Технологія соусів на емульсійній основі з використанням вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЕКОНОМІКИ І ТОРГІВЛІ ІМЕНІ МИХАЙЛА ТУГАН-БАРАНОВСЬКОГО

Спеціальність 05.18.16 - Технологія продуктів харчування

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Технологія соусів на емульсійній основі з використанням вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля

Положишникова Людмила Олександрівна

ДОНЕЦЬК - 2010

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Полтавському університеті споживчої кооперації Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник:

кандидат технічних наук, доцент

Капліна Тетяна Вікторівна, Полтавський університет споживчої кооперації України, професор кафедри технології та організації ресторанного господарства

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, професор

Дейниченко Григорій Вікторович,

Харківський державний університет

харчування та торгівлі, завідувач кафедри устаткування підприємств харчування

кандидат технічних наук, доцент

Юдіна Тетяна Іллівна

Донецький національний університет

економіки і торгівлі імені Михайла Туган- Барановського, доцент кафедри організації та управління якістю ресторанного господарства

Захист відбудеться “17” червня 2010 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К 11.055.02 при Донецькому національному університеті економіки і торгівлі ім. М. Туган барановського за адресою: 83050, м. Донецьк-50, пр. Театральний, 28, ауд. 3231.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Донецького національного університету економіки і торгівлі імені Михайла Туган-Барановського за адресою: 83050, м. Донецьк, б. Шевченко, 30.

Автореферат розісланий “15” травня 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Л. М. Антропова

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Вступ України до Світової організації торгівлі підвищив вимоги до функціонування підприємств харчування на ринковому просторі. Вони передбачають удосконалення існуючих і розробку нових технологій мікробіологічно безпечної та стабільної у часі продукції при збереженні високих якісних показників.

Відомо, що серед найбільш перспективних жирових продуктів харчування значне місце посідають соуси на емульсійній основі, в яких олія знаходиться у диспергованому стані, що збільшує їх засвоюваність і поживну цінність. Разом з тим соуси на емульсійній основі, отримані холодним способом, за мікробіологічними показниками належать до продуктів підвищеної зони ризику. Контамінування соусів на емульсійній основі сторонніми мікроорганізмами призводить до погіршення їх органолептичних, фізико-хімічних показників, а іноді здатне спричиняти харчові інфекції та інтоксикації. З огляду на це, актуальним залишається питання розробки нових технологій соусів, які б забезпечували високі показники їх мікробіологічної стійкості.

У вітчизняній і закордонній практиці широко застосовують різні чинники хімічного і біологічного походження для забезпечення стабільності емульсійної продукції у часі. Значний внесок у розвиток цього напряму досліджень зробили М. І. Козін, П. П. Ребіндер, П. П. Пивоваров, О. О. Гринченко.

Серед факторів впливу на харчові системи особливе місце займають фізичні, які здатні не тільки пригнічувати життєдіяльність мікрофлори, але й змінювати функціональні властивості сировини. Використання фізичних полів різного діапазону коливань - ультразвукових, акустичних, обертових електромагнітних полів ученими впроваджується вже достатньо давно. Значний внесок у розробку цього напряму досліджень зробили вчені: І. А. Рогов, О. В. Горбатов, Ю. Ф. Заяс, О. П. Шеляков, С. С. Гуляєв-Зайцев, А. Г. Котенко, Т. В. Капліна.

До перспективних напрямів розробки стабільної у часі емульсійної продукції належить використання вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля (ВШФЧ ОЕМП). Упровадження такого способу обробки дозволяє комплексно впливати на харчову систему, забезпечуючи її стабільність.

Аналітичними дослідженнями на сьогодні не виявлено інформації стосовно використання даного фізичного чинника при розробці технології соусів на емульсійній основі. Не визначено параметри отримання високоякісних емульсій, не знайдено відомостей про вплив такого способу обробки на функціональні властивості (ФВ) харчової системи, не розроблено технологію отримання соусів з використанням ВШФЧ ОЕМП.

Ураховуючи все вище зазначене, досить актуальним є наукове обґрунтування та розробка технології соусів на емульсійній основі за рахунок використання ВШФЧ ОЕМП. Застосування запропонованого електрофізичного способу обробки дозволить створювати високоякісну й безпечну продукцію, розширити її асортимент за рахунок покращення функціональних властивостей.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано відповідно до основних напрямів наукових досліджень Полтавського університету споживчої кооперації України за темами “Науково-теоретичне обґрунтування використання обертового перемінного електромагнітного поля і вихрового шару феромагнітних частинок у технологіях продукції харчування” № держреєстрації 0105U005232; “Прогресивні технології виробництва кулінарної продукції” № 255/08; автором особисто розроблено технології продукції.

Мета і завдання дослідження. Мета дисертаційної роботи - розробка науково обґрунтованої технології соусів на емульсійній основі з використанням вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля.

Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити низку взаємопов'язаних завдань:

- теоретично обґрунтувати ефективність використання ВШФЧ ОЕМП для отримання соусів на емульсійній основі;

- обґрунтувати параметри обробки у ВШФЧ ОЕМП складових компонентів емульсії;

- дослідити вплив ВШФЧ ОЕМП на мікробіологічні показники якості компонентів харчової системи;

- вивчити вплив ВШФЧ ОЕМП на олію соняшникову рафіновану дезодоровану; функціональні властивості білкових складових соусів на емульсійній основі;

- обґрунтувати концентрації складових компонентів соусу та тривалість емульгування у ВШФЧ ОЕМП;

- дослідити виробництво соусів на емульсійній основі як цілісну технологічну систему та науково обґрунтувати й розробити технологію і рецептурний склад соусів на основі обробки у ВШФЧ ОЕМП;

- визначити сукупність споживчих властивостей (органолептичних, фізико-хімічних, структурно-механічних, мікробіологічних) і харчову цінність соусу, отриманого у ВШФЧ ОЕМП, його зміни при зберіганні;

- розробити технології похідних соусів із визначенням основних показників їх якості; соус емульсійний вихровий феромагнітний

- провести комплекс організаційно-технологічних заходів щодо впровадження результатів дослідження у виробництво, визначити соціально-економічний ефект від їх практичної реалізації.

Об'єкт дослідження - технологія соусів на емульсійній основі з використанням вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля.

Предмет дослідження - олія соняшникова рафінована дезодорована, яєчний порошок і сухе знежирене молоко, параметри технологічного процесу отримання емульсій і соусів на основі обробки у ВШФЧ ОЕМП, модельні емульсії на їх основі, соуси на емульсійній основі.

Методи дослідження - органолептичні, фізико-хімічні, мікробіологічні, методи системного аналізу, планування і математичної обробки експериментальних даних з використанням комп'ютерних технологій.

Наукова новизна отриманих результатів полягає у спрямованому формуванні технологічних властивостей соусів на емульсійній основі, завдяки обробці у ВШФЧ ОЕМП, що дозволяє інтенсифікувати технологічний процес, забезпечити стабільність продукції у часі, зменшити витрати сировини за рахунок підвищення її функціональних властивостей.

Вперше:

- доведено ефективність використання ВШФЧ ОЕМП для отримання мікробіологічно стійких соусів на емульсійній основі;

- встановлено зміни складових компонентів емульсії залежно від тривалості обробки у ВШФЧ ОЕМП;

- доведено, що ефективне емульгування у ВШФЧ ОЕМП супроводжується руйнацією макромолекул у полі механічних сил і обумовлює суттєві зміни комплексу фізико-хімічних властивостей харчових систем;

- виявлено, що обробка складових компонентів емульсії у ВШФЧ ОЕМП забезпечує інтенсивне пригнічення життєдіяльності мікроорганізмів, це зумовлює їх достатньо високу мікробіологічну стійкість;

застосування методів системного аналізу забезпечили розробку технологічної схеми виробництва соусів на емульсійній основі, використовуючи обробку у ВШФЧ ОЕМП;

- встановлена закономірність збереження високих показників якості соусів, за рахунок обробки у ВШФЧ ОЕМП, що дозволило подовжити строки їх зберігання без додаткового введення консервантів.

Набуло подальшого розвитку:

теоретичне обґрунтування та експериментальне підтвердження ефективності використання обробки у ВШФЧ ОЕМП для отримання стабільних соусів на емульсійні основі.

Новизна прийнятих технічних рішень підтверджена 3 деклараційними патентами на корисну модель.

Практичне значення одержаних результатів. На підставі проведених аналітичних і експериментальних досліджень апробована та впроваджена технологія соусів на емульсійній основі, отриманих з використанням ВШФЧ ОЕМП. Розроблено та затверджено технічні умови

(ТУ У 15.8-01597997-005:2008 “Майонез столовий висококалорійний “Сонечко”) та технологічну інструкцію з його виготовлення. Результати експериментальних досліджень включено у методичну документацію для лабораторних і практичних занять за програмою професійного спрямування “Технологія харчування” з дисциплін “Технологія галузі” та “Харчові технології”. Соціально-економічна ефективність розробок полягає у залученні до виробництва регіональної сировини, задоволенні попиту споживачів на високоякісну продукцію з емульсійною структурою, зниженні витрат на виробництво одиниці продукції, скороченні виробничих площ.

Упровадження результатів досліджень. Промислову апробацію і впровадження розробленої технології соусів на емульсійній основі, отриманих у ВШФЧ ОЕМП, здійснено на підприємствах харчової промисловості та у закладах ресторанного господарства м. Полтави, Полтавської області : Навчально-виробничому комбінаті ПУСКУ, ТОВ БП “Кристал”, ТОВ “Успіх”, ЗАТ “Завод продтоварів “Мрія”, ПП “Зелена Дубрава”.

Особистий внесок здобувача полягає в аналізі стану проблеми, розробці програми дослідження, організації та проведенні експериментальних досліджень, обробці одержаних даних, підготовці матеріалів до публікації та складанні заявок на корисні моделі, розробці нормативної та технологічної документації, здійсненні заходів з упровадження науково-технічних розробок у виробництво та навчальний процес.

Аналіз і узагальнення результатів досліджень, формулювання висновків, підготовка матеріалів до публікації проведені спільно з науковим керівником к.т.н., доц. Капліною Т. В.

