Производство криопорошков из овощей Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

для I

НИИ

УДК 663.813

Производство криопорошков

из овощей

Д.С. Джаруллаев, д-р техн. наук, профессор, А.М. Рамазанов, аспирант Дагестанский государственный технический университет, г. Махачкала

Производство быстрорастворимых овощных криопорошков требует применения современной техники и технологии, соблюдения научно обоснованных режимов тепловой обработки, сушки и сверхтонкого измельчения сырья.

Быстровосстанавливаемые порошки получают обычно сублимационной сушкой и конвективной сушкой. Но применить конвективную сушку для получения овощных криопорош-ков до настоящего времени не удавалось, так как высушенные этим способом овощи невозможно измельчить до мелкодисперсного со-

стояния. 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.

На современном этапе для производства криопорошков в технологической схеме предусматривают вакуумную сушку овощей при щадящих режимах.

При бланшировании овощей теряются растворимые сухие вещества, что ухудшает их качество. Кроме

Таблица 1

Химический состав плодоовощного сырья

Продукт Вода, % Белки, % Жир, % Углеводы, % Зола, % К, мг% Са, мг% Mg, мг% P, мг% В1, мг% в« мг% С, мг% РР, мг%

Капуста 88-91 1,6 0,9 4,4 1,0 138 114 12 25 0,02 0,02 26 0,4

Морковь 86-86,9 1,2 0,8 6,1 0,9 194 26 34 51 0,05 0,07 5,2 0,8

Тыква 89-90,6 0,9 0,8 4,6 0,7 210 24 16 26 0,04 0,05 7,6 0,6

того, аппараты, где сушатся продукты, - очень громоздкие и энергоемкие, т. е. при существующих технологиях производство криопорошков экономически нецелесообразно.

В связи с этим совершенствование технологии производства овощных криопорошков для использования в пищевой и перерабатывающей промышленности, предусматривающую предварительную обработку овощей СВЧ-энергией перед солнечной сушкой при щадящих режимах и измельчение 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 овощных криопорошков с последующим получением из них напитков.

Объекты исследования: белокочанная капуста, морковь и тыква, выращенные на территории Республики Дагестан.

Анализируемое сырье соответствовало критериям безопасности, установленным действующими стандартами, санитарными правилами и нормами (табл. 1).

Затем исследовали влияние электромагнитного поля сверхвысокой частоты на степень инактивации пе-роксидазы, как наиболее стойкой к

MODERN EQUIPMENT FOR FOOD INDUSTRIES

Таблица 2

Влияние ЭМП СВЧ на качество сушеннго овощного сырья__

Тип обра- Режимы Длительность, дней Влажность, % Содержание Содержание, мг %

Продукт ботки техн. проц. Мощность, Вт Длительность, мин. Температура, °С сушка досушка до после сухих веществ, % витамин С витамин Р калий магний Примечание

Капуста Морковь Тыква СВЧ-обработка 300450 1,5-3,5 75-85 2-2,5 2-3 2-3 2-3 2-3 2-3 90 86 90 12-14 12-14 8-10 75-77 72-74 80-86 22 4,1 7,0 23 48 22 130 188 201 11 32 14 Максимально сохраняются цвет, вкус и аромат, а также биокомпоненты

Капуста Морковь Тыква Тепловая обработка 2000 10-15 60-70 3-4 3-4 3-4 4-6 4-6 4-6 90 86 90 12-14 12-14 8-10 70-72 68-71 76-78 18 2,4 6,3 20 44 19 118 169 184 9 27 11 Изменяются цвет, вкус и немного уменьшаются биокомпоненты по сравнению в самом сырье

тепловому воздействию, содержание витамина С, наиболее разрушаемого нагреванием и содержание сухих веществ. Перокси-даза и другие окислительные ферменты окисляют различные полифенолы, что вызывает потемнение овощей 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 температуры и длительности воздействия ЭМП СВЧ были проведены эксперименты по инактивации пероксидазы капусты, моркови и тыквы.

Для анализа брали морковь в целом виде, а капусту и тыкву резали кусками (6х8 и 6х6 см), затем обрабатывали их ЭМП СВЧ (частота -2400±50 МГц, мощность - 300-450 Вт) в течение 1,5-3,0 мин, затем вынимали из рабочей камеры (резонатора), измеряли температуру, а после чего получали сок.

Результаты экспериментов по кинетике изменения активности фермента пероксидазы А (катал) от длительности воздействия СВЧ-энергии на овощи показаны на рис. 1 и 2.

