Оптимізація технології заморожування баклажанів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Херсонський державний технічний університет

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

05.18.03 - первинна обробка та зберігання продуктів рослинництва

Оптимізація технології заморожування баклажанів

Ялпачик Володимир Федорович

Херсон - 2004

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Таврійській державній агротехнічній академії, Міністерство аграрної політики України

Науковий керівник - член-кореспондент УААН, доктор сільськогосподарських наук, професор Іванченко В'ячеслав Йосипович, Інститут винограду і вина "Магарач", заступник директора з наукової роботи

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор Михайлик Віктор Дмитрович, Херсонський державний технічний університет, завідувач кафедри екології і безпеки життєдіяльності

кандидат сільськогосподарських наук, доцент Турбін Віктор Олексійович, Кримський державний агротехнологічний університет, доцент кафедри технології зберігання і переробки сільськогосподарської продукції

Провідна установа Національний аграрний університет ім. Б.В. Лесика, Міністерство аграрної політики України, кафедра технології, зберігання, переробки та стандартизації продукції рослинництва, м. Київ

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Сумська О.П.

Анотація

Ялпачик В.Ф. Оптимізація технології заморожування баклажанів. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.03 - первинна обробка та зберігання продуктів рослинництва. - Херсонський державний технічний університет, Херсон, 2004 р.

Робота присвячена оптимізації технології низькотемпературного заморожування баклажанів, що в значній мірі знизить сезонність споживання цієї цінної культури і продовжить термін її переробки.

Приведено фізико-механічні та біохімічні характеристики плодів до і після заморожування і тривалого зберігання, встановлений ступінь зміни цих показників у процесі зберігання: після 3-х, 6-ти та 9-ти місяців зберігання. Встановлено, що по значенням коефіцієнтів теплопровідності, тепловіддачі та маси плоду можна визначити час досягнення заданої температури заморожування продукту. Вибрана швидкість і режим заморожування і дефростації баклажанів. Розроблені і затверджені технологічні інструкції на виробництво заморожених плодів і на виготовлення „Рагу овочеве” із заморожених баклажанів, які впроваджені на Мелітопольському приватному підприємстві „Агропромсервіс” та на Мелітопольському консервному заводі. Встановлені оптимальні строки зберігання плодів баклажанів, в залежності від напрямку використання.

Ключові слова: плоди, баклажан, низькотемпературне заморожування, збереженість, якість, фізико-механічні і біохімічні властивості, коефіцієнт теплопровідності.

Аннотация

Ялпачик В.Ф. Оптимизация технологии замораживания баклажан. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.03. - первичная обработка и хранение продуктов растениеводства. - Херсонский государственный технический университет, Херсон, 2004.

Рассмотренные материалы литературных источников показали, что, несмотря на многочисленные работы по замораживанию плодоовощной продукции, баклажан является в этом аспекте малоизученной культурой. Поэтому, применительно к Украине, где он играет видную роль в овощном ассортименте, необходимо оптимизировать технологию его низкотемпературного замораживания, способную в значительной степени снизить сезонность потребления плодов этой ценной культуры и продлить сроки их переработки.

Теоретическим путем определена зависимость коэффициента теплопроводности баклажан от температуры, установлена температура хранения плодов, выбраны режимы и скорость замораживания и дефростации плодов. Установлены пределы изменения физико-механических и биохимических свойств, влияющих на качество плода при замораживании и хранении.

Анализ исследуемых способов замораживания показал, что при замораживании плодов в жидком азоте и его парах, скорость замораживания слишком большая, это приводит к растрескиванию плодов при соприкосновении с воздухом.

Установлено, что замораживание следует проводить в два этапа. Перед замораживанием плоды необходимо охладить в камере предварительного охлаждения до температуры плюс 5⁰С - плюс2⁰С С в центре плода. Затем подготовленные плоды замораживать в холодильной камере при температуре минус 40⁰ 2⁰С.

Замораживание считалось законченным, когда температура в центре плода составляла минус 20⁰ 2⁰С и при данной температуре плоды оставляли на длительное хранение.

Экспериментальными исследованиями установлено, что физико-механические свойства замороженных баклажан до 6 месяцев хранения изменяются незначительно. Также установлено, что дефростацию плодов лучше всего проводить в воде. Полная дефростация в воде наступает через 58 мин., каких либо изменений после дефростации плоды не имели.

Анализ изменения биохимического состава плодов баклажан в процессе замораживания и длительного хранения показала, что качество плодов при хранении несколько снижается, но, тем не менее, пищевая ценность их остается достаточно высокой. При низкотемпературном замораживании отмечается ингибирование эпифитной микрофлоры плодов, что позволяет сохранить продукцию в течение 9 месяцев. Установлены оптимальные сроки хранения плодов баклажан в зависимости от направления использования. Разработаны и утверждены технологические инструкции на производство замороженных плодов и на изготовление “Рагу овощное” из замороженных баклажан, которые внедрены на Мелитопольском частном предприятии “Агропромсервис” с экономическим эффектом 1126 гривен на тонну и Мелитопольском консервном заводе с экономическим эффектом 2000 гривен на 10000 банок № 83-11-500.

Ключевые слова: плоды, баклажан, низкотемпературное замораживание, сохраняемость, качество, физико-механические и биохимические свойства, коэффициент теплопроводности.



Annotation

низькотемпературний заморожування дефростація

Yalpachik V.F. The Technology optimization of aubergine freezing. - Manuscript

Dissertation for the academic degree of Candidate of Technical Sciences by speciality 05.18.03 - primary processing and storage of plant graoing products - Kherson State Tehnical University, Kherson, 2004.

The thesis deals with optimization of Low-temperature freezing technology of aubergine that to a large extent diminishes seasonal consumption of this valuable crops and prolonges its processing terms.

