Порошкообразные полуфабрикаты из дикорастущих плодов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

Порошкообразные полуфабрикаты

из дикорастущих плодов

Г.О. Магомедов, А.Я. Олейникова, Б.А. Джамалдинова

Воронежская государственная технологическая академия

Основные проблемы пищевой промышленности в обеспечении населения продуктами функционального назначения - это необходимость вовлечения в хозяйственный оборот местных сырьевых ресурсов растительного происхождения, создание малоотходных и безотходных технологий, разработка оптимальных способов переработки нового нетрадиционного сырья с последующим получением порошкообразных полуфабрикатов и пищевых продуктов на их основе.

Цель работы - разработка технологии переработки дикорастущих плодов в порошкообразные полуфабрикаты, исследование их органолептических и физико-химических свойств.

Задача данных исследований - выбор наиболее рациональных способов и режимов сушки растительного сырья, обеспечивающих максимальную сохранность биологически активных веществ сырья, разработка технологии получения порошкообразных полуфабрикатов дикорастущего сырья, установление их пищевой и энергетической ценности.

Среди дикорастущих плодов и ягод, произрастающих на Северном Кавказе, особый интерес для пищевой промышленности представляют груша кавказская дикорастущая и мушмула германская, благодаря большому содержанию в своем составе биологически активных веществ (табл. 1).

Таблица 1

Химический состав дикорастущих плодов, %

Сухие вещества Сахара Кислота в перерасчете на яблочную Азо- Дубиль- Клетчатка

Название редуцирую-щие сахароза общее количество тистые вещества ные вещества Пектин Зола

Груша дикорастущая 16,40 9,38 1,80 11,18 0,31 - 0,02 1,67 1,06 0,33

Мушмула 27,00 - - 10,80 1,30 - 0,60 5,03 1,7 0,87

Таблица 2

Органолептические и физико-химические показатели порошкообразных полуфабрикатов

Показатель Порошкообразный полуфабрикат

груши дикорастущей мушмулы

Внешний вид Сухая порошкообразная однородная

смесь, допускается незначительное

количество неплотно слежавшихся

комочков, легко рассыпающихся при

механическом воздействии

Вкус и запах Свойственный вкусу и запаху

исходного продукта

Цвет Светло-коричневый Коричневый

Массовая до- 7,9 5,6

ля влаги, %

Массовая до- 30 27

ля сахара, %

Угол 40 39

естественного

откоса, град

Кислотность, 32 56

град

Наиболее целесообразно готовить из этих плодов порошкообразные полуфабрикаты, применение которых упрощает технологию получения многих видов кондитерских изделий, позволяет получать изделия с заданными физико-химическими и реологическими свойствами, увеличенным сроком годности.

Для выбора наиболее рационального способа получения порошкообразных полуфабрикатов дикорастущих плодов исследовали ИК- и вакуум-СВЧ-сушку.

Целесообразность применения того или иного способа сушки определяли по следующим показателям: высокое качество конечного продукта, максимальная сохранность пищевой ценности исходного сырья, минимальная продолжительность и экономичность.

Для сушки мушмулы использовали целые плоды и пюре, груши дикорастущей - целые и разрезанные на дольки.

Для ИК-сушки плодов мушмулы исследовали разные режимы. При первом режиме сушки в начальный период (2 ч) происходит резкое уменьшение массы, в первую очередь удаляется влага смачивания и слабосвязанная влага, в последующие 4-6 ч скорость удаления влаги из плодов снижается, что связано с тем, что адсорбционно и осмотически связанная влага удаляется с меньшей скоростью, общая длительность при этом составила 8 ч, при более мягких режимах удаление влаги в первый период сушки замедляется, а продолжительность увеличивается до 10 и 14 ч соответственно.

Ввиду того, что ИК-сушка целых плодов мушмулы - достаточно длительный процесс, исследовали сушку плодов мушмулы в вакуум-СВЧ-сушилке при удельной мощности 3750, 3000, 2250 и 1500 Вт/кг. Из рассмотренных режимов целесообразно рекомендовать сушку при удельной мощности 2250 Вт/кг и продолжительности 18 мин, при этом плоды хорошо сохраняют натуральный цвет, оригинальный вкус и биологически активные вещества исходного сырья.