Апробація результатів дослідження. Основні результати дисертаційної роботи доповідалися, обговорювалися та отримали позитивні відгуки на науково-практичних конференціях професорсько-викладацького складу Полтавського університету споживчої кооперації України (2005-2009 рр.); IV міжнародній науково-практичній конференції “Наука і соціальні проблеми суспільства: харчування, екологія, демографія” (м. Харків, ХДУХТ, 2006 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Нові ресурсо- та енергозберігаючі технології харчових виробництв” (м. Полтава, ПУСКУ, 2007 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції, присвяченій

85-річчю Бережного Івана Григоровича, “Прогресивні техніка та технології харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі. Економічна стратегія і перспективи розвитку сфери торгівлі та послуг” (Харків, ХДУХТ, 2007 р.); Міжнародній науково-технічній конференції “Інноваційні технології, проблеми якості та безпеки сировини та готової продукції у м'ясній та молочній промисловості” (Київ, НУХТ, 2007 р.); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Прогресивні техніка та технології харчових виробництв, ресторанного господарства і торгівлі. Економічна стратегія і перспективи розвитку сфери торгівлі та послуг” (Харків, ХДУХТ, 2008 р.); VI науково-технічній конференції з міжнародною участю “Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства реализации: эффективное использование ресурсов отрасли” (Москва, МГУПП, 2008 р.); І Міжнародній науково-практичній конференції, присвяченій 35-річчю технологічного факультету, „Прогресивні технології харчових виробництв, ресторанного та готельного господарства” (м. Полтава, 2009 р.).

Соуси на емульсійній основі, отримані у ВШФЧ ОЕМП, демонструвалися на щорічних виставках-дегустаціях кафедри технології та організації ресторанного господарства Полтавського університету споживчої кооперації України (2005-2009 рр.), де отримали позитивну оцінку фахівців галузі.

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 14 наукових праць, у тому числі 6 статей у наукових фахових виданнях, затверджених ВАК України, 5 тез доповідей і матеріалів наукових конференцій, 3 деклараційні патенти України на корисну модель.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних джерел і 12 додатків. Дисертацію викладено на 146 сторінках, вона містить 36 таблиць і 40 рисунків. Список використаних джерел включає 251 найменувань, у тому числі 30 зарубіжних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи та її значення у вирішенні проблеми забезпечення населення мікробіологічно стабільною емульсійною продукцією. Сформульовано мету, завдання дослідження, наукову новизну, практичне значення результатів дослідження. Наведені дані про апробацію результатів роботи.

У першому розділі “Сучасний стан виробництва продукції з емульсійною структурою та перспективи використання електромагнітних полів” проаналізовані теоретичні аспекти отримання та стабілізації продукції з емульсійною структурою, узагальнені існуючі дані вітчизняного та закордонного досвіду технологій соусів, наведені методи регулювання функціональних властивостей (ФВ) білкових компонентів, мікробіологічної стійкості соусів, вказані переваги та перспективи використання ВШФЧ ОЕМП при отриманні емульсій. Аналіз і систематизація наукової літератури показали, що однією із важливих проблем, які стоять на порядку денному перед ученими та практиками, є отримання стабільної емульсійної продукції. Вирішити її можливо за рахунок регулювання ФВ емульгаторів та вдосконалення існуючих технологій виробництва емульсій. Показано, що для розробки технологічно стабільної емульсійної продукції найбільш ефективним є застосування ВШФЧ ОЕМП, завдяки поєднанню в ньому декількох процесів, які одночасно протікають. Це зумовило актуальність проведених досліджень.

У другому розділі “Організація, предмети, матеріали та методи досліджень” наведено характеристику предмета й методів дослідження, сформульовано програму аналітичних і експериментальних робіт.

Для реалізації дисертаційних досліджень використовували лабораторну установку, до складу якої входить апарат ВА-100, що містить ємність з неіржавіючої сталі об'ємом 0,5 дм3 з феромагнітними частинками (ФЧ) циліндричної форми, вкритими шаром поліетилену завтовшки 1·10-3м. Частинки виконують роль робочих елементів, завдяки яким під дією електромагнітного поля створюється ВШФЧ ОЕМП, що забезпечує процес емульгування. Величина магнітної індукції у зоні дії поля становила 0,13 Тл.

Відбір зразків, визначення показників якості сировини та готової продукції проводили за стандартними методиками. Дослідження фракційного складу білків проводили з використанням електрофоретичного методу (модифікація методики Laemmli). Жирнокислотний склад ліпідів визначали методом газової хроматографії; первинні продукти окиснювання - кислотне число за ДСТУ 4350, пероксидне число за ДСТУ 4570, вторинні продукти окиснювання - анізідінове число за ДСТУ 6885. Вивчення процесу зміни просторової конфігурації жирних кислот - за ДСТУ ІSО 5508-2001. Густину олії - пікнометричним методом за ДСТУ 4633. Емульгувальну здатність модельних систем визначали за методикою А. Н. Гурова. Тип емульсії - методом розведення. Агрегативну та кінетичну стійкість - визначенням об'ємів водної та жирової фаз, що відокремилися після центрифугування. Мікробіологічні показники, токсичні елементи, мікотоксини, пестициди визначали за стандартними методиками. Органолептичний аналіз готової продукції проводили профільним методом з використанням дескрипторів за п'ятибальною шкалою. Безпеку технології соусів на емульсійній основі досліджували за рахунок комплексного застосування на підприємстві правил GМР, стандартів ІSО серії 9000 та принципів системи НАССР. Обробку результатів експериментів проводили за допомогою математичних методів планування та статистичної обробки результатів досліджень, використовуючи при цьому комп'ютерні програми. Дослідження проводили у п'ятикратній повторюваності при рівні надійності 0,95.

У третьому розділі “Обґрунтування використання вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля у технологіях соусів на емульсійній основі” визначено раціональні параметри емульгування в апаратах з вихровим шаром (ВШ), встановлено вплив тривалості обробки складових емульсії у ВШФЧ ОЕМП на ступінь їх диспергування; досліджено вплив електромагнітної обробки на жирову складову, функціональні властивості яєчного порошку (ЯП) та сухого знежиреного молока (СЗМ).