Physico-mechanical and biochemical characteristics of vegetable before and after freezing and continuous storing are given, change level between these indexes during the process of storing is determined. The speed and freezing and defrostation of aubergine regimes are sct.

Technological instructions for freezed fruit production and cooking ?Vegetable ragout? from freezed aubergines are developed and proved.

Key words: vegetable, aubergine, Low-temperature freezing, safe-keeping, quality, physico-mechanical and biochemical properties, heat - conductivity coefficient.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Баклажан є однією з розповсюджених овочевих культур на Півдні України. Він має високі харчосмакові і лікувально-профілактичні властивості, але через низьку лежкоспроможність плоди баклажанів мають обмежений термін споживання і переробки, внаслідок чого в період збирання баклажанів спостерігаються значні втрати цього коштовного продукту, переробні підприємства мають колосальні навантаження. Тому пріоритетного значення набуває проблема збільшення терміну споживання і переробки плодів баклажанів.

Останнім часом у світовій практиці ефективним методом зберігання продуктів, які швидко псуються, набуло низькотемпературне заморожування. У зв'язку з цим, застосування оптимізації технології низькотемпературного заморожування плодів баклажанів з наступним тривалим зберіганням є актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконане протягом 2000 - 2003 рр у відповідності з планом науково-дослідних робіт Таврійської державної агротехнічної академії (м. Мелітополь) у рамках програми “Розробка наукових основ систем технологій і технічних засобів для забезпечення продовольчої безпеки південного регіону України" (номер державної реєстрації 0102U000680).

Мета і задачі досліджень. Метою дослідження є удосконалення технології низькотемпературного заморожування, тривалого зберігання, дефростації та переробки на основі зміни якості плодів баклажанів на прикладі сорту “Алмаз”. Для досягнення поставленої мети потрібно було вирішити такі завдання:

1. Вивчити фізико-механічні показники, які впливають на споживчу якість плодів баклажанів при заморожуванні і тривалому зберіганні.

2. Дослідити кількісні і якісні зміни харчової цінності та епіфітної мікрофлори плодів баклажанів при заморожуванні і динаміці зберігання.

3. Виявити вплив строків зберігання заморожених плодів баклажанів на органолептичну якість продуктів їх переробки.

4. Обґрунтувати коефіцієнт теплопровідності як критерій оцінки режимів заморожування.

5. Знайти оптимальні режими заморожування та дефростації баклажанів.

6. Виявити вплив температурного режиму на швидкість і час пошарового заморожування баклажанів.

7. Провести виробничі випробування.

8. Провести економічне обґрунтування ефективності зберігання плодів баклажанів у замороженому стані.

Об'єкт досліджень. Технологічний процес тривалого зберігання і переробки плодів баклажанів.

Предмет досліджень. Технологія заморожування баклажанів сорту „Алмаз”.

Методи дослідження: Поставлені задачі вирішувалися з використанням традиційних і сучасних теоретичних методів дослідження, що дозволило досягти основних результатів дисертаційної роботи і підтвердити їх вірогідність.

Експериментальні дослідження проводилися з використанням активних експериментів, результати яких оброблялися методами математичної статистики, регресійного і кореляційного аналізів.

Статистична обробка результатів експериментальних досліджень проводилися за допомогою ЕОМ ПК з використанням табличної програми Excel.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах півдня України науково обґрунтована оцінка плодів баклажанів сорту “Алмаз” на придатність до низькотемпературного заморожування. Досліджені характер і інтенсивність змін фізико-механічних показників якості при заморожуванні, тривалому зберіганні і переробці плодів баклажанів у взаємозв'язку зі змінами їх органолептичних властивостей та харчової цінності. Встановлено, що коефіцієнт теплопровідності може служити критерієм оцінки оптимальної температури заморожування і тривалості збереження баклажанів. Оптимізовані режими заморожування і дефростації плодів баклажанів.

Практичне значення одержаних результатів. Встановлені оптимальні параметри заморожування. Розроблено технологічну інструкцію з виробництва баклажана замороженого, яка упроваджена на Мелітопольському підприємстві “Агропромсервіс” з економічним ефектом 1126 гривень на тону. Розроблена технологічна інструкція з виробництва консервів “Рагу овочеве” на основі заморожених баклажанів, що впроваджена на Мелітопольському консервному заводі з економічним ефектом 2000 гривень на 10000 банок №83-11-500. Встановлені оптимальні строки зберігання плодів баклажанів у залежності від напрямку використання.

Особистий внесок здобувача: проведення патентного пошуку, постановка мети і задач дослідження, теоретичні дослідження режимів заморожування, проведення експериментальних робіт, аналіз і узагальнення результатів, написання статей, упровадження результатів досліджень у виробництво.

Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися на VII Міжнародній науково-технічній конференції (Український державний університет харчових технологій, 2001), на ІІ Міжнародній науково-технічній конференції (Одеська державна академія холоду, 2002), на ІІІ Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні проблеми землеробської механіки” (Миколаївський державний аграрний університет, 2002), на Міжнародній науковій конференції (м. Мелітополь, Таврійська державна агротехнічна академія, 2001), на науково-технічній конференції Таврійської державної агротехнічної академії, (2001, 2002 рр.), на секції Вченої ради Інституту вина і винограду “Магарач” (м. Ялта, 2001, 2002 рр.), на семінарі Херсонського державного технічного університету (2003, 2004 рр.)

Публікації матеріалів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи опубліковані в 14 наукових статтях і двох тезах.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 117 сторінках комп'ютерного тексту. Вона включає 6 розділів, висновки та рекомендації виробництву, містить 24 таблиці, 31 рисунок, 20 додатків. Список літературних джерел охоплює 231 працю, у тому числі 66 зарубіжних авторів.

