Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

ВЛИЯНИЕ ВИДОВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ НА КАЧЕСТВО СУШЕНЫХ ЯБЛОК

Залетова Татьяна Владимировна

Мичуринск-наукоград 2013

Работа выполнена на кафедре "Технология хранения и переработки сельскохозяйственной продукции" ФГБОУ ВПО "Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия"

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Бочаров Владимир Александрович

Официальные оппоненты: Манжесов Владимир Иванович,

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, ФГБОУ ВПО Воронежский

государственный аграрный университет им. императора Петра I/кафедра технологии переработки растениеводческой продукции,

заведующий кафедрой

Митрохин Михаил Анатольевич,

кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент, ФГБОУ ВПО Мичуринский государственный аграрный университет/кафедра технологии хранения и переработки продукции растениеводства, доцент

Ведущая организация: Государственное научное учреждение

"Всероссийский научно-исследовательский институт садоводства имени И.В. Мичурина" Россельхозакадемии

Защита состоится "21" июня 2013 г. в 13час. 30 мин. на заседании совета по защите докторских и кандидатских и диссертаций Д 220.041.01 при Мичуринском государственном аграрном университете по адресу: 393760, Тамбовская обл., г. Мичуринск, ул. Интернациональная, 101, корпус 1, зал заседаний диссертационных советов.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Мичуринского государственного аграрного университета

Автореферат разослан "____" мая 2013 года

Ученый секретарь диссертационного совета Д 220.041.01.

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент З.Н. Тарова

1. Общая характеристика работы

сушка экономический яблоко тепловой

Актуальность проблемы. В последнее десятилетие в плодоовощной промышленности произошло существенное изменение качества консервированной продукции ряда ассортиментных групп. В первую очередь это касается фруктовых соков и нектаров, томатной пасты, сушеной плодоовощной продукции и многих других продуктов.

Современный покупатель уже имеет представление о многоплановой и разнообразной продукции, которую предлагают производители и торговые представители, и сейчас все больше и больше ориентируется не на элементы внешнего представления товаров, а на качество. Получение качественного и дешевого сушеного продукта возможно только путем повышения скорости сушки, уменьшением ее энергоемкости и продолжительности. Назрела крайняя необходимость совершенствования пищевых технологий не только для увеличения гарантийных сроков хранения и реализации, но и для максимального сохранения физиологически ценных компонентов сырья.

Качество сушеных плодов во многом зависит от комплекса и параметров подготовительных операций сырья и полуфабрикатов.

Цель исследования - повышение качества сушеных плодов путем выбора оптимальных подготовительных операций с фиксированными параметрами и режимами.

На основании анализа литературных источников и в соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи исследования:

· обосновать выбор яблок в качестве предмета исследования;

· на основании данных комплексных анализов районированных сортов Волго-Вятского региона выбрать лучшие сорта яблок для сушки;

· изучить влияние очистки сырья, предварительной тепловой обработки и предварительной обработки инфракрасными лучами на продолжительность сушки, качество готовой продукции и степень ее развариваемости;

· обосновать выбор необходимости и характера отдельных технологических операций и оптимального временного интервала сушки;

· рассчитать экономическую эффективность разработанных элементов технологии сушки.

Научная новизна исследования. Определены наиболее пригодные сорта яблок среди районированных сортов в Волго-Вятском регионе РФ для сушки. Изучено влияние очистки сырья, бланширования и предварительного инфракрасного излучения на качество готовой продукции. Установлена необходимость бланширования сырья для ускорения развариваемости сушеных плодов. Доказана целесообразность предварительной обработкой инфракрасными лучами для сокращения времени сушки, улучшения качественных показателей готовой продукции и увеличения сроков хранения сушеных яблок.

Практическая значимость заключается в рекомендациях производству по технологии сушки яблок, в частности: по целесообразности очистки, предварительной тепловой обработки сырья и предварительной обработки инфракрасными лучами.

Реализация результатов исследования. Результаты по использованию видов предварительной обработки приняты к внедрению на производственном предприятии ОАО «Дзержинское» (г.Дзержинск Нижегородской области) для сушки плодоовощной продукции и грибов.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы в учебном процессе на кафедрах технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции и товароведения и экспертизы товаров ФГБОУ ВПО "Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия".

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции и товароведения и экспертизы товаров Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии (2011-2013 г.г.), на Международной научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов, студентов и учащихся «Актуальные проблемы современной экономики и общества» (г. Казань, 2011г.), на научно-практической конференции, посвященной 85-летию со дня рождения Е.М. Санкиной (г. Н.Новгород, 2011); на Международной научно-практической конференции "Достижения науки и инновации в производстве, хранении и переработке сельскохозяйственной продукции "(г. Мичуринск-наукоград, 2011 г.).

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 3 работы в ведущих рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Положения, выносимые на защиту:

1. Технологическое обоснование подготовительных операций перед сушкой сырья.

2. Подбор оптимальных сортов яблок выращиваемых в Волго-Вятском регионе для сушки.

3. Разработка комплекса подготовительных операций для повышения качества сушеных яблок и поддержание их качественного уровня во время хранения.

4. Расчет эффективности сушки плодов.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы из 138 наименований и 17 приложений. Работа содержит 159 страниц основного текста, 74 рисунков и 48 таблиц.

2. Основные положения работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, раскрыта ее научная новизна, охарактеризованы научная и практическая ценность работы.

1. Обзор литературы. Сложившаяся система и состояние заготовки, хранения, транспортировки и реализации плодоовощной продукции не отвечают современным требованиям потребительского рынка. Выпускаемая продукция должна выдерживать жесткую конкуренцию, правила которой диктует мировой рынок. Неудовлетворительное хранение и транспортировка ведут к утрате природных достоинств свежей продукции, а потери превышают 40% объема ее среднегодового производства. Производство свежей плодоовощной продукции с каждым годом только увеличивается, а качество продуктов ее переработки оставляет желать лучшего, да и несвоевременность переработки плодоовощного сырья приводит к очень большим потерям на пути товародвижения плодоовощных товаров от производителя до потребителя.

