Инновационная технология производства сухих пищевых добавок из ягод черной смородины

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СУХИХ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК ИЗ ЯГОД ЧЕРНОЙ СМОРОДИНЫ

УДК664.620.118:006

М.Э. АХМЕДОВ, д-р техн. наук, профессор

З.А. ЯРАЛИЕВА, соискатель

М.Д. МУКАИЛОВ, д-р техн. наук, профессор

Аннотация

Применение натуральных пищевых добавок и ингредиентов позволяет придать готовым продуктам привлекательный внешний вид, нежность, сочность, вкус и аромат.

В работе основное внимания уделено разработке добавок на основе местного ягодного сырья.

Обеспечение перерабатывающих предприятий сырьем растительного происхождения, выращенного в частных фермерских хозяйствах, а также дикорастущим сырьем является важной проблемой для пищевой промышленности Республики Дагестан.

В целях обеспечения населения полноценными сбалансированными продуктами питания необходимо использовать не только традиционное сырье, но и различные дикорастущие культуры, обладающие высокой пищевой ценностью и биологической активностью.

Посвоим природным и климатическим условия Республика Дагестан является уникальным регионом. Здесь произрастает ряд культур, не встречающихся больше нигде в России.

Целью исследований является разработка технологии получения сухих натуральных пищевых добавок из ягод, выращиваемых в предгорных районах Дагестана.

Annotation: Natural food additives make dishes look more appeling and give the delicious taste. The article deals with the production of food additives from the local berry raw material. The main task for Dagestan food industry is to provide local processing companies with raw materials of plant origin as well as with the wild plants. To provide the population of the republic with footstuff it is necessary to use traditional raw material alongside with wild crops as they have high nutritional value and biological activity. Thanks to its natural and climatic conditions Dagestan can be called region. Many rare plant species can be found there. The aim of the research is the development of technology aimed at production of natural dry food additives.

Ключевые слова. Пищевые добавки, ягоды, сушка, черная смородина.

Keywords: food additives, berries, drying, black currant.

пищевая добавка ягода растительное сырье

Дикорастущие плоды и ягоды имеют большое значение для населения многих регионов, и наряду с увеличением объема производства и расширением ассортимента культурных плодов являются существенным резервом в продовольственном балансе страны. Многие дикорастущие растения являются одновременно пищевыми и лечебными продуктами. Известно, что химизация сельскохозяйственного производства имеет свои отрицательные стороны. Дикорастущие же плоды и ягоды, к счастью, являют собой естественный продукт природы, дарованный нам в ходе многовекового эволюционного развития. Многие дикорастущие плоды и ягоды не уступают своим культурным сородичам, являясь важным источником витаминов, микроэлементов и других ценных питательных веществ.

По многим показателям пищевой ценности дикорастущие плоды и ягоды превосходят культурные сорта. Вместе с тем одни и те же виды существенно различаются, особенно по витаминности, в зависимости от районов произрастания. Различные экологические условия (свет, тепло, влага, состав почвы) по-разному влияют на их состав. Во влажных и прохладных районах содержание углеводов больше, а белков меньше по сравнению с теми же видами, растущими в сухих и теплых районах. Вкусовые качества плодов зависят, главным образом, от соотношения сахаров и кислот. В связи с географическим положением растений содержание этих компонентов изменяется в противоположных направлениях, то есть в плодах, произрастающих на юге, сахаристость выше, чем в тех же плодах из более северных районов. Наибольшую изменьчивость химического состава имеет земляника, менее изменчивы - черника, смородина, малина, которые в диком виде растут почти на всей территории страны.

Поэтому, для сохранения отмеченных полезных свойств исходного сырья, при выборе технологий производства быстро восстанавливаемых плодоовощных порошков высокого качества, требует применения щадящей технологии, соблюдения мягких режимов тепловой обработки и измельчения [1].

Поскольку основными компонентами плодов и ягод являются углеводы и органические кислоты, при сушке образующие вязкую клейкую, гигроскопическую и термопластичную по своим свойствам массу, из них трудно получить быстровосстанавливающийся порошок. Вкус и цвет восстановленных из порошков продуктов будут неудовлетворительны, если не будут обеспечены благоприятные для данного вида сырья условия сушки и измельчения.

Серьезной проблемой является также и сохранение аромата. Компоненты, создающие аромат, либо обладают большей летучестью, чем вода, либо образуют с нею азеотропную (нераздельнокипящую) смесь, испаряясь одновременно в процессе сушки.