2. Основний зміст роботи

У вступі розкривається суть наукової проблеми, обґрунтовується актуальність теми, сформульовані мета, задачі, предмет і об'єкт дослідження, вказуються зв'язок роботи з науковими програмами, новизна одержаних результатів, їх практичне значення, апробація результатів дослідження і їх публікація.

У першому розділі представлено характеристику способів збереження плодоовочевої продукції, проведений аналіз причин зниження якості плодоовочевої продукції під час її зберігання і первинної переробки. Проаналізовані роботи В.Я. Айзенберга, Е.Л. Беленка, Н.А. Головкіна, Е.Л. Дженєєвої, Л.П. Дружинської, В.Й. Іванченка, З.В. Коробкіної, І.А. Рогова, Г.Б. Чіжова, І.Г. Чумака та інших дослідників. Показано переваги і недоліки різних способів збереження плодоовочевої продукції. Обґрунтовані шляхи пошуку оптимізації технології заморожування, тривалого зберігання та дефростації баклажанів.

Результат проведеного аналізу літературних джерел свідчить про те, що незважаючи на чисельні роботи по заморожуванню плодоовочевої продукції, баклажан виявляється в цьому аспекті маловивченою культурою. Крім того, рекомендації, що наведені в аналізованих роботах, відносяться до плодів малих розмірів від 5 до 35 мм, а плоди баклажанів мають більші розміри (довжина 100-170 мм, діаметр 45-60 мм). Відсутні достовірні та систематизовані дані про зміну фізико-механічних властивостей плодів баклажанів після заморожування, тривалого зберігання та дефростації.

У другому розділі наведена програма та методика експериментальних досліджень, які виконувалися протягом 2000-2003 рр. на кафедрі “Механізація переробки сільськогосподарської продукції” Таврійської державної агротехнічної академії відповідно „Методичним вказівкам по збереженню плодів, овочів і винограду. Організація й проведення досліджень”(Київ 1998 г.).

Для тривалого зберігання в замороженому вигляді плоди баклажанів районованого сорту „Алмаз” збирали в стані споживчої зрілості з типовим розміром, забарвленням та іншими якісними показниками відповідно до вимог ДСТУ 2660 - 93 “Баклажани свіжі. Технічні умови”.

Підготовані плоди складалися по 10 кг у поліетиленові пакети з плівки (505 мкм). Повторність дослідів п'ятикратна. Процес заморожування вважався закінченим, коли температура у центрі плоду досягала мінус 202С. Фіксацію температури проводили за допомогою потенціометра КВ-1. Продукція зберігалася у холодильній камері з температурою мінус 202С і відносною вологістю повітря 90...95% протягом 9 місяців.

Заморожування плодів проводили повітряним, криогенним способами і заморожуванням в охолодженій рідині. Для повітряного заморожування застосовувалась стаціонарна холодильна камера, температура в якій підтримувалась за допомогою двох холодильних машин „FAL-056”. При криогенному заморожуванні баклажанів використовувався рідкий азот, поміщений у посудину Дюара “Харків -31”. У дослідах по заморожуванню баклажанів у розсолі, в якості холодоносія використовувався водяний розчин NaCl. Дефростація плодів баклажанів проводилася в атмосфері, у воді та у розсолі. Заморожені баклажани поміщалися у відповідне середовище на час доки температура всіх прошарків плоду не стане дорівнювати температурі середовища.

Оцінку якості плодів баклажанів проводили поетапно: у свіжому вигляді, зразу ж після заморожування, після 3, 6 і 9 місяців зберігання за показниками: коефіцієнт теплопровідності - ГОСТ 7076-99; швидкість пошарового заморожування - потенціометром типу КВ - 1 ГОСТ 7164-78 і хронометром 1 класу; дефростація - за загальноприйнятою методикою; зусилля деформування і на прокол шкірки - за допомогою установки на базі приладу для визначення жорсткості витих пружин ДПП-6А; вологовіддача плодів ваговим методом; сухі речовини - за ГОСТ 28561 - 90; загальний вміст цукру - за ГОСТ 27198 - 87; титрована кислотність за ГОСТ 25555.0-82; аскорбінова кислота - йодометричним методом; вітаміни групи В₁, В₂, В₉, РР - мікробіологічним методом; мікробіальна обсемененність плодів - загальною чисельністю бактерій на м'ясопеп- тонному агарі, грибів - на сусло - агарі; гістологічні зрізи - за методикою З.А. Дербеневої; органолептична оцінка продуктів переробки - за п'ятибаль- ною шкалою за наступними показниками: зовнішній вигляд, колір, аромат, смак, консистенція.

В третьому розділі визначений коефіцієнт теплопровідності плодів при плюсових температурах до +10С та для мінусових температур.

Виконана серія дослідів по визначенню експериментальних даних пошарового заморожування плодів сорту „Алмаз” у рідкому азоті, парах рідкого азоту, на повітрі при мінус 20С, мінус 40С і в сольовому розчині при мінус 19С з віддаленістю прошарків на 2, 10, 15, 20 мм від поверхні, а також у центрі плоду.

Аналіз експериментальних даних показав, що час заморожування плоду до заданої температури багато в чому залежить від діаметру плоду та від температури холодоагенту. Отримавши експериментальним і теоретично розрахунковим шляхом необхідні значення для баклажанів, підставимо їх у рівняння виду:

,

де ч - відстань до центру плоду, м;

с - густина плоду, кг/м³;

с - теплоємність плоду при мінусовій температурі, Дж/кг?К;

ф - час, с;

г - параметр функції нормального розподілення,

маємо залежність змінення коефіцієнта теплопровідності в залежності від температури плоду (рис. 1).

На основі отриманих даних можна відзначити, що коливання значень коефіцієнта теплопровідності відбувається у значних межах і може змінюватися в 4…7 разів. Явно спостерігаються три характерних ділянки.