На качество сушеных овощей существенное влияние оказывают подготовительные технологические операции.

Очистка яблок применяется для удаления наружных покровных толстых клеток, с высохшей протоплазмой. После очистки увеличивается поверхность контакта нарезанных частиц яблок теплоносителем и ускоряется процесс сушки, кроме этого, очищенный сушеный продукт быстрее восстанавливается во время разваривания. Существенными недостатками операции является увеличение потерь водорастворимых витаминов до сушки, увеличения поверхности карамелизации сахаров, интенсификации реакции Майяра (неферментативного потемнения).

В настоящее время среди ученых и специалистов в области сушки овощей существуют противоречивые мнения о целесообразности применения перед сушкой сырья предварительной тепловой обработки.

С одной стороны считается, что бланширование паром или в воде является необходимым условием сохранения цвета, вкуса, запаха, витаминной активности, ускорения восстановления, а также, окисления липидов в целях предупреждения потери уровня качества продуктов в процессе обезвоживания и особенно последующего хранения. С другой стороны многочисленные исследования показывают, что в бланшировании нет особой необходимости.

Отрицательным фактором тепловой обработки овощей перед сушкой является частичное выщелачивание из них растворимых веществ (сахаров, минеральных веществ, кислот и др.) и потери водорастворимых витаминов.

При бланшировании сахара и пектиновые вещества проникают в межклеточное пространство и закупоривают поры, тем самым затрудняется удаление влаги при последующей сушке. Также в процессе предварительной тепловой обработки наблюдаются ощутимые потери красящих веществ, что отрицательно сказывается на товарных свойствах готовых продуктов.

По материалам российских и зарубежных источников информации, обзору научных исследований предварительная обработка инфракрасными лучами в целях получения высокого качества сушеной продукции недостаточно изучена. Инфракрасное излучение широко известен как способ сушки, но он не находит широкого применения поскольку высоки затраты на его использование и его применение возможно только в комбинации с другими теплоносителями.

Выбор яблок в качестве предмета исследований вполне обоснован. Яблоки разных сортов, обладающих высокой урожайностью, выращиваются практически повсеместно на территории Российской Федерации, кроме районов вечной мерзлоты. Сырье для сушки очень выгодное, дешевое, физиологически ценное и вполне пригодное для сушильного производства.

На основании анализа литературы по изучаемой теме были определены цель и задачи исследований.

2. Условия, методики и объекты проведения исследований

Научно-исследовательская работа выполнялась в 2010-2013 г.г.в ФГБОУ ВПО Нижегородская государственная сельскохозяйственная академия.

В работе применялись общепринятые органолептические, физико-химические и биохимические методы исследования свойств плодоовощного сырья и сушеной продукции. В предметах исследований определяли органолептические показатели, массовую долю влаги, содержание витамина С, массовую долю сахаров, развариваемость сушеной продукции и фиксировали динамику изменения качественных показателей сушеной продукции в течение заданного периода хранения.

Математическая обработка и графическая интерпретация результатов исследований проводились с использованием пакета программ в MSOffice 2010, MSWord и MSExcel.

Для расчета экономической эффективности предлагаемых решений использована экспертная многокритериальная оценка и метод, в основе которого лежит определение торговой надбавки в цене продажи.

Структурно-логическая схема проведения исследования приведена на рисунке 1.

В качестве объектов исследований выбраны: технологический процесс сушки яблок с использованием следующих видов предварительной обработки яблок перед сушкой: очистка сырья от кожицы, кратковременная тепловая обработка сырья паром и предварительная обработка подготовленных к сушке яблок инфракрасными лучами.

3. Результаты экспериментальных исследований

3.1. Результаты сортоотбора яблок, предназначенных для сушки

Для того чтобы произвести выбор сортов яблок, оптимально пригодных для сушки в Волго-Вятском регионе, использовалась информация, полученная из Лысковского плодопитомника (г. Лысково Нижегородской области) по результатам сортоиспытания за 2010-2012 годы и материалы Государственной инспекции по сортоиспытанию Нижегородской области.

Для сравнительного анализа были отобраны сорта яблок осенних и зимних, которые наиболее пригодны для сушки.

Результаты сравнительного анализа приведены в таблице 1.

Рисунок 1 - Структурно-логическая схема проведения исследования

Таблица 1 - Приоритетные показатели сортов яблок для сушки

Сорт	Характеристика мякоти	Содержание
		сухого вещества, %	общего сахара, %	витамин С, мг/%
Антоновка обыкновенная	Желтоватая, сочная, средней плотности, зернистая	14,1	5,31	21,13
Память Мичурина	Белая или кремовая, мелкозернистая, нежная, сочная, средней плотности	12,4	4,64	14,1
Пепин шафранный	Кремовая, плотная, сочная	16,9	5,31	14,1
Слава победителям	Белая или слегка кремовая, очень нежная, сочная	16,5	6,03	21,1
Звездочка	Зеленоватая, бывает с розовым оттенком, сочная, мелкозернистая	13,5	4,83	15,9
Северный синап	Белая или слегка зеленоватая плотная, сочная, мелкозернистая	16,2	4,11	12,3
Богатырь	Белая, мелкозернистая, нежная, сочная	17,7	4,11	19,4
Лобо	Белая, мелкозернистая, плотная, хрустящая, слабосочная	12,55	4,83	17,61

Выбор сортов для сушки будет производиться не только по наибольшему количеству сухого вещества в сырье, но и по наибольшему содержанию других физиологически ценных веществ, таких как витамины и углеводы. Для сушки яблок чрезвычайно важен также такой показатель как качество мякоти.

