CC BY
85
Таким образом, модифицирование шеек коленчатого вала дизеля металлосилоксаном и алюмосиликатом, модифицированным металлосилоксаном, позволяет повысить износостойкость стали и трибосопряжения «шейка вала - вкладыш подшипника» не менее чем в 3 раза. По мере увеличения температуры подогрева масла эффект от модифицирования стали возрастает: уменьшаются величины скорости изнашивания как стали так и трибосопря-жения в целом.
Исследование выполнено при поддержке ДВФУ, проект №14-08-03-8_и
Список литературы 1. Леонтьев Л.Б., Шапкин Н.П., Леонтьев А.Л., Токли-кишвили А.Г. Оптимизация состава минеральных и органоминеральных материалов для модифицирования поверхностей трения деталей машин // Металлообработка, 2012, №4. - С. 74-78.
2. Пат. РФ 2487192 (опубл. 2013). Способ получения антифркционной композиции.
3. Пат. РФ 2484179 (опубл. 2013). Способ получения металлокерамического покрытия.
4. Погодаев Л. И. К механизму взаимодействия природных слоистых гидросиликатов с поверхностями трения. / Л. И. Погодаев, Е. Ю. Крюков, В. В. Усачев // Проблемы машиностроения и надежности машин. - 2009. - № 5. - С. 71-81.
5. Ponomarenko A.G., Burlov A.S. The research of mechanochemical reactions in lubricant composition based on polyorganosiloxanes containing azomethine metal complexes // IV International Conference «Fundamental Bases of Mechanochemical Technologies». «FBMT 2013». Novosibirsk, 2013. - P. 187.
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СПОСОБОВ ПЕРЕРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ ПЛОДОВ
МАЛИНЫ
Лучина Наталья Александровна
Канд. техн. наук, доцент кафедры сервиса и организации коммерческой деятельности НГУЭУ, г. Новосибирск
Для переработки используют определенные сорта малины. Ягоды должны быть крупными, с мелкими семенами, иметь глубокий красный цвет, характерный вкус, интенсивный аромат. При замораживании плоды малины должны сохранять свою форму и не выделять сок.
Для любого способа переработки ценятся свеже-убранные зрелые, здоровые ягоды культурных сортов малины.
Традиционно малина перерабатывалась методом тепловой сушки. Более современными способами переработки малины является сублимационная сушка, а также быстрое замораживание. Производство компотов и соков применительно к малине довольно ограничено.
При любом способе переработки важно свести к минимуму потери, в том числе биологически активных веществ, что возможно при исключении, или существенном торможении основных биохимических и микробиологических процессов. Инактивация ферментов и торможение развития микроорганизмов в сырье может достигаться разными способами: воздействием высоких температур, обезвоживанием, применением антисептиков и консервантов. Приостанавливаются физиологические процессы и деятельность микроорганизмов при быстром замораживании сырья при температуре минус 35оС и ниже.
Любой способ переработки малины в той или иной степени вызывает изменения в составе биологически активных веществ (витаминов, Р-активных соединений и
др.).
Малину наряду с черной смородиной сушат чаще других ягод. Высушенная при температуре не выше 60-70оС малина содержит 23-24 мг% витамина С. При сушке в потоке горячего воздуха благодаря быстрому доведению температуры до 70оС и сокращению времени обработки в малине содержится около 50 мг% витамина С. Одним из методов, сохраняющих витамин С, является предварительное кратковременное повышение температуры до 110-140оС, что надежно инактивирует ферменты. Одновременно такая обработка дает возможность лучше сохра-
нить Р-активные вещества, в том числе антоцианы. Наиболее привлекательна для малины сублимационная сушка [1], которая позволяет сохранить не только внешний вид, объем, натуральный цвет, но и до 90% аскорбиновой кислоты. Однако промышленного распространения этот способ сушки малины в России не получил, так как требует больших капиталовложений. Варка варенья из малины широко распространена. Прогревание ягод в сахарном сиропе инактивирует ферменты и надежно уничтожает микроорганизмы, особенно если концентрация сахара в сиропе доведена до 65%. Однако длительная варка для удаления излишней воды приводит к разрушению витаминов, антоцианов, улетучиванию ароматических веществ. Обычно при варке варенья разрушается 25-50% исходного количества витамина С. Довольно сильно разрушается, и фолиевая кислота при варке малины, - даже при осторожной варке удается сохранить не более 50 % исходного содержания. Гораздо лучший результат достигается при варке варенья в вакуум-аппаратах [4; 11;28].
