CC BY
96
УДК 664.858
Концентрированная паста
из топинамбура
Г.О. Магомедов, д-р техн. наук, профессор, М.Г. Магомедов, канд. техн. наук, В.В. Астрединова, канд. техн. наук, Н.И. Мусаев, аспирант, А.А. Литвинова, аспирант Воронежская государственная технологическая академия
Для укрепления защитных функций организма и снижения риска воздействия вредных веществ на него в настоящее время разрабатываются пищевые продукты с заданными функциональными свойствами. Создание таких продуктов из биологически ценного растительного сырья - важное направление развития пищевой и перерабатывающей промышленности [1].
Топинамбур поистине уникален по химическому составу, так как имеет практически все необходимые для нормального функционирования организма вещества. Топинамбур содержит углеводный комплекс на основе фруктозы и ее полимеров, высший гомолог которых - инулин. Полисахариды, входящие в состав клеточных тканей клубней, находятся в количественном отношении на втором месте после фруктозанов.
Таблица 1
Химический состав корнеплодов топинамбура (на 100 г продукта)
Химический элемент Содержание
Вода, г 79,0
Белки, г М Г) и 1 г 2,1 0 1
.ж. иры, 1 Углеводы, г IVл |л п мгауапм пь1 г 12,8 3 2
моно- и дисахариды, 1 Крахмал, г П 1/11 1 1РДк1Р ЙППП^НЯ г 3,2 9,6 4 5
1 1 ищсвыс волокна, 1 Органические кислоты, г 0,1
Зола, г 1,4
Витамины, мг: А 0,02
В1 В 0,07 0,06
В2 В6 0,2
В9 18,5
с 6,0
рр 1,3
Макро- и микроэлементы, мг:
калий 200,0
кальций КЛ Э ГЦ 1/ м магний 20,0 12,0
натрий гЬпггЬпп 3,0 78,0
фосфо р железо 0,4 15,0
хлор 47,0
йод 2,0
Энергетическая ценность, ккал/кДж 57,3/277,9
Ключевые слова: топинамбур; ферментный препарат; пюре из топинамбура; концентрирование; концентрированная паста.
Key words: earth apple; enzymatic agent; mashed earth apple; concentration; concentrated paste.
Сумма пектиновых веществ, целлюлозы, гемицеллюлозы в зависимости от сорта и условий выращивания колеблется от 1,56 до 2,88 % сырой массы. Клубни топинамбура богаты минеральными веществами (калий, железо, фосфор). Растение поливи-таминно [2] ( табл. 1).
Топинамбур - биологически ценное сырье. Учитывая положительное влияние каждой из групп компонентов на пищевую ценность продуктов, их диетические свойства и возможность использования в профилактических целях применение топинамбура в хлебопекарной и кондитерской промышленности, а также в других пищевых производствах - перспективное направление совершенствования производства и расширения ассортимента пищевых продуктов [3].
Цель работы - разработка прогрессивной технологии производства концентрированной пасты, которая позволит сохранить биологически активные вещества топинамбура.
Разработка технологии производства концентрированной пасты из топинамбура - эффективный способ переработки последнего. Данный способ позволит получать продукцию высокой пищевой ценности в промышленных масштабах, хранить и использовать ее в межсезонный период для изготовления кон-дитер-ских, хлебопекарных и других изде-
лий как альтернативу скоропортящимся плодоовощным полуфабрикатам. Следовательно, разработка технологии получения концентрированной пасты из топинамбура - актуальная задача.
Схема получения концентрированной пасты из топинамбура приведена на рис. 1.
Корнеплоды топинамбура моют, инспектируют, при этом удаляют некондиционные и плохо промытые экземпляры. Затем топинамбур подвергают паротермической обработке в течение 60-90 с, что позволяет легко отделить кожицу от мякоти и уничтожить микробы на поверхности сырья.
После обработки паром с корнеплодов топинамбура удаляют поверхностный слой.
