Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Одеська Національна академія харчових технологій

Розробка технології функціональних антоціанових добавок з використанням процесів механоактивації та заморожування

Спеціальність 05.18.13 - технологія консервованих та охолоджених харчових продуктів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

КРЯЧКО ТЕТЯНА ВІКТОРІВНА

УДК 664.85:66.082

Одеса - 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському державному університеті харчування та торгівлі Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник доктор технічних наук, професор,

лауреат Державної премії України

Павлюк Раїса Юріївна,

Харківський державний університет харчування та торгівлі, кафедра технології консервування, завідувач кафедри.

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор

Безусов Анатолій Тимофійович,

Одеська національна академія харчових технологій,

кафедра технології консервування, завідувач кафедри;

доктор технічних наук, професор,

лауреат Державної премії України

Сімахіна Галина Олександрівна,

Національний університет харчових технологій,

кафедра технології функціональних харчових продуктів, завідувач кафедри.

Захист відбудеться «_16_» _квітня__ 2009 р. о 1030 __ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.088.01 Одеської національної академії харчових технологій за адресою: вул. Канатна, 112, м. Одеса, 65039.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Одеської національної академії харчових технологій за адресою: вул. Канатна, 112, м. Одеса, 65039

Автореферат розісланий «14» __березня__2009 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради К.Г. Іоргачова

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. На даний час в багатьох країнах користуються популярністю продукти харчування функціонального призначення, направлені на підвищення імунітету і зміцнення здоров'я, що пов'язано з екологічною ситуацією на всій Землі. Одним з перспективних напрямків отримання функціональних продуктів є використання для їх виробництва різних консервованих рослинних біологічно активних добавок (БАД) особливо у формі порошків, які містять значну кількість натуральних біологічно активних речовин (БАР), що сприяють підвищенню імунітету (вітаміни, фенольні сполуки, каротиноїди, мінеральні речовини та ін.), які одночасно є барвниками. Але на сьогодні в Україні спостерігається дефіцит таких добавок. Основним джерелом Бар є фрукти, ягоди, овочі. Серед них особливе місце займають чорноплідна горобина (ЧГ) та чорна смородина (ЧС), що відрізняються високим вмістом фенольних сполук (зокрема, антоціанових барвних речовин), вітаміну С, -токоферолу, йоду та ін. Вони широко культивуються в Україні, але поки що не знайшли належного застосування в харчовій промисловості.

Недоліком традиційних способів переробки ягід в різні види продуктів є значні втрати БАР (від 20 до 80 %). У зв'язку з цим актуальним є розробка технологій консервованих добавок із ЧГ і ЧС у формі порошків, які дозволяють максимально зберегти вітаміни, барвні речовини вихідної сировини.

Відомо, що найбільш ефективними способами переробки рослинної сировини під час отримання порошків є кріогенне дрібнодисперсне подрібнення та сублімаційне сушіння (СС), які забезпечують найбільш повне збереження вітамінів та інших БАР. Виявлено, що кріогенне подрібнення рослинної сировини супроводжується процесами механодеструкції та механоактивації, що призводить до активації продукту, посиленню окремих властивостей внаслідок чого продукт отримує принципово нові якісні характеристики. Але кріогенне подрібнююче обладнання є дефіцитним в Україні. Актуальним є пошук альтернативних кріогенному методів подрібнення. В харчовій промисловості ці процеси мало вивчені, не розкрито їх механізми. Вітчизняна промисловість випускає кульові млини та експериментальні вібраційно-кульові кріомлини, які в Україні використовуються в фармацевтичній промисловості при подрібненні і отриманні порошків із лікарської рослинної сировини.

Нами при дрібнодисперсному подрібненні чорноплідної горобини та чорної смородини сублімаційного сушіння у вібраційно-кульовому млині (без застосування холоду) був виявлений ефект активації БАР та деструкції біополімерів, що дозволило розробити новий спосіб отримання консервованих добавок в формі дрібнодисперсних порошків з новими якісними характеристиками. У науковій літературі дані щодо технологій виробництва дрібнодисперсних порошкоподібних антоціанових добавок з чорноплідної горобини і чорної смородини з використанням заморожування і механоактивації практично відсутні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано відповідно до основних наукових напрямків досліджень Харківського державного університету харчування та торгівлі в межах цільових комплексних науково-технічних програм Міністерства освіти і науки України за держбюджетною темою № 1-02БО «Наукові основи прогресивних технологій біологічно активних харчових добавок з натуральних вітаміноносіїв та їх використання в молочних продуктах для оздоровчого і дитячого харчування» ( № держреєстрації 0102U001460), темою № 8-03-04Б «Розробка технологій рослинних БАД та їх використання в молочних продуктах», темою № 2-05БО «Наукові основи азотних технологій отримання нового покоління вітчизняних пастоподібних високовітамінних рослинних БАД» ( № держреєстрації 0105U000278).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є наукове обґрунтування розробки технології виробництва і зберігання консервованих дрібнодисперсних порошкоподібних функціональних антоціанових добавок з чорноплідної горобини і чорної смородини з використанням процесів механоактивації і заморожування та їх застосування у виробництві вітамінізованих продуктів оздоровчого харчування. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:

? вивчити вплив швидкості заморожування ЧГ та ЧС на збереження барвних речовин і вітамінів перед сушінням;

- вивчити вплив швидкості заморожування на кількість мікроорганізмів чорноплідної горобини і чорної смородини та їх ультраструктуру з використанням газоподібного азоту та сублімаційного сушіння;

- вивчити вплив дрібнодисперсного подрібнення (без застосування холоду) - механоактівації на фенольний пігментний комплекс, його спектральні характеристики при отриманні при отриманні дрібнодисперсних порошкоподібних антоціанових добавок із сублімованих ЧГ та ЧС;

- виявити вплив ступеня подрібнення на біополімери при отриманні дрібнодисперсних порошкоподібних антоціанових добавок із сублімованих ЧГ та ЧС;

- розробити безвідхідну технологію консервованих дрібнодисперсних порошкоподібних функціональних антоціанових добавок з ЧГ та ЧС;

- вивчити якість нових антоціанових добавок з ЧГ та ЧС порівняно з аналогами, а також в процесі зберігання, методами біотестування визначити біологічну активність - засвоюваність (за генеративною активністю), а також антибактеріальні властивості;

- розробити з використанням функціональних добавок з ЧГ та ЧС спільно з фітодобавками з пряно-ароматичної рослинної сировини рецептури вітамінізованих продуктів харчування, розробити нормативну документацію на нові антоціанові добавки з ягід, провести медико-біологічні дослідження, визначити економічну ефективність їх впровадження та провести апробацію у виробничих умовах.