Высококачественные быстро восстанавливаемые плодово-ягодные порошки можно вырабатывать с применением различных технологий, которые отличаются аппаратурным оформлением, способами энергоподвода, методами подготовки сырья и режимами сушки.

Неизбежным процессом при производстве плодоовощных порошков является тепловое воздействие на исходное сырьё во время сушки и измельчения сушёного продукта. Для получения порошков высокого качества это воздействие на всех этапах производства должно быть минимальным. Криоизмельчение термопластичных плодоовощных порошков позволяет снизить энергозатраты по сравнению с другими способами диспергирования и даёт возможность получать порошки заданного гранулометрического состава практически без повторного помола.

Поэтому чрезвычайно актуальна разработка технологии, предусматривающей сушку плодов и ягод при щадящих режимах, которые обеспечивают максимальное сохранение витаминов, ароматических соединений, других лабильных веществ и измельчение сушёных продуктов в среде жидкого азота, что исключает их нагревание за счёт трения.

Отсутствие отечественного технологического оборудования [2], предназначенного для получения плодово-ягодных порошков пищевого назначения, обусловило необходимость разработки исходных требований на устройства для солнечной сушки и криоизмельчения сушёного продукта, способов и режимов подготовки плодов и ягод к сушке, изучения свойств плодово-ягодных порошков, особенностей их использования.

Основной целью проведённых исследований являлась разработка технологии производства тонкодисперсных быстро восстанавливаемых ягодных порошков и технологических приёмов их использования в качестве компонентов или основы для изготовления готовых пищевых продуктов с использованием двухэтапной сушки с применением глубокого вакуума.

Сушильная камера представляет собой горизонтально расположенный цилиндрический корпус, установленный на опорной раме. Передняя торцевая стенка корпуса выполнена в виде открывающейся и герметически закрывающейся круглой двери. С внутренней стороны, в нижней части корпуса, закреплены рельсы, по которым в камеру закатывают, а затем выкатывают тележки с установленными на них в виде этажерки противнями. По боковым сторонам внутри корпуса расположены электронагревательные элементы, в щелевидные зазоры между которыми попадают края противней. Внутренняя полость сушильной камеры с помощью трубопроводов соединена с вакуум-насосом и конденсатором.

Через определённый промежуток времени включается вакуум-насосный агрегат и продолжается сушка под вакуумом до достижения требуемой конечной влажности высушиваемого продукта. Температурный режим и продолжительность сушки и вакуумирования подбираются экспериментальным путём для каждого вида исходного сырья. Температура нагрева регулируется с пульта управления.

По окончании процесса сушки выключаются электронагреватели и вакуум-насосный агрегат. Постепенно доводят давление в камере до атмосферного путём открытия специального крана, соединяющего внутреннюю полость сушильной камеры с атмосферой.

Процесс вакуумной сушки удобнее всего контролировать по изменению абсолютной влажности сушимого сырья. Начальная абсолютная влажность у различных видов плодов и овощей находится в широких пределах - от 1500 до 700%.

Температура продукта в период потери влаги до уровня 100% абсолютной влажности практически остается постоянной и определяется давлением в камере. На первом этапе сушки из продукта удаляется около 90% содержащейся в нём влаги и при этом температура продукта приблизительно равна 50-60 °C.

Второй этап сушки начинается при абсолютной влажности ниже 100%. Абсолютная влажность на втором этапе сушки скачкообразно уменьшается, что сопровождается резким повышением температуры сушимого продукта при неизменном режиме нагрева. Поэтому на втором этапе сушки, температуру в камере необходимо снизить до безопасного уровня - не более 60 °C.

Очевидно, что чем выше температура в камере, тем больше тепловой поток на испаряющую поверхность продукта и, соответственно, выше скорость испарения. Если скорость выноса влаги будет меньше скорости испарения, то тепловой поток будет частично расходоваться на нагрев поверхностных слоев продукта, которые будут перегреваться, запекаться, карамелизоваться, из-за чего будет замедляться скорость испарения.

Как только поверхностные слои продукта начинают перегреваться, необходимо уменьшить тепловой поток, то есть отключить ТЭНы. При этом поверхностные слои продукта за счёт испарения охлаждаются до равновесной температуры, вынос влаги на поверхность восстанавливается и ТЭНы можно включить. Так, в импульсном режиме, включая и выключая ТЭНы, можно без механического воздействия обеспечить равномерную сушку продукта на первом этапе сушки.