Далее очищенные корнеплоды бланшируют при температуре 100 °С. Бланширование позволяет размягчить корнеплоды, увеличить клеточную проницаемость, инактивировать ферменты, подвергнуть гидролизу протопектин, удалить из растительной ткани воздух, повысить калорийность сырья и придать ему специфические вкусовые свойства. Важная задача бланширования -инактивация таких окислительно-восстановительных ферментов, как пероксидаза, полифенолоксидаза, тирозиназа и аскорбиназа, которые катализируют окисление полифенолов, некоторых ароматических аминов, аминокислот. Размягчение плодов при тепловой обработке происходит за счет гидролиза протопектина, который склеивает отдельные клетки между собой и цементирует растительную ткань. При гидролизе он переходит в растворимую форму, клетки отклеиваются друг от друга,
Корнеплоды топинамбура
Мойка и инспекция корнеплодов
Паротермическая обработка, т = 60-90 с
Удаление поверхностного слоя
Бланширование, t=100 °С
Измельчение корнеплодов
Ферментным препаратом Rohapect DA6L в количестве 0,2 % к массе пюре
Гидролиз пюре т =40 мин, Т—60 "С
Рис. 1. Структурная схема получения концентрированной пасты из топинамбура
Концентрирование пюре
Концентрированная паста га„=50-56%
FOODS FOR OPTIMAL NUTRITION
плодовая ткань становится рыхлой и мягкой.
После бланширования топинамбур измельчают и подвергают гидролизу в течение 40 мин при температуре 50 °С с использованием ферментного препарата Rohapect DA6L, взятого в количестве 0,1 % к массе пюре.
Проведение ферментативного гидролиза пюре топинамбура необходимо для обеспечения равномерного протекания процесса концентрирования, а также для повышения сладости пюре за счет гидролиза инулина.
Ферментный препарат Rohapect DA6L представляет собой жидкость коричневого цвета со свойственным запахом и удельным весом - 1,18 г/ см3, его получают из специфических культур Aspergillus nlger. Ферментный препарат Rohapect DA6L относится к комбинированным пектиназ-но-арабазным препаратам. Температурный оптимум его действия 50 °C.
Ферментативный гидролиз проводили при различных температурах, дозировках фермента и различной продолжительности. При этом исследовали изменение физико-химических свойств пюре топинамбура (массовая доля редуцирующих веществ, массовая доля сухих веществ, титруемая кислотность). В качестве контрольного образца использовали пюре топинамбура без добавления ферментного препарата.
Наибольшее накопление массовой доли сухих веществ наблюдается при температуре 60 °C и дозировке фермента Rohapect DA6L в количестве 0,3 % к массе пюре, рН = 3,2 (рис. 2).
Растворимые сухие вещества накапливаются за счет гидролиза инулина, при этом образуются фруктоза и глюкоза, что свидетельствует о гидролизе инулина и накоплении редуцирующих веществ под действием фермента. Наибольшее образование редуцирующих веществ происходит при температуре 50 °C и добавлении фермента Rohapect 0,1 % к массе пюре (рис. 3). Это значение дозировки фермента взято за оптимальное.
После установления дозировки фермента исследовали изменения физико-химических свойств пюре топинамбура в зависимости от продолжительности гидролиза.
Наибольшее значение массовой доли сухих веществ наблюдается при продолжительности гидролиза инулина 60 мин (рис. 4).
При температуре 50 °C ферментный препарат накапливает максимальное количество редуцирующих веществ уже при продолжительности гидролиза 40 мин. Так как осно-
вополагающим показателем была принята массовая доля редуцирующих веществ, то нецелесообразно проводить гидролиз более 40 мин (рис. 5, 6).
Таким образом, для получения пюре из топинамбура с высоким содержанием редуцирующих веществ и оптимальными значениями массовой доли сухих веществ, кислотности были выбраны следующие условия: дозировка фермента 0,1 % к массе пюре, температура 50 °С, продолжительность гидролиза 40 мин.
Ферментированное пюре топинамбура может быть использовано как самостоятельный полуфабрикат при производстве продуктов питания функционального назначения, а также может быть направлено на получение концентрированной пасты.
Ферментированное пюре концентрируют до массовой доли сухих веществ 50-56 % при температуре 55 °С и остаточном давлении пара 10 кПа.
Пюреобразная масса, подвергаемая концентрированию, представляет собой сложную систему, в которой, кроме истинных водных растворов сахаров, органических кислот, минеральных солей и других веществ, содержатся взвешенные частицы различной степени дисперсности. Выпаривание воды сопровождается сложными физико-химическими изменениями. В процессе выпаривания увеличиваются плотность продукта и его вязкость. Под действием тепла происходит коагуляция белков, некоторый гидролиз сложных органических соединений, а также реакция меланоидинообразова-ния, карамелизации и ряд других. Таким образом, при концентрировании непрерывно изменяются основные свойства продукта. Концентрирование при данных режимах позволяет наиболее полно сохранить ценные компоненты продукта [4].
