CC BY
1
24. Терешкiн, О. Г. Дослщження параметрiв комбiнованого процесу очищення цибулi рiпчастоi [Текст]: зб. наук. пр. / О. Г. Терешкш, Д. В. Горелков, Д. В. Дмитревський // Прогресивш техшка та технологii харчових виробництв, ресторанного господарства i торгiвлi. — Харгав: ХДУХТ, 2013. — Вип. 1(17), Ч. 1. — С. 159-165.
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОбРАбОТКИ ОВОЩЕЙ ВО ВРЕМЯ ИХ ОЧИСТКИ
Предложена математическая модель процесса термической обработки овощей во время их очистки, которая характеризует зависимость глубины проваренного слоя овощей от продолжительности процесса их термической обработки и давления пара, и доказано, что в условиях обработки острым паром при достижении максимальной температуры поверхности продукта не влияет на общую продолжительность процесса проваривания.
Ключевые слова: термическая обработка, давление пара, проваривание, качество, потери, очистка.
Терешкт Олег Георгтович, доктор технчних наук, доцент, кафедра готельного та ресторанного бiзнесу, Хартвський дер-жавний утверситет харчування та торгiвлi, Украгна. Горелков Дмитро Вшторович, кандидат техтчних наук, доцент, кафедра устаткування харчовог i готельног тдустрп 1м. М. I. Беляева, Хартвський державний утверситет харчування та торгiвлi, Украгна.
Дмитревський Дмитро В'ячеслаовович, кандидат техтчних наук, доцент, кафедра устаткування харчово1 i готельно1 тдустрп 1м. М. I. Беляева, Хартвський державний утверситет харчування та торгiвлi, Украта, e-mail: dmitrevskyidv@gmail.com, dmitrevskyi@mail.ru.
Терешкин Олег Георгиевич, доктор технических наук, доцент, кафедра гостиничного и ресторанного бизнеса, Харьковский государственный университет питания и торговли, Украина. Горелков Дмитрий Викторович, кандидат технических наук, доцент, кафедра оборудования пищевой и гостиничной индустрии им. М. И. Беляева, Харьковский государственный университет питания и торговли, Украина.
Дмитревский Дмитрий Вячеславович, кандидат технических наук, доцент, кафедра оборудования пищевой и гостиничной индустрии им. М. И. Беляева, Харьковский государственный университет питания и торговли, Украина.
Tereshkin Oleg, Kharkiv State University of Food Technology and Trade, Ukraine.
Gorelkov Dmytro, Kharkiv State University of Food Technology and Trade, Ukraine.
Dmytrevskyi Dmytro, Kharkiv State University of Food Technology and Trade, Ukraine, e-mail: e-mail: dmitrevskyidv@gmail.com, dmitrevskyi@mail.ru
УДК 613.292.004.12 001: 10.15587/2312-8372.2016.60313
погожих м. I., ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ Д—™.' Б1ЛКОВО-М1НЕРАЛЬНИХ ДОБАВОК паВГк I. м. ПРОФ1ЛАКТИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Дослгджено властивостi быково-мтеральних добавок профыактичного призначення з метою створення збалансованого рацюну харчування людини. Для здобуття даних використовувались методы дисперсного аналiзу та ядерног магнтног спектроскопы у родинах з рiзною поляртстю. В результатi проведених долджень визначеш змти фiзычных властивостей добавок профыактичного призначення, як е основою для створення продуктiв харчування, збагачених на незамтш ессенщальш нутрiенты.
Ключов1 слова: дисперсний аналiз, спектроскотя ядерного магнтного резонансу, час стн-ст-новог релаксацгг.
1. Вступ
Харчування — один з найважливших чинниюв, як забезпечують зв'язок людського оргашзму з навколишшм середовищем 1 надае виршального впливу на стан здо-ров'я, працездатшсть, розумову д1яльшсть, витривалкть оргашзму до впливу шюдливих фактор1в виробничо-го, техногенного та природного походження. Особливе значення для тдтримки стану здоров'я та довголитя людини мае повноцшне та регулярне забезпечення оргашзму ус1ма необхщними м1кронутр1ентами: незамшними амшокислотами, виамшами, мшеральними складовими. Причому найб1льш доцшьний 1 ф1зюлопчний шлях над-ходження цих складових до оргашзму — харчовий [1].
Недостатне надходження м1кронутр1ент1в з iжею — загальна проблема сучасного людства. Вона виникла, з результату зниження штенсивносп ф1зичного наванта-
ження на оргашзм, як наслщок цього зниження енерго-витрат 1 вщповщного зменшення загальноi юлькост iжi, яку споживае людина. На фош такого дефщиту виникають порушення метабол1зму 1 так зваш хвороби метабол1чного походження. Таю захворювання виникають у раз1 дефщиту незамшних амшокислот, пол1 ненасичених жирних кислот 1 мшеральних речовин. Стосовно дефщиту мшерал1в частше за все причиною тяжких захворювань виступають зал1зо, йод, кальцш, селен та шш1 Найбшьш дощльним 1 ефективним, а та-кож 1 економ1чно доступним шляхом кардинального покращення забезпеченосп населення м1кронутр1ентами е регулярне залучення до рацюну харчування продукпв харчування оздоровчоi дн [2].
Збагачення харчових продукпв м1кронутр1ентами — це серйозне втручання до складу продукпв харчування, яке вимагае вщ фах1вщв не лише суто товарознавчих
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 1/1(27], 2016, © Погожих М. I., Головко Т. М.,
Дьяков □. Г, Павлюк I. М.