По наибольшему содержанию сухих веществ лидерами являются сорта: Богатырь, Пепин шафранный, Слава победителям. Наибольшее содержание общего сахара наблюдается у сортов: Пепин шафранный, Слава победителям, Антоновка обыкновенная. Витамин С содержится в наибольшем количестве в таких сортах как: Слава победителям, Антоновка обыкновенная, Богатырь.

По совокупности показателей лучшими сортами для сушки являются: Пепин шафранный, Слава победителям, Антоновка обыкновенная, Богатырь.

Характеристика выделенных сортов полностью соответствует требованиям к сортам яблок, предназначенных для сушки.

3.2 Влияние очистки сырья на качество готовой продукции и продолжительность сушки

Динамика изменения массовой доли влаги

Определение значений физико-химических показателей образцов яблок в процессе сушки производилось через 2 часа с начала сушильного процесса, а затем через каждые 30 мин.

Данные по выявленной зависимости массовой доли влаги от времени сушки в образцах сушеных яблок разных сортов представлены на рисунках 1-2.

Рисунок 2 - Изменение массовой доли влаги в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок разных сортов

Рисунок 3 - Изменение массовой доли влаги в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок разных сортов

Экспериментальным путем доказано, что этап наиболее интенсивного удаления влаги из продукта, независимо от его сорта и степени подготовки длится в среднем 2 часа и находится в пределах яблоки неочищенные 32,51 - 36,10 и яблоки очищенные 25,90 - 30,40. В течение этого времени наблюдается самая высокая скорость удаления влаги при несформированном поверхностном каркасе. Наиболее интенсивным будет объемный нагрев. После того как из продукта будет удалено более 75% влаги, контроль за ее массовой долей необходимо осуществлять чаще, для того чтобы зафиксировать значение, соответствующее нормативному и не пересушить образцы.

На втором этапе сушки после формирования устойчивого поверхностного каркаса на рубеже 2…2,5 часа скорость удаления влаги будет выравниваться. Объемный нагрев будет менее интенсивным, а поверхностный останется на том же уровне.

Анализ изменения массовой доли влаги в процессе сушки образцов яблок различных сортов показывает, что оптимальное время сушки неочищенных плодов составляет 3 часа. За это время массовая доля влаги достигнет своего нормативного значения у образцов неочищенных 16,57 - 18,88 и у образцов очищенных 16,03 - 18,24 (не более 20%).

Образцы яблок без кожицы высушиваются до нормативного значения за 2,5 часа. Сокращение времени сушки объясняется тем, что после удаления кожицы увеличивается поверхность нагрева с открытыми капиллярами. Скорость удаления влаги на первом этапе сушки (в течение 2 часов) в образцах без кожицы будет выше, чем в неочищенных образцах.

Наивысшее содержание массовой доли влаги прослеживается в образцах сушеных очищенных яблок следующих сортов: Лобо (19,73%), Слава победителям (19,90 %).

Наименьшее содержание массовой доли влаги определено в образцах сушеных очищенных яблок сортов: Северный синап (19,30%) и Антоновка обыкновенная (19,14 %).

Динамика изменения содержания витамина С

Удаление кожицы с образцов яблок приводит к увеличению поверхности окисления, а, следовательно, и к дополнительным потерям витамина С. Поэтому изначально в образцах яблок с кожицей будет больше аскорбиновой кислоты, чем в образцах без кожицы. Эта разница будет сохраняться на всем пути сушильного процесса.

Данные по зависимости содержания витамина С от времени сушки в образцах сушеных яблок представлены на рисунках 3-4.

Рисунок 3 - Изменение содержания витамина С в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

Рисунок 4 - Изменение содержания витамина С в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

Во время сушки потери витамина С еще больше увеличатся за счет интенсивных окислительных процессов и высокой влагопроводимости паренхимной ткани яблок. В результате отмечается низкая массовая доля витамина С в сухом веществе готового продукта.

На рубеже 2…2,5 часов сушильного процесса, в результате формирования устойчивого каркаса высушиваемых частиц продукта скорость разрушения витамина С замедляется, но затем, по мере растрескивания поверхностного каркаса, потери аскорбиновой кислоты увеличиваются.

Наивысшее содержание витамина С наблюдается в образцах сушеных неочищенных яблок следующих сортов: Антоновка обыкновенная (13,44 мг. %), Слава победителям (13,12 мг. %), Лобо (12,62 мг. %) и Богатырь(12,62 мг. %).

Наименьшее содержание аскорбиновой кислоты определено в образцах сушеных неочищенных яблок сортов: Северный синап (10,24 мг. %), Звездочка (11,84 мг. %), Память Мичурина (10,72 мг. %), Пепин шафранный (11,84мг. %).

Динамика изменения массовой доли сахаров

Характер изменения сахаров в процессе сушки образцов яблок несколько иной, чем тенденции изменения содержания витамина С. Потери сахаров во время сушки связаны исключительно с карамелизацией и протеканием реакции меланоидинообразования.

Данные по зависимости массовой доли сахаров от времени сушки в образцах сушеных яблок представлены на рисунках 5-6.

Рисунок 5 - Изменение массовой доли сахаров в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок



Рисунок 6 - Изменение массовой доли сахаров в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

После освобождения яблок от кожицы в образцах изменяется состав сухих веществ. Массовая доля клетчатки и мягких волокон уменьшается, а сахаров увеличивается. Поэтому до начала сушки образуется разница между массовой долей сахаров в образцах очищенных и неочищенных яблок, которая сохраняется до окончания сушильного процесса.