В составе компотов из малины после 6 месяцев хранения было 9-10 мг% витамина С и 110-170 мг% витамина Р (преимущественно антоцианов) [5]. Хуже сохраняются витамины при производстве консервов типа ягоды в собственном соку.
При изготовлении соков характерна потеря микроэлементов и Р-активных веществ, значительная часть которых остается в мезге (отжатой мякоти). Используемые способы осветления также приводят к потере этих веществ. Поэтому из малины целесообразнее получать сок с мякотью или нектар, для чего протертую мякоть с добавлением небольшого количества воды и сахара подвергают пастеризации или стерилизации.
Замораживание как метод консервирования применяется более 100 лет. Оно получает все большее распространение благодаря совершенствованию техники и технологии, а также тщательному отбору замораживаемого сырья.
Замороженная продукция отличается высокой степенью готовности, в ней максимально сохраняются биологически активные вещества. Например, при стерилизации разрушается до 60% витамина С, при замораживании - лишь 8%. Энергетические затраты на замораживание в три раза меньше, чем на стерилизацию [4].
К сожалению, до настоящего времени развитие производства быстрозамороженных ягод, плодов и различных комбинированных полуфабрикатов, сбалансированных по биологически ценным компонентам, в России не достаточно развито. А интерес потребителей к быстрозамороженной продукции непрерывно растет. Это создает благоприятные предпосылки для интенсивного развития производства быстрозамороженных плодов и овощей в нашей стране.
Быстрое и сверхбыстрое замораживание обеспечивает высокую скорость процесса, при этом вода кристаллизуется в виде мельчайших кристаллов одновременно как в клетках, так и в межклеточных пространствах. При размораживании быстрозамороженных ягод клеточный сок хорошо поглощается межклеточными коллоидами, т. е. обратимость процесса высокая. Различают воздушное и криогенное замораживание. Отечественное промышленное замораживание осуществляется в скороморозильных аппаратах туннельного и гравитационного типов.
Для замораживания нежных, сочных ягод в наибольшей мере подходят «флюидизационные» аппараты (разновидность туннельных). В них ягоды замораживаются в «псевдокипящем слое» за счет подаваемого снизу с большой скоростью холодного воздуха (минус 30о, минус 35оС). Скорость замораживания в зависимости от сырья составляет 3-12 минут.
При достижении минус 18оС (конечная температура при замораживании) в ягодах кристаллизуется 7080% воды, они как живой организм погибают, основной причиной гибели клеток является обезвоживание протоплазмы в процессе льдообразования и механическое давление льда на обезвоженную протоплазму. Одновременно погибают многие вегетативные формы микроорганизмов.
Химические процессы в замороженных продуктах состоят в инверсии сахарозы, разрушении наиболее лабильных компонентов - пигментов, витаминов, особенно С, В1, фенольных соединений. Однако, эти изменения не приводят к заметному ухудшению качества [5].
Дестабилизация белковых веществ и других коллоидов приводит к уменьшению водоудерживающей способности, что проявляется при размораживании в виде потерь сока.
Гораздо больше снижается качество замороженных ягод из-за гистологических изменений, сопутствующих замораживанию: образующийся лед не только повреждает цитоплазменную мембрану, но и разрывает клеточные оболочки, обусловливающие форму клетки. Пока продукт находится в замороженном состоянии деформаций не видно. При размораживании часто обнаруживаются утрата формы, размягчение консистенции и тому подобные изменения, в особенности, если температура при замораживании была около минус 20оС.
Быстрое замораживание является одним из наиболее щадящих способов консервирования малины в смысле сбережения биологически активных веществ. Так, действующий ГОСТ 29187, гарантирует содержание в мороженой малине 0,2 мг% каротина и 0,6 мг% ниацина, что совпадает со значениями этих веществ, выявленными для свежей малины [3].
Потери витамина С при сухом замораживании малины составляют 20-30% его исходного содержания в сырье. При замораживании малины в сахарном сиропе потери аскорбиновой кислоты не превышают 20 %. Чтобы гарантировать в мороженой малине 16,5 мг% витамина С, как того требует ГОСТ 29187, нужно отбирать для переработки сорта, имеющие устойчиво высокую С-витамин-ность.