На першій ділянці від +40С до кріоскопічної температури (-1,7С) спостерігається незначне зменшення коефіцієнта теплопровідності, що може бути пояснено збільшенням в'язкості клітинного соку і погіршенням масопереносу в плодах, які можна представити у вигляді капілярно-пористих волокнистих тіл, що мають скелетну структуру і рідину (сік), яка знаходиться в умовно пов'язаному стані (у неушкоджених клітинах) і вільному міжклітинному просторі.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Залежність змінення коефіцієнта теплопровідності баклажанів від початкової температури плода: 1 - реальна лінія; 2 - апроксимуюча лінія

На другій ділянці "б" від мінус 1,7 до мінус 15С при кріоскопічній температурі спостерігається значне зростання коефіцієнта теплопровідності, пов'язане з фазовим перетворенням рідкої речовини плоду в кристалічну.

Реально збільшення коефіцієнта теплопровідності відбувається не миттєво, а у залежності від мінімальної температури холодоагенту може продовжуватися від кількох хвилин до півгодини. Крім того лінія не обов'язково має бути вертикальною. Вона може бути і похилою в інтервалі температур від мінус 5 до мінус 10С внаслідок охолодження клітинного соку, збільшення його концентрації по мірі виморожування води та інших причин.

На третій ділянці "с", від температури мінус 15С до мінус 40С спостерігається підвищення теплопровідності плодів.

З рис. 1 видно, що необхідна температура зберігання настає при мінус 202С, це відбувається наприкінці ділянки "б" і як видно з графіка, подальше охолодження не має сенсу, тому що ділянка "с" графіка являє пряму лінію.

Таким чином, можна зробити висновок, що температура зберігання плодів баклажанів повинна дорівнювати мінус 202С, тому що при цьому режимі закінчується перетворення рідкої фази речовини плодів у кристалічну.

Для плодів баклажанів, що мають однорідну структуру, швидкість заморожування повинна бути постійною і вибирається з інтервалу, що рекомендується Міжнародним інститутом холоду - 20 см/год.

Для визначення часу заморожування плоду баклажана скористаємося відомою, перетвореною нами формулою Планка.

де _сух- вміст сухих речовин;

r - теплота кристалізації (335) кДж/кг;

С_пл - теплоємність плодів, кДж/кгС;

_пл - густина плодів, кг/м³;

t_пл - початкова температура плодів, С;

t_кр - кріоскопічна температура, С;

t_хл - температура холодоагенту, С;

Д₁ - зовнішній діаметр плоду, м;

Д_i - діаметр i-го (не промерзлого) шару, м;

- коефіцієнт тепловіддачі, Вт/м²С;

- коефіцієнт теплопровідності, Вт/мС

Перетворення полягало у введенні параметрів _сух ,С_пл та уточненні коефіцієнтів і , значення яких в літературі надані у вузьких межах в той час, як в роботі вони визначені в межах від плюс 40С до мінус 40С.

Обробка рівняння Планка проводилася з використанням персонального комп'ютера за розробленою автором програмою. Перемінними величинами були: коефіцієнт теплопровідності і діаметр не промерзлого прошарку плоду D_i, чисельне значення коефіцієнта тепловіддачі а = 11,6 Вт/м²К. Розв'язавши це рівняння для різних температур заморожування плодів за прошарками, одержимо експериментальні дані, які приведені в табл. 1.

З огляду на те, що швидкості низькотемпературного заморожування, які рекомендуються, знаходяться в межах 20 см/год, із таблиці 1 видно, що при температурах мінус 20…25С швидкість заморожування складає всього від 3,5 до 5 см/год і не може вважатися задовільною.

Таблиця 1. Швидкість (см/год) і тривалість (хв.) пошарового заморожування баклажанів при різних температурах холодоагенту

Температура, С	Товщина прошарку від поверхні плоду, мм
	10	20	30	40	50
	V		V		V		V		V
20	3,5	17,0	3.75	32,0	3,6	49,6	3,6	66,0	3,7	81,3
25	5,0	12,0	4,8	25,0	4,7	38,0	4,8	50,0	4,9	61,3
30	6,5	9,2	6,2	19,3	6,5	27,6	6,4	37,5	6,7	45,0
35	7,0	8,5	8,2	14,6	8,7	20,7	8,6	28,0	8,6	35,0
40	7,6	7,8	9,9	12,0	9,4	19,2	10,2	23,5	10,0	30,0
50	15,0	4,0	14,6	8,2	15,0	12,0	15,0	16,0	15,0	20,0
60	30,0	2,0	24,0	5,0	22,5	8,0	21,8	11,0	21,7	13,8

При температурах, нижчих за мінус 30С швидкість заморожування буде достатньо великою (від 7 до 30 см/год). Як показали літературні джерела, швидкість 10 см/год вважається оптимальною.

Крім того, при значенні швидкості заморожування вищій за 10 см/год збільшується вартість холодильного устаткування. Тому вважаємо, що час і швидкість заморожування для плодів баклажанів буде оптимальною при температурі холодоагенту мінус 40С.

Досліди по заморожуванню баклажанів у рідкому азоті та його парах показали, що швидкість заморожування занадто велика, що приводить до розтріскування плодів при контакті їх з повітрям.

Заморожування плодів у розсолі показало кращі результати, і хоча проникнення солі в плід не спостерігалося, цей спосіб, на нашу думку, не перспективний, тому що він трудомісткий, дорогий і, крім того, соляний розчин є агресивним середовищем.

Заморожування баклажанів у холодильній камері проводилося в два етапи. Перед заморожуванням плоди баклажанів охолоджували в камерах попереднього охолодження до плюс 5С - плюс 2С. Потім плоди заморожували в морозильних камерах із циркуляцією повітря при температурі усередині камери мінус 402С. Заморожування вважалося закінченим при досягненні в центрі плоду температури мінус 202С і при такій температурі плоди залишали на зберігання.