После формирования поверхностного каркаса частиц, по истечении 2,5 часов (у образцов очищенных яблок) и 3 часов (у образцов неочищенных яблок) начинается «запекание» яблок с образованием тонкой карамельной корочки. По мере продолжения процесса сушки поверхностный каркас начинает давать микротрещины, частицы продукта становятся ломкими, поэтому пересушивание яблок приводит к увеличению потерь не только сахаров, но и в целом всех сухих веществ.

Больше всех сахаров удается сохранить по окончании сушильного процесса в образцах яблок сортов Пепин шафранный (72,75%), Антоновка обыкновенная (72,15%), Богатырь (71,04) и Слава победителям (70,56%).

Массовая доля сахаров в сухом веществе готового продукта меньше всего составляет в образцах яблок сортов Лобо (62,53%), Звездочка (64,13%), Память Мичурина (67,74%).

Динамика изменения органолептических показателей качества

Наиболее привлекательная органолептическая характеристика по внешнему виду, консистенции и цвету наблюдается у образцов очищенных плодов, которые были высушены в течение 2,5 часов и у образцов неочищенных яблок которые прошли этап сушки в течение 3-х часов. Очищенные яблоки приобретают в процессе сушки более интенсивный цвет, приятную консистенцию и выраженный кисло-сладкий вкус, поэтому им отдается предпочтение.

Результаты определения развариваемости

Для определения развариваемости были взяты образцы очищенных плодов с оптимальным временем сушки - 2,5 часа и неочищенных плодов с оптимальным временем сушки 3 часа.

Таблица 2 - Время разваривания образцов сушеных яблок в зависимости от очистки сырья

Наименование продукта	Способ очистки	Форма нарезки	Наличие предварительной тепловой обработки	Развариваемость, мин.
Антоновка обыкновенная Память Мичурина Пепин шафранный Слава победителям Звездочка Северный синап Богатырь Лобо	неочищенная очищенная неочищенная очищенная неочищенный очищенный неочищенная очищенная неочищенная очищенная неочищенный очищенный неочищенный очищенный неочищенный очищенный	Дольки	Без бланширования	16 12 14 11 12 10 13 10 15 10 15 13 16 13 14 10

По результатам, представленных в таблице 2, время разваривания, когда консистенция продукта будет мягкой, составляет: для очищенных образцов яблок - 10-12 минут, для неочищенных образцов яблок - 12-16 минут. Разница во времени разваривания объясняется тем, что в неочищенных образцах увеличивается время на разваривание кожицы.

3.3 Влияние предварительной тепловой обработки на качество готовой продукции

Так как в качестве базового образца для сравнительного анализа изначально выбраны неочищенные яблоки, то сравнительному анализу подвергались бланшированные и небланшированныеих образцы. Бланширование проводилось паром в течение 10-15 минут.

Динамика изменения массовой доли влаги

Бланширование образцов яблок способствует к увеличению массовой доли влаги в исходном сырье. Любой бланширующий агент приводит, в конечном счете, к увлажнению продукта. Интенсивное поверхностное увлажнение возникает по мере конденсации пара, которым обрабатывается продукт.

Данные по зависимости массовой доли влаги от времени сушки в образцах сушеных яблок представлены на рисунках 7-8.

Рисунок 7 - Изменение массовой доли влаги в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок



Рисунок 8 - Изменение массовой доли влаги в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

В результате действия пара поверхностные слои частиц размягчаются, что приводит к нарушению капиллярной структуры, а, следовательно, и к задержке удаления влаги во время сушки.

Разница в массовой доле влаги бланшированных и небланшированных образцов сохраняется на всем протяжении времени сушки.

Для того, чтобы довести бланшированные сырьевые образцы до нормативных значений массовой доли влаги, их высушивали в течение 3,5 часов, где она варьировала в пределах от 17,67% - Пепин шафранный до 19,80% - Лобо, тогда как образцы, которые не обрабатывались паром, достаточно было сушить 3 часа, где влага преобладала от 16,57% - Память Мичурина до 18,88% -Богатырь.

Таким образом, можно сделать вывод, что необходимости в бланшировании нет, так как предварительная тепловая обработка увеличивает время сушки.

Динамика изменения содержания витамина С

Поскольку витамин С водорастворим и сильно подвержен воздействию окислительных процессов, бланширование приводит к существенным потерям аскорбиновой кислоты в образцах яблок до начала сушки.

Данные по зависимости содержания витамина С от времени сушки в образцах сушеных яблок представлены на рисунках 9-10.

Рисунок 9 - Изменение содержания витамина С в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

Рисунок 10 - Изменение содержания витамина С в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

После бланширования у поверхностного слоя частиц нарушается капиллярная структура, образуется «подваренная» паром оболочка, которая закрывает капиллярные ходы, и в дальнейшем будет формировать поверхностный каркас. Эта оболочка уменьшает каналы доступа воздуха к витамину С, и поэтому, в процессе сушки сокращается разница в содержании витамина С в бланшированных и небланшированных образцах яблок. За время сушки разницу в значениях содержания аскорбиновой кислоты полностью выровнить не удается. Поэтому во всех образцах небланшированных сушеных яблок различных сортов содержание витамина С будет несколько больше, чем в бланшированных.

Меньше витамин С разрушается в образцах бланшированных яблок сортов: Антоновка обыкновенная, Лобо, Память Мичурина и Богатырь. Соответственно, значения содержания витамина С в образцах сушеных яблок этих сортов следующие: 4,12 мг%, 3,11 мг%, 3,24 мг%, 3,76 мг%.

Наибольшие потери аскорбиновой кислоты в процессе сушки наблюдаются в образцах бланшированных яблок следующих сортов: Пепин шафранный (содержание витамина С в сушеном образце 2,36 мг%), Звездочка (содержание витамина С в сушеном образце 2,05 мг%) и Северный синап (содержание витамина С в сушеном образце 2,42 мг%)

Динамика изменения массовой доли сахаров

Анализ графиков изменения сахаров в высушиваемых образцах яблок позволяет сделать вывод, что бланширование проводить не рекомендуется.