Набор биологически активных веществ в малине не исчерпывается названными выше витаминами. Как было сказано выше, важную роль в формировании внешнего вида, цвета и вкуса малины играют фенольные соединения, в том числе антоцианы и катехины, являющиеся естественными антиоксидантами. К сожалению, систематические исследования динамики фенольных соединений в процессе замораживания и последующего хранения мороженой малины отсутствуют, требования ГОСТ 29187 ограничены лишь органолептическими характеристиками цвета.
Относительно заметнее уменьшается количество катехинов. Сохраняемость антоцианов выше, в особенности при замораживании ягод в сахарном сиропе. Основные потери наблюдаются не в процессе замораживания, а при хранении. Уровень потерь зависит также от качественного состава антоцианов.
Отмечено увеличение антоцианов при хранении мороженой жимолости и голубики [5].
В России последние годы проявились негативные тенденции в состоянии питания населения, проявившиеся как в снижении общей калорийности рациона питания, так и в большей мере дефиците микронутриентов: витаминов группы В, С, Р-каротина, биологически активных и минеральных веществ, источником которых являются свежие и быстрозамороженные плоды и ягоды.
Одним из наиболее прогрессивных методов консервирования растительного сочного сырья является быстрое замораживание [2; 6; 7].
Производство быстрозамороженных продуктов имеет важное экономическое и социальное значение, является рентабельным почти для всех видов сырья. Развитие этого направления позволяет:
- снизить потери пищевых продуктов на стадиях переработки и хранения в общественном питании и домашнем хозяйстве;
- максимально сохранить качество, биологическую ценность и питательные вещества замороженных продуктов при хранении;
- расширить ассортимент и создать запасы продуктов для равномерного снабжения населения и промышленности, снизить сезонность потребления плодов, ягод и овощей;
- сократить потребность в складских площадях в 5-7 раз при хранении замороженных продуктов по сравнению со свежими;
- приготавливать замороженные полуфабрикаты из механически поврежденной плодоовощной продукции.
В плодоовощной промышленности основную долю промпереработки плодов и ягод (90,44%) составляет их переработка на консервы, 0,6% - идет на производство сухих фруктов, и только 0,5% - подвергается быстрой заморозке [1]. Сведения о том, какова доля быстрозамороженной малины в этих 0,5% отсутствуют. В зимний период на Российском рынке реализуются быстрозамороженные фрукты, в т.ч. малина, производимые в Польше.
Поскольку большинство ягодных культур не пригодно для транспортирования и хранения, легко механически повреждается и быстро поражается микроорганизмами, их рекомендуется во многих случаях замораживать в местах сбора, используя для этих целей небольшие по производительности передвижные морозильные установки и холодильные камеры.
Достаточно короткий период использования свежей малины - около 40 суток, ориентирует на поиск соответствующих технологий, позволяющих максимально сохранить и сконцентрировать биологически активные и защитные вещества, с тем, чтобы обеспечить профилактическое питание населения в зимний период.
В России, к сожалению, производство быстрозамороженной продукции не получило промышленного развития, а большая часть замороженных плодов и ягод не представляет ценности по обеспеченности витаминами, вопреки сложившемуся мнению. Причин много, главными из которых являются:
- удаленность перерабатывающих предприятий от сырьевой базы и невозможность переработки в день сбора;
- отсутствие сведений о пригодности для замораживания тех или иных помологических сортов;
- отсутствие современного скороморозильного оборудования, недостаточно низкая температура замораживания;
- отсутствие непрерывной холодильной цепи [6]. Учитывая все это, проблема производства быстрозамороженной продукции, отвечающей требованиям мировых стандартов, может быть решена только на серьезной научной основе. Безотлагательное решение этой проблемы необходимо и для регионов Сибири, где имеется солидная сырьевая база, благодаря успешной работе
селекционеров по выведению новых сортов ягодных культур.
Определены важнейшие критерии, которым должны отвечать плоды и ягоды, используемые для замораживания:
- свойственный гармоничный вкус, выраженный аромат, красивый внешний вид, яркая окраска;
- высокое содержание сухих веществ, в том числе сахаров;
- обеспеченность биологически активными веществами;
- структурная прочность тканей, их устойчивость к расстрескиванию, т.е. повышенное содержание веществ, обеспечивающих консистенцию мякоти (ге-мицеллюлоз, протопектина);
- минимальное изменение влагоудерживающей способности после замораживания.