знань, але i знань з харчово' хiмii, бюхiмii, гiгieни харчування. Необхiдно володiти шформащею стосовно взаемоди окремих мiкронутрieнтiв мiж собою i '¿х стшко-ст при виготовленнi i зберiганнi продукпв харчування.
Необхiдно враховувати те, що для засвоення мжро-нутрieнтiв з iжi впливае цiла низка чинниюв: вiк лю-дини, стать, вщсутшсть патологiчних станiв з боку си-стеми травлення, спiввiдношення окремих складових ращону харчування i спiввiдношення мiж окремими мiкронутрiентами [3]. Цим обгрунтовуеться актуальнiсть проведеного дослiдження.
2. Анал1з л1тературних даних та постановка проблеми
Стосовно дефщиту мiнералiв частiше за все причиною тяжких захворювань е нестача йоду, кальщю, селену, залiза та ш. Найбiльш дощльним, ефективним, а також економiчно доступним шляхом кардинального покращення забезпеченостi населення мiкронутрiентами е регулярне включення до ращону продукпв харчування профiлактичноi ди [4].
Укра'на традицiйно ендемiчний регюн вiдносно де-фiциту йоду. Як наслвдок цього у структурi патологи метаболiчного походження значний вiдсоток припадае на таю тяжк хвороби, як ендемiчний зоб, низькорослiсть, глухонiмота, порушення розумово' дiяльностi дiтей та дорослих [5, 6].
Найбшьша питома вага в органiзмi серед мшераль-них речовин належить кальщю. Загальна його юльюсть в органiзмi людини складае близько 1 %. Вiн входить до складу не лише юсток та зубiв, а й до складу бю-логiчних рiдин i мембран i вiдiграе надзвичайно важли-ву роль у забезпеченнi повнощнного життя органiзму. У разi зниження рiвня кальцiю у кровi нижче допустимих значень його дефщит компенсуеться за рахунок вими-вання з юстково' тканини, що призводить до порушення и структури, зниження мщносп та виникнення певних патологiчних сташв. Слiд зазначити, що мiнеральний кальцш неорганiчного походження погано засвоюеться оргашзмом людини та може виконувати функщю лише пiдтримання певного рiвня кальщю в кров! Тому важ-ливим е пошук джерел органiчних сполук кальщю та збагачення ними продукпв харчування масового спо-живання [7].
Важливу роль в органiзмi людини ввдграе селен. Вiн пiдтримуе роботу серцево-судинно' i iмунноi систем, перешкоджае утворенню тромбiв. Особливо велику роль вдаграе селен в антиоксидантному захист клiтинних мембран. Селен е одним з головних компоненпв ферменту пероксидази глутатюну (GSH), а цей фермент сприяе захисту оргашзму вщ токсинiв, що виробляються в процес розпаду шкiдливих речовин, що потрапили в оргашзм. Тому iснуе необхщшсть створення продуктiв харчування, збагачених на селен [8].
Враховуючи проблеми дефщиту мiкронутрiентiв авторами статт було обрано: в якост джерела йоду — добавка йодобшкова, кальцiю — добавка бшково-мь неральна (ДБМ), селену — добавка «СИВОСЕЛЕН ПЛЮС», що розроблеш в Харкiвському державному ушверситеп харчування та торгiвлi.
Всi вищенаведеш бiлково-мiнеральнi добавки мають профiлактичнi властивосп, але на сьогоднiшнiй день використовуються в обмеженш кiлькостi продуктiв хар-
чування (соуси емульсшного типу, м'ясш фаршевi ви-роби). Тому, необхщно бiльш детально дослiдити функ-щонально-технолопчш властивостi добавок, що дасть можливкть розширити асортимент з '¿х використанням та забезпечити щоденне надходження ессенщальних нутрiентiв до органiзму людини.
3. Об'скти, мета та задач1 дослщження
Об'ектами дослгдження е:
— добавка йодобшкову, що представляе собою по-рошкоподiбний продукт на основi яечного бшка та мiнеральних сполук йоду. Вш мае нейтральний смак та запах, з регульованим вмктом оргашчно-звязаного йоду до 2,5 %;
— добавка бшково-мшеральна, що представляе собою стшкий хелатний комплекс кальщю з колагеном свинячо' шкiри та метаболiчно активною формою мiнеральних речовин — кальщю та магтю. ДБМ одер-жують за рахунок зв'язування iонiв кальцiю (СаС12) та магшю (МgСl2) з розчинiв хлориду кальщю та хлориду магтю попередньо тдготовленою колаген-вмiсною сировиною (свиняча шюра). НБМ виробля-еться у сухому порошкоподiбному виглядi з вологiстю не бшьше 10 %. Готовий НБМ мае блвдо-кремовий колiр, запах вщсутнш, смак нейтральний;
— добавка «СИВОСЕЛЕН ПЛЮС» являе собою бшково-мшеральний комплекс, що мштить у своему складi органiчнi сполуки селену, що е продуктом хiмiчноi адсорбцп iонiв селену Se2-глобулярними бiлками молочно' сироватки. Це порошкоподiбний продукт свiтло-червоного кольору з нейтральним смаком.
Мета дослгдження — визначити функщонально-тех-нолопчш властивостi бiлково-мiнеральних добавок в рь динах з рiзною полярнiстю, для використання в тех-нологiях харчових продуктiв.
Задачк дослщити дисперсний склад добавок за допо-могою мiкроскопiчного аналiзу та визначити '¿х вплив на молекулярну рухлившть розчинникiв рiзноi полярностi.
4. Матер1али та методи дослщження дисперсних характеристик
та рухливост молекул розчиннимв у рщинах з р1зноп поляршстп
4.1. Метод дослщження дисперсних характеристик.