При порівнянні гістологічних зрізів заморожених і дефростованих плодів, заморожених у два етапи, із свіжими, можна зробити висновок, що структури клітин дефростованих плодів практично не відрізняються від свіжих. Кристали льоду незначно травмують клітини заморожених баклажанів.

Для вирішення поставленої задачі ми використовували рівняння теплового балансу, теплопровідності з урахуванням теплоти фазового переходу для продукту, що розморожується, з одного боку, і рівняння термодинамічних процесів, які відбуваються у розморожуючому середовищі, з іншого. При вирішенні цієї системи рівнянь потрібно підібрати такий теплоносій, щоб задовольнялись обидві рівності.

Порівнюючи воду і повітря, можна відзначити, що вода спроможна поглинути в сотні разів більшу кількість теплоти ніж повітря і сприяти швидкому розморожуванню овочів. Проведені розрахунки дозволили побудувати графіки залежностей маси води і часу розморожування 1 кг баклажанів (рис. 2).

Рис. 2. Вплив температури і маси води на час дефростації 1 кг плодів

З графіка видно, що при температурі води 25С її маса для дефростації 1 кг продукції складе 9,8 кг, а час дефростації - 58 хвилин (крива 1).

Можна зробити висновок, що дефростацію баклажанів найкраще проводити у воді кімнатної температури 20 - 25С, При більших температурах дефростації маса води, потрібної для дефростації та час дефростації зменшуються незначно, а витрати енергії на нагрівання води збільшуються.

Одним з найважливіших критеріїв розробки і оцінки способу зберігання, в тому числі і заморожування, є рівень змін вихідних якостей сировини.

З метою вивчення впливу заморожування і наступного зберігання на фізико-механічні показники якості та визначення оптимального строку зберігання плодів у замороженому вигляді нами проведена серія експериментів.

В результаті одержаних даних встановлено, що при зусиллі 250 Н настає межа міцності свіжих плодів баклажанів і відбувається їх механічне ушкодження, початкова їх форма не відновлюється; деформація плодів при цьому сягає 15,9 мм.

Межа міцності свіжозаморожених плодів наставала при зусиллі 200 Н, деформація плодів при цьому була на рівні 15,2 мм, що на 4,4% нижче, ніж до заморожування. У динаміці зберігання відзначалося плавне зниження показника. Після 3 місяців зберігання межа міцності заморожених плодів наставала при зусиллі деформування 180 Н, деформація плодів знаходилася в межах 14,6 мм. Після 6 місяців показник зусилля деформування був на рівні 160 Н, деформація плоду склала 13,9 мм. При цьому відзначалася їх незначна зморщуваність, проте зовнішній вигляд і забарвлення плодів були близькі до свіжих. До кінця зберігання (9 місяців) при деформації плодів 12,7 мм показник зусилля деформування різко знизився до 130 Н. Це на 48% нижче в порівнянні зі свіжими плодами і на 35% - зі свіжозамороженими. Тобто, відбулося значне погіршення консистенції м'якоті плодів. При цьому відзначалася значна зморщуваність плодів, що призводило до погіршення товарного виду. Таким чином, виходячи з одержаних результатів, можна зазначити, що для поставки у торгову мережу заморожених баклажанів їх слід зберігати не більш 6 місяців. Для переробних підприємств можливе зберігання до 9 місяців: експерименти по переробці показали можливість використання заморожених плодів баклажанів після 9 місяців зберігання як основу для приготування консервів "Рагу овочеве" з дегустаційною оцінкою 4,45 балів.

Важливим показником якості рослинної сировини при заморожуванні і тривалому зберіганні є вологовіддача, яка визначається видовими властивостями самого продукту і залежить від умов обробки, заморожування та зберігання. Так, відразу після заморожування плоди втрачали в процесі дефростації 1,54% клітинного соку. У динаміці зберігання відзначалося підвищення вологовіддачі, після 3-х місяців зберігання вона складала 1,78%, що на 15,6% вище в порівнянні з вихідним; після 6-ти місяців зберігання вологовіддача плодів склала 1,82%, що на 18,8% вище, ніж зразу після заморожування. До кінця зберігання (9 місяців) значення вологовіддачі різко збільшується і складає 1,97%, що на 27,9% вище в порівнянні з вихідним.

Зусилля на проколювання, як і зусилля деформування, є показником, що характеризує товарну якість плодів баклажанів при заморожуванні і зберіганні.

Встановлено, що зусилля на проколювання плодів баклажанів після заморожування різко знижується з 0,78 МПа до 0,57 МПа, тобто, на 27,0%. У динаміці зберігання зниження показника було більш плавним: через 3 місяці на 5,5% у порівнянні зі свіжозамороженими плодами і на 31,0% зі свіжими; через 6 місяців на 8,8% і 33,3%, наприкінці зберігання на 15,8% і 38,5% відповідно.

Вміст сухих речовин у свіжих плодах сорту „Алмаз” був на рівні 9,9%.

Відразу після заморожування вміст сухих речовин знижувався на 8,1%. У динаміці зберігання відзначалося зниження даного показника: через 3 місяці - на 12,2% від вихідного, через 6 місяців - на 14,2% і до кінця зберігання - на 15,2%. Математична обробка результатів експерименту показала, що достовірність отриманих даних не нижче 95%.

В результаті проведеного нами регресійного аналізу була отримана лінійна багатофакторна модель залежності зусилля деформування від вологовіддачі і вмісту в плодах баклажанів сухих речовин:

,

де y - зусилля, Н; х₁ - вологовіддача, %; х₂ - сухі речовини, %.

Отже, показник зусилля деформування знаходиться у прямій залежності від вмісту в плодах сухих речовин і у зворотній залежності від вологовіддачі.