В отечественной практике малина, как сырье для замораживания, не исследована, отбор сортов, пригодных для замораживания не предусмотрен.
Замороженные ягоды и плоды могут быть использованы как монопродукт, так и в виде многокомпонентных смесей, а также служить исходным сырьем для производства джемов, повидла, мармеладов и различных начинок, фруктового пюре для мороженного.
В настоящее время разработаны технологии быстрого замораживания многих видов и сортов ягод и плодов. С 01.01.93 г вместо ОСТ 111-8-82 введен в действие ГОСТ 29187-91 «Плоды и ягоды быстрозамороженные».
В последние годы наряду с монокультурами для замораживания рекомендованы многие новые виды быстрозамороженных многокомпонентных полуфабрикатов и готовых блюд.
Глубина изменений при замораживании зависит от вида и сорта ягод, степени зрелости, анатомических особенностей, оводненности сырья, обеспеченности сухими веществами (макро- и микронутриентами). Хорошего качества замороженные ягоды можно получить лишь совершенствуя технику и технологию замораживания и при тщательном отборе сырья [4].
При отборе сырья для замораживания необходимо иметь как можно более полную характеристику состава, в том числе:
- содержание свободной и связанной влаги;
- содержание веществ, способных связывать влагу
(белки, пектиновые вещества);
- концентрация сока, обеспеченность его сахарами и
другими водорастворимыми веществами.
Для замораживания характерна кристаллизация влаги, содержащейся в сырье. Растительное сочное сырьё, плоды и ягоды отличаются высоким влагосодержанием с преобладанием свободной воды, на долю связанной приходится 6-11% общего её содержания. Свободная вода является растворителем для солей, сахаров, кислот и других соединений.
Содержание воды, состав и концентрация сока оказывают большое влияние на все химические, биохимические и биологические реакции при замораживании и последующем хранении.
Коллоиды и связанная ими вода играют решающую роль в сохранении консистенции, а при размораживании способствуют уменьшению потерь сока и питательных веществ. К важнейшим коллоидам относятся: белки, пектин, крахмал. Высокая способность пектина к набуханию играет важную роль в регулировании содержания воды и рН в плодах. С точки зрения формирования консистенции и связывания воды пектин в растительном сырье играет ту же роль, что белки в продуктах животного происхождения. При замораживании содержание дубильных веществ уменьшается вследствие механического разрушения тканей растений и ускорения окислительных ферментативных реакций в процессе размораживания. Плоды с низким содержанием дубильных веществ после разрушения последних приобретают невыразительный вкус.
Цвет, как в замороженном, так и в размороженном состоянии, должен быть однородным, свойственным виду ягод в потребительской стадии зрелости.
Интенсивную окраску имеют антоцианы, которые содержатся в растительном материале. Окраска плодов и ягод зависит не только от состава антоцианов, но и от величины рН среды. В кислой среде они имеют преимущественно красную окраску, в щелочной - от синей до сине-фиолетовой.
При окислении антоцианов образуются продукты с измененной грязной окраской. На окраску влияют присутствующие в растворе катионы металлов. При взаимодействии с катионами тяжелых металлов образуются продукты, окрашенные в коричневый цвет, а с цинком - в фиолетовый.
Таким образом, замораживание - наиболее совершенный способ переработки и хранения ягод, позволяющий сохранить наибольшее количество термолабильных соединений в их составе. Использование предварительного замораживания целесообразно при производстве сока, выход его увеличивается, термолабильные феноль-ные соединения, витамины и ароматические вещества при этом сохраняются лучше, чем, к примеру, при нагревании мезги перед прессованием. Явные преимущества имеет метод криоконцентрирования соков в сравнении со спосо-
бом их сгущения выпариванием воды в вакуумных установках. Идея криоконцентрирования относится к 50-м годам 20 столетия, она остается актуальной и в 21 веке.
Список литературы
1. Антипов С.Т., Рязанов А.Н., Овсянников В.Ю., Ямщенко С.М. Разработка модели и прогноза основных характеристик процесса криоконцентриро-вания // Хранения и переработки сельхозсырья. -2000. - № 4. - С. 36-38.
2. Барская И.Э. и др. Эффективность производства быстрозамороженной плодоовощной продукции. -М.: Агропромиздат, 1989. - 142 с.
3. Губина М.Д., Лучина Н.А. Минеральный состав и безопасность малины Новосибирской области. // Пищевые биотехнологии: проблемы и перспективы в 21 веке / Тезисы докладов 1 Международного симпозиума (13-16 сентября 2000г.) - Владивосток, ДВГАЭУ, 2000. - С. 138-140.