Для опису дисперсного складу порошюв застосовуються чотири формули: Годена-Андреева, Розiна-Раммлера, нормального (НР) та логарифмiчно нормального зако-нiв розподiлу (ЛНР). У данш роботi використовуеться логарифмiчно нормальне розподшення, обгрунтування чого наведено нижче. Логарифмiчно нормальний розпо-дiл виконуеться, якщо у нормальну функщю розподшу Гаусса, що мае вигляд:
де 8S0 — медiана розподiлу; 8 — дiаметр часток; о — се-редньоквадратичне вiдхилень дiаметрiв вщ ix середнього значення, пiдставити у якост аргументу не дiаметр части-
ß (8)=o~üexp
J
нок, а логарифм дiаметр тодi функцiя ЛНР за дiаметрами часток прийме вигляд:
D (8)=
ln (о)л/2Л
ln(8)
J eXP
(ln (8)-ln (8 s о ))2
2ln2(о)
d ln (8), (2)
де 8S0 — медiана розподiлу; ln(o) — середньоквадратичне вiдxилення логарифмiв дiаметрiв вiд ix середнього зна-чення. Диференцiювання функцп розподiлу D(8) за 8 дае функцiю щiльностi розподiлу:
j(8)=
V2n-8-ln (с
exp
(ln (8)-ln (8 s о)) 2ln2(о)
V2n-8- ln (с
-P (t),
(3)
в об'екти, залежно вiд ixньоi кольоровостi, iM прив-ласнюеться порядковий номер i визначаеться розмiр у пiкселяx. Отриманий масив iз зазначенням номерiв об'екпв та ix розмiрiв у ткселях записуеться у виглядi електронних таблиць. За допомогою сфотографованоi мiкроскопiчноi лшшки (в аналогiчниx умовах) визначаеться юльюсть пiкселiв зображення на мжрон. На пiдставi отриманих даних розмiри частинок в електронних таблицях переводяться в мжрони.
Порошки, як продукти здрiбнювання, складають-ся iз частинок, що мають неправильну геометричну форму та рiзнi розмiри. Дисперсний склад здрiбненого матерiалу зручно описувати штегральною функцiею розподiлу D(8) юлькосп матерiалу за розмiрами частинок. Функщя D(8) дорiвнюе вираженому у ввдсотках або в частках вщношенню всix частинок, дiаметр яких менше 8, до загальноi кiлькостi матерiалу.
Диференцiювання функцп розподiлу D(8) по 8 дае функщю щiльностi розподшу j(8):
де 0 < 8 < Якщо розподiл частинок за розмiрами тд-порядковуеться логарифмiчно нормальним законом, то йому ж будуть тдпорядковаш розподiли i юлькосп, i питомо' поверхнi частинок за розмiрами.
Опис методики. Пiдготовленi вщповвдним чином зразки розмiщують на робочу поверхню мжроскопа, мiкроскоп фокусуеться для одержання чиких границь мiж об'ектами дослвдження.
Розмiри частинок вимiрюють при безперервному пересуванш препарату або при спостереженш окремих полiв зору. Окремi поля зору обирають на пробi до-слiджуваного порошку, перемiщаючи його на величину, бшьшу дiагоналi прямокутника або дiаметра кола, що обмежуе поле зору. Площа, на яюй проводять вимь рювання кiлькостi та розмiрiв частинок, дорiвнюе: при безперервному пересуванш препарату — довжит лшшки окуляра, помножено' на довжину шляху, пройденого препаратом вщ початку до юнця процедури вшшрю-вання; при спостереженш окремих полiв зору — сумi iхнiх площ.
Частинку вважають приналежною до розглянутого поля, якщо вона перебувае на однш з половинок границь поля. Наприклад, у випадку прямокутника вра-ховують частинки, яю знаходяться усередиш нього, на лiвiй вертикальнш i верхнш горизонтальнiй боках, на перетинаннi цих боюв i на iншому юнщ однiеi з них. Частинки, яю розташованi на iнших боках i в кутах, не враховують. У випадку кола враховують вс частинки, яю знаходяться усерединi нього, а також вс частинки, якi розташоваш на одному пiвколi й на одному юнщ проведеного дiаметру.
Отримаш мiкрофотографii фiксуються i обробля-ються в цифровому формат! Так само обробляються мжрофотографп мiкроскопiчноi лiнiйки. Для коректного дослщження зразка й усереднення отриманих даних зшмаеться не менш 5 полiв з рiзних дшянок зразка. Загальна кiлькiсть дослiджуваних об'еклв повинна бути не менше 2000.
Отриманi знiмки збертються й обробляються в про-грамi по обробцi зображень. Програм, що дозволяють працювати iз зображеннями, розроблено безлiч, однак усi вони найчастше, заснованi на алгоритмах видiлення темних (або свилих) дiлянок. Дiлянки щентифжуються
j(8) dD (8) dR (8)
При цьому виконуеться стввщношення:
(4)
J j(8)d 8 = D(8max )-D (8min ).
(5)
Кривi розподiлу D та R можуть бути отриманi шляхом послщовного пiдсумовування й накопичення вщсоткового вмiсту частинок рiзних розмiрiв.
Вiдсотковi вмiсти окремих фракцiй, отриманих у результат аналiзу, зображуються у виглядi гiстограми, що дае наочне уявлення про дисперсний склад порошкопо-дiбного матерiалу. На осi абсцис вiдкладаються розмiри частинок, а на осi ординат — вщносш вмiсти фракцiй, тобто вщсотковий вмiст кожно' фракцп, вщнесене до «ширини» фракцп в мкм.
