24 часов хранения увеличилось лишь в 1,5 раза.

Рекомендованые термины хранения дефростированного сладкого перца составляют не более 24 часов при температуре 0 - 9°С.

Экономический эффект внедрения в производство способов хранения плодов сладкого перца, замороженного россыпью, составляет 759-817 грн/т и замороженного в маринаде - 945-2597 грн/т в зависимости от времени хранения.

Ключевые слова: способ хранения, плоды сладкого перца, теплофизические свойства, биохимические вещества, маринад, дефростация.

SUMMARY

Zagorko N.P. The influence of storages ways on the quality of sweet pepper. - Manuscript. The dissertation for obtaining the scientific degree of the candidate of technical sciences on speciality 05.18.03 - primary processing and storage of the plant growing products. - Kherson National Technical University, Kherson, 2006.

The influence of methods of freezing on quality of sweet pepper is garden-stuffs is foundid. The histological changes of fabrics cellular structure are studied at freezing in cryogenic, air and liquid environments.

Found out the dynamics of water factious composition at freezing and the protracted storage in an air environment.

A cryoscopic temperature and amount of frozen out water is certain.

It is set that moisture return next to a organoleptic estimation is the important index of storage ability of pepper sweet garden-stuffs in the frozen state.

The process of freezing notedly influences on thermophysical properties, biochemical composition and microbiological indexes of sweet pepper garden-stuffs.

Storage of high-quality indexes at freezing and improvement of their firmness at subsequent storage is achieved by the technological aftertreatment.

In this connection the method of storage of sweet peppers garden-stuffs was developed, frozen in a marinade which differed by the best biochemical indexes, by organoleptic estimation, by microbiological safety that at spilling.

The optimum methods of unfreezing and brief storage are set in the unfrozen state of sweet pepper garden-stuffs frozen in number of different ways.

...