Отримання соусів на емульсійній основі з високими показниками якості можливо за умов спрямованого регулювання їх функціональних властивостей. У дисертаційних дослідженнях за фактор впливу на властивості соусів використано ВШФЧ ОЕМП, тому необхідно було врахувати усі процеси, які одночасно відбуваються при безперервному русі ФЧ у робочій камері апарату. У більшій мірі на харчову систему, яка знаходиться у зоні дії ВШФЧ ОЕМП, впливає сила і частота ударів ФЧ. Саме вони зумовлюють різні гідродинамічні нестабільності: перемішування, розплющування краплі, акустичні коливання. Також на властивості речовини, що обробляється, впливають геометричні розміри ФЧ, ступінь заповнення робочої ємності феромагнітними елементами та продуктами. Це обумовило необхідність обґрунтування параметрів процесу обробки харчової системи на першому етапі досліджень.

Об'єктом дослідження було обрано модельні системи на основі ЯП та СЗМ. Умовами обробки були магнітна індукція - 0,13 Тл, тривалість обробки - 10…50 с при лі = 20 с, за контроль використовували необроблені зразки. За вихідні параметри процесу приймали стійкість системи (у %). Встановлено раціональні параметри процесу емульгування. Проведено повний факторний експеримент 23. Розрахунок програми оптимізації здійснювали за методом Бокса-Уілсона. Знайдено рівняння регресії, яке, після виключення незначущих коефіцієнтів, має вигляд : у = 89,0076 - 1,5х1 - 1,1х2+2,1х3 - 1,5х1х3.

Оптимальними значеннями параметрів обробки є діаметр ФЧ - dф.ч. = 2,52·10 -3м, коефіцієнт тотожності - l/d = 10,25 ; коефіцієнт заповнення робочої камери феромагнітними частинками - К3 = 0,086 К ; коефіцієнт заповнення середовищем, що підлягає обробці - Qз ? 0,76 Q. Отримані результати було використано для проведення подальших досліджень.

Враховуючи те, що у ВШФЧ ОЕМП за рахунок механодеструкції відбувається руйнування молекул у полі механічних сил, було висунуто припущення про пригнічувальну дію на мікроорганізми такого способу обробки. За стандартами для соусів на емульсійній основі при мікробіологічних дослідженнях контролюють мікрофлору, яка пов'язана з порушенням технології та умов зберігання. Враховують також видовий і кількісний склад мікроорганізмів, який внесено у продукцію її компонентами. До схеми санітарно-бактеріологічного контролю олію не включено, тому її дослідження не проводили, а враховували мікрофлору СЗМ, ЯП, гірчичного порошку, цукру, солі. Досліджували МАФАнМ КУО, плісеневі гриби, дріжджі, БГКП і патогенні мікроорганізми (при проведенні експериментів останніх не виявлено). Після обробки у ВШФЧ ОЕМП встановлено значне зниження кількості МАФАнМ КУО для СЗМ у 1,16…2,02 рази, ЯП у 4,52…9,62 рази, гірчичного порошку та цукру у 4,73…8,7 і 4,74…8,85 рази відповідно. Спостерігалося зменшення кількості дріжджів у цукрі у 1,25…2,73 та плісеневих грибів у 1,36…2,14 рази. Отримані результати підтвердили пригнічувальну дію ВШФЧ ОЕМП на мікроорганізми, що стало передумовою для створення продуктів харчування підвищеної мікробіологічної стійкості.

У технологіях соусів на емульсійній основі за дисперсну фазу широко використовують олію соняшникову рафіновану дезодоровану, завдяки значному вмісту поліненасичених жирних кислот. Враховуючи, що при обробці компонентів у ВШФЧ ОЕМП у місцях співударяння феромагнітних елементів виникають тиски до тисячі МПа, збільшується питома потужність, яка підводиться до одиниці об'єму, створюються умови для протікання фізичних і хімічних процесів, що суттєво можуть вплинути на фізико-хімічні властивості жирів, тому досліджували жирнокислотний склад олії необробленої (контроль), обробленої у лабораторній мішалці та у ВШФЧ ОЕМП протягом 10…50 с (рис. 1). Встановлено, що завдяки дії ВШФЧ ОЕМП відбувається структурна перебудова жирів, проявом якої є зниження мононенасичених і поліненасичених жирних кислот по відношенню до контролю, що, в свою чергу, призводить до зміни їх фізичних і хімічних показників. Встановлено зменшення пероксидного числа у межах похибки і кислотного на 7,18 % (50 с), підвищення анізідінового числа на 22,7 % (50 с), що свідчить про руйнування пероксидів і деяке накопичення вторинних продуктів окиснювання (табл.1).

Таблиця 1

Вплив способу обробки на показники якості соняшникової олії

Показники якості соняшникової олії	Олія без обробки (контроль)	Олія, оброблена у лабораторній мішалці	Тривалість обробки у ВШФЧ ОЕМП, с
			10	30	50
Кислотне число, мг КОН/г	0,167±0,008	0,164±0,008	0,163±0,008	0,161±0,008	0,155±0,007
Пероксидне число, Ѕ О ммоль /кг	3,43±0,17	3,38±0,17	3,41±0,17	3,36±0,17	3,32±0,16
Анізідінове число, у.о.	2,2±0,11	2,5±0,13	2,4±0,14	2,5±0,13	2,7±0,14
Число “totox”	9,06±0,37	9,26±0,41	9,22±0,39	9,26±0,38	9,34±0,43

Визначено незначне збільшення інтегрального показника якості жиру у межах похибки, що свідчить про можливість застосування ВШФЧ ОЕМП у технологіях продукції харчування.