Исследовали процесс сушки пюре из мушмулы в вакуум-СВЧ-сушилке с последующим измельчением высушенной массы для получения из него полуфабриката. Пюре из мушмулы получали по традиционной схеме, принятой для косточковых плодов. Пюре из мушмулы подвергали сушке при удельной мощности 3750, 3000, 2250 и 1500 Вт/кг. Рекомендуемый режим вакуум-СВЧ-сушки пюре из мушмулы: удельная мощность 2250 Вт/кг, продолжительность процесса 20 мин, так как данный режим обеспечивает наилучшие показатели качества высушенного материала. Высушенное пюре до влажности 5,6 % измельчают до дисперсности частиц не более 35 мкм.

Исследовали возможность получения полуфабрикатов из плодов груши дикорастущей с помощью ИК- и ваку-ум-СВЧ-сушки.

При ИК-сушке установили, что первые 1-1,5 ч удаление влаги незначительно, это связано с тем, что кожица груши дикорастущей плотная и сдерживает испарение влаги, диффундирующей из центральных слоев плода, последующие 4-5 ч характеризуются высокой скоростью удаления влаги из плодов (удаление слабосвязанной вла-

RAW MATERIALS AND ADDITIVES

ги), в конце процесса сушки скорость удаления адсорбционной влаги уменьшается ввиду того, что влага сильнее связана с растительной тканью.

Органолептическая оценка высушенных плодов показывает, что при температуре 85 °С достигается наилучший результат, плоды равномерно высушены (нет подгоревших и недосушенных плодов), цвет светло-коричневый, вкус и аромат, свойственные свежим плодам груши дикорастущей.

При вакуум-СВЧ-сушке плодов груши дикорастущей по органолептичес-ким показателям наилучшее качество было у плодов, высушенных при режиме удельной мощности 2250 Вт/кг в течение 30 мин (влажность 7,9 %).

При сушке разрезанных на дольки плодов груши дикорастущей характер кривых ИК- и вакуум-СВЧ-сушки имеет тот же вид, что и для целых плодов, однако имеет место снижение общей продолжительности сушки примерно в 1,5 раза, следовательно, разрезание плодов на дольки перед сушкой экономически оправдано.

На основании полученных экспериментальных данных были разработаны технологические схемы получения порошкообразных полуфабрикатов из плодов мушмулы и груши дикорастущей (рис. 1, 2).

Были исследованы органолептичес-кие, физико-химические и структурно-механические свойства порошкообразных полуфабрикатов (табл. 2). Полуфабрикаты обладают хорошей сыпучестью (угол естественного откоса 3940 °), длительным сроком хранения (массовая доля влаги 5-8 %), их можно применить в кондитерских изделиях для снижения сахароемкости.

Для оценки гигроскопических свойств исследовали зависимость влажности порошкообразных полуфабрикатов дикорастущих плодов (груши дикорастущей и мушмулы) при различных значениях относительной влажности воздуха. Порошкообразные полуфабрикаты можно отнести к коллоидно-капиллярно-пористым телам на основании полученных изотерм сорбции.

На участке в интервале относительной влажности воздуха от 0 до 35 % кривые выпуклостью обращены к оси что характерно для мономолекулярной адсорбции. В этой зоне содержится лишь та влага, которая удерживается химически или силами адсорбции. Она располагается на поверхности частиц порошкообразных полуфаб-

Рис. 1. Структурная схема переработки плодов мушмулы

Отделение грубой кожицы от косточки

Грубая

кожица -

косточка

На корм скоту

Косточка

X

Вакуум-СВЧ-сушка

X

шрот

Измельчение в молот. мельнице

Экстрагирование

X

Косточковая крошка

X

Экстракция

х

Косточковое масло

Техническое масло

Рис. 2. Структурная схема переработки плодов груши дикорастущей

Вакуум-СВЧ-сушка N = 2250 Вт/кг, уд ! 22 мин ИК-сушка 1 = 75...85 °С, 8-10 ч, ш = 6-8 %

I Дробление (КДУ или Ф2-М)

семена и семенные

гнезда

Просеивание (рассев ЭРШ-1-4)

Порошок W = 5-6 %

Порошок w = 5-6 %, d = 20-50 мкм

Отходы

Упаковка в герметичную тару

Плоды мушмулы

X

Мойка, t = 45...50 °С

грубая кожица +

Бланширование, t = 100 °С, 10-15 мин

Протирка через сито, d = 1-2 мм

Финиширование, d = 0,5-0,8 мм

Охлаждение до t = 22±2 °С

X

Консервирование бензойной кислотой или сорбатом натрия

X

Упаковка в герметичную тару

Плоды груши дикорастущей

Сортировка, мойка t = 40...50 °С

Резка

Бланширование, t = 100 °С, 60 с

Протирание через сито d = 1,2-1,5 мм

Финиширование, d = 0,5-0,8 мм

Охлаждение до t = 22±2 °С

Консервирование бензойной кислотой или сорбатом натрия

Упаковка в герметичную тару

пюре

Вакуум-СВЧ-сушка

Измельчение в молотковой мельнице

V

Упаковка в герметичную тару

грубая кожица и семенные гнезда

ИК-сушка, t = 80...85 °C, 2-3 ч, w = 7-8 %

Измельчение в молотковой мельнице

X

Порошок d = 140-400 мкм

I

Упаковка в герметичную тару

рикатов в виде молекулярного слоя и не обладает свойствами свободной влаги.