Об'єкт дослідження - технологічний процес виробництва функціональних антоціанових добавок з використанням процесів заморожування та механоактивації; закономірності впливу швидкого заморожування, сублімаційного сушіння, процесів механоактивації при дрібнодисперсному подрібненні (без застосування холоду) на формування споживчих властивостей антоціанових добавок з ЧГ та ЧС.

Предмет досліджень - чорноплідна горобина і чорна смородина, консервовані функціональні антоціанові добавки, фітодобавки з пряно-ароматичної сировини (коріандру, розмарину, чебрецю, меліси, кореня цикорію) та вітамінізовані продукти з їх використанням.

Методи досліджень - стандартні хімічні, фізико-хімічні, спектроскопічні, мікробіологічні, метод електронної мікроскопії, біотестування з використанням Paramaecium caudatum, а також біотестування на чистих культурах мікроорганізмів (Bacillus subtilis, Esherichia coli) і грибів (Altarnaria tenuis, Penicillum chrysogenum), обробка експериментальних даних з використанням комп'ютерних технологій.

Наукова новизна одержаних результатів:

- вперше теоретично та експериментально обґрунтовано та розроблено новий спосіб консервування з використанням швидкого заморожування із застосуванням газоподібного азоту перед сушінням, процесів механоактівації - дрібнодисперсного подрібнення (без застосування холоду) - альтернативного кріогенному як способів високого ступеня збереження вітамінів, антоціанових барвних речовин та інших БАР вихідної сировини при отриманні антоціанових добавок з ягід ЧГ і ЧС у формі дрібнодисперсних порошків;

- вперше встановлено, що заморожування з високою швидкістю із застосуванням газоподібного азоту до більш низької кінцевої температури ніж при традиційному режимі заморожування сприяє стабілізації та більш повному збереженню антоціанових барвних речовин і L-аскорбінової кислоти перед сушінням;

- вперше (за допомогою електронної мікроскопії) показано, що процес сублімаційного сушіння спричиняв більш значну ушкоджуючу дію на ультраструктуру вегетативних форм мікроорганізмів ЧГ і ЧС, ніж сам процес заморожування перед сушінням з високими швидкостями заморожування, та показано, що чим вища швидкість заморожування, тим більше зниження кількості мікроорганізмів;

- розроблено безвідходну технологію отримання антоціанових добавок з ягід з використанням процесів механоактивації та заморожування з використанням газоподібного азоту, що дозволяє не тільки зберегти всі БАР, але й сприяє їх більш повному екстрагуванню з сировини;

- показано, що антоціанові добавки з чорноплідної горобини і чорної смородини, отримані за новою безвідхідною технологією, за хімічним складом та дисперсністю перевершують вітчизняні й імпортні аналоги та значно краще засвоюються живими організмами;

- розроблено рецептури і технологічні схеми вітамінізованих порошкоподібних продуктів швидкого приготування (напоїв, молочних сумішей для напоїв, киселів) і сиркових десертів для оздоровчого харчування з використанням антоціанових добавок з ягід ЧГ і ЧС в поєднанні з фітодобавками з пряно-ароматичної рослинної сировини (коріандру, розмарину, чабрецю, меліси, кореня цикорію) і вивчено в них вміст БАР.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено наукове обґрунтування та безвідхідна технологія отримання антоціанових добавок з ягід ЧГ та ЧС, а також фітодобавок (у формі порошків та екстрактів) з пряно-ароматичної сировини та нових вітамінізованих оздоровчих продуктів з потенційною імуномодулюючою дією (порошкоподібні продукти швидкого приготування - напої, молочні суміші для напоїв, киселі, а також сиркові десерти).

Проведено апробацію консервованих функціональних антоціанових добавок з ягід чорноплідної горобини і чорної смородини та вітамінізованих продуктів з їх використанням у промислових умовах в НВФ «ФІпар», ЗАТ «Фіторія», ДП «Імпульс», НВП «Кріас-1». Затверджено нормативну документацію на «Барвники-наповнювачі порошкоподібні з чорноплідної горобини і чорної смородини» (ТУУ 15.3-01566330-143-2003). Проведено медико-біологічні дослідження та клінічні випробування функціональних антоціанових добавок в Інституті медичної радіології АМН України ім. С.П. Григор'єва, що підтвердили їх імуномодулюючу дію. Результати роботи використовуються у навчальному процесі при викладанні дисциплін “Технології продуктів оздоровчого харчування”, “Нові прогресивні технології фітопродуктів”, при виконанні курсових і дипломних проектів.

Особистий внесок здобувача полягає в проведенні аналітичних і експериментальних досліджень у лабораторних і виробничих умовах, науковому аналізі й узагальненні результатів роботи, формулюванні висновків і пропозицій, підготовці результатів досліджень до друку, участі в розробці і затвердженні НД.

Апробація результатів дисертації. Основні положення результатів дисертації доповідалися й обговорювалися на наукових конференціях професорсько-викладацького складу Харківського державного університету харчування і торгівлі (м. Харків, 2003-2007 рр.), Міжнародній науково-методичної конференції, присвяченій 65-річчю з дня народження М.І. Бєляєва (м. Харків, 2003 р.), Міжнародній науково-технічній конференції «Розроблення та виробництво продуктів функціонального харчування, інноваційні технології і конструювання обладнання для перероблення сільгоспсировини, культура харчування населення України» (м. Київ, 2004 р.), Міжнародних науково-практичних конференціях «Харчові технології» (м. Одеса, 2005, 2006 рр.), 4-й Міжнародній науково-технічній конференції «Сучасні проблеми холодильної техніки і технології» (м. Одеса, 2005 р.), IV Міжнародній науково-практичній конференції «Наука і соціальні проблеми суспільства: харчування, екологія, демографія» (м. Харків, 2006 р.), Міжнародній науково-практичній конференції «Стратегічні напрямки розвитку підприємств харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі» (м. Харків, 2007 р.), VI Науково-технічній конференції, присвяченій 85-річчю Одеської державної академії холоду «Сучасні проблеми холодильної техніки і технології» (м. Одеса, 2007 р.).

Публікації. Основні положення і результати дисертаційної роботи опубліковано в 23 наукових працях, у тому числі 1 монографія, 10 статей у наукових фахових виданнях, 12 тез доповідей на науково-практичних конференціях.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, 6 розділів, загальних висновків, списку літературних джерел з 322 найменувань (30 стор.), а також 8 додатків (84 стор.). Робота викладена на 176 сторінках, що включають 34 рисунки (29 стор.) і 29 таблиць (20 стор.).

Основний зміст

У вступі обґрунтована актуальність напрямку досліджень, визначена наукова новизна та практична цінність, сформульована мета і визначені задачі досліджень.