Використання білкових компонентів у соусах на емульсійній основі сприяє формуванню міжмолекулярних шарів і надає їм достатньої стабільності, тому у дослідженнях обрано ЯП і СЗМ як найбільш споживану регіональну сировину. Враховуючи, що основними ФВ ЯП і СЗМ є розчинність, емульсійні властивості і в'язкість розчинів, від яких у багатьох випадках залежить формування якісних технологічних властивостей соусів на емульсійній основі, тому їх досліджували на модельних системах (ЯП : вода, СЗМ : вода при концентрації ЯП - 1, 5, 10 та СЗМ - 2, 5, 7, 10 % у перерахунку на водну фазу), оброблених у ВШФЧ ОЕМП протягом 10…50 с. Встановлено зростання розчинності ЯП і СЗМ зі збільшенням тривалості обробки (рис.2).

Найбільші значення цього показника були у СЗМ, вони переважали контрольні на 4,21 % (в інтервалі 30…50 с). Таке підвищення розчинності СЗМ пов'язано з тим, що внаслідок обробки у ВШФЧ ОЕМП збільшується дисперсність продукту і на цей процес у значній мірі впливає характер взаємодії білка з дисперсійним середовищем (переважає взаємодія молекул білка з розчинником, ніж взаємодія молекул білка між собою). Разом з тим, збільшення розчинності може бути пов'язано із зростанням ступеня гідратації полярних груп білків, які посилюють електростатичне відштовхування субміцел, підвищують структурно-механічний бар'єр гідратної оболонки, що призводить до руйнування міцел і субміцел. Попередніми дослідженнями встановлено, що зі збільшенням тривалості обробки харчових систем у ВШ спостерігалося підвищення температури середовища, що обробляється. Конформаційні зміни білкової молекули, які спричиняє ВШФЧ ОЕМП, сприяють розгортанню білкової молекули, а це, у свою чергу, підвищує в'язкість розчинів. Подальше зростання температури зумовлює різке зниження часу їх зневоднення внаслідок злипання та агрегації білкових частинок (молекул). Встановлено, що на в'язкість водних розчинів ЯП і СЗМ у процесі обробки у ВШФЧ ОЕМП впливає як концентрація, так і тривалість обробки (рис.3).

Значне зростання в'язкості ЯП і СЗМ у 1,32 і 1,52 рази відповідно характерно для розчинів концентрацією білкових речовин 10 %, оброблених протягом 50 с. Це явище пояснюється дисоціацією молекул у водному розчині, що призводить до зменшення молекулярної маси та підвищення розчинності, а також і в'язкості, оскільки разом із білками у розчиненому стані знаходяться речовини з великими молекулярними масами. Дослідження фракційного складу модельних систем на основі ЯП і СЗМ показали, що обробка у ВШФЧ ОЕМП протягом 10…50 с сприяла збільшенню кількості білків з меншими молекулярними масами. Отримані результати дозволили підтвердити висунуту раніше гіпотезу про зміну розчинності і в'язкості у залежності від тривалості обробки.

Визначено емульгувальні та стабілізуючі властивості ЯП і СЗМ у залежності від тривалості обробки в інтервалі 10…50 с. Встановлено підвищення емульгуючої здатності ЯП і СЗМ на 38,5 і 41,07 % відповідно (рис. 4). При отриманні емульсій традиційним способом відокремлення водної фази зменшується у 2 рази для модельних систем на основі СЗМ та у 1,33 - на основі ЯП. Ці дані є науково-практичними та експериментальними передумовами отримання соусів на емульсійній основі зі стабільно високими показниками якості.

У четвертому розділі “Моделювання технологічного процесу виробництва соусу на емульсійній основі з використанням вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля” обґрунтовано концентрацію компонентів соусів на емульсійній основі, тривалість емульгування у ВШФЧ ОЕМП, досліджено структурно-механічні показники та мікроструктуру модельних систем залежно від тривалості обробки. Оптимізовано параметри отримання емульсії у ВШФЧ ОЕМП. Із застосуванням системного підходу встановлено, що формування якісних показників соусів залежить від двох факторів - концентрації емульгатора на водну фазу та тривалості емульгування в апараті з ВШ. Визначено зміну структурно-механічних показників модельних систем (рис.5) залежно від тривалості обробки у ВШФЧ ОЕМП і встановлено, що найбільш структурованою є система, отримана протягом 30 с (гранична напруга зсуву становить 252,8 Па).

Дослідження граничної напруги зсуву (ГНЗ) міжфазних адсорбційних шарів (МАШ) показало, що обробка у ВШФЧ ОЕМП протягом 30 с призводить до збільшення ГНЗ МАШ на 16,5 % відповідно до контрольного зразка (рис. 6). Подовження тривалості обробки до 50 с призводить до зниження ГНЗ МАШ на 4,13 % відповідно до контролю.

Вивчення мікроструктури модельних систем (рис. 7) показало, що найкращої їх якості можливо досягти в інтервалі обробки 10…30 с, що сприяє утворенню кульок розмірами 2…4 мкм (рис. 7(б), частка яких становить 98,3 %.

Обґрунтовано оптимальний вміст емульгаторів на водну фазу : ЯП - 14,11 % ; СЗМ - 3,65 % та тривалість емульгування у ВШФЧ ОЕМП - 27 с.