Данные о зависимости массовой доли сахаров от времени сушки в образцах сушеных яблок представлены на рисунках 11-12.

Рисунок 11- Изменение массовой доли сахаров в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок



Рисунок 12 - Изменение массовой доли сахаров в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

В высушенных образцах без предварительного бланширования сахаров сохраняется больше. Поскольку сахара являются растворимыми веществами и активно переходят в бланширующий агент, то потери сахаров во время бланшированияочевидны.

Разница в значениях массовой доли сахаров в бланшированных и небланшированных образцах яблок настолько велика, что она не только сохраняется, но и увеличивается на всем протяжении сушильного процесса. Увеличение разницы в значениях можно объяснить более ранним образованием устойчивого поверхностного каркаса во время сушки у образцов бланшированных яблок. Раннее образование каркаса приводит к быстрой карамелизации, а, следовательно, и к дополнительным потерям сахаров.

Наибольшая массовая доля сахаров наблюдается в бланшированных сушеных образцах яблок следующих сортов: Богатырь (50,73%), Слава победителям (45,62%), Память Мичурина (42,8%), Антоновка обыкновенная (40,76%) и Лобо (40,49%).

С наименьшей массовой долей сахаров образцы бланшированных сушеных яблок сортов: Пепин шафранный (39,84%), Звездочка (37,36%) и Северный синап (36,75%)

Динамика изменения органолептических показателей качества

Органолептические показатели качества образцов яблок характеризуют нецелесообразность предварительного бланширования.

Пар разрушает красящие вещества продукта, «отбеливает» их. Кроме этого, бланшированный образец высушивается до требуемой консистенции за 3,5 часа, тогда как образец без предварительного бланширования имеет наиболее привлекательные внешний вид, цвет и консистенцию уже через 3 часа сушильного процесса. Если продукт сушить дальше, то повышается его ломкость, появляются трещины, карамелизуется и постепенно сжигается сахар.

Результаты определения развариваемости

Для определения развариваемости были взяты образцы бланшированных и небланшированных неочищенных плодов с оптимальным временем сушки - 3 часа. Данные таблицы 3 свидетельствуют о том, что бланширование необходимо для сокращения времени развариваемости сушеных яблок.

Таблица 3 - Время разваривания образцов сушеных неочищенных яблок в зависимости от предварительной тепловой обработки

Наименование продукта	Способ сушки	Форма нарезки	Наличие предварительной тепловой обработки	Развариваемость, мин.
Антоновка обыкновенная Память Мичурина Пепин шафранный Слава победителям Звездочка Северный синап Богатырь Лобо	Совмещенный	Дольки	Без бланширования С бланшированием Без бланширования С бланшированием Без бланширования С бланшированием Без бланширования С бланшированием Без бланширования С бланшированием Без бланширования С бланшированием Без бланширования С бланшированием Без бланширования С бланшированием	16 10 14 9 12 6 13 8 15 7 15 8 16 11 14 9

Бланширование яблок способствует быстрому восстановлению продукта во время разваривания.

Таким образом, по результатам исследований влияния бланширования яблок на качество готовой продукции и продолжительность сушки, бланширование проводить не рекомендуется. Предварительная тепловая обработка увеличивает время сушки и ухудшает органолептические показатели. Бланширование необходимо только для получения быстровосстанавливаемых сушеных продуктов.

3.4 Влияние предварительной обработки инфракрасными лучами на качество готовой продукции и продолжительность сушки

Динамика изменения массовой доли влаги

Анализ изменений массовой доли влаги в образцах сушеных яблок показывает, что оптимальное время сушки для плодов обработанных инфракрасными лучами составляет 2,5 часа, а необработанных 3 часа.

Данные о зависимости массовой доли влаги от времени сушки в образцах сушеных яблок представлены на рисунках 13-14.



Рисунок 13 - Изменение массовой доли влаги в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

Рисунок 14 - Изменение массовой доли влаги в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

Предварительная инфракрасная обработка позволяет сократить время сушки на полчаса. Это объясняется тем, что во время обработки ИК- лучами частично удаляется влага, образуется корочка подсыхания, что в дальнейшем способствует сокращению времени сушки.

Обработка инфракрасными лучами приводит лишь к поверхностному нагреву, который сохраняет капиллярную структуру высушиваемых частиц. Сохранение капиллярной структуры способствует во время сушки быстрому удалению остаточной влаги. Поскольку выбран оптимальный совмещенный способ нагрева, то во время сушки частицы продукта сразу нагреваются по всему объему, что опять же способствует изначально высокой скорости сушки.

Лучшими показателями по содержанию массовой доли влаги обладают обработанные инфракрасными лучами сушеные образцы яблок сортов: Богатырь (17,54%) и Пепин шафранный (17,60%).

Менее лучшими по содержанию массовой доли влаги в обработанных инфракрасными лучами сушеных образцах яблок сортов: Слава победителям (19,02%) и Лобо (19,20%).

Динамика изменения содержания витамина С

Как уже отмечалось интенсивные окислительные процессы, а также высокая влагопроводимость паренхимной ткани яблок приводят к значительным потерям аскорбиновой кислоты в процессе сушки.

Данные по зависимости содержания витамина С от времени сушки в образцах сушеных яблок представлены на рисунках 15-16.

Рисунок 15 - Изменение содержания витамина С в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок



Рисунок 16 - Изменение содержания витамина С в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

Поэтому витамин С имеет низкую массовую долю в сухом веществе продукта. На рубеже 2...2,5 часов сушильного процесса скорость снижения концентрации витамина С падает, но затем, по мере растрескивания поверхностного каркаса высушенных частиц, по истечении 3 часов сушки, происходит его значительное разрушение. Поэтому сушку рекомендуется закончить по истечении 2,5 часов. Так как за это время влага как раз достигнет своего нормативного значения в образцах, подвергнутых предварительной обработке инфракрасными лучами.