У першому розділі „Наукові та практичні передумови розробки технології порошкоподібних антоціанових добавок з ягід функціонального призначення” наведено аналіз сучасного стану переробки ягід ЧГ і ЧС в різні продукти, у тому числі в порошки та барвники для харчових продуктів. Розглянуто особливості хімічного складу ягід, вміст у них антоціанових барвних речовин та інших БАР, їх лікувально-профілактичну дію, особливості антоціаново-фенольного комплексу. Проаналізовано та систематизовано відомості щодо впливу різних чинників під час переробки та консервування ягід ЧГ і ЧС на антоціановий пігментний комплекс, аскорбінову кислоту та інші БАР та основні способи отримання барвників із ЧГ і ЧС (у формі концентратів, порошків), а також розглянуто прогресивні способи сушіння, подрібнення рослинної сировини (кріогенне подрібнення, дезінтеграторне, гомогенізацію та ін.). Обґрунтовано необхідність використання швидкого заморожування ягід перед сушінням, сублімаційного сушіння та дрібнодисперсного подрібнення (без застосування холоду) ЧГ і ЧС у зв'язку зі специфікою їх хімічного складу під час отримання дрібнодисперсних антоціанових добавок з високим вмістом БАР.

У другому розділі „Об'єкти, матеріали та методи досліджень” дано стислу характеристику об'єктів, матеріалів та методів досліджень. Розроблена програма досліджень (рис. 1). У роботі використано сучасні хімічні, фізико-хімічні, спектроскопічні, мікробіологічні методи, метод електронної мікроскопії, біотестування з використанням Paramaecium caudatum, а також біо-тестування на чистих культурах мікроорганізмів і грибів. Вірогідність отриманих результатів оцінювали методами математичної статистики. Для отримання консервованих функціональних антоціанових добавок із ЧГ та ЧС використовували сублімаційну сушку; вібраційно-кульовий млин, а також дісмембратор, програмний заморожувач.

У третьому розділі „Наукове обґрунтування технології функціональних антоціанових добавок з ягід з використанням процесів механоктивації та заморожування” наведено результати хімічних, фізико-хімічних, спектроскопічних, електронно-мікроскопічних, мікробіологічних, досліджень, які є науковою основою для розробки безвідхідної технології отримання консервованих функціональних антоціанових добавок із ягід ЧГ і ЧС.

Головним у даній роботі було зберегти антоціанові барвні речовини і L-аскор-бінову кислоту. Відомо, що це найлабільніші речовини ягід за умов впливу різних чинників (температури, рН-середовища, кисню та ін.) під час їх переробки та консервування. Їх втрати можуть складати від 20 до 80 %. Нова безвідхідна технологія одержання порошків із ЧС і ЧГ відрізняється від традиційних використанням швидкого заморожування із застосуванням газоподібного азоту, сублімаційного сушіння і дрібнодисперсного подрібнення без застосування холоду. Показано, що перед сушінням ягід при їх подрібненні відбуваються істотні втрати БАР - відбувається ферментативне окислення фенольних сполук (25,2…29,8%) та утворюються темнозабарвлені речовини невідомої природи (25,1…40,3%). Тому, якщо не інактувати окислювальні ферменти перед сушінням, це може призвести до значних втрат барвних речовин. Проблему інактивації ферментів було вирішено шляхом швидкого заморожування. У зв'язку з цим, у задачу даної роботи входило вивчити можливість використання заморожування ЧГ та ЧС з різними швидкостями для збереження барвних речовин та вітамінів перед сушінням.

Проведені дослідження щодо виявлення впливу різних швидкостей заморожування (0,20 С/хв, 2...50 С/хв) до температури мінус 300 С із застосуванням газоподібного азоту на збереження БАР. Як контроль використовували традиційне заморожування в морозильній камері протягом 12 годин до мінус 180 С. Показано, що за умов традиційного заморожування L-аскорбінова кислота зберігається до 58...60 %, під час заморожування зі швидкістю 0,20 С/хв зберігається на 80...85 %, а під час заморожування зі швидкістю 2...50 С/хв зберігається на 99…100 %. Антоціани зберігаються аналогічно: за умов повільного традиційного заморожування на 62...65 %, під час заморожування зі швидкістю 0,20 С/хв на 85...88 %, при заморожуванні зі швидкістю 2...50 С/хв на 95…100 % (рис. 2).

Рис. 1 Програма теоретичних та експериментальних досліджень

Таким чином, встановлено, що заморожування ягід зі швидкістю 2...50 С/хв із застосуванням газоподібного азоту до температури мінус 300 С перед сублімаційним сушінням сприяє повному збереженню антоціанових барвних речовин і L-аскорбінової кислоти.

Паралельно досліджували вплив різних швидкостей заморожування з використанням газоподібного азоту та сублімаційного сушіння на кількість мікроорганізмів ягід ЧС і ЧГ та їх ультраструктуру. Таких даних мало та вони мають суперечливий характер. Показано, що процес СС мав більш значну ушкоджуючу дію на мікроорганізми, ніж процес заморожування. Так, під час заморожування ЧГ і ЧС за зазначених швидкостей до кінцевої температури мінус 300 С кількість мікроорганізмів знижувалась на 7...11 %, але при цьому спостерігалася тенденція: чим вище швидкість заморожування, тим більше зниження їх кількості. Показано, що СС призводить до більш значного зниження кількості мікроорганізмів на 62...70 %.

Ультраструктурні дослідження за допомогою електронно-мікроскопічного методу заморожування-сколювання показали, що найбільш ушкоджуючим для мікроорганізмів є швидкий режим заморожування (2...50 С/хв) (рис. 3).

У зразках, заморожених з такими швидкостями, а потім висушених за допомогою СС, найчастіше спостерігаються розриви та порушення клітинної стінки, деформація клітинної поверхні. Сублімовані зразки, замороженні з більш повільною швидкістю (0,20 С/хв), мають краще збережену ультраструктуру.

Ці результати дозволяють по-новому уявити механізм зниження мікробного обсіменіння під час заморожування і сублімаційного сушіння із застосуванням газоподібного азоту. Отримані результати були використані під час розробки безвідхідної технології антоціанових добавок із ЧГ та ЧС і ввійшли в нормативну документацію.

У даній роботі було продовжено пошук альтернативних кріогенному методів подрібнення. Дрібнодисперсне подрібнення висушених ягід проводили у вібраційно-кульовому млині, де подрібнюючими робочими органами були кулі з нержавіючої сталі. Подрібнення здійснювали без застосування холоду до розміру часток 5...20 мкм. Відомо, що подрібнення є одним з найважливіших технологічних прийомів для отримання порошкоподібних продуктів. Тому одним з головних моментів у роботі було вивчення впливу дрібнодисперсного подрібнення (без застосування холоду) на формування якості антоціанових добавок з ягід, а саме антоціанові барвні речовини та інші низькомолекулярні фенольні сполуки такі як оксикоричні кислоти, флавонолові глікозиди, катехіни, а також L-аскорбінову кислоту під час розробки безвідхідної технології їх отримання та зберігання. Показано, що дрібнодисперсне подрібнення до розміру часток 5...20 мкм висушених сублімаційним сушінням ЧГ і ЧС призводить до явища активації: більш повного екстрагування БАР (на 20...85 %) залежно від речовини та сировини (рис. 4).