У п'ятому розділі “Розробка технології соусів на емульсійній основі з використанням вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля” розроблено рецептурний склад соусу на емульсійній основі та технологічну схему його отримання (рис. 8). Наведено результати фізико-хімічних, органолептичних, мікробіологічних, токсикологічних показників якості соусів на емульсійній основі та визначено мікроструктуру. Досліджено строки зберігання соусів, розроблено рецептури похідних соусів.

Обґрунтування технології соусів, отриманих у ВШФЧ ОЕМП, дозволило розробити їх рецептурний склад. Відмінність запропонованої технології від традиційної полягала у зменшенні у рецептурному складі вмісту емульгаторів (на 10 %) та скороченні тривалості технологічного процесу виробництва соусу (до 27 с) за рахунок одночасного поєднання у ВШФЧ ОЕМП процесів отримання грубої і тонкодисперсної емульсії.

Визначено органолептичні та фізико-хімічні показники, біологічну цінність соусу. Доведено його безпечність. Встановлено, що за мікробіологічними та токсикологічними показниками розроблений соус відповідає медико-біологічним вимогам і санітарним нормам, які висуваються до харчових продуктів подібного типу. Дослідження дисперсійного складу соусів довели, що соуси, отримані у ВШФЧ ОЕМП, мають високу стабільність до розшарування (рис. 9). Про це свідчить наявність 81,4 і 98,3 % жирових кульок розмірами до 2 мкм у контрольному та дослідному зразках соусів відповідно. Встановлено зміни органолептичних, мікробіологічних показників, ліпідної частини жирової фази соусу під час зберігання при t = 0…+4 °С протягом 40 діб, і досліджено, що обмежувальним показником є пероксидне число, яке на сорокову добу досягає свого межового значення 10 Ѕ О ммоль/кг. Це і стало підставою для визначення гарантованих строків зберігання, які не повинні перевищувати 40 діб при t = 0…+4 °С.

На основі основного соусу “Cонечко” розроблено рецептурний склад і технології похідних соусів, визначено їх фізико-хімічні показники, вітамінний і мінеральний склад. Доведено, що похідні соуси мають підвищену поживну цінність за рахунок введення ягідних наповнювачів і пряних трав. Розроблені соуси дозволять урізноманітнити смакові властивості страв і задовольнити різноманітний попит споживачів.

У шостому розділі “Практична реалізація результатів роботи й економічна ефективність прийнятих рішень” доведено доцільність запровадження на підприємствах системи менеджменту якості, розраховані результати практичної реалізації досліджень, підрахована економічна та соціальна ефективність від запропонованої розробки.

Доведено, що активне функціонування підприємства на ринковому просторі можливо при сумісному запровадженні правил GMP, стандартів ISO серії 9000 та принципів системи НАССР. За допомогою методологічних прийомів НАССР було визначено, що основними потенційними ризиками при виробництві соусів за розробленою технологією є хімічні, вплив яких можливо зменшити за рахунок суворого дотримання тривалості емульгування у ВШФЧ ОЕМП. Сформульовано оцінку ефективності використання ВШФЧ ОЕМП у розроблених технологіях соусів, отримано патенти на корисну модель. На нову рецептуру та технологію було затверджено нормативну документацію технічні умови (ТУ У15.8-01597997.005 : 2008 “Соус столовий висококалорійний “Cонечко”) та технологічну інструкцію. Упровадження нової технології виробництва соусів на емульсійній основі у ВШФЧ ОЕМП дає прямий економічний ефект за рахунок зниження собівартості та зменшення енерговитрат виробництва і дозволяє одержати прибуток на кожні 100 кг готової продукції 54,78 грн. (у цінах на травень 2009 р.). Соціальний ефект від упровадження полягає у створенні додаткових робочих місць, забезпеченні населення України стабільною у часі продукцією.

ВИСНОВКИ

Аналіз і систематизація літературних даних показали, що однією із важливих проблем, які стоїть на порядку денному перед ученими і практиками, є забезпечення стабільності соусів на емульсійній основі. Доведена актуальність та доцільність використання вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля у технологіях соусів на емульсійній основі за рахунок комплексу процесів: покращення функціональних властивостей білкових компонентів, антимікробного ефекту та отримання готової продукції зі стабільними показниками якості.

На основі аналітичних досліджень визначено чинники, що впливають на емульгування у вихровому шарі феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля, до яких належать: коефіцієнт тотожності частинки, коефіцієнт заповнення робочої камери феромагнітними частинками та коефіцієнт заповнення середовищем, що підлягало обробці. Визначено оптимальні параметри отримання емульсії: d = 2,5•10-3 м; l/d = 10,25; Qз ? 0,76Q; Kз = 0,086 К .

Встановлено підвищення мікробіологічної стійкості складових емульсії у залежності від тривалості обробки (10…50 с). Для складових харчової системи, що оброблялися у вихровому шарі феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля спостерігали зменшення кількості мікроорганізмів у яєчному порошку у 4,52…9,62 рази, сухому знежиреному молоці у 1,16…2,02 рази, у гірчичному порошку у 4,73…8,7 раз та цукрі - 4,74…8,85 раз і максимум цих змін припадає на тривалість обробки 50 с.

Визначено вплив вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля на жирнокислотний склад соняшникової олії за рахунок зниження кількості поліненасичених жирних кислот на 3,13...4,24% ; кислотного числа на 7,18 … 1,79 %, пероксидного - на 3,21...0,58 % порівняно з контрольним зразком.

