CC BY
67
ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 664.58
Новая технология производства криопорошков из плодов
Д.С. Джаруллаев, д-р техн. наук, профессор, З.А. Яралиева
Дагестанский государственный технический университет
Быстровосстанавливаемые порошки получают обычно сублимационной и конвективной сушкой, но применить конвективную сушку для получения плодовых криопорошков до настоящего времени не удавалось, так как высушенные этим способом овощи и плоды невозможно измельчить до мелкодисперсного состояния. Это связано с тем, что их основные биокомпоненты - сахара, органические кислоты - при концентрировании образуют вязкую, клейкую, гигроскопичную и термопластичную массу, из которых трудно получить криопорошки.
В настоящее время для производства криопорошков в технологической схеме предусматривают вакуумную сушку плодов при щадящих режимах.
При бланшировании плодов теряются растворимые сухие вещества, что ухудшает их качество. Кроме того, оборудование для сушки продуктов очень громоздкое, т. е. при существующих технологиях производство криопорошков экономически нецелесообразно.
В связи с этим разработка новой технологии производства плодовых криопорошков, предусматривающей предварительную обработку плодов СВЧ-энергией перед солнечной сушкой при щадящих режимах и из-
мельчение их при низкой температуре в среде жидкого азота с целью максимального сохранения ценных биокомпонентов исходного сырья, -чрезвычайно актуальная задача.
Основная цель выполняемых исследований - совершенствование технологий производства тонкодисперсных быстровосстанавливаемых плодовых криопорошков.
Объекты исследования: яблоки и хурма, выращенные в Республике Дагестан.
Анализируемое сырье соответствовало критериям безопасности, установленными действующими стандартами, санитарными правилами и нормами (табл. 1).
Затем исследовали влияние электромагнитного поля сверхвысокой частоты на степень инактивации пе-роксидазы, как наиболее стойкого к тепловому воздействию, содержание витамина С, наиболее разрушаемого нагреванием, и содержание сухих веществ. Пероксидаза и другие окислительные ферменты окисляют различные полифенолы, что вызывает потемнение плодов как в процессе их подготовки к переработке (очистке, резке), так и при хранении готового продукта.
С целью получения статистических характеристик зависимости активности ферментной системы от темпера-
Химический состав плодового сырья
Плоды Вода, % Белки, % Жир, % Углеводы, % Зола, % К мг, % Са, мг% Мд, мг% Р, мг% мг% В?, мг% С, мг% РР, мг%
Яблоки 80- 85 0,3 0,2 10,4 0,6 286 18 6 10 0,03 0,02 12 0,2
Хурма 78-80 0,4 0,3 15,3 0,6 198 120 56 0,3 0,02 0,03 14 0,2
туры и длительности воздействия ЭМП СВЧ были проведены эксперименты по инактивации пероксидазы яблок и хурмы.
Для анализа брали яблоки и хурму в целом виде, затем их обрабатывали ЭМП СВЧ (частота - 2400±50 МГц, мощность - 300-450 Вт) в течение 1,5-3,0 мин, затем вынимали плоды из рабочей камеры (резонатора), измеряли температуру, после чего извлекали сок.
Полученные результаты эксперимента по кинетике изменения активности фермента пероксидазы А (катал) от длительности воздействия СВЧ-энергией на плоды показаны на рис. 1.
Для предотвращения потемнения получаемого продукта необходимо защитить плоды от соприкосновения их с кислородом воздуха и принять меры по инактивации ферментной системы. Если в них содержится лишь 0-дифенолоксидаза для инактивации фермента достаточная температура 75...80 °С, а для пероксидазы - 80.90 °С. В нашем случае проводили обработку целых плодов без доступа кислорода и температура в них достигала 80.90 °С. Активность окислительных ферментов и, в основном, пероксидазы после 2,0-2,5 мин воздействия СВЧ-энергией не выявлена, так как температура по всему объему плодов составляла 80.90 °С.
При последующей переработке плодового сырья, предварительно обработанного СВЧ-энергией (часто-
Таблица 1
яблоки хурма
Рис. 1. Кинетика изменения активности фермента пероксидазы А (катал) от длительности воздействия СВЧ-энергии на целые яблоки и хурму
т, мин
Таблица 2
Влияние ЭМП СВЧ на длительность и качество сушеного плодового сырья_
Сырье Тип Режимы СВЧ-и тепловой обработки Длительность сушки, дни Влажность, % Содержание сухих веществ, % Содержание, мг % Примечание
обработки Мощность, Вт Время, мин Темпе-рату-ра, °С сушка досушка до после Витамин С Витамин Р Калий Магний
Яблоки Хурма СВЧ-обработка 300450 1,5-2,5 75-85 2-2,5 2-3 2-3 2-4 80 80 18-20 18-20 60-62 60-62 9,8 10,4 8 0,2 279 186 4 52 Максимально сохраняются цвет, вкус и аромат, а также биокомпоненты
Яблоки Хурма Тепловая обработка 2000 10-15 60-70 3-4 3-4 4-5 4-5 80 80 18-20 18-20 58-59 57-60 7,7 9,6 6 0,08 253 166 3 48 Изменяются цвет, вкус и немного уменьшаются биокомпоненты по сравнению с самим сырьем
ENGINEERING AND TECHNOLOGY
Яблоки Хурма
I I
Мойка целыми плодами
I
Обработка ЭМП СВЧ (частота - 2400±50 МГц, мощность - 350-450 Вт) в течение 1,5-3,0 мин
I
Сушка солнечной энергией
I
Обработка жидким азотом (-100..-190 °С)
I
Измельчение в шаровых мельницах
I
Просеивание на производство напитков
I
Расфасовка в герметичную тару
I
Складские операции
Рис. 2. Технологическая схема производства криопорошков из плодов
та - 2400±50 МГц, мощность - 300450 Вт) в течение 2,0-2,5 мин перед сушкой, их цвет, вкус, аромат мало отличались от первоначальных. При
этом максимально сохраняются полифенолы и витамин С в яблоках -1,9-1,94 и 5,6-6,4 мг/100 г, тогда как традиционным способом эти показатели составляли 0,6-0,62 и 4,04,6 мг/100 г.