В зоне молекулярно-адсорбирован-ной влаги порошкообразные полуфабрикаты находятся в очень неустойчивом термодинамическом состоянии, поэтому система будет стремиться к равновесию, т. е. к самопроизвольному процессу агрегирования, сопровождающемуся уменьшением внутренней энергии вследствие выделения тепла при адсорбции влаги порошкообразным полуфабрикатом.

На участках в интервале изменения относительной влажности от 35 до 80 % кривые обращены выпуклостью к оси, что характерно для полимолекулярной адсорбции. Поглощение или удаление влаги также происходит с выделением или затратой тепла, но уже в меньшем количестве.

На участках изотерм в интервале изменения относительной влажности воздуха более 70 % в результате возрастания капиллярной конденсации кривые становятся круче по мере приближения к состоянию насыщения.

Таблица 3

Химический состав порошкообразных полуфабрикатов дикорастущих плодов

Порошкообразный полуфабрикат

Показатель груши дикорастущей мушмулы

Вода, % 7,9 5,6

Белок, % ()г\ 111 мм гауэп О/ 3,41 30 42 2,21

Общий сахар, /о Органические кислоты, % 3 0,42 1,7 Q 3 27,42 27,42 3,8 я.

Клетчатка, % Пектин, % к э п 1/11/1 лл г /1ПП г 9,3 5,9 1056 15,8 0,42 684 684

калий, м1 / 100 1 Кальций, мг/100 г 1050 150 О г\ 220 "71

Магний, мг/100 г Фосфор, мг/100 г \1/_ ____ . .г- /ШП I- 80 111 л ~7 71 91 Э~7 С

Железо, мг/100 г Марганец, мг/100 г 1 ||Л|||Х ИГ /1ПП I- 4,/ 0,6 1 го 37,6 2,4 1 а

цинк, мг/ 100 г Витамин С, мг/100 г 1,5о 9,6 1,4 80

Витамин В мг/100 г 0,03 0,01

в-каротин, мг/100 г 0,34 0,11

Энергетическая ценность, ккал 129,2 114,2

Влага поглощается без выделения тепла и является капиллярно-связанной. Дальнейшее поглощение жидкости происходит вследствие заполнения больших пор, и это поглощение будет происходить до ф = 100 %.

Характер расположения экспериментальных точек позволяет отнести изотермы сорбции порошкообразных полуфабрикатов дикорастущих плодов к сигмоидным или логистическим кривым.

Уравнения изотерм сорбции полуфабрикатов дикорастущих плодов имеют следующий вид.

Для мушмулы

Жp

|g -20ф— = _

lg (100-ф) 1,146+0,2262Ж

для груши дикорастущей

|g -20ф_ = .

Жр

lg (100-ф) 2,002+0,14 Wc

(1)

(2)

Полученные полуфабрикаты обладают высокой пищевой ценностью (табл. 3), степень удовлетворения суточной по-

требности в пищевых веществах для груши дикорастущей и мушмулы соответственно составляет, %: по калию -28 и 18; кальцию - 19 и 28; железу - 34 и 268; витамину С - 11 и 94; пищевым волокнам - 122 и 130.

Для порошкообразных полуфабрикатов дикорастущих плодов (мушмулы и груши дикорастущей) была разработана и утверждена техническая документация ТУ 9164-024-02068108-2005.

Проведенные исследования позволяют рекомендовать для промышленного внедрения наиболее рациональные способы получения полуфабрикатов дикорастущих плодов: для мушмулы (в виде пюре) - вакуум-СВЧ-сушку при удельной мощности 2250 Вт/кг в течение 18 мин; груши дикорастущей (для разрезанных на дольки плодов) -2250 Вт/кг в течение 20 мин с последующим их измельчением.

Полученные полуфабрикаты обладают высокой пищевой ценностью, что позволяет их рекомендовать для обогащения кондитерских изделий, расширения их ассортимента и снижения себестоимости путем использования более дешевого сырья.