Во время обработки продукта инфракрасными лучами потери витамина С неизбежны, но так как эта обработка кратковременна, то данными потерями можно «пожертвовать» для улучшения других качественных показателей продукта и для сокращения времени сушильного процесса.

Лучшими качественными показателями по содержанию витамина С обладают обработанные ИК - лучами сушеные образцы яблок сортов: Антоновка обыкновенная (11,52 мг %) и Слава победителям (11,49 мг %).

Меньше сохраняется витамин С в обработанных ИК - лучами сушеных образцах яблок сортов: Северный синап (содержание витамина С 8,64 мг %), Пепин шафранный (содержание витамина С 9,23 мг %) и Звездочка (содержание витамина С 8,96 мг %).

Динамика изменения массовой доли сахаров

Содержание сахаров в образцах яблок достигает максимума по истечении 2,5 часов сушки. Затем поверхностный каркас продукта, как уже было отмечено выше, постепенно начинает давать микротрещины, сахара на поверхности будут карамелизоваться. Данные о зависимости массовой доли сахаров от времени сушки в образцах сушеных представлены на рисунках 17-18.

Рисунок 17 - Изменение массовой доли сахаров в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

Рисунок 18- Изменение массовой доли сахаров в зависимости от времени сушки в образцах сушеных яблок

Предварительная обработка ИК-лучами приводит к преждевременной карамелизации сахаров на поверхности продукта, поэтому массовая доля сахаров в образцах без предварительной обработки ИК-лучами несколько выше аналогичного показателя в образцах с предварительной обработкой ИК-лучами.

Наибольшая массовая доля сахаров наблюдается в сушеных образцах яблок, предварительно обработанных инфракрасными лучами, сортов: Богатырь (65,92%), Слава победителям (66,13%).

Соответственно наименьшие значения массовой доли сахаров наблюдается в сушеных образцах яблок, предварительно обработанных инфракрасными лучами, сортов: Лобо (57,73%), Звездочка (61,12%).

Динамика изменений органолептических показателей качества

Наиболее привлекательная органолептическая характеристика наблюдается у образцов плодов, которые были высушены в течение 2,5 часов с предварительной обработкой ИК - лучами и образцов плодов которые были высушены в течении 3 часов без предварительной обработки ИК -лучами.

Предварительная обработка ИК-лучами приводит к частичной карамелизации сахаров. Во время сушки процесс карамелизации становится более интенсивным, поэтому у яблок, предварительно обработанных ИК-лучами, выраженный карамельный привкус появляется уже по истечении 2,5 часов сушильного процесса.

Более интенсивный цвет наблюдается у образцов, подвергнутых предварительной обработкой ИК- лучами. Яркость и однородность цвета образуется рано, так как во время предварительной обработки уже формируется первоначальная корочка подсыхания.

В целом более привлекательные органолептические показатели качества формируются в образцах с предварительной обработкой ИК-лучами.

Результат определения развариваемости

Для определения развариваемости были взяты образцы плодов предварительно обработанных ИК -лучами с оптимальным временем сушки - 2,5 часа и образцы плодов без обработки ИК -лучами с оптимальным временем сушки 3 часа.

По результатам, представленных в таблице 4, время разваривания, составляет: для образцов яблок предварительно обработанных ИК -лучами -15минут, а для образцов яблок без обработки ИК -лучами -10минут.

Таблица 4 - Время разваривания образцов сушеных яблок

Наименование продукта	Способ сушки	Форма нарезки	Наличие предварительной обработки	Развариваемость, мин.
Антоновка обыкновенная Память Мичурина Пепин шафранный Слава победителям Звездочка Северный синап Богатырь Лобо	Совмещенный	Дольки	Без ИК -лучей С ИК -лучами Без ИК -лучей С ИК -лучами Без ИК -лучей С ИК -лучами Без ИК -лучей С ИК -лучами Без ИК -лучей С ИК -лучами Без ИК-лучей С ИК-лучами Без ИК-лучей С ИК-лучами Без ИК-лучей С ИК-лучами	16 20 14 17 12 15 13 16 15 18 15 19 16 19 14 16

Разница во времени разваривания объясняется тем, что в плодах, предварительно обработанных ИК -лучами, поверхностный каркас более плотный и на его размягчение во время разваривания тратится больше времени.

Таким образом, по результатам исследований влияния предварительной обработки инфракрасными лучами можно констатировать, что этот способ обработки является наиболее эффективным по следующим показателям: способствует сокращению времени сушки до 2,5 часов, максимальному сохранению витамина С и сахаров и созданию наиболее привлекательных органолептических свойств готового продукта.

3.5 Результаты изменения качественных характеристик при хранении сушеных яблок

Сравнительный анализ показан только для четырех образцов сушеных яблок с наилучшими качественными показателями после 12 месяцев хранения.

Изменения массовой доли влаги в образцах сушеных яблок

Проводя анализ результатов изменений массовой доли влаги в образцах сушеных яблок, во время хранения можно проследить следующую тенденцию, связанную с повышением доли влаги в сушеном продукте. Темп повышения массовой доли влаги в образцах сушеных яблок через определенный период хранения показан в таблице 5.