При вирішенні питання про придатність рослинної сировини для того, або іншого способу зберігання необхідно враховувати ступінь змінення її біохімічного складу. Відомо, що низькотемпературне заморожування викликає певні зміни у вмісті компонентів біохімічного складу плодів і овочів. При цьому встановлено, що основна частина втрат відбувається саме при заморожуванні. Відомо, що при низькотемпературному заморожуванні різко сповільнюється швидкість хімічних реакцій, при цьому максимально придушується життєдіяльність сировини, що зберігається, інгибується діяльність мікрофлори.

В утворенні смакових якостей овочів певна роль належить співвідношенню цукру і титрованих кислот, вміст яких у баклажанах невисокий. У наших дослідженнях у свіжих плодах баклажанів вміст загального цукру був на рівні 5,4%; а титрована кислотність - у межах 0,23 мг/100г.

Відразу після заморожування відзначалося зниження вмісту загального цукру - на 5,0%; до кінця зберігання втрати цього компонента досягали 4,6%, що пов'язане з окисними процесами, які відбуваються в замороженій продукції.

Титрована кислотність підвищувалася відразу після заморожування на 8,7%, у динаміці зберігання тенденція до незначного підвищення залишалася, в кінці терміну зберігання вона склала 0,28%.

Найбільш лабільним показником, що активно реагував на дію низьких температур, є аскорбінова кислота (табл. 2).

У процесі заморожування втрати були значними і склали у досліджуваного сорту 34,2%. У динаміці зберігання вміст цього вітаміну знижувався менш інтенсивно, і до кінця зберігання його залишалося 60,7%. Нами здійснена спроба в двофакторному експерименті вивчити вплив строку зберігання, року дослідження на біохімічні показники, а також взаємодії цих факторів.

Статистична обробка отриманих даних методом дисперсійного аналізу показала, що частка впливу строку зберігання змінюється від 44,0% (титрована кислотність) до 94,0% (вітамін С); взаємодія факторів незначна для всіх показників, крім вмісту загального цукру, де є значимість цього фактору 4,5%.

Таблиця 2. Динаміка змінення вмісту аскорбінової кислоти в плодах баклажанів сорту Алмаз при заморожуванні і тривалому зберіганні (2000 - 2003 рр.)

Варіант	Аскорбінова кислота, мг/100 г	Збереженість, %
До заморожування	7,90,268	-
Відразу після заморожування	5,20,269	65,8
Після 3-х місяців зберігання	4,90,231	62,0
Після 6-ти місяців зберігання	4,90,229	62,0
Після 9-ти місяців зберігання	4,80,233	60,7

Більш висока збереженість спостерігалась для вітамінів групи В та вітаміну РР (табл. 3).

Слід зазначити, що баклажани є джерелом вітаміну В₉ (фолацину), вміст якого у залежності від року коливався від 17,8 до 18,0%. При цьому відомо, що добова потреба дорослої людини у вітаміні В₉ знаходився в межах 1-2 мг.

У процесі заморожування баклажанів вітамін В₉ проявив високу збереженість. Втрати його після заморожування склали 2,5%. У процесі зберігання руйнація була незначною і до кінця терміну збереглося 96,1%. Вітаміни В₁, В₂ і РР руйнувалися інтенсивніше. У процесі заморожування втрати тіаміну склали 6,1 %, рібофлавіну 9,0%, ніацину 6,7%. У динаміці зберігання вони були незначними, і до кінця строку збереженість тіаміну склала 87,8 %; рібофлавіну 86,4%; ніацину 90,8%.

Таким чином, проведені дослідження дозволили встановити, що заморожування, як і всякий спосіб тривалого зберігання соковитої рослинної продукції, викликає неминуче зниження якості, проте, харчова і дієтична цінність заморожених плодів баклажанів залишається на достатньо високому рівні.

Таблиця 3. Динаміка змінення вмісту вітамінів групи В у плодах баклажанів сорту Алмаз при заморожуванні і тривалому зберіганні, мкг/100 г (2000 р.)

Варіант	В1(тіамін)	Збереженість, %	В2 (рібофлавін)	Збереженість, %	В9 (фолацин)	Збереженість, %	РР (ніацін)	Збереженість, %
До заморожування	0,041 0,00095	-	0,044 0,00158	-	17,9 0,112	-	0,6 0,01784	-
Відразу після заморожування	0,039 0,00069	93,9	0,040 0,00158	91,0	17,5 0,132	97,5	0,57 0,03442	94,2
Після 3 місяців зберігання	0,037 0,00122	89,0	0,039 0,00069	88,6	17,3 0,061	96,2	0,57 0,03425	94,2
Після 6 місяців зберігання	0,037 0,00143	89,0	0,038 0,00072	86,4	17,3 0,073	96,2	0,56 0,03325	93,3
Після 9 місяців зберігання	0,036 0,00158	87,8	0,036 0,00058	81,8	17,2 0,061	96,1	0,55 0,04160	90,8

Кількість мікрофлори в замороженій продукції значною мірою залежить від обсемененності їх перед заморожуванням, проте, деякі види мікроорганізмів можуть розвиватися і під час холодильного зберігання . Для їх росту і розмноження вирішальне значення має температура, а причиною значного гальмування росту при низьких температурах є обмеження необхідної мікроорганізмам вологи. Встановлено, що знижена температура зберігання тільки стримувала інтенсивний розвиток міцеліальних грибів у кількості, що не перевищує стандартні показники для даної продукції.

Встановлено також, що на кількість бактеріальних мікроорганізмів значний вплив мала тривалість зберігання. Так, безпосередньо після заморожування кількість бактерій збільшувалася майже в два рази, через 3 місяці зберігання визначено різке зниження їхньої чисельності, а потім спостерігався більш інтенсивний розвиток. Слід зазначити, що збільшення чисельності бактеріальних мікроорганізмів після 9-ти місяців збереження в 1,7 раз в порівнянні з вихідними даними не привело до перевищення показників, визначених у стандартах на даний вид продукції.