Для аналиичного опису кривих розподшу та щшь-ностi розподiлу здрiбнених харчових порошкiв застосо-вуються рiзнi формули, якi можна отримати у результат аналiзу дисперсного складу. Вони бувають одно-, дво- i трипараметричниими та можуть бути роздшеш на теоретичнi й емпiричнi.
При аналiзi дисперсного складу данi, звичайно, одер-жують у виглядi таблиц (табл. 1).
При обробцi експериментальних даних визначають вщсотковий вмiст частинок кожно' фракцп:
N
Q =^ 100,
'IN
(6)
де N1 — кiлькiсть частинок дано' фракцп; ZN — сумарна юльюсть частинок.
Величину еквiвалентного дiаметра, що вiдповiдае максимальному числу частинок у данш системi, зна-ходять iз диференцiальноi криво' розподiлу, яку буду-ють так: через рiвнi iнтервали дiаметрiв, якi вибирають довшьно (число вiдрiзкiв, на якi розбивають абсци-су рекомендуеться вибирати рiвним 10) й знаходять
1
1
S
значення AD — збшьшення вiдсоткового BMicTy частинок в обраному iнтервалi дiаметрiв А8 (вочевидь, AD дорiв-нюе рiзницi двох сусщшх ординат). Отриманi в такий споаб данi заносять у табл. 1.
Таблиця 1
Приклад даних для побудови диференщально!' крива! розподшу
5, мкм 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Д5, мкм 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
ДД % 72 18 3 2 1,5 1,2 1 1 1 1
ДЯ/Д5 36 9 1,5 1 0,75 0,6 0,5 0,5 0,5 0,5
Потiм, вiдклaдaючи на осi абсцис значення еквь валентного дiаметра 8, а на ос ординат — функщю розподiлy AD/A8, будують прямокутники, беручи за !хш основи рiвнi iнтервали дiаметрiв А8, а за висо-ту — AD/A8.
За допомогою плавно! криво! з'еднують середини верхнiх основ прямокутниюв, одержують диференщаль-ну криву розподшу, за якою можна визначити дiаметр частинок, яких найбiльше в данш дисперснiй системi, найбiльш iмовiрний радiyс.
Площа кожного прямокутника являе собою ввдсот-ковий вмiст фракцп з певним штервалом розмiрy частинок. Площа, тд кривою, повинна дорiвнювати сyмi площ всiх прямокyтникiв.
За формою диференщальна крива найчастiше пред-ставляе статистичну криву розподiлy з одним максимумом, але вона може мати й шший вигляд: це залежить вщ характеру дисперсно'! системи. Для опису зразюв ви-користовують саме диференцiйнi кривi розподшу, оскшьки на вiдмiнy вiд штегральних кривих, вони бiльш наглядно дають уяву про розподiлення часток за розмiром.
Розрахунки та побудова графМв вiдбyваеться з ви-користанням пакету MathCAD та подальшою апрокси-мащею отриманих експериментальних кривих.
Було дослвджено три зразки рiзного складу у трьох рщинах з рiзною поляршстю. Порошки з харчово! си-ровини рiзноi дисперсностi дослiджyвали за допомогою USB DigitalMicroscope. Знявши мiкроскопiчнy лшшку отримали цiнy подiлки мiкрофотографiй.
Для кожного зразка зшмались не менш 5 полiв iз рiзних дшянок зору. За допомогою програми обробки цифрових фотографш PhotoM 1.21 визначили лшшш розмiри частинок.
Для початку знаходиться вщсоткове спiввiдношення частинок рiзного розмiрy, за формулою:
Q: =
N 1N
■100%.
сигналу ЯМР пропорцшна кiлькостi резонуючих ядер у зразку. Для обраних розчинниюв резонуючими ядрами е ядра водню — протони. Данi дослщження проводились методом спiновоi луни. Методика проведення досль джень полягала в наступному: зразок з дослщжуваним матерiалом розташовувався в радiочастотнiй котушцi, яка встановлена в постшному магнiтним пол! При оп-ромiненнi зразка змшним магнiтним полем з частотою 16 мГц [10] в котушщ виникае вщгук, який обумовлений структурою дослiджуваноi системи.
У методi спiновоi луни Хана на дослщжуваний зразок подаеться два iмпульси з штервалом . Перший iмпульс повертае магштш моменти на кут 90°, а дру-гий на кут 180°. Шсля припинення дii радючастотного iмпульсу через час 2^ виникае сигнал луни, обумовлений поверненням магштних моменпв в початковий стан тд дiею постiйного магнiтного поля. Зображен-ня електромагнiтних iмпульсiв, що використовуються у методi Хана наведет на рис. 1.
Ввдомо, що амплггуда сигналу на виходi спектрометра ЯМР визначаеться виразом:
A(t) = A, exp
- Т т
(8)
де A(t) — сигнал на виходi спектрометра при iнтервалi мiж зондувальними iмпyльсами рiвномy t; A — почат-кова амплiтyда сигналу.
(7)
Зпдно з цiею формулою кшьюсть частинок пев-ного розмiру дiлиться на загальну кiлькiсть частинок i помножуеться на 100 %.
4.2. Метод ЯМР. Для ощнки функщонально-техно-логiчних властивостей добавок виконано дослвдження рухливостi молекул розчинникiв у рвдинах з рiзною полярнiстю, шляхом вимiрювання часу спiн-спiновоi релаксацii (Т2) було проведено на спектрометрi ЯМР.