Таблица 5 - Динамика изменения массовой доли влаги в образцах сушеных неочищенных яблок

Сорт яблок и вариант предварительной обработки	Период хранения, месяц	Темп увеличения массовой доли влаги после года хранения, раз
	0	3	6	12
Пепин шафранный яблоки без обработки	17,63	20,80	24,12	25,56	1,41
Пепин шафранный яблоки с предварительным бланшированием	17,67	22,26	27,37	28,80	1,69
Пепин шафранный яблоки с предварительной обработки ИК -лучами	17,60	19,18	21,28	21,82	1,28
Слава победителям яблоки без обработки	18,57	21,16	23,69	25,63	1,38
Слава победителям яблоки с предварительным бланшированием	18,70	23,37	28,74	31,60	1,69
Слава победителям яблоки с предварительной обработки ИК -лучами	19,02	20,54	22,79	23,96	1,26
Богатырь яблоки без обработки	18,88	21,90	24,30	25,30	1,34
Богатырь яблоки с предварительным бланшированием	18,97	22,57	27,53	31,30	1,65
Богатырь яблоки с предварительной обработки ИК -лучами	17,54	18,86	19,49	20,61	1,17
Северный синап яблоки без обработки	18,40	21,34	24,32	25,94	1,41
Северный синап яблоки с предварительным бланшированием	18,73	23,41	29,73	31,65	1,69
Северный синап яблоки с предварительной обработки ИК -лучами	17,87	20,01	21,21	22,87	1,28

Корочка подсыхания, которая образовалась на этапе предварительной обработки инфракрасными лучами, защищает образцы яблок от увлажнения и в течение всего периода хранения. Поэтому степень увлажнения продукта через год хранения будет наименьшей. Массовая доля влаги будет в пределах нормативной (до 25%).

Если же неочищенные яблоки не обрабатывать ИК -лучами, то через год хранения реализация их представляется сомнительной. Сушеные образцы станут содержать влагу, массовая доля которой будет немного выше той, которую требует стандарт.

Бланшированные образцы перед сушкой изначально будут иметь массовую долю влаги больше, чем другие образцы яблок. Несформировавшаяся до конца корочка подсыхания во время сушки, приведет в дальнейшем к значительному увлажнению продукта во время хранения. Безусловно, продукция с массовой долей влаги значительно выше, чем того требует стандарт, для дальнейшего хранения и реализации не допустима.

При наблюдении за качественным состоянием образцов сушеных яблок во время хранения бланшированные образцы сушеных яблок можно хранить не более трех месяцев, яблоки без предварительной обработки «выдерживают» без увлажнения свыше нормативных значений массовой доли влаги шесть месяцев, и, только обработанные ИК -лучами яблоки перед сушкой действительно сохраняют нормативное значение массовой доли влаги в течение года хранения и являются абсолютно пригодными для реализации.

Изменения содержания витамина С в образцах сушеных яблок

Проводя анализ результатов изменений содержания витамина С в образцах сушеных яблок, во время хранения можно отметить общую тенденцию, связанную со снижением его содержания в продукте. Темп снижения содержания витамина С в образцах сушеных яблок через определенный период хранения показан в таблице 6.

Таблица 6 - Динамика изменения содержания витамина С в образцах сушеных неочищенных яблок

Сорт яблок и вариант предварительной обработки	Период хранения, месяц	Темп снижения содержания витамина С после года хранения, раз
	0	3	6	12
Слава победителям яблоки без обработки	7,80	6,61	6,17	5,09	1,53
Слава победителям яблоки с предварительным бланшированием	2,82	2,37	1,97	1,58	1,78
Слава победителям яблоки с предварительной обработки ИК-лучами	10,24	9,66	8,86	8,06	1,27
Память Мичурина яблоки без обработки	7,12	6,41	5,29	4,56	1,56
Память Мичурина яблоки с предварительным бланшированием	3,24	2,81	2,13	1,76	1,84
Память Мичурина яблоки с предварительной обработки ИК-лучами	9,92	9,27	8,54	7,29	1,36
Звездочка яблоки без обработки	7,12	6,41	5,29	4,56	1,56
Звездочка яблоки с предварительным бланшированием	3,24	2,81	2,13	1,76	1,84
Звездочкаи яблоки с предварительной обработки ИК-лучами	9,92	9,27	8,54	7,29	1,36
Богатырь яблоки неочищенные без обработки	8,1	7,04	6,28	5,25	1,54
Богатырь яблоки с предварительным бланшированием	3,76	3,08	2,56	2,07	1,82
Богатырь яблоки с предварительной обработки ИК -лучами	11,52	10,97	9,88	8,53	1,35

Аскорбиновая кислота расходуется, прежде всего, на окислительные процессы. В зависимости от способа предварительной обработки поверхность и структура частиц сушеных яблок разная. Образец с предварительной обработкой ИК -лучами имеет сформировавшийся поверхностный каркас, который защищает витамин С, находящийся во внутренних сдоях продукта от чрезмерных потерь. Поэтому темп снижения содержания витамина С в течение периода хранения наименьший. Потери витамина С в процессе хранения сушеных яблок без обработки инфракрасными лучами более значительны. Поверхностный каркас частиц сформирован не полностью, поэтому витамин С более доступен для кислорода воздуха.

Предварительное бланширование изначально способствует ощутимым потерям витамина С. В процессе сушки продукта с разрушенной капиллярной структурой потери аскорбиновой кислоты становятся еще больше. Поверхностная корочка подсыхания в результате сушильного процесса формируется очень слабо. Темп потерь витамина С по истечении периода хранения самый высокий.

Изменения содержания массовой доли сахаров в образцах сушеных яблок

Проводя анализ результатов изменений массовой доли сахаров в образцах сушеных яблок во время хранения можно проследить следующую тенденцию, связанную с понижением доли сахаров в сушеном продукте. Потери сахаров в сушеных яблоках в течение периода хранения небольшие. Темп снижения массовой доли сахаров в образцах сушеных яблок через определенный период хранения показан в таблице 7.