В п'ятому розділі проведені експерименти по приготуванню обсмажених кружечками баклажанів, а також овочевого рагу з переважанням у рецептурі плодів баклажанів. Досліди проводилися за етапами: до заморожування, відразу після заморожування, через 3, 6 і 9 місяців зберігання в замороженому вигляді.

Дегустаційна оцінка готової продукції проводилася за 5-бальною шкалою і включала такі показники: зовнішній вигляд, консистенція, колір, аромат і смак. Середнє значення оцінок відтворювало загальну оцінку продукції. Відповідно до результатів дегустаційної оцінки, приведених у табл.4, помітного погіршення органолептичних показників в залежності від строку зберігання не відзначалося. Оцінка продукції, приготованої з заморожених плодів, через 9 місяців зберігання знижувалася (4,14 бала) внаслідок ослаблення аромату і консистенції плодів. Проте відзначався гармонічний смак із легкою, що не псує смаку, гіркотою.

Таблиця 4. Органолептична оцінка баклажанів, обсмажених кружечками, бали

Етап	Зовнішній вигляд	Консистенція	Колір	Аромат	Смак	Загальна оцінка
До заморожування	4,7	4,8	4,5	4,7	4,9	4,72
Після заморожування	4,6	4,5	4,2	4,8	4,8	4,58
Через 3 місяці	4,4	4,3	4,2	4,5	4,6	4,4
Через 6 місяців	4,5	4,3	4,2	4,3	4,7	4,4
Через 9 місяців	4,3	3,9	4,2	4,0	4,3	4,14

При готуванні овочевого рагу в якості основного компонента (55%) використовували заморожені баклажани. До складу овочевої суміші узяті заморожені плоди солодкого перцю і свіжі плоди моркви, цибулі ріпчастої, зелені (кріп, петрушка), часник, (25% від загальної маси одиниці готового продукту). До складу рагу входили томатний соус (17,0%) і соняшникова олія (3,0%).

Готову продукцію фасували у підготовлені відповідно до інструкції скляні банки 0,5 л № 83 - 11 - 82 - 500, закупорювали бляшаними кришками.

Результати органолептичної оцінки овочевого рагу показали, що продукт характеризується високою якістю. Відзначався гармонійний повний смак і аромат (із відсутністю гіркоти в смаку), властивий тушкованим баклажанам із перевагою смаку баклажанів і привабливий конкурентноспроможний зовнішній вигляд. Середня оцінка готового продукту на основі свіжих баклажанів склала 4,86 бала, із свіжозаморожених була практично на рівні свіжих (4,7 бала). При використанні заморожених баклажанів після тривалого зберігання органолептична якість продукції оцінювалася достатньо високо 4,45-4,65 бала.

В шостому розділі приведений розрахунок економічної ефективності, який проводився для партії баклажанів масою в одну тону. Були прораховані витрати на сировину, основні і допоміжні матеріали, тару, визначена повна собівартість зберігання плодів баклажанів по періодах (3, 6 та 9 місяців). Економічний ефект на тону продукції від зберігання в замороженому вигляді в порівнянні з реалізацією у свіжому вигляді склав: після 3 місяців - 762,52 грн; після 6 місяців зберігання - 1126,54 грн; після 9 місяців зберігання - 140,56 грн.

Висновки

1. Оптимізовано технологію низькотемпературного заморожування плодів баклажанів на прикладі сорту „Алмаз”, що дозволяє в значній мірі згладити сезонність споживання баклажанів: для поставки в торгову мережу - до 6-ти місяців; для переробки на консервних заводах - до 9-ти місяців із мінімальною зміною якості.

2. Встановлені режими заморожування і дефростації плодів баклажанів. Перед заморожуванням плоди охолоджують у камерах попереднього охолодження до температури плюс 5С - плюс 2С. Остаточно плоди заморожують у морозильних камерах з примусовою циркуляцією повітря при температурі мінус 402С. Заморожування вважається закінченим при температурі в центрі плоду мінус 202С, при цій температурі плоди залишають на тривале зберігання.

3. Встановлено, що по значеннях коефіцієнтів теплопровідності, тепловіддачі та маси плоду можна визначити час досягнення заданої температури заморожування продукту.

4. Найбільші змінення фізико-механічних показників якості в заморожених плодах баклажанів відзначаються на першому етапі технологічного процесу - при заморожуванні. Отримана лінійна багатофакторна модель виду залежності зусилля деформування від вологовіддачі і вмісту в плодах баклажанів сухих речовин, тобто, показник зусилля деформування знаходиться у прямій залежності від вмісту у плодах сухих речовин і в протилежній залежності від вологовіддачі.

5. Проведені дослідження зміни біохімічного складу плодів баклажанів у процесі заморожування і зберігання показали, що після дефростації плодів через 9 місяців вміст сухих речовин знизився на 15,2%, вміст загального цукру зменшився на 14,8%, титрована кислотність підвищувалася відразу після заморожування на 8,7%, у динаміці зберігання тенденція до незначного підвищення зберігалася, до кінця зберігання вона склала 0,28%. Встановлено, що частка впливу строку зберігання змінюється від 44,0% (титрована кислотність) до 94,0% (вітамін С); взаємодія факторів незначна для всіх показників, окрім загального цукру, де значимість названого фактору знаходиться на рівні 4,5%.

6. Заморожування в значній мірі інгибує епифітну мікрофлору плодів і забезпечує достатню мікробіологічну стабільність плодів баклажанів протягом 9 місяців зберігання.