Для дослвдження застосовувалася iмпульсна посль довнiсть Хана [9]. У вщповщносп з теорiею величина
Рис. 1. Електромагштш iмпульси та сигнал стново! луни, якi використовуються у метод Хана
Для визначення значення Т2 дослвджуваного зразка проводиться ряд експерименпв, при яких фiксуеться значення амплиуди сигналу луни пiсля впливу двох зондуючих iмпульсiв з рiзними значеннями ^.
Вимiрюючи амплiтуду сигналу луни при рiзних зна-ченнях %1 можна визначити час стн-стново'! релаксацп та оцiнити рухливiсть води, що знаходиться у зразку. Приклад осцилограм сигналу ЯМР, за якими проводиться обчислення значення Т2, наведено на рис. 2. На першш осцилограмi зображений сигнал луни при мшмально-му значенш 1i. На останнш осцилограмi зображений сигнал луни при максимальному значенш ^. Вимiрю-ючи амплiтуду сигналу луни при рiзних значеннях х1 за формулою (10) можна визначити час сшн-спшово'! релаксацп та ощнити рухливiсть води, що знаходиться у зразку. Приклад осцилограм спектрометра ЯМР, за якими проводиться обчислення значення Т2, наведено на рис. 2. На першш осцилограмi зображений сигнал луни при мтмальному значенш. На останнш осцилограмi зображений сигнал луни при максимальному значенш.
Рис. 2. Осцилограми сигналiв спектрометра ЯМР
На основ! отриманих в результатi вимiрювання даних будуеться крива залежнocтi амплиуди сигналу луни вiд величини т (iнтервал часу мiж зондувальними iмпульcами).
Приклад залежнocтi амплiтуди сигналу луни вщ зна-чення т приведено на рис. 3.
80 60 40 20 О
А, ум. од 1
- Ti-
сек.
О
0.01
0.02
0,03
0,04
Рис. 3. Залежшсть амплиуди сигналу луни вщ величини т
Залежшсть А(т) мае експоненцiальний характер. Для визначення значення Т2 за виразом (1) на основi криво' (рис. 3) була використана стандартна функщя genfit математичного пакета MathCAD.
5. Результати дослщжень властивостей бмково-мшеральних добавок
При ощнщ часток за розмiром, потрiбно зробити допущення, що уа. частки у зразку сферично' форми. Таким чином використовуеться розподш сферичних часток за розмiром, в основу якого покладено розподш часток за 'х дiаметром.
Для апроксимацii вимiрiв використовуються функцп виду [11]:
f (d ) = a0dea0+a2d, f (d ) = a0a\dea2d, f (d) = a0da1 ea2d.
(9)
Осюльки практично значимi лише двi характеристики диференцiйноi криво': ширина тку та його поло-ження, то основною ознакою вибору функцп було щоб ширина тку криво'' (база) та положення тку описували експериментальт дат як показано на рис. 4.
Рис. 4. Диференщйна крива разпадшу для зразка «СИВОСЕЛЕН ПЛЮС» у саняшникавш али
Визначення положення тку дае змогу визначити за допомогою тако' функцп найбшьш вiрогiдний розмiр частинок (середнiй дiаметр) для даного зразка. Ширина тку характеризуе полiдисперснiсть матерiалу: чим вужчий тк, тим менше полщисперсшсть i тим краще розподiлення зразку. Така залежшсть витжае iз фор-мули [12, 13]:
H = S/L,
(10)
де S — площа фпури утворено' кривою рoзпoдiлення з вiccю абсцис; L — висота пiку криво'.
Отримаш таким чином данi представлено у графiч-ному виглядi (рис. 5-7).
Аналiз диференцiйних кривих та корелящя отриманих, цим методом, результапв з результатами отри-маними ЯМР спектроскотею будуть наведенi нижче.
За даними експерименту для рiзних видiв досль джуваних зразкiв були отримаш наступш значення Т2, яю наведенi у табл. 2. В табл. 2 величина d2 — серед-ньоквадратична ощнка точност апроксимацп експери-ментальних даних.
30
10
f(d> i 2 3
\ \ 4
J À ■nS. A(m) 10s
75
Рис. 5. Диференщйш крив1 розподшу за д1аметром для добавки йодо-бшково!': 1 — зразок у масл1; 2 — зразок у спиртовому середовищ1; 3 — зразок у водному середовищ1; 4 — сухий зразок
вд>
// X я
// А (г
L / \ ^__d:(M) 10 6
О 60 70 80 90
Рис. 6. Диференщйт кривi розподшу за дааметром для добавки бшково-мшерально!: 1 — сухий зразок; 2 — зразок у ма™; 3 — зразок у спиртовому середовищ^ 4 — зразок у водному середовищi
f(d) / \ 3
1 2
4
\ d,(M) 1Ö4
Рис. 7. Диференцшш кривi розподшу за дааметром для добавки «СИВОСЕЛЕН ПЛЮС»: 1 — сухий зразок; 2 — зразок у масл^ 3 — зразок у спиртовому середовищ^ 4 — зразок у водному середовищi
Таблиця 2
Результати ЯМР дослщження бiлк□в□-мiнеральних добавок
Назва добавки Ао, ум. од. Тг, мс d2, ум. од.
Добавка йодобш-кова Вода 50,2 ± 1,5 30 ± 3 0,03
Масло 47,9 ± 1,5 49 ± 3 0,24
Спирт 87,9 ± 1,5 57 ± 3 0,18
Добавка бшко-во-мiнеральна Вода 77,5 ± 1,5 76 ± 3 1,08
Масло 57,6 ± 1,5 49 ± 3 0,49
Спирт 65,1 ± 1,5 52 ± 3 0,81
Добавка «СИВОСЕЛЕН ПЛЮС» Вода 84,3 ± 1,5 24 ± 3 0,47
Масло 63,8 ± 1,5 41 ± 3 0,39
Спирт 74,6 ± 1,5 32 ± 3 0,31
З наведених даних видно, що рухливiсть протонiв
водню у рiзних зразках вiдрiзняeться, що обумовлено рiзним станом речовин, яю складають данi техноло-гiчнi добавки.