Согласно теории Н.Н.Баха и исследованиям д-ра техн. наук, профессора Ю.Г. Скориковой, установлено, что для предотвращения потемнения получаемого продукта нужно защищать овощи от соприкосновения их с кислородом воздуха и принимать меры по инактивации ферментной системы. Если в овощах содержится лишь 0-дифенолоксидаза, то для инактивации ферментов достаточно достижения температуры до 75... 80 °С, а для пероксидазы - 80.90 °С. В нашем случае проводили обработку целых и резаных овощей без дос-

капуста

1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 т, мин 30 55 75 80 85 90 1, °С Рис. 2. Кинетика изменения активности фермента пероксидазы А (катал) в зависимости от длительности воздействия СВЧ-энергии на куски капусты и тыквы и их температуры

Капуста

I

Морковь

I

Тыква

I

Мойка *

Очистка и резка концов _±_

Шинкование -

резка (6x8 см)

Целыми плодами

Резка (бхб см)

Обработка ЭМП СВЧ (частота - 2400±50^МГц, мощность - 350~450 Вт) в течение

1,5-3,0 мин

I

Сушка солнечной энергией

Обработка жидким азотом (-100...-190 С)

Измельчение в шаровых мельницах

Просеивание криопорошка —►на производство напитков

Расфасовка в герметичную тару

Складские операции

Рис. 3.

Технологическая схема производства криопорошков из овощей

СОВРЕМЕННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

ТЕМА НОМЕРА I

Мойка

Фасовка разделение Возврат некондиционного сырья

Подача на криоизмельчен

и уп

Отгрузка к потребителю

на

XI

У-

фракции

Криоизмельчение

Инспекция

р

Рис. 4. Технологическая линия производства овощных криопорошков: 1 - моечная машина; 2 - моечно-инспекционная машина; 3 - шинковальная машина; 4 - устройство для СВЧ-обработки; 5 - дробилка; 6 - солнечная сушилка; 7 - стеллажи; 8 - корзина; 9 - роликовый инспекционный транспортер; 10 - холодильное устройство; 11 - паровые мельницы; 12 - сепаратор; 13 - фасовочно-упаковочная машина; 14 - стол-накопитель; 15 - автокар

тупа кислорода СВЧ-энергией. Активность окислительных ферментов, в основном, пероксидазы после 2,03,5 мин воздействия не выявлена, так как температура по всему объему достигала 80...90 °С.

Видимо, поэтому при последующей переработке овощного сырья, предварительно обработанного СВЧ-энергией (частота - 2400±50 МГц, мощность - 300-450 Вт) в течение 2,0-3,5 мин перед сушкой полученные криопорошки по цвету, вкусу, аромату мало отличались от первоначальных, при этом максимально сохранялись полифенолы и витамин С.

Кроме того, выявлено, что при хранении моркови в целом виде после СВЧ-обработки и хранения в течение 5 сут при комнатной температуре ее цвет и аромат не изменились, т. е. окисления не произошло.

Затем целые овощи после СВЧ-об-работки обрабатывали в солнечном сушильном устройстве, где по сравнению с традиционными способами процесс сушки ускоряется и качество продукта улучшается (табл. 2).

После сушки овощное сырье 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 находящиеся в связанном состоянии с белковыми молекулами БАВ для полного усвоения их организмом человека.

Резкое охлаждение высушенного в целом виде овощного сырья в среде жидкого азота приводит к растрескиванию образцов, что ослабляет связь между целлюлозной матрицей и биологически активными веще-

ствами сырья, при котором повышается доступность ценных биокомпонентов сырья, и полное измельчение производят при помощи шаровых мельниц.

После измельчения, полученные порошки просеивали и направляли на расфасовку, где готовый продукт упаковывали в герметичную

тару.

Таким образом, получаемые тонкодисперсные порошки с размерами частиц 50-60 мкм могут быть использованы в качестве основы для производства напитков. Криопорошки капусты, моркови и тыквы были произведены по следующей технологической схеме (рис. 3).

На основании данной технологической схемы разработана аппара-турно-технологическая линия производства криопорошков из овощей (рис. 4).

Производство криопорошков из овощей Ключевые слова

криопорошки; овощи; ЭМП СВЧ; солнечная сушка; криоизмельчение.

Реферат

В данной статье рассматривается современная технология производства криопорошков из овощей для детского питания с использованием инновационных методов обработки сырья, таких как: СВЧ-обработка овощей частотой 2400±50 МГц, мощностью 300-450 Вт в течение 2,0-3,5 мин, сушка обработанного сырья в солнечном сушильном аппарате.

Авторы

Джаруллаев Джарулла Саидович, д-р техн. наук, профессор, Рамазанов Абдулгамид Магомедович, аспирант Дагестанский государственный технический университет, 367015, Р. Дагестан, г. Махачкала, пр. им. Шамиля, д. 70; saidochka-80@mail.ru

Production of Vegetables Cryopowders Key words

cryopowders; vegetables; EMF microwave; solar drying; cryocrushing. Abstracts

In this article the modern production technology of cryopowders from vegetables for baby food with use of innovative methods of processing of raw materials, such as is considered: The microwave oven - processing of vegetables with a frequency of 2400±50 MHz, 300-450 W within 2,0-3,5 minutes, instead of scalding; drying of the processed raw materials in the solar drying device.

Authors

Dzharullaev Dzharulla Saidovich, Doctor of TechnicalScience, Professor, Ramazanov Abdulhamid Magomedovich, Graduate Student Dagestan State Technical University,

70, Prospect named by Shamil, Mahachkala, The Republic of Dagestan 367015; saidochka-80@mail.ru