4. Губина М.Д., Лучина Н.А. Безопасность малины Новосибирской области и продуктов ее переработки / Потребительский рынок: Качество и безопасность товаров и услуг // Материалы международной научно-практической конференции (4-7 декабря 2001г.) - Орел, 2001.
5. Губина М.Д., Лучина Н.А. Комплексная переработка новых сортов малины / Основные направления повышения эффективности регионального садоводства // Материалы научно-практической конференции (4-6 марта 2002г.). - Барнаул, 2002. -С.
6. Гудима А.И. Изменение активности окислительно -восстановительных ферментов при низкотемпературном консервировании растительных продуктов: Автореф. дис... канд. техн. наук. Краснодар, 1990. - 23 с.
7. Lachman J., Orsak M., Pivec K. Antioxidant contents and composition in some fruits and their role in human nutrition // Zahradnictvi. Rocnik. - 2000. - 27.- C. 103107.
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ И ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ ГАЗИРОВАННЫХ НАПИТКОВ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ИНГРЕДИЕНТАМИ
Макарова Анастасия Николаевна
Канд. техн. наук, доцент кафедры «Технологии продуктов питания», Саратовский государственный аграрный
университет им. Н.И. Вавилова, г. Саратов
DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY AND RESEARCH SOFT DRINKS WITH FUNCTIONAL INGREDIENTS Makarova Anastasia Nikolaevna, Candidate of Technical Sciences, Department "Technology offood products", Saratov State Agrarian University in honor of N.I. Vavilov, g. Saratov.
АННОТАЦИЯ
Расширение ассортимента безалкогольных газированных напитков обусловлено постоянно растущим потребительским спросом на данную категорию товаров. Создание продуктов питания с функциональными ингредиентами, в том числе с антиоксидантами, тесно связано с реализацией стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности РФ. Разработанные рецептуры и технологии безалкогольных газированных напитков с экстрактами растений, содержат функциональные ингредиенты, обладающие антиоксидантыми свойствами.
Ключевые слова: безалкогольные газированные напитки, функциональные ингредиенты - антиоксиданты, разработка технологий, дубильные вещества. ABSTRACT
Expanding the range of carbonated soft drinks due to the ever-growing consumer demand for this category ofproducts. Creating food with functional ingredients, including antioxidants, is closely related to the implementation of the development strategy of the Food Processing Industry of the Russian Federation. The developed formulation technology and carbonated soft drinks with plant extracts contain functional ingredients with antioxidant properties.
Key words: soft drinks, functional ingredients - antioxidants, technology development, tannins.
В связи с постоянно растущим спросом населения на безалкогольные газированные напитки и увеличение объема их производства, расширение ассортимента данной продукции является актуальной задачей. В настоящее время у населения среди газированных безалкогольных напитков особой популярностью пользуются напитки, содержащие функциональные ингредиенты, которые обладают тонизирующим, стимулирующим умственную активность, антиоксидантным и успокаивающим действием. При этом необходимо отметить, что создание продуктов питания с функциональными ингредиентами, в том числе с антиоксидантами, тесно связано с реализацией стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности РФ до 2020 года.
Целью данной работы являлось разработка технологий и исследование безалкогольных газированных напитков с функциональными ингредиентами - антиокси-дантами. При проектировании рецептур, особое внимание уделялось спросу потребителей и подбору ингредиентов,
входящих в состав напитков. Выбор соков для основы газированных напитков обусловлен их микронутриентным составом и адоптагенностью для жителей Саратовского макрорегиона [1]. Поэтому были выбраны соки: яблочный и вишневый, которые в своем составе содержат такие минорные компоненты, как фруктовые кислоты, фенольные соединения, биофлаваноиды, обладающие сильными ан-тиоксидантными свойствами. Поскольку известно, что в процессе промышленного изготовления соков часть соединений разрушается, с целью повышения количества биологически активных веществ в состав рецептур были введены натуральные экстракты зеленого чая, лайма, мелиссы, чабреца, зверобоя и кипрея узколистного, которые также обладают антиоксидантными свойствами [2].
При разработке технологий безалкогольных газированных напитков с природными антиоксидантами была взята общая технологическая схема промышленного производства подобных напитков (рисунок 1) [2].