Кроме того при хранении яблок в целом виде после СВЧ-обработки в течение 5 сут при комнатной температуре не менялись их цвет и аромат, т. е. окисления не произошло.
Затем целые плоды после СВЧ-об-работки обрабатывали в солнечном сушильном устройстве, где процесс сушки ускоряется и улучшается качество по сравнению с традиционными способами (табл. 2).
После сушки плодового сырья их подвергали криоизмельчению, т. е. охлаждали сырье при помощи жидкого азота (в соотношении 1:2) до низких температур (-100.-190 °С), что также позволяет предотвратить дальнейшие процессы окисления, караме-лизации сырья и освободить находя-
щиеся в связанном состоянии с белковыми молекулами БАВ для полного усвоения их организмом человека.
Резкое охлаждение высушенного в целом виде плодового сырья в среде жидкого азота приводит к растрескиванию образцов, что ослабляет связь между целлюлозной матрицей и биологически активными веществами сырья, повышается доступность ценных биокомпонентов сырья, полное измельчение производят при помощи шаровых мельниц.
После измельчения полученные порошки просеивают и направляют на расфасовку, где готовый продукт упаковывается в герметичную тару.
Таким образом, получаемые тонкодисперсные порошки (размер частиц 50-60 мкм) могут быть использованы в качестве натуральных пищевых добавок из хурмы и яблок по следующей технологической схеме (рис. 2) на разработанной технологической линии (рис. 3).
Солнечная сушка
СВЧ-обработка / Измельчеяие
Инспекция
Фасовка и
7
Возврат
Стеллажирование
Ра3деление некондиционного сырья
Подача на криоизмельчение
Отгрузка к потребителю
упаковка
' на фракции
PÖ
Криоизмельчение
13
Жидкий азот
М4
12
11
10
9"
Инспекция
8
7
2
7
Рис. 3. Технологическая линия производства плодовых криопорошков: 1 - моечная машина; 2 - роликовый инспекционный транспортер; 3 - устройство для СВЧ-обработки; 4 - дробилка; 5 - солнечная сушка; 6 - стеллажи; 7 - корзина; 8 - холодильное устройство; 9 - шаровые мельницы; 10 - сепаратор; 11 - фасовочно-упаковочная машина; 12 - стол-накопитель; 13 - автокар
5
2
3
Новая технология производства криопорошков из плодов Ключевые слова
плоды; криопорошки; ЭМП СВЧ; солнечная сушка; криоизмельчение; инактивация ферментов.
Реферат
Данная статья посвящена новой технологии производства криопорошков из плодов с использованием инновационных технологических процессов. Для получения криопорошков были проведены обработка СВЧ-энергией частотой 2400±50 МГц, мощностью 300-450 Вт в течение 2,0-2,5 мин и последующая сушка в солнечной сушильной установке. При проведении экспериментов были выбраны оптимальные режимы обработки плодового сырья.
Авторы
Джаруллаев Джарулла Саидович, д-р техн. наук, профессор, Яралиева З.А.
Дагестанский государственный технический университет 367015, Республика Дагестан, г. Махачкала, пр-т им. Шамиля, д. 70, saidochka-80@mail.ru
New Production Technology of Fruit Cryopowders Key words
fruits; cryopowders; EMF microwave; solar drying; cryocrushing; inactivation of enzymes.
Abstracts
This article is devoted to the new production technology of cryopowders from fruits with use of innovative technological processes. For receiving cryopowders were used processing by microwave energy with a frequency of 2400 + 50 MHz, 300-450 W within 2,0-2,5 minutes and the subsequent drying in solar drying installation. When carrying out experiments, optimum modes of processing of fruit raw materials were chosen.
Authors
Dzharullaev Dzharulla Saidovich, Doctor of Technical Science,
Professor, Yaralieva Z.A.
Dagestan State Technical University
70, Prospekt Shamilya, Makhachkala, Dagestan, 367015,
saidochka-80@mail.ru