Проведены исследования изменения титруемой кислотности, массовой доли редуцирующих веществ в пюре при концентрировании. Установлено, что на начальной стадии концентрирования, когда идет интенсивное испарение влаги, кислотность продукта уменьшается, так как происходит удаление летучих кислот. В дальнейшем происходит накопление оставшихся нелетучих кислот, и кислотность концентрированной пасты увеличивается.
С накоплением массовой доли сухих веществ массовая доля редуцирующих веществ равномерно возрастает и достигает максимального значения 97,5 %, что свидетельствует о практически полном гидролизе инулина.
35 30 25 20 15 10 5 0
Рис. 2. Зависимость массовой доли сухих веществ от дозировки фермента и температуры нагревания: 1 - Контроль, 2 - НоИареС
ч
40 35 30 25
= У 20
0 3"
15
СЕ
ПЗ
§ 10
и и
1 5 0
50(0,1 %) 60(0,1 %) 60(0,2 %) 60(0,3 %) 70(0,3 %) 80(0,3 1 Рис. 3. Зависимость массовой доли редуцирующих веществ от дозировки фермента и температуры нагревания: 1 - Контроль, 2 - НоНареС
g 28 27,5 SP 27 о; Ф S 3 26,5 , ö 26
га 26 25,5 Рис. 4. от прод
0 25 30 35 40 45 50 55 60 Продолжительность гидролиза, мин Зависимость массовой доли сухих веществ олжительности ферментативного гидролиза
25 30 35 40 45 50 55 Продолжительность гидролиза, мин
Рис. 5. Зависимость массовой доли редуцирующих веществ от продолжительности ферментативного гидролиза
В ходе проведения эксперимента было выявлено, что концентрирование пасты свыше 56 % массовой доли сухих веществ невозможно. Так как содержащаяся свободная влага удалена, при дальнейшем концентрировании паста начинает подгорать, вследствие чего приобретает непри-
Таблица 2
Органолептические и физико-химические показатели ферментированного
ятный вкус и запах за счет глубокого разложения редуцирующих Сахаров.
В табл. 2 представлены органолептические и физико-химические показатели концентрированной пасты из топинамбура.
Таким образом, технология получения концентрированной пасты из топинамбура позволяет: сохранить витамины и биологически-активные вещества продукта, так как в процессе концентрирования содержащаяся в обрабатываемом продукте вода удаляется, а сам продукт практически не изменяется; повысить массовую долю сухих веществ полуфабриката до 50-70 % (в то время как существующие технологии
Показатель Ферментированное пюре из топинамбура Концентрированная паста из топинамбура
Вкус и запах Сладкий, свойственный вкусу топинамбура, без посторонних привкуса и запаха Сладкий, без посторонних привкуса и запаха
Цвет Светло-желтый Коричневый
Массовая доля сухих веществ, % 26,5 5 4 56,0 3 4
Массовая доля редуцирующих веществ, % 45,3 97,5
предполагают получение фруктово-овощных полуфабрикатов с массовой долей сухих веществ 30 %) и соответственно уменьшить объем их по сравнению с натуральными в 5-6 раз; интенсифицировать процесс получения концентрированной пасты; сэкономить тару, погрузоч-но-разгрузочные и транспортные средства.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пащенко, Л.П. Топинамбур в нашей жизни/Л.П. Пащенко, В.В. Стры-гин, В.И. Демченко. - Воронеж: Во-
ронежский государственный университет, 2001.
2. Рыжов, М.С. Возможность производства витаминизированных продуктов из топинамбура/М.С. Рыжов, Т.Г. Мухамеджанова, Л.А. Чур-масова//Пищевая промышленность. - 2006. - № 11. - С. 76-77.
3. Сафронова, Т.Н. Технологические аспекты получения пасты из топинамбура/Т.Н. Сафронова, Л.Г. Ер-шов//Хранение и переработка сель-хозсырья. - 2008. - № 10. - С. 20-23.
4. Нечаев, А.П. Пищевая химия/ А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова. - СПб.: ГИОРД, 2001.