Б. Обговорення результат1в дослщження властивостей бмково-мшеральних добавок
Дослiдження йодобiлковоi добавки шляхом дисперсного аналiзу показало, що ширина та висота тюв уах диференцiйних кривих е рiвною (крiм зразка у водно-спиртовому розчиш), що свiдчить про те, що цей зразок у сухому сташ, а також у таких рщинах, як вода та соняшникова олiя мае однакову полщисперсшсть i, тiльки у водно-спиртовому розчиш у цього зразка полщисперсшсть зменшуеться, що е добрим показником, оскшьки менш полiдисперснi системи е бшьш стабшьни-ми. За положення тюв на рис. 5 видно, що найбшьше значення середнього дiаметру часток мае зразок у сухш форм^ а з помщенням зразка у рщину (водно-спиртовий розчин, вода та соняшникова олiя у розглядаемому ви-падку) ця величина зменшуеться, що можливо лише за умови, що вшьна поверхнева енерпя часток дисперсноi фази у сухому сташ бшьша, нiж та ж енерпя у цих рщинах. Це може означати наступне: у сухому сташ частки цього зразку утворюють конгломерати мiж собою, а у рщиш щ конгломерати розпадаються за рахунок розчинення речовини, яка утримувала окремi часточки разом. З огляду на вищесказане, можна зробити висно-вок, що цей зразок найбшьш доцшьно використовува-ти у настоянках, алкогольних напоях тощо, оскшьки вш мае найменшу полвдисперсшсть у цих рiдинах, а розмiри його часток зменшуються, що говорить про часткове розчинення. В той же час дослщження цiеi добавки за допомогою ЯМР спектрометра показало, що час сmн-сmновоi релаксацii добавки у водi найменший, що свщчить про зниження рухливостi протонiв водню, який входить до складу добавки.
Дослщження властивостей бiлково-мiнеральноi добавки шляхом дисперсшного аналiзу показало, що цей зразок у сухому сташ та у соняшниковш олп мае дуже високу полщисперсшсть порiвняно з системами з вод-но-спиртовим розчином та водою. Це одразу говорить про те, що цей зразок бшьш придатний для використан-ня у водяних та водно-спиртових розчинах, оскшьки дисперсш системи з такою добавкою будуть поводити себе бшьш стабшьно. Зсув тюв вправо зумовлений набуханням часток у цих рщинах, тобто вщбуваеться про-цес диффундування молекул середи до молекул зразку, звщси можна зробити висновок, що рухлившть молекул зразку падае i е значно меншою, шж рухливкть молекул середи, тобто вщбуваеться процес зв'язування. Таким чином можна рекомендувати цей зразок для додавання у рiзнi соуси, креми, желе тощо. У таких системах даний зразок буде виступати не тшьки бюлопчно-активною добавкою, але й стабтзатором дисперсноi системи. В той же час дослщження добавки ЯМР спектроскотею показало, що зразок у водi мае найбшьший показник рухливостi, що зважаючи на результати, отримаш методом дисперсного аналiзу, може означати, що молекули води дифундували у вщносно велию капiляри зразку i тому час сmн-сmновоi релаксацii Т2 найбiльший. Що стосуеться систем з водно-спиртовим розчином та з со-няшниковою олiею, то вони мають схожi показники часу Т2, меншi нiж для зразку у вод!
Дослщження добавки «СИВОСЕЛЕН ПЛЮС» встано-вило, що найменшу полiдисперснiсть мае зразок у водно-спиртовому розчиш, оскшьки у нього найвужчш та най-
вищий niK. Зразок у водi також мае невисокий показник полщисперсносп порiвняно 3i зразком у оли та у сухому сташ Тут також, як i у попередньому випадку пiки для зразка у спирт та водi змiщенi праворуч, що каже про процес набухання та стабiлiзацii дисперсно! системи за-галом. Однак на вщмшу вiд попереднього зразка можна порадити використання цього зразку у кондитерських виробах зi спиртовою начинкою, оскшьки полщисперс-нiсть таких систем значно менша, нiж систем з водою.
Проведений комплекс дослщжень дае змогу науково обгрунтувати спектр подальшого використання досль джених добавок, як носив ессенщальних мiнеральних нутрiентiв у технологи рiзних продуктiв харчування. Розширення асортименту продукци з використанням запропонованих добавок дозволить максимально ви-користати '¡х функцiонально-технологiчний потенцiал i таким чином забезпечити харчову та бюлопчну щн-нiсть готово! продукци.
Наведенi дослщження е логiчним продовженням дослщжень зi створення технологiй збагачуючих бшково-мь неральних добавок та будуть використаш для створення комплексу продуктiв профшактичного призначення.