Встановлено, що при обробці у вихровому шарі феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля відбувається підвищення розчинності білкових компонентів - яєчного порошку на 3,18 % та сухого знежиреного молока на 4,21 %, збільшення в'язкості ЯП у 1,32 рази та СЗМ у 1,52 рази, підвищення емульгувальної здатності яєчного порошку і сухого знежиреного молока на 38,5 і 41,07 %, зменшення відокремлення водної фази у 2 рази для модельних систем на основі СЗМ та у 1,33 - на основі ЯП.

Розроблено технологію соусів на емульсійній основі, отриманих у вихровому шарі феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля, яка відрізняється від існуючої: рецептурним складом (зменшенням на 10% яєчного порошку та сухого знежиреного молока) та кількістю етапів технологічного процесу (поєднання у апараті з вихровим шаром двох етапів технологічного процесу - отримання грубої та тонкодисперсної емульсії). Визначено, що оптимальним є вміст емульгаторів у перерахунку на водну фазу яєчного порошку - 14,11%, сухого знежиреного молока - 3,65%, тривалість емульгування у вихровому шарі феромагнітних частинок електромагнітного поля не повинна перевищувати 27 с. На основі соусу “Cонечко” розроблено його похідні та запропоновано їх використання у технологіях кулінарної продукції.

Визначено органолептичні, основні фізико-хімічні показники та показники безпеки розроблених соусів на емульсійній основі, визначено їх харчову цінність. Дослідження соусів у процесі зберігання дозволили встановити гарантійний строк зберігання - 40 діб при температурі 0…+4 °C.

Розроблено і затверджено в установленому порядку нормативну документацію на соус, отриманий за розробленою технологією

(ТУ У 15.8-01597997-005 : 2008 Майонез столовий висококалорійний “Сонечко”), технологічну інструкцію з його виготовлення. Проведено комплекс організаційно-технологічних заходів щодо впровадження наукових розробок у практику підприємств харчової промисловості та закладів ресторанного господарства м. Полтави та Полтавської області. Визначено соціально-економічний ефект від упровадження. Прямий економічний ефект відбувається за рахунок загального зниження вартості виробництва і дозволяє одержати прибуток 54,78 грн. на 100 кг готової продукції (у цінах на травень 2009 р.). Соціальний ефект від упровадження полягає у створенні додаткових робочих місць, забезпеченні населення України стабільною у часі продукцією.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Капліна Т. В. Вплив вихрового шару феромагнітних частинок на функціональні властивості яєчного порошку / Т. В. Капліна, Л. О. Положишникова // Прогресивні техніка та технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі : зб. наук. пр. / Харк. держ. ун-т харч. та торг. - Х., 2007. - Вип. 2 (6). - С. 182-186. Внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення даних, підготовка до публікації.

Капліна Т. В. Обґрунтування параметрів виробництва високоякісних сусів емульсійного типу / Т. В. Капліна, О. І. Положишникова, Л. О. Положишникова // Вісник Харк. нац. техн. ун-ту сільськ. госп. ім. П. Василенка : зб. наук. праць. - Харків : ХНТУСГ, 2008. - Вип. 74 : Сучасні напрямки технології та механізації процесів переробних і харчових виробництв. - С. 293-299. Внесок здобувача: проведення досліджень, підготовка до публікації.

Капліна Т. В. Вплив вихрового шару феромагнітних частинок електромагнітного поля на мікроструктуру соусів емульсійного типу / Т. В. Капліна, Л. О. Положишникова // Наукові праці ОНАХТ. - 2008. - Вип. 32 (35). - С. 265-268. - (Серія «Технічні науки»). Внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення даних, підготовка до публікації.

Капліна Т. В. Вплив вихрового шару феромагнітних частинок електромагнітного поля на показники якості соусу емульсійного типу / Т. В. Капліна, Л. О. Положишникова // Прогресивні техніка та технології харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі : зб. наук. пр. / Харк. держ. ун-т харч. та торг. - Х., 2008. - Вип. 2 (8). - С. 416-421. Внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення даних, підготовка до публікації.

Капліна Т. В. Вплив вихрового шару феромагнітних частинок електромагнітного поля на показники якості соняшникової олії / Т. В. Капліна, Л. О. Положишникова // Наукові праці ОНАХТ. - 2009. - Вип. 33 (36). - С. 160-168. - (Серія «Технічні науки»). Внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення даних, підготовка до публікації.

Положишникова Л. О. Вплив тривалості емульгування в апаратах з вихровим шаром на формування показників якості соусів на емульсійній основі / Л. О. Положишникова // Обладнання та технології харчових виробництв : темат. зб. наук. пр. - Вип. 22. - Донецьк : ДонНУЕТ, 2009. - С. 383-388.

АНОТАЦІЯ

Положишникова Л. О. Технологія соусів на емульсійній основі з використанням вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.16 - технологія продуктів харчування. - Донецький національний університет економіки і торгівлі імені. Михайла Туган-Барановського Міністерства освіти і науки України, Донецьк, 2010.

Дисертація присвячена науковому обґрунтуванню та розробці технології соусів на емульсійній основі за рахунок використання вихрового шару феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля.

На основі аналізу літературних джерел було сформульовано доцільність використання вихрового шару феромагнітних частинок електромагнітного поля у технологіях соусів на емульсійній основі. Встановлено основні параметри, що забезпечують утворення емульсій. Досліджено зміну функціональних властивостей сировини у залежності від тривалості обробки у вихровому шарі феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля. Встановлено, що використання способу обробки сприяє покращенню функціональних властивостей білкових складових соусу та не погіршує якісні показники олії соняшникової.

