CC BY
0
УДК 635.076:613.292(100)
Б01: 10.15587/2313-8416.2019.168943
В1ДКРИТТЯ ПРИХОВАНИХ РЕЗЕРВ1В ПЛОДООВОЧЕВО1 СИРОВИНИ П1Д ЧАС ВИГОТОВЛЕННЯ ОЗДОРОВЧИХ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТ1В ДЛЯ КУЛ1НАР1В СВ1ТУ
© Р. Ю. Павлюк, В. В. Погарська, Л. О. Радченко, В. А. Павлюк, Л. М. Бшенко, Т. А. Стуконоженко, С. М. Лосева
Вiдкритi прихованi форми пектинових речовин та бiологiчно активних речовин (БАР) в нанокомплексах з бюполШерами та мтералами в плодах та овочах. Показано, що в прихованш формi 1х знаходиться в плодах i овочах в 2,5...5 разiв бiльше, нiж визначаеться традицшними хiмiчними методами дослiджень. В якостi тновацп використано комплексний вплив проце^в паротермiчноi обробки, ^ообробки та ме-ханол1зу при дрiбнодисперсному подрiбненнi на бiополiмери та БАР. Встановлено, що при дИ указаних проце^в вiдбуваеться бшьш повне вилучення ¿з сировини пектинових речовин та БАР (в 4,5.7,3 раз) ¿з приховано'1' форми, i трансформа^я у розчинну форму
Ключовi слова: прихованi форми, неферментативний катал1з, механол1з, паротермiчна обробка, крюо-бробка, нанокомплекси гетерополiсахаридiв, пектиновi речовини
1. Вступ
Робота присвячена науковому обгрунтуванню високоефективного способу штенсифшацп та глибо-ко! переробки рослинно! сировини з високим вмютом важкорозчинних неактивних форм гетерополшахари-дiв рiзноi природи i розробщ нанотехнологш дабно-дисперсних добавок з високим вмютом розчинних легкозасвоюваних форм бiополiмерiв, БАВ i оздоро-вчих продукпв на !х основа
В якосп шновацп було використано комплек-сну дш на плодоовочеву сировину паротермiчноi обробки в порiвняннi з крiообробкою i неферментативного каталiзу-механолiзу при дрiбнодисперсному по-дрiбненнi. Це дозволило авторам вилучити iз сировини прихованi, неактивш, зв'язанi в нанокомплексах або наноасощатах важкорозчиннi бiополiмери та БАР, провести !х деструкцiю - руйнування i транс-формацiю в активну розчинну форму.
Актуальтсть роботи пов'язана з виршенням проблеми дефiциту в Укра!т та iнших кра!нах свiту ро-слинних пектинвмiсних гiдроколоiдних добавок з висо-кими желюючими властивостями, яю одночасно е нось ями вггамЫв та iнших БАР (таких як каротино!ди, амь нокислоти, хлорофiли, бюфлавоно!ди та iн.). Потреба в таких добавках при виробницга харчових продукпв тальки в Украiнi становить понад 1 млн. т на ргк.
2. Л1тературний огляд
Сьогоднi в Укра!ш та iнших кранах свиу спо-стерiгаеться дефiцит високоякiсних натуральних добавок iз плодоовочево! пектинвмюно! сировини, якi одночасно е i носiями цiлющих БАР. Такi добавки сьогодт необхiднi для створення продукпв для здорового харчування.
Крiм того, актуальшсть i своечаснiсть пред-ставлених результапв дослiджень пов'язана з необ-хвдшстю вирiшення тако! глобально! проблеми, як iмунодефiцит, який пов'язаний з недостатньою шль-кiстю в рацiонах харчування БАР, таких як вiтамiни, каротино!ди, мiнеральнi речовини, бiлки та ш., а та-кож неперетравлюваних компоненпв iжi, зокрема, пектинових речовин, целюлози та iн. Саме вони ввд-
повiдають за iмунiтет. Потреба населення в перера-хованих речовинах в свт задовольняеться всього на 50 %. Ввдомо також, що пектиновi речовини, целю-лоза, iнулiн та ш. вiдносяться до пребiотикiв, яш пiд-тримують шлунково-кишковий тракт в здоровому станi. Вiдомо, що стан здоров'я населення, а також його iмунноi системи на 80 % залежить ввд пiдтримки кишечника в здоровому сташ.