Таблица 7 - Динамика изменения массовой доли сахаров в образцах сушеных неочищенных яблок

Сорт яблок и вариант предварительной обработки	Период хранения, месяц	Темп снижения содержания массовой доли сахаров после года хранения, раз
	0	3	6	12
Антоновка обыкновенная яблоки без обработки	64,46	62,55	60,05	58,92	0,086
Антоновка обыкновенная яблоки с предварительным бланшированием	40,76	38,14	36,10	35,47	0,13
Антоновка обыкновенная яблоки с предварительной обработки ИК -лучами	65,73	64,86	62,68	61,99	0,057
Слава победителям яблоки без обработки	61,2	54,64	52,75	55,8	0,089
Слава победителям яблоки с предварительным бланшированием	45,62	43,00	40,07	37,02	0,19
Слава победителям яблоки с предварительной обработки ИК -лучами	66,13	65,80	64,70	62,3	0,058
Память Мичурина яблоки неочищенные без обработки	61,9	59,76	57,26	56,77	0,083
Память Мичурина яблоки с предварительным бланшированием	42,80	40,08	38,51	36,38	0,15
Память Мичурина яблоки с предварительной обработки ИК -лучами	63,62	62,02	60,9	59,74	0,061
Звездочка яблоки без обработки	52,1	50,11	49,91	47,47	0,089
Звездочка яблоки с предварительным бланшированием	37,36	35,37	33,88	30,64	0,18
Звездочка яблоки с предварительной обработки ИК -лучами	61,12	60,07	59,57	57,21	0,064

Количественные потери связаны с инверсией сахаров и сахароаминными реакциями.

Сахароаминные реакции, связанные с меланоидинообразованием, будут интенсивнее там, где продукты будут меньше защищены от воздействия кислорода. Следовательно, такими продуктами будут снова предварительно бланшированные образцы яблок перед сушкой.

Образцы яблок, которые перед сушкой прошли обработку ИК -лучами, меланоидинообразованию будут подвергаться в течение всего периода хранения в наименьшей степени, так как образцы с плотным поверхностным каркасом меньше доступны для воздействия кислорода воздуха. Следовательно, потери сахаров, связанных с меланоидинообразованием, будут наименьшими.

Потери сахаров в образцах сушеных яблок в течение периода хранения, независимо от помологического сорта, будут наименьшими, если использовать перед сушкой кратковременную предварительную обработку инфракрасными лучами.

Изменение органолептических показателей качества

Наиболее привлекательная органолептическая характеристика образцов по внешнему виду, консистенции, цвету и вкусу наблюдается у образцов плодов после года хранения с предварительной обработкой ИК- лучами. Изменение органолептических показателей качества сушенных яблок связано с изменением их химического состава. Цвет продукта, в связи с интенсификацией реакции Майяра и повышением массовой доли влаги, становится интенсивнее. Появляются коричневые тона. Особенно это заметно в образцах яблок с предварительным ИК - нагревом. В связи с увлажнением продукта во время хранения, частично размягчается поверхностный слой долек. Дольки будут слипаться у образцов бланшированных яблок. Перераспределение соотношений составных частей в результате повышения массовой доли влаги, кислот и сахаров. В результате кисло-сладкий вкус становится менее выражен.

Наибольшую "стойкость" к воздействию условий хранения имеют образцы сушеных яблок с предварительно ИК - нагревом. Их органолептические показатели практически остались на прежнем уровне.

4. Экономическая эффективность применения видов предварительной обработки

При определении экономической эффективности учитывалась стоимость сырья, затраты на подготовку к сушке, затраты на сушку и предреализационные затраты. Для учета качества продукции при реализации применялась экспертная многокритериальная оценка. Результаты расчета экономической эффективности приведены в таблице 8.

Таблица 8 - Расчет себестоимости сушеных яблок (в расчете на 20 кг сырья)

№ п/п	Наименование показателя	Яблоки неочищенные	Яблоки с предварительной тепловой обработкой	Яблоки с предварительной обработкой ИК-лучами
1	Энергоемкость, кВт/ч/кг	3,6	3,6	3,6
2	Время, ч	3	3,5	2,5
3	Энергопотребление (1*2)	10,8	12,6	9
4	Стоимость 1 кВт электроэнергии, руб.	2,43	2,43	2,43
5	Затраты на сырье, руб.	500	500	500
6	Доставка, руб.	14	14	14
7	Затраты на подготовку и сушку материала, руб.	120	200	150
8	Подготовка материала к продаже (фасовка, упаковка, маркировка и пр.), руб.	70	70	70
9	Всего затрат, (3*4+5+6+7+8), руб.	730,24	814,62	755,87
10	Себестоимость 1 кг сушеной продукции, руб.	98,68	110,08	102,14
11	Цена реализации (с учетом коэффициента качества), руб./кг	129	123,68	145
12	Выручка от реализации, руб.	954,6	915,23	1073
13	Прибыль, руб.	224,36	100,61	317,13
14	Уровень рентабельности, %	23	11,0	30,0

По результатам представленных в таблице 8 данных следует вывод о том, что прибыль в результате реализации полученного из 20 кг сырья готового продукта (сушеных яблок) с предварительной тепловой обработкой составит 100,61 руб., с очисткой яблок - 224,36 руб., с предварительной обработкой ИК-лучами - 317,13 руб.

Уровень рентабельности производства сушеных яблок из 20 кг сырья с предварительной тепловой обработкой составит 11%, с очисткой яблок - 23%, с предварительной обработкой ИК-лучами - 30%.

Следовательно, воздействие ИК-лучами является наиболее прибыльным и конкурентоспособным вариантом предварительной обработки за счет высокого качества производимой продукции.

Выводы

Проведенные теоретические и экспериментальные исследования влияния подготовительных операций на качество сушеных яблок и продолжительность сушки позволили сделать следующие выводы и предложения:

1. В качест...