7. Висновки
Пiсля проведення дослщжень була встановлена вщ-повщна кореляцiя мiж функцiонально-технологiчними властивостями харчових добавок, що визначеш шляхом дисперсного аналiзу та ЯМР спектрометра. Тенденщя змiни функцiональних властивостей йодобiлковоi добавки, яка визначена шляхом дисперсного аналiзу та ЯМР спектроскотею мае однакову направлетсть. Згщно з результапв описаних методик, цей зразок мае схиль-нiсть до самодиспергування. Результати дослщження бiлково-мiнеральноi добавки кажуть про меншу рух-ливiсть протонiв водню, та корелюють з результатами отриманими шляхом дисперсного аналiзу: зразок у водно-спиртовому розчиш поводить себе найбшьш стабшьно, а у соняшниковш оли е бiльш полiдисперсний. Результати дослщжень, отримаш ЯМР спектроскотею, для добавки «СИВОСЕЛЕН ПЛЮС» пщтверджують, що час стн-стново'' релаксаци Т2 е найбшьшим для зразка у соняшниковш оли i меншим для зразку у вод1 та водно-спиртовому розчиш, тобто рухливкть цих систем е меншою i вони поводять себе бшьш стабiльно.
Таким чином, отримаш деяк Ф1зичн1 властивостi порошюв, е основою наукового обгрунтування використання бшково-мшеральних добавок в технолопях харчових продукт1в профiлактичного призначення.
Лггература
1. Оттавей, П. Б. Обогащение пищевых продуктов и биологически активные добавки: технология, безопасность и нормативная база [Текст]: пер. с англ. / П. Б. Оттавей. — СПб.: Профессия, 2010. — 309 с.
2. Fletcher, N. Food Additives: Preservatives [Text] / N. Fletcher // Encyclopedia of Food Safety. — Elsevier BV, 2014. — P. 471-473. doi:10.1016/b978-0-12-378612-8.00226-2
3. Paolino, D. Advanced technologies in food science I — innovative techniques for food analysis, characterization and quality control [Text] / D. Paolino, D. Cosco // Advances in food safety and health. — 2014. — Vol. 6. — P. 1-2.
4. Переачний, М. I. Технолопя продукпв харчування функционального призначення [Текст]: монографiя / М. I. Переачний, М. Ф. Кравченко, Д. В. Федорова. — К.: КНТЕУ, 2008. — 718 с.
5. Матасар, I. Т. Захворювання, що викликаш дефщитом йоду, та методи '¡х профшактики [Текст] / I. Т. Матасар, Н. С. Са-лш, В. М. Водоп'янов. — К.: Медицина, 2002. — 280 с.
6. Delange, F. Iodine deficiency in Europe and its consequences: an update [Text] / F. Delange // European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. — 2002. — Vol. 29, № S2. — P. 404-416. doi:10.1007/s00259-002-0812-7
7. Murray, T. M. Prevention and management of osteoporosis: consensus statements from the Scientific Advisory Board of the Osteoporosis Society of Canada. 4. Calcium nutrition and osteoporosis [Text] / T. M. Murray // Canadian Medical Association Journal. — 2006. — Vol. 155, № 7. — P. 935-939.
8. Тутельян, В. А. К вопросу коррекции дефицита микронутриен-тов с целью улучшения питания и здоровья детского и взрослого населения на пороге третьего тысячелетия [Текст] / В. А. Тутельян // Ваше питание. — 2000. — № 4. — С. 6-7.
9. Farrar, T. C. Fourier Transform NMR [Text] / T. C. Farrar, E. D. Becker // Pulse and Fourier Transform NMR. — Elsevier BV, 1971. — P. 66-85. doi:10.1016/b978-0-08-091812-9.50010-7
10. Погожих, Н. И. Вода в пищевых продуктах и для пищевых продуктов [Текст]: монография / Н. И. Погожих и др.; под общ. ред. Н. И. Погожих. — Х.: ХГУПТ, 2013. — 176 с.
11. Maxfield, B. Calculus and Differential Equations [Text] / B. Maxfield // Essential Mathcad for Engineering, Science, and Math. — Elsevier BV, 2009. — P. 289-308. doi:10.1016/ b978-0-12-374783-9.00012-6
12. Геллер, Б. Э. О числовом выражении распределения по молекулярным весам полимеров [Текст] / Б. Э. Геллер, И. М. Мескин // Высокомолекулярные соединения. — 1960. — Т. 2, № 1. — C. 29-34.
13. Пелишенко, С. С. Влияние термообработки, наполнения и пластификации на распределение сферолитов по размерам и физико-механические свойства кристаллизующихся полимеров [Текст] / С. С. Пелишенко, В. П. Соломко // Высокомолекулярные соединения. — 1971. — Т. (A)XIII, № 4. — C. 859-863.
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ бЕЛКОВО-МИНЕРАЛЬНЫХ Д06АВ0К ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Исследованы свойства белково-минеральных добавок профилактического назначения с целью создания сбалансированного рациона питания человека. Для получения данных использовались методы дисперсного анализа и спектроскопии ядерного магнитного резонанса в жидкостях с разной полярностью. В результате проведенных исследований найдены изменения физических свойств добавок профилактического назначения, которые являются основой для создания продуктов питания, обогащенных незаменимыми эссенциальными нутриентами.
Ключевые слова: дисперсный анализ, спектроскопия ядерного магнитного резонанса, время спин-спиновой релаксации.
Погожих Микола 1ванович, доктор технчних наук, професор, завгдувач кафедри фiзико-математичних та тженерно-технч-них дисциплт, Хартвський державний утверситет харчування та торгiвлi, Украта.
Головко Тетяна Миколагвна, кандидат техтчних наук, доцент, кафедра товарознавства в митнт сnравi, Хартвський державний утверситет харчування та торгiвлi, Украта. Дьяков Олександр Георгтович, кандидат технчних наук, доцент, кафедра фiзико-математичних та тженерно-техшчних дисциплт, Хартвський державний утверситет харчування та торгiвлi, Украта.