Доведено підвищення розчинності, в'язкості, емульгувальної та стабілізуючої здатності яєчного порошку та сухого знежиреного молока у результаті обробки у вихровому шарі феромагнітних частинок обертового електромагнітного поля.

Експериментально підтверджено, що використання цього способу обробки дозволяє зменшити у рецептурному складі кількість білкових складових соусу.

На основі теоретичних та експериментальних досліджень розроблено технологію соусів на емульсійній основі. Визначено харчову цінність соусів. Розроблено і затверджено у встановленому порядку нормативну документацію. Проведено апробацію у виробничих умовах, визначено економічний та соціальний ефект від впровадження.

Ключові слова: емульсія, вихровий шар феромагнітних частинок, обертове електромагнітне поле, олія соняшникова рафінована дезодорована, яєчний порошок, сухе знежирене молоко, соуси на емульсійній основі.

АННОТАЦИЯ

Положишникова Л. А. Технология соусов на эмульсионной основе с использованием вихревого слоя ферромагнитных частиц вращающегося электромагнитного поля. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.16 - технология продуктов питания. - Донецкий национальный университет экономики и торговли имени Михаила Туган-Барановского Министерства образования и науки Украины, Донецк, 2010.

Диссертация посвящена научному обоснованию и разработке технологии соусов на эмульсионной основе с использованием вихревого слоя ферромагнитных частиц вращающегося электромагнитного поля.

Анализ теоретических и экспериментальных исследований показал перспективность использования вихревого слоя ферромагнитных частиц вращающегося электромагнитного поля при производстве соусов на эмульсионной основе. Экспериментальным путем установлены и оптимизированы факторы, влияющие на получение эмульсии в аппаратах с вихревым слоем : dф.ч = 2,52·10 -3м, l/d = 10,25, К3 = 0,086К, Qз ? 0,76 Q.

Обоснован механизм влияния вихревого слоя ферромагнитных частиц вращающегося электромагнитного поля на основные компоненты эмульсии - дисперсную фазу и дисперсионную среду. Установлено, что обработка масла растительного рафинированного дезодорированного приводит к перегруппировке жирных кислот; уменьшению кислотного числа на 7,18..1,79 %, перекисного на 3,21 ... 0,58 % соответственно в сравнении с контролем.

Исследования изменений функциональных свойств белковых составляющих (яичного порошка и сухого обезжиренного молока) показало положительное влияние электромагнитной обработки, которое способствует повышению растворимости, вязкости, эмульгирующих и стабилизирующих свойств водных растворов эмульгаторов.

Для определения концентрации рецептурных компонентов проводили моделирование рецептурного состава соусов путем исследования стойкости эмульсии, изучения структурно-механических свойств, а также микроструктуры соусов.

Путем математического моделирования определено оптимальное содержание рецептурных компонентов в пересчете на водную фазу : яичного порошка - 14,11%; сухого обезжиренного молока - 3,65%; продолжительность эмульгирования в аппарате с вихревым слоем - 27 с На основе этого разработана технология и рецептуры основного и производных соусов на эмульсионной основе.

Исследовано химический, жирнокислотный состав, токсикологические и микробиологические показатели готовых соусов, которые свидетельствуют о том, что разработанный соус не уступает контрольному.

Продолжительность хранения соусов определяли путем изучения органолептических, микробиологических показателей, исследования окислительных процессов, протекающих с жировой основой при хранении. Установлено, что сроки хранения составляют 40 дней при температуре 0...+4 °С.

На соусы на эмульсионной основе разработана в установленном порядке нормативная документация. Проведена апробация новой технологии в промышленных условиях. Определен экономический и социальный эффект от ее внедрения.

Ключевые слова: эмульсия, вихревой слой ферромагнитных частиц, вращающееся электромагнитное поле, масло растительное, яичный порошок, сухое обезжиренное молоко, соусы на эмульсионной основе.

ANNOTATION

Polozhyshnikova L.A. Technology of sauces on emulsion basis using vortical layer of ferromagnetic particles on the revolved electromagnetic field. - Handwritten.

The dissertation to optain the scientific degree of the technical sciences candidate in speciality 05.18.16 -Technology of food products. - Donetsk national university of economy and trade named after Michael Tugan-Baranovskiy, Ministry of Education of Ukraine. Donetsk, 2010.

The dissertation is devoted to scientific grounds and development of sauce technology on emulsion basis using electromagnetic processing.

On basis of literary souses analyses the relevance of using vortical layer of ferromagnetic field in sauce technology on emulsion basis was. The main parameters to provide the formation of emulsion are established. The change of functional qualities of raw in dependence of processing duration in the electromagnetic field. It is established that the using of vertical layer of ferromagnetic particles in the electromagnetic field promotes to improve functional qualities of protein ingredients of sauces and doesn't produce considerable deterioration of sunflower oil qualities.

The rise of dissolubility, toughness, emulsifican and stabilization qualities egg powder and dry skimmed milk is proved.

It is proved that the use of physical factor allows to lessen the quantity of protein sauces ingredients.

On basis of theoretical and experimental investigations the sauce technology on emulsion basis was developed. Food value of sauces was studied. Documentation was developed and approved in established order. The approbation in production conditions was carried out, economical and social effect of introduction was.

Key words: emulsion, vortical layer of ferromagnetic particles, revolved electromagnetic field, sunflower oil, egg powder, dry skimmed milk, sauce on emulsion basis.

Размещено на Allbest.ru

...