Так, масова частка антоціанових пігментів збільшується на 74...80 %, катехінів - на 70...85 %, флавонолових глікозидів - на 68...75 %, оксикоричних кислот - на 71...80 %, L-аскорбінової кислоти - на 20...32 % порівняно з вихідною сировиною. Це пов'язано, очевидно, з тим, що дрібнодисперсне подрібнення сировини призводить до значного пошкодження тканин і клітин, до більш повного екстрагування БАР і переходу частини БАР зі зв'язаного стану у вільний.

Отримані закономірності було підтверджено методами спектрального аналізу. Під час вивчення спектрів поглинання антоціанів, катехінів, флавонолових глікозидів (рис. 5), показано, що форма спектрів перелічених БАР висушеної та подрібненої сировини однакова, а інтенсивність значно вище в екстрактах дрібнодисперсних порошків (5...20 мкм), що можна пояснити підвищеним вилученням БАР із порошків у розчин (екстракт). Однакова форма спектрів свідчить про те, що під час дрібнодисперсного подрібнення ягід ЧГ і ЧС сублімаційного сушіння зміни перерахованих речовин на молекулярному рівні не відбулися. Таким чином, дрібнодисперсне подрібнення значно поліпшує екстракцію БАР з порошків із ЧГ і ЧС і надає їм нові якісні характеристики.

П р и мі т к а: Максимуми спектрів поглинання для: антоціанів (л=540…550 нм), катехінів (л=270…280 нм) і флавонолових глікозидів (л=340…350 нм). При визначенні спектрів поглинання антоціанів етанолові екстракти були розведені 1:30.

Підвищене вилучення БАР було підтверджено при вивченні ІЧ-спектрів (рис. 6). Показано, що при дрібнодисперсному подрібненні відбувається значне зменшення кількості водневих зв'язків, а також зменшення кількості ОН- груп (в області частот при н = 2500…3645 см-1, н = 3450…3600 см-1, н = 3200…3550 см-1, н = 3590…3650 см-1, н = 2850…3350 см-1), що свідчить про вивільнення низькомолекулярних БАР та барвних речовин із зв'язаного з біополімерами стану та руйнування водневих зв'язків між ними. Отримані методом ІЧ-спектроскопії дані, свідчать про збільшення масової частки фенольних сполук, антоціанових барвних речовин, ненасичених речовин, вільних амінокислот після подрібнення у вібраційно-кульовому млині.

При дрібнодисперсному подрібненні висушених ягід ЧГ і ЧС відбувається зменшення масової частки целюлози (на 10...12 %) і збільшення вмісту продуктів її механічної деструкції - загальних цукрів (на 5,5...6,5 %) порівняно з вихідною сировиною. Паралельно відбувається збільшення масової частки вільних амінокислот і простих пептидів (в 2…2,2 рази), зменшення протопектину (на 5,6...7,1 %) і збільшення розчинного пектину, що свідчить про механодеструкцію білку та протопектину.

Валентні коливання груп, см-1
ОН	NH
3645…2500	3500…3300
CH	S-H
3350…2850	2600…2550
C=O	C-O-
1750…1720	1300…1000
COOH	S=S
1750…1700	550…450
C=N	CH3
1230…1030	1470…1355

Рис. 6 ІЧ-спектри порошкоподібних антоціанових добавок з чорноплідної горобини СС: 1 - порошок з ЧГ (50…350 мкм), 2 - порошок з ЧГ (5…20 мкм)

Четвертий розділ „Розробка технології консервованих функціональних дрібнодисперсних порошкоподібних антоціанових добавок з ягід” присвячений розробці безвідхідної технології функціональних антоціанових добавок з ягід ЧГ і ЧС з використанням процесів механоактивації і заморожування. Паралельно вивчено хімічний склад в порівнянні з аналогами і технологічні показники антоціанових добавок, їх засвоюваність живими організмами, а також виявлено їх антибактеріальні властивості методом біотестування.

На основі експериментальних досліджень розроблено технологію отримання функціональних антоціанових добавок з ЧГ та ЧС (рис. 7). Експериментально визначені та обґрунтовані раціональні режимні параметри технології.

Розроблена технологія від традиційної відрізняється використанням заморожування (із застосуванням газоподібного азоту) з високою швидкістю (2...5є С/хв) до температури мінус 30є С, сублімаційного сушіння за температури -25…-30 С і досушування за температури + 50…+55є С до вмісту вологи в продукті близько 5 % і дрібнодисперсного подрібнення без застосування холоду до розміру часток 5...20 мкм, фасування в газовологонепроникну герметичну упаковку. Така технологія дозволяє не лише повністю зберегти барвні речовини, вітаміни та інші БАР, вона є безвідхідною та дозволяє продукту надати нові споживчі властивості.

Вивчено якість нових антоціанових добавок за органолептичними і фізико-хімічними показниками та вмістом БАР (табл. 1). Так, в 5 г порошку з ЧС міститься добова потреба організму людини в вітаміні С (60 мг) та в порошку з ЧГ (25 мг) - половина добової норми. Їх можна застосовувати в добовому раціоні шляхом введення в різні продукти харчування (компоти, чаї, сиркові десерти, креми тощо). Показано, що порошкоподібні антоціанові добавки з ягід ЧГ і ЧС відрізняються високим вмістом БАР: антоціанових барвних речовин - 14,4...26,4 %, фенольних сполук - 3,25...4,62 %, флавонолових глікозидів - 744... 836 мг у 100 г, катехінів - 896...926 мг у 100 г, дубильних - 1,61…2,46 %, мінеральних речовин - 7,9...8,1 %, високим вмістом L-аскорбінової кислоти - 496,9…1206,7 мг у 100 г. За хімічним складом нові антоціанові добавки перевищують існуючі вітчизняні та закордонні аналоги (в 1,5...4 рази) та мають нижчу ціну (в 1,5...3,5 рази).