Павлюк 1гор Миколайович, асистент, кафедра фiзико-ма-тематичних та тженерно-техшчних дисциплт, Хартвсь-кий державний утверситет харчування та торгiвлi, Украта, e-mail: igor.pavluk2010@gmail.com.
Погожих Николай Иванович, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой физико-математических и инженерно-технических дисциплин, Харьковский государственный университет питания и торговли, Украина.
Головко Татьяна Николаевна, кандидат технических наук, доцент, кафедра товароведения в таможенном деле, Харьковский государственный университет питания и торговли, Украина. Дьяков Александр Георгиевич, кандидат технических наук, доцент, кафедра физико-математических и инженерно-технических дисциплин, Харьковский государственный университет питания и торговли, Украина.
Павлюк Игорь Николаевич, ассистент, кафедра физико-математических и инженерно-технических дисциплин, Харьковский государственный университет питания и торговли, Украина.
Pogozhikh Micola, Kharkiv State University of Food Technology and Trade, Ukraine.
Golovko Tatyana, Kharkiv State University of Food Technology and Trade, Ukraine.
Dyakov Aleksandr, Kharkiv State University of Food Technology and Trade, Ukraine.
Pavlyuk Igor, Kharkiv State University of Food Technology and Trade, Ukraine, е-mail: igor.pavluk2010@gmail.com
УДК ББ4.8.038:Б78.048[Б35.Б21] Б01: 10.15587/2312-8372.2016.60339
вплив ТЕПЛОВО1 ОБРОБКН АНТНОКСНДАНТАМИ НА ВМ1СТ Б1ОЛОГ1ЧНО АКТИВНИХ РЕЧОВИН ВПРОДОВЖ ЗБЕР1ГАННЯ КАБАЧК1В
Дослгджено вплив тепловог обробки композицгею антиоксидантгв на динамгку аскорбтовог кис-лоти, фенольнихречовин, хлорофглгв та каротиногдгв впродовж зберггання кабачкгв. Встановлено, що сумгсний вплив тепловог обробки г антиоксидантгв дозволяе на 25...33 % гальмувати розпад аскорбтовог кислоти, сповгльнюе темпи нарощування фенольних сполук в 1,8.1,9рази. Обробленг кабачки мгсять на 15.17 % хлорофглгв та на 19.22 % каротиногдгв бгльше, нгж контрольнг.
Клпчов1 слова: кабачки, зберггання, антиоксиданти, теплова обробка, аскорбтова кислота, фенольнг речовини, пггменти.
Пр1сс 0. П.
1. Вступ
Кабачки е продуктами дiетичного харчування. Вони мктять до 96 вщсотюв води, невелику юльюсть волокон i мають дуже низьку калоршшсть. Попри це, вони е хорошим джерелом вггамшв А, К, В i С, а та-кож мають велику юльюсть калт, магшю, фосфору, кальщю, мктять глжозиди, стеровди, флавонощи i таш-ни [1-3]. У кабачках вдентифжовано близько 35 речовин фенольноi природи, серед яких фенольш кислоти, лютеолш, кверцетин та iншi [4]. Останш дослщження стверджують, що гарбузовi овочi мштять лiгнани, якi знижують ризик ракових захворювань [1]. Тож кабачки е джерелом щлого ряду цшних i необхiдних для органiзму людини бюлопчно активних речовин. Про-те, в тслязбиральний перiод, внаслiдок протжання метаболiчних процесiв, кiлькiсть бiологiчно активних сполук в овочевш продукцii стрiмко знижуеться. Для стабiлiзацii харчовоi щнносп овочiв у тслязбираль-ний перюд використовуються цiлий ряд технологiчних прийомiв. Вiдомо, що збереженню бiологiчно активних речовин сприяе зберкання в регульованому газовому середовишд, використання модифiкованого газового се-редовища, нанесеннi на продукщю покриттiв рiзного складу, у т. ч. антиоксиданпв [5, 6]. Однак ефектив-нiсть таких прийомiв часто сильно залежить вщ виду, сорту продукцп та багатьох iнших передзбиральних i пiслязбиральних факторiв. Тому розробка заходiв, що забезпечують високу яюсть продукцii протягом трива-лого часу не втрачае своеi актуальностi.
2. Анал1з л1тературних даних I постановка проблеми
Збереженню висо^ якостi та поживноi цiнностi овочевоi продукцii сприяе збериання в умовах охо-лодження [7]. Кабачки мають тротчне походження та е досить чутливими до пошкодження холодом [8]. Для устшного збериання кабачюв вживають додат-кових заходiв, що посилюють толерантнiсть плодiв до впливу холоду.
Найбiльш часто на промисловому рiвнi використовуються кондицiювання при помiрнiй температурi [9], попереднi тепловi обробки при високих температурах [10, 11] чи переривання холодильного збериання на тимчасове отеплення продукцп [12].
Застосовують також i обробку плодiв антиокси-дантними речовинами, яю здатш зменшити окисне пошкодження, iндуковане охолодженням [13]. Комбь нування рiзних тслязбиральних заходiв можуть дати кращi результати. Ввдомо, що застосування тепловоi обробки композищями антиоксидантiв дозволяе знизи-ти рiвень пошкодження холодом та подовжити термш зберiгання кабачкiв [14]. Шслязбиральна теплова обробка композицiями антиоксиданпв знижуе iнтенсивнiсть дихання та сприяе збереженост цукрiв i органiчних кислот у кабачках [15]. Однак, вплив тепловоi обробки композищями антиоксиданпв на вмшт бiологiчно активних речовин впродовж збериання кабачкiв не вивчався. Сказане зумовлюе необхщшсть дослiджень у цьому напрямку.