Второй этап ведут при температуре 50-60 °C. В качестве датчика для контроля температуры продукта целесообразно использовать радиационный термометр (пирометр), который позволяет измерять температуру поверхности сушимого продукта.

Большое значение для ведения процесса вакуумной сушки имеют условия работы конденсатора водяных паров. Откачиваемая из камеры паровоздушная смесь поступает в конденсатор, который должен обеспечивать 100% конденсацию паров воды. В этом случае вакуумный насос будет откачивать только воздух, то есть работать в максимально благоприятном режиме.

Учитывая, что электровакуумная сушилка расходует большое количество электроэнергии, оптимальные значения вакуума и экономичный режим работы конденсатора позволят оптимизировать удельные энергозатраты.

Противни с высушенным материалом передают на следующую технологическую операцию - измельчение в криогенной мельнице.

Важной технологической задачей при производстве криопорошков является снижение уровня микробиологической обсеменённости высушенных пищевых добавок является. Традиционные методы, основанные на применении радиационных методов стерилизации, ионизирующего излучения (рентгеновское, гамма-излучение) не дают удовлетворительных результатов, поскольку вызывают глубокие объёмные, часто вредные модификации химической структуры обрабатываемых объектов. Термические методы неизбежно приводят к частичной термодеструкции пищевых продуктов, снижая их потребительские свойства.

Новизной предлагаемой технологии является также применение эффективной технологии дезинфекции сыпучих пищевых продуктов с использованием криогенной обработки в среде жидкого азота. В последние годы в связи с усилением мировых нормативных требований к качеству пищевых продуктов, и в первую очередь, по микробиологическим показателям, работы в этом направлении значительно активизировались.

Усреднённые результаты опытов по изучению эффективности криогенного обеззараживания на тест-объекте ягодах черной смородины, контаминированных грибами рода Aspergillus, представлены в таблице 1.

Как видно из данных таблицы, при соответствующем выборе режима криогенной обработки позволяет осуществить глубокое обеззараживание сыпучих продуктов: после шести минут облучения крупной фракции ягод черной смородины и мелкодисперсной (~50 мкм), общая микробиологическая обсеменённость уменьшалась на 3-4 порядка.

Таблица 1. Степень обеззараживания черной смородины различными дозами ультрафиолетового облучения

В обеих фракциях черной смородины бактерии группы кишечной палочки не обнаруживались в 100 мг продукта при обработке в течение 6 мин (норматив СанПиН 2.3.2.1078-01 - отсутствие в 10 мг продукта). Кроме того, у всех исследованных тест-объектов отмечено значительное (более чем на порядок) снижение общей обсемененности дрожжами и плесневыми грибами.

Проведённые эксперименты показали также, что продолжительность криообработки оказывает существенное влияние на эффективность процесса, но его необходимо выбирать с учётом механических и физических свойств конкретного материала [3].

Основные направления использования криопорошков при производстве новых пищевых продуктов представлены на рисунке 1.

Рис. 1. Направления использования криопорошков при производстве пищевых продуктов

Схема показывает большие возможности эффективного применения криопорошков из растительного сырья для создания новых видов и улучшения качества традиционных пищевых продуктов. Плодоовощные криопорошки прошли медико-биологическую апробацию в лабораториях ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в РД». Полученные результаты позволили рекомендовать применение криопорошков в различных отраслях пищевой промышленности, особенно в производстве детского, геродиетического и лечебно-профилактического питания.

Применяемая в новой технологии сушка плодов и овощей под глубоким вакуумом позволяет полностью сохранить биологически активный комплекс исходного сырья.

Список литературы

1.Троянова Т.Л. Разработка технологии пищевых добавок из растительного сырья :Автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.01 : Краснодар, 2005. 24с.

2.Касьянов Г.И., Ломачинский В.В., Пенто В.Б. Оборудование для производства криопорошков //В сб. конф. Инновационные технологии в мясопереработке: оборудование, технологии, менеджмент.

3.Патент РФ № 2494641. МПК A23L1/025. Способ производства криопорошка из тыквы с использованием ЭМП СВЧ и солнечной энергии /Джаруллаев Д.С., Рамазанов А.М., Яралиева З.А. Заявка № 2012130626/13, заявлено 17.07.2012. Опубликовано 10.10.2013.

Размещено на Allbest.ru