Таблиця 1

Вміст біологічно активних та поживних речовин у функціональних антоціанових добавках з чорноплідної горобини і чорної смородини

Масова частка	Функціональні антоціанові добавки
	з ЧГ	з ЧС
Антоціанових барвних речовин, %	26,4±0,3	14,4±0,2
L-аскорбінової кислоти, мг у 100 г	496,9±7,9	1206,7±16,5
Фенольних сполук (за хлорогеновою кислотою), %	4,62±0,18	3,25±0,15
Флавонолових глікозидів (за рутином), мг у 100 г	836±12	744±11
Вільних катехінів (за d-катехіном), мг у 100 г	926±11	896±12
Дубильних речовин (за таніном), %	2,46±0,12	1,61±0,07
Золи, %	7,9±0,1	8,1±0,1
Калію, мг у 100 г	821±12	862±10
Кальцію, мг у 100 г	426±7	519±6
Магнію, мг у 100 г	52,0±0,7	79,0±1,7
Фосфору, мг у 100 г	128,0±1,9	102,0±1,3
Заліза, мг у 100 г	12,0±0,2	11,0±0,1
Загального цукру, %	29,7±0,4	27,4±0,5
Білка, %	5,1±0,1	6,3±0,2
Органічних кислот (за яблучною кислотою), %	2,1±0,3	12,4±0,2
Пектинових речовин, %	6,2±0,2	11,2±0,5
Целюлози, %	8,5±0,4	7,8±0,3

Експрес-методом біотестування вивчено засвоюваність живими організмами (на біотест-системах інфузорій Paramaecium caudatum) розроблених функціональних добавок з ЧГ та ЧС. Показано, що генеративна активність інфузорій з використанням дрібнодисперсних порошкоподібних антоціанових добавок із ЧС і ЧГ (5...20 мкм) майже в 2...3 рази вище порівняно з грубоподрібненими (50…350 мкм), у 3...4 рази вище порівняно зі свіжими ягодами.

Методом біотестування на чистих культурах Bacillus subtilis, Esherichia coli, Altarnaria tenuis і Penicillum chrysogenum було встановлено антибактеріальні та фунгіцидні властивості отриманих антоціанових добавок із ЧГ і ЧС. Показано, що більш високу антибактеріальну та фунгіцидну дію мали антоціанові добавки із ЧГ, що відрізняються більш високим вмістом БАР порівняно з ЧС.

Показано також, що якість нових порошкоподібних антоціанових добавок протягом 12 місяців практично не змінювалась. Так втрати L-аскорбінової кислоти та барвних речовин після 12 місяців зберігання складали 5...6%.

Таким чином, нові консервовані функціональні антоціанові добавки із ЧГ і ЧС є вітамінними комплексами та концентратами натуральних барвних речовин і можуть бути використані як БАД та барвники в різних функціональних оздоровчих продуктах харчування для підвищення імунітету.

У п'ятому розділі „Використання функціональних антоціанових добавок з ягід у комплексі з фітодобавками з пряно-ароматичної рослинної сировини в продуктах харчування” наведено результати використання нових антоціанових добавок із ЧГ і ЧС у комплексі з фітодобавками (ФД) із пряно-ароматичної рослинної сировини (коріандру, розмарину, чебрецю, меліси, кореня цикорію) у формі порошків та екстрактів під час створення продуктів оздоровчого харчування. Вивчено вміст БАР в фітодобавках з пряно-ароматичної рослинної сировини (ПАРС) та встановлено їх антиоксидантну активність.

Науково обґрунтовано та розроблено рецептури вітамінізованих продуктів швидкого приготування з використанням нових антоціанових добавок з ЧГ і ЧС та ФД з ПАРС: порошкоподібні напої, молочні суміші для напоїв, вітамінні киселі, а також сиркові десерти. Показано, що нові вітамінізовані продукти швидкого приготування відрізняються високим вмістом вітаміну С, фенольних сполук, антоціанових барвних речовин і мають потенційну імуномодулюючу дію (табл. 2).

Таблиця 2

Хімічний склад нових вітамінізованих продуктів швидкого приготування

Назва продукту	Масова частка
	вологи, %	цукру, %	орга-нічних кислот, %	вітаміну С, мг/100 г	фенольних сполук (за хлоро-геновою к-тою), мг/100 г	антоціа-нових барвних речовин, %	дубильних речовин, мг/ 100 г
Порошкоподібні напої
«Рубін»	3,20±0,06	63,9±1,5	4,10±0,08	294,7±5,7	1427,5±27,6	6,82±0,12	904,8±17,4
«Зоряний»	3,70±0,07	74,9±1,4	3,80±0,05	221,6±4,4	894,6±18,2	2,80±0,06	538,5±10,3
Сухі молочні суміші для напоїв
«Ягідка»	2,80±0,06	63,1±1,4	0,32±0,01	42,6±1,2	437,5±10,4	2,40±0,06	263,2±7,4
«Вітамоліс»	2,72±0,04	64,4±1,5	1,90±0,06	108,9±2,2	465,8±12,0	2,12±0,06	271,4±8,1
«Мілкофрут»	3,04±0,06	62,8±1,3	1,14±0,04	92,3±1,9	379,5±11,1	1,80±0,04	214,7±5,6
Сухі вітамінні киселі
«Південний»	6,10±0,12	40,5±0,7	4,40±0,06	291,5±5,6	1411,3±27,4	6,60±0,13	891,3±17,2
«Ласунка»	6,30±0,14	51,0±0,8	3,70±0,04	232,4±4,5	885,2±16,2	2,70±0,04	546,7±10,8

Нові вітамінізовані продукти мають оригінальний смак та аромат. Спосіб споживання цих продуктів швидкого приготування: 25...30 г (залежно від виду продукту) розчинити в 200 мл кип'ячої води. Показано, що в 1 стакані (200 мл) відновлених
молочних напоїв міститься третина добової норми аскорбінової кислоти (11...28 мг), а в відновлених напоях та в киселях - близько добової потреби у вітаміні С (55...87 мг).

Крім того, було розроблено комбіновані молочно-рослинні продукти - функціональні сиркові десерти “Смородинка”, “Горобинка” з використанням нових порошкоподібних антоціанових добавок і фітодобавок з ПАРС в формі екстрактів. Нові вітамінізовані сиркові десерти відрізняються від традиційних високим вмістом вітаміну С і фенольних сполук та зберігаються в 2 рази краще ніж традиційний продукт.

У шостому розділі “Впровадження результатів досліджень у практику, їх соціальна та економічна ефективність” наведено дані про практичну реалізацію роботи, її соціальну та економічну ефективність, про розробку нормативної документації (ТУ, ТІ), про проведення медико-біологічних досліджень та клінічних випробувань, про апробацію нової технології в промислових умовах.

ВИСНОВКИ

1. На підставі проведених теоретичних і експериментальних досліджень науково обґрунтовано та розроблено новий спосіб консервування з використанням швидкого заморожування із застосуванням газоподібного азоту перед сушінням, процесів механоактівації - дрібнодисперсного подрібнення (без застосування холоду) - альтернативного кріогенному як способів високого ступеня збереження вітамінів, антоціанових барвних речовин та інших БАР вихідної сировини при отриманні антоціанових добавок з ягід ЧГ і ЧС у формі дрібнодисперсних порошків.