7. Проведені дослідження дозволяють зробити висновок про доцільність ступінчастого заморожування, яке забезпечує швидкість 5-20 см/год або застосування форсованого режиму роботи холодильного агрегату на момент заморожування, а потім перехід до номінального режиму при зберіганні.

8. Розроблена технологічна інструкція з виробництва баклажана замороженого, яка упроваджена на Мелітопольському підприємстві “Агропромсервіс” з економічним ефектом 1126 грн. на тону, і технологічна інструкція з виробництва консервів “Рагу овочеве” на основі заморожених баклажанів, яка упроваджена на Мелітопольському консервному заводі; економічний ефект склав 2000 гривень на 10000 банок № 83 - 11 - 500.

Рекомендації виробництву

Перед заморожуванням плоди охолоджують у камерах попереднього охолодження до температури плюс 5С - плюс 2С. Підготовлені плоди заморожують у морозильних камерах при температурі усередині камери мінус 402С. Доцільне застосування ступінчастого заморожування, що забезпечує оптимальну швидкість 10 см/год. Заморожування вважається закінченим при температурі в центрі плоду мінус 20С і при цій температурі плоди залишають на тривале зберігання. Дефростацію баклажанів проводять у воді кімнатної температури.

Список опублікованих праць за темою дисертації

1. Іванченко В.Й., Ялпачик В.Ф., Стручаєв К.М. Дослідження фізико-механічних властивостей баклажанів при заморожуванні // Наук. пр./ Укр. держ. ун.-т. харч. технологій. - 2001. - № 10. - С. 147-148.

2. Расчет параметров процесса размораживания баклажан / В.И. Иванченко, А.Э. Модонкаева, В.Ф. Ялпачик, К.Н. Стручаев// Тр. / Науч. центр. виноградарства и виноделия. - 2001. - т. 3. - С. 79-81.

3. Комплексные исследования плодоовощной продукции для хранения в замороженном виде / В.И. Иванченко, В.Ф. Ялпачик, К.Н. Стручаєв, Н.П. Загорко, Л.Н. Кюрчева // Вісн. аграрн. науки Причорномор'я / Миколаїв, держ. аграрн. ун-т. - 2002. - Спец. вип. 4(18), т. 2. - С. 213-226.

4. Фізико-механічні властивості баклажанів, перцю, кукурудзи молочно-воскової стиглості і сливи до і після заморожування. / С.Ф. Буденко, В.Ф. Ялпачик, Н.П. Загорко та інші//Пр. / Таврійськ. держ. агротехн. акад. - 2001. - вип. 2, т. 18.- С. 101-109.

5. Стручаєв К.М., Ялпачик В.Ф. Визначення коефіцієнтів температуропроводності і тепловіддачі плодоовочевої продукції при заморожуванні // Пр. / Таврійс. держ. агротехн. акад. - 2001.- вип. 1, т. 24. - С. 100-104.

6. Обґрунтування способів заморожування і дефростації плодоовочевої продукції / В.Й. Іванченко, А.Є. Модонкаєва, В.Ф. Ялпачик, К.М. Стручаєв, Н.П. Загорко //Пр./Таврійс. держ. агротехн. акад. - 2001. -вип. 1, т. 25- С. 59-69.

7. Ялпачик В.Ф. Исследование способов замораживания баклажан // Сучасні проблеми холодильної техніки і технології: Зб. Наук. пр. 2-ї Міжн. Наук-тех. конференції / Міністерство науки і освіти України, Одеська держ. акад. холоду. - О.: - 2002. С. 122-132.

8. Іванченко В.Й., Ялпачик В.Ф., Стручаєв К.М. Вибір умов та параметрів зберігання баклажанів при низьких температурах // Пр. / Таврійс. держ. агротехн. акад. - 2001. - вип. 1, т. 23 - С. 7-13.

9. Модонкаева А.Э., Иванченко В.И., Ялпачик В.Ф. Изменение физико-механических показателей качества заморженных плодов баклажан в динамике длительного хранения // Холодильна техніка і технологія: Окр. відб. -2003. - С. 73-78.

10. Расчет усушки баклажанов, кукурузы молочно-восковой спелости и перца при замораживании / В.И. Иванченко, А.Э. Модонкаева, В.Ф. Ялпачик, К.Н. Стручаев // Виноградарство и виноделие: Сб. науч. тр. / Ин-т виноградарства и вина “Магарач”. - 2001. - Т. 32. - С. 81-82.

11. Исследование послойного замораживания плодов цилиндрической формы / В.И. Иванченко, А.Э. Модонкаева, В.Ф. Ялпачик, К.Н. Стручаев // Виноградарство и виноделие. - 2001. - № 4. -С. 35-37.

12. Определение коэффициента теплопроводности плодоовощной продукции при замораживании / В.И. Иванченко, А.Э. Модонкаева, В.Ф. Ялпачик и др. // Хранение и переработка сельхозсырья..- 2001. - № 12.- С. 24-25.

13. Иванченко В.И., Ялпачик В.Ф., Стручаев К.Н. Обоснование интервала температур замораживания плодоовощной продукции // Виноградарство и виноделие. - 2001. - № 2.- С. 27-29.

14. Иванченко В.И., Кравец О.В., Ялпачик В.Ф. Обоснование эффективности технологии замораживания баклажан//Виноградарство и виноделие.-2002.-№ 4. - С. 30-32.

15. Ялпачик В.Ф. Разработка технологии замораживания баклажан // Сучасні проблеми холодильної техніки і технології: 3б.наук.пр. / Одес. держ. акад. холоду - О.: - 2002. - С. 118-119.

16. Ялпачик В.Ф. Определение коэффициентов теплопроводности, температуропроводности и теплоотдачи баклажан // IV Межд. симп. “Механика эластомеров - 2001”: Тез. докл. - Д., 2001. - С. 55-56.

Размещено на Allbest.ru

...