2. Встановлено, що заморожування ягід перед сублімаційним сушінням зі швидкістю 2...50 С/хв із застосуванням газоподібного азоту до температури мінус 300 С сприяє повному збереженню антоціанових барвних речовин і L-аскорбінової кислоти, при традиційному заморожуванні втрати БАР складають 40...42 %.

3. Встановлено закономірності впливу сублімаційного сушіння заморожених з різними швидкостями перед сушінням (0,20 С/хв, 2...50 С/хв) ягід ЧГ та ЧС до кінцевої температури мінус 300 С та заморожування ягід на мікроорганізми ЧГ і ЧС. Показано, що процес сублімаційного сушіння спричиняв більш значну ушкоджуючу дію на мікроорганізми (зниження кількості мікроорганізмів складало 62…70 %), ніж процес заморожування (зниження кількості мікроорганізмів складало 7...11 %). За даними електронно-мікроскопічних досліджень найбільш ушкоджуючим для мікроорганізмів є швидкий режим охолодження (2...50 С/хв) перед СС, ніж повільний (0,20 С/хв).

4. Встановлено, що процес дрібнодисперсного подрібнення супроводжується процесами механодеструкції та активації, що призводить не тільки до повного зберігання БАР, але й до їх більш повного вилучення із сировини. Так, масова частка антоціанових пігментів у порошках збільшується на 74...80 %, катехінів - на 70...85 %, флавонолових глікозидів - на 68...75 %, оксикоричних кислот - на 71...80 %, аскорбінової кислоти - на 20...32 % порівняно з вихідною сировиною та розкрито механізм цього процесу.

5. Показано, що форма спектрів поглинання та спектрів флуоресценції низькомолекулярних фенольних сполук (антоціанів, катехінів, флавонолових глікозидів) висушеної сировини та подрібненої однакова, а інтенсивність значно вище в екстрактах дрібнодисперсних порошків з ягід ЧГ та ЧС (розмір часток 5...20 мкм), що свідчить про підвищене вилучення БАР з порошків у розчин.

6. Показано, що порівняно з вихідною сировиною під час дрібнодисперсного подрібнення ЧС і ЧГ сублімаційного сушіння відбувається зменшення масової частки целюлози (на 10...12 %) і збільшення вмісту продуктів її механічної деструкції - загальних цукрів (на 5,5...6,5 %). Паралельно відбувається збільшення масової частки вільних амінокислот і простих пептидів на 98…120 %, а також зменшення протопектину (на 5,6...7,1 %) і збільшення розчинного пектину.

7. Розроблено безвідхідну технологію консервованих дрібнодисперсних порошкоподібних функціональних добавок з розміром часток в 10-15 разів менше порівняно з традиційними порошками, яка від загальноприйнятих відрізняється використанням швидкого заморожування перед сушінням із застосуванням газоподібного азоту та процесів механоактивації - дрібнодисперсного подрібнення (без застосування холоду) - альтернативного кріогенному, що дозволяють не лише зберегти всі БАР, але й сприяють їх більш повному вилученню із сировини. Експериментально визначені та обґрунтовані раціональні режимні параметри технології.

8. Показано, що отримані за новою технологією консервовані антоціанові добавки з ЧГ і ЧС, є складними багатокомпонентними системами з високою барвною здатністю і відрізняються високим вмістом БАР: особливо антоціанових барвних речовин - 14,4...26,4 %, L-аскорбінової кислоти - 496,9…1206,7 мг у 100 г, а також низькомолекулярних фенольних сполук, дубильних, пектинових, мінеральних речовин і цукрів; за хімічним складом нові антоціанові добавки з ягід перевершують відомі закордонні аналоги; виявлені їх антибактеріальні та фунгіцидні властивості на біотестсистемах мікроорганізмів та грибів. Експрес-методом біотестування показано, що дрібнодисперсні порошки з ЧС і ЧГ порівняно з традиційно грубоподрібненими свіжими ягодами і порошками знаходяться в більш легкозасвоюваній формі (у 2...3 рази вище). Вони зберігають свою якість протягом 12 місяців

9. Розроблено рецептури та технологічні схеми вітамінізованих продуктів швидкого приготування і сиркових десертів з використанням антоціанових добавок з ягід ЧГ і ЧС у поєднанні з фітодобавками з пряно-ароматичної рослинної сировини. Розроблено та затверджено нормативну документацію на «Барвники-наповнювачі з чорноплідної горобини і чорної смородини» (ТУУ 15.3-01566330-143-2003). Проведені медико-біологічні дослідження та клінічні випробування нових антоціанових добавок, проведено апробацію нової технології у виробничих умовах в НВФ «ФІпар», НВП «Кріас-1», ЗАТ «Фіторія» (м. Харків), ДП «Імпульс» (м. Переяслав-Хмельницький), а також продуктів оздоровчого харчування з їх використанням в ЗАТ «Фіторія» (м. Харків). Економічний ефект від впровадження 1 т порошкоподібних антоціанових добавок з чорноплідної горобини і чорної смородини складе 8,277 тис. грн. і 12,367 тис. грн. відповідно (у цінах на 12.2007 р.).

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Новые технологии антоциановых добавок / [Павлюк Р. Ю., Яницкий В. В., Крячко Т. В. и др.] / Серия «Новое в технологии консервирования»- Харьков : ХГУПТ, 2008. - 261 с.

2. Вплив процесів подрібнення на зберігання барвних та біологічно активних речовин для отримання БАД із чорноплідної горобини / [Р. Ю. Павлюк, Т. В. Крячко, Л. О. Чуйко та ін.] // Прогресивні ресурсозберігаючі технології та їх економічне обґрунтування у підприємствах харчування. Економічні проблеми торгівлі: Зб. наук. пр. : у 2-х ч. / ХДУХТ - Харків, 2003. - Ч. 1. - С. 99 - 104.

3. Вплив заморожування та сублімаційного вакуумного сушіння на мікроорганізми в технології БАД із чорноплідної горобини та чорної смородини / [Р. Ю. Павлюк, Т. В. Крячко, Л. М. Соколова та ін.] // Прогресивні ресурсозберігаючі технології та їх економічне обґрунтування у підприємствах харчування. Економічні проблеми торгівлі: Зб. наук. пр. : у 2-х ч. / ХДУХТ - Харків, 2004. - Ч. 1. - С. 145 - 153.

4. Исследование влияния приема витаминных БАД из ягод и каротинсодержащих овощей на показатели иммунитета / [Л. И. Симонова, В. В. Погарская, Т. В. Крячко и др.] // Вісник НТУ «ХПІ»: Зб. наук. пр. - Тематичний випуск «Нові рішення в сучасних технологіях». - Харків, 2004. - № 47 - С. 122 - 126.

5. Влияние мелкодисперсного измельчения на антоцианово-фенольный комплекс ягод при получении БАД по безотходной технологи / [Р. Ю. Павлюк, Л. М. Соколова, Т. В. Крячко и др.] // Науковий вісник ПУСКУ. - Серія «Технічні науки». - Полтава, 2004. - Вип. 4. - № 2 (13). - С. 128 - 132.

6. Вплив дрібнодисперсного подрібнення на біополімери при отриманні БАД із натуральних вітаміноносіїв та їх засвоюваність / [Р. Ю. Павлюк, Л. М. Соколова, Т. В. Крячко та ін.] // Вісник НТУ «ХПІ»: Зб. наук. пр. - Тематичний випуск «Нові рішення в сучасних технологіях». - Харків, 2005. - № 43. - С. 101 - 105.

7. Павлюк Р. Ю. Нові вітамінні БАД-барвники із ягід / Р. Ю. Павлюк, Л. М. Соколова, Т. В. Крячко // Прогресивні техніка і технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі: Зб. наук. пр. / ХДУХТ - Харків, 2005. - Вип. 2. - С. 109 - 115.

8. Крячко Т. В. Особливості хімічного складу дрібнодисперсних порошкоподібних БАД-барвників із ягід, отриманих за безвідхідною технологією / Т. В. Крячко // Прогресивні техніка і технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі: Зб. наук. пр. / ХДУХТ - Харків, 2005. - Вип. 2. - С. 159 - 164.

9. Павлюк Р. Ю. Вплив дрібнодисперсного подрібнення на антоціановий пігментний комплекс порошкоподібних барвників-БАД з ягід / Р. Ю. Павлюк, Л. М. Соколова, Т. В. Крячко // Наукові праці ОНАХТ. - Одеса, 2006. - Вип. 28. - Т. 1. - С. 156 - 159.

10. Павлюк Р. Ю. Вплив різних швидкостей заморожування ягід на збереження антоцианів та L-аскорбінової кислоти / Р. Ю. Павлюк, Л. М. Соколова, Т. В. Крячко // Прогресивні техніка та технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі: Зб. наук. пр. / ХДУХТ - Харків, 2006. - Вип. 2 (4). - С.42 - 47.

11. Павлюк Р. Ю. Вивчення антибактеріальних властивостей вітамінних функціональних консервованих БАД-барвників з ягід / Р. Ю. Павлюк, Т. В. Крячко, С. С. Стоєв // Прогресивні техніка та технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі: Зб. наук. пр. / ХДУХТ - Харків, 2006. - Вип. 2 (4). - С. 57 - 61

12. Безотходная технология получения порошкообразных витаминных БАД из ягод / [Р. Ю. Павлюк, Т. В. Крячко, Л. А. Чуйко и др.] // Наука і соціальні проблеми суспільства: медицина, фармація, біотехнологія : III Міжнар. наук.-практ. конф. - Харків, 2003. - Ч. II - С. 274.

13. Новые антиоксидантные добавки из лекарственного и пряно-ароматического растительного сырья / [В. В. Погарская, О. Г.Аида, Т. В. Крячко и др.] // Наука і соціальні проблеми суспільства: медицина, фармація, біотехнологія : III Міжнар. наук.-практ. конф. - Харків, 2003. - Ч. II - С. 280.

14. Розробка безвідхідної технології отримання мультивітамінних дрібнодисперсних порошкоподібних БАД із чорноплідної горобини та чорної смородини / [Р. Ю. Павлюк, В. В. Яницький, Т. В. Крячко та ін.] // Управлінські та технологічні аспекти розвитку підприємств харчування та торгівлі : Міжнар. наук.-практ. конф. - Харків, 2003. - С. 157 - 159.

15. Нова безвідхідна технологія отримання мультивітамінних порошкоподібних БАД із чорноплідної горобини та сиркових виробів на їх основі / [Р. Ю. Павлюк, Т. В. Крячко, В. В. Яницький та ін.] // Розроблення та виробництво продуктів функціонального харчування, інноваційних технології та конструювавння обладнання для перероблення сільгоспсировини, культура харчування населення України : Міжнар. наук.-практ. конф. - Київ, 2004. - № 15. - С. 57 - 58.

16. Разработка безотходной холодильной технологии мелкодисперсных порошкообразных красителей-БАД из ягод / [Р. Ю. Павлюк, Г. И. Максименко, Т. В. Крячко и др.] // Сучасні проблеми холодильної техніки і технології : 4-а Міжнар. наук.-техніч. конф. - Одеса, 2005. - С. 111-113.

17. Влияние мелкодисперсного измельчения на антоциановый пигментный комплекс порошкообразных красителей-БАД из ягод / [Р. Ю. Павлюк, Т. В. Крячко, Л. М. Соколова и др.] // Харчові технології - 2005 : Міжнар. наук.-практич. конф. - Одеса, 2005. - С. 17.

18. Новые технологии функциональных консервированных оздоровительных добавок - антоциановых красителей из натуральных витаминоносителей / [Р. Ю. Павлюк, Т. В. Крячко, Л. М. Соколова и др.] // Наука і соціальні проблеми суспільства: харчування, екологія, демографія: IV Міжнар. наук.-практич. конф. : матеріали у 2-х ч. - Харків, 2006. - Ч. 1 - С. 330-332.

19. Стабілізація та зберігання антоціанів та L-аскорбінової кислоти при переробці ягід / [Р. Ю. Павлюк, В. В. Яницький, Т. В. Крячко та ін.] // Харчові технології - 2006 : II Міжнар. наук.-практ. конф. - Одеса, 2006. - С. 54.

20. Функціональні оздоровчі молочні продукти з використанням вітамінних БАД із ягід імуномодулюючої дії / [Р. Ю. Павлюк, В. В. Яницький, Т. В. Крячко та ін.] // Харчові технології - 2006 : II Міжнар. наук.-практ. конф. - Одеса, 2006. - С. 100.

21. Павлюк Р. Ю. Вітамінізовані функціональні продукти швидкого приготування з використанням рослинних БАД / Р. Ю. Павлюк, Т. В. Крячко, В. В. Яницький // Стратегічні напрямки розвитку підприємств харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі : Міжнар. наук.-практ. конф. : тези у 2-х ч. - Харків, 2007. - Ч. 1. - С. 131 - 132

22. Новые функциональные консервированные натуральные красители-БАД / [Р. Ю. Павлюк, Т. В. Крячко, В. В. Яницкий и др.] // Стратегічні напрямки розвитку підприємств харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі : Міжнар. наук.-практ. конф. : тези у 2-х ч. - Харків, 2007. - Ч. 1. - С. 125-126.

23. Павлюк Р. Ю. Вплив високих швидкостей заморожування та сублімаційного сушіння на вегетативні форми мікроорганізмів ягід / Р. Ю. Павлюк, В. В. Яницький, Т. В. Крячко // Сучасні проблеми холодильної техніки і технології : VI Наук.-техн. конф. - Одеса, 2007. - С. 111-112.

Особистий внесок:

1) проведення літературного пошуку та експериментальних досліджень, обробка, обґрунтування та узагальнення отриманих результатів, підготовка матеріалів до друку [1, 3, 11, 19, 23];

2) участь у експериментальних дослідженнях, узагальнення та систематизація отриманих даних, підготовка матеріалів до друку [2, 4-10, 12-18, 20-22].

Анотація

порошкоподібний антоціановий добавка механоктивація

Крячко Т.В. Розробка технології функціональних антоціанових добавок з використанням процесів механоактивації та заморожування - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18. 13 - технологія консервованих та охолоджених харчових продуктів. - Одеська національна академія харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Одеса, 2009.

Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню та розробці нового способу консервування і технології виробництва і зберігання консервованих дрібнодисперсних порошкоподібних функціональних антоціанових добавок з ЧГ і ЧС, а також їх використанню під час виготовлення вітамінізованих продуктів оздоровчого харчування. Показано можливість та доцільність використання швидкого заморожування із застосуванням газоподібного азоту перед сушінням, процесів механоактивації - дрібнодисперсного подрібнення (без застосування холоду) - альтернативного кріогенному як способів високого ступеня збереження вітамінів, антоціанових барвних речовин та інших БАР вихідної сировини при отриманні консервованих продуктів - функціональних дрібнодисперсних порошкоподібних антоціанових добавок з ягід ЧГ та ЧС і розроблено безвідхідну технологію їх отримання, що дозволяє не тільки зберегти всі БАР, але й сприяє їх більш повному вилученню з сировини.

Розроблено технологію антоціанових добавок з ягід ЧГ та ЧС із використанням процесів механоактивації та заморожування. Експериментально визначені та обґрунтовані раціональні режимні параметри технології. Вивчено якість антоціанових добавок в процесі виробництва та зберігання. Розроблено рецептури і технологічні схеми вітамінізованих сиркових десертів і продуктів швидкого приготування з використанням антоціанових добавок з ягід у комплексі з фітодобавками із ПАРС, що мають імуномодулюючу дію. Розроблено та затверджено нормативну документацію на антоціанові добавки з ягід, проведено їх медико-біологічні дослідження та клінічні випробування та апробацію нової технології в промислових умовах.

Ключові слова: дрібнодисперсні порошки, антоціанові добавки, чорноплідна горобина, чорна смородина, антоціани.

Аннотация

Крячко Т.В. Разработка технологии функциональных антоциановых добавок с использованием процессов механоактивации и замораживания. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.18.13 - технология консервированных и охлажденных пищевых продуктов. - Одесская национальная академия пищевых технологий Министерства образования и науки Украины, Одесса, 2009.

Диссертация посвящена научному обоснованию разработки технологии изготовления и хранения консервированных мелкодисперсных порошкообразных функциональных антоциановых добавок из черноплодной рябины (ЧР) и черной смородины (ЧС), а также их использования при изготовлении витаминизированных продуктов оздоровительного питания. Показано возможность и целесообразность использования быстрого замораживания с применением газообразного азота перед сушкой, процессов механоактивации - мелкодисперсного измельчения (без применения холода) - альтернативного криогенному как способов высокой степени сохранности витаминов, антоциановых красящих веществ и других БАВ исходного сырья при получении консервированных продуктов - функциональных мелкодисперсных порошкообразных антоциановых добавок из ягод ЧР и ЧС и разработана безотходная технология их получения, которая позволяет не только сохранить все БАВ, но и способствует их более полному извлечению из сырья.

Установлено, что замораживание с высокой скоростью 2…50 С/мин c применением газообразного азота до конечной температуры минус 300 С способствует стабилизации и полной сохранности антоциановых красящих веществ и L-аскорбиновой кислоты перед сушкой, при традиционном замораживании (с медленными скоростями) потери составляют 40…42 %.

Впервые при помощи электронной микроскопии показано, что процесс сублимационной сушки оказывал более значительное повреждающее действие на ультраструктуру вегетативных форм микроорганизмов Чр и ЧС (снижение количества микроорганизмов составляло 62…70 %), чем процесс замораживания перед сушкой (со скоростью 0,2 и 2…50 С/мин) (снижение количества микроорганизмов составляло 7…11 %). Причем наблюдалась тенденция, чем выше скорость замораживания, тем больше снижение количества микроорганизмов.

Впервые установлено, что комплексное использование быстрого замораживания для инактивации окислительных ферментов сырья перед сушкой, сублимационной сушки и процессов механоактивации - мелкодисперсного измельчения (без применения холода) ЧР и ЧС позволяет разработать новый способ консервирования мелкодисперсных функциональных добавок из ягод, который дает возможность не только сохранить все красящие вещества, витамины, но и приводит к более полному их извлечению из сырья в сравнении с традиционными методами (на 20…85 % больше в сравнении с исходным сырьем), то есть позволяет более полно использовать биологический потенциал сырья.

Показано, что антоциановые добавки из черноплодной рябины и черной смородины, полученные по новой безотходной технологии, по химическому составу превосходят отечественные и импортные аналоги и усваиваются живыми организмами в 2 раза лучше, и по размеру частиц в 10…15 раз мельче, чем порошки, полученные традиционным методом помола.

Разработано технологию антоциановых добавок из ягод ЧР и ЧС с использованием процессов механоактивации и замораживания. Экспериментально определены и обоснованы рациональные режимные параметры технологии. Изучено качество антоциановых добавок в процессе производства и хранения. Разработано рецептуры и технологические схемы витаминизированных творожных десертов и продуктов быстрого приготовления с использованием антоциановых добавок из ягод в комплексе с фитодобавками из ПАРС с иммуномодулирующим действием. Показано, что новые витаминизированные продукты отличаются высоким содержанием таких БАВ, как аскорбиновая кислота, атоциановые красящие вещества, фенольные соединения с Р-витаминной активностью и др.

Разработана и утверждена нормативная документация на «Красители-наполнители порошкообразные из черноплодной рябины и черной смородины» (ТУУ 15.3-01566330-143-2003). Проведена апробация новых технологий в производственных условиях в НПФ «ФИпар», ЗАО «Фитория», НПП «Криас-1» (г. Харьков), ГП «Импульс» (г. Переяслав-Хмельницкий). Проведены медико-биологические исследования и клинические испытания новых антоциановых добавок в Институте медицинской радиологии АМН Украины им. С.П. Григорьева. Экономический эффект от внедрения 1 т порошкообразных антоциановых добавок из черноплодной рябины составит 8,28 тыс. грн, черной смородины - 12,37 тыс. грн (в ценах на 12.2007 г).

...