В найбiльш розвинених кра!нах проблему iму-нодефiциту вирiшують шляхом введення в рацiони харчування оздоровчих продукпв та добавок, особливо iз плодоовочево! сировини, яка вiдрiзняеться значною шльшстю БАР i пребiотикiв.
Перспективною сировиною для отримання таких добавок е традицшна сировина: яблука, абрико-си, гарбуз, морква, топiнамбур та iн. Ввдомо, що при споживаннi свiжих фрукпв, ягiд та овочiв органiзмом людини засвоюеться всього 30-40 % БАР, що шс-тяться в них. При !х переробцi в рiзнi продукти з ви-користанням традицшних технологiчних процесiв вь дбуваються втрати БАР i вiтамiнiв вiд 20 до 80 %.
Труднощi при переробщ пектинвмiсних плодiв та овочiв та !х споживаннi в свiжому виглядi пов'язанi з тим, що пектин в них метиться в неакти-внiй важкозасвоюванiй формi (зокрема, в формi протопектину). Iснуючi в свiтовiй практицi методи обробки тако! сировини цитолiтичними i пектоiтичними ферментними препаратами не дали бажаних резуль-татiв. Сьогоднi навчилися за допомогою ферментних препарапв i мехашчного подрiбнення руйнувати 18...20 % важкорозчинних пектинових речовин. Разом з тим шхто в свповш практищ не розглядав i не шдозрював, що в плодах i овочах можуть мiститись в значнiй шлькосп також прихованi резерви цих речовин, яш не визначаються юнуючими хiмiчними методами. Це приховаш зв'язанi форми важкорозчинних бiополiмерiв, таких як пектин, целюлоза, бiлок та ш. Нами вперше в свгтовш практицi було зроблено вщк-риття i розроблено унiкальний метод глибоко! переробки рослинно! сировини, який дозволив нам впев-нено довести i продемонструвати на рiзних видах сировини, що в фруктах, ягодах та овочах юнують
скрип (зв'язанi) форми як низькомолекулярних БАР, так i бiополiмерiв. 1х масова частка в 3-5 разiв бшь-ше, нiж дозволяють вилучити iснуючi методи екстра-кцii та хiмiчнi методи визначення !х шлькосп [1, 2].
За допомогою розроблених авторами ушкаль-них методiв - нового напряму глибокоi' переробки харчовоi рослинноi сировини - вдалося хiмiчнi речо-вини, що знаходяться в прихованш, зв'язанiй з шши-ми бiополiмерами БАР та мiнералами, на 50...70 % трансформувати в легкозасвоювану форму [3, 4].
Як шновацш в розроблених методах глибоко! переробки рослинно! сировини було запропоновано використовувати крюгенну обробку сировини: ком-плексний вплив крюгенного «шокового» заморожу-вання i крiогенного або низькотемпературного дрiб-нодисперсного подрiбнення, в основi якого лежить, на нашу думку, неферментативний каталiз-механолiз, а також крiомеханолiз.
У данш роботi як iнновацiю запропоновано альтернативний крiогеннiй обробцi i подрiбненню метод, а саме: паротермiчну обробку в сучасному апаратi - пароконвектомап (в ньому вода кипить при 70 °С i одночасно ввдбуваеться три процеси: обробка продукту паром, жарка i варiння) та дабнодисперсне подрiбнення в сучасному обладнаннi без застосуван-ня холоду, яке активно застосовуеться на тдприемс-твах ресторанного бiзнесу та торгiвлi.
Слiд зазначити, що використання дабнодиспе-рсного подабнення, яке супроводжуеться процесами механохiмii, крю- та механодеструкцii в даний час вже знайшло широке застосування в металургшнш, хiмiч-нiй, авiацiйнiй промисловосп, будiвництвi в таких кранах, як Япотя, США, Нiмеччина та ш. 1х використання дало можливкть розробити технологii порош-ково! металургп, технологи пластмас з поверхнею, що не дряпаеться, технологiю текстильно1' продукци з во-до- i брудоввдштовхуючими властивостями та iн.
Вiдомо також, що традицшш методи переробки рослинно1' сировини призводять до значних втрат вiтамiнiв та iнших БАР, бiополiмерiв та неповного використання бюлопчного потенцiалу сировини. У зв'язку з цим, на сьогодш в мiжнароднiй практицi актуальною е розробка високих технологiй, зокрема, нанотехнологiй, яш можуть зробити процес обробки харчово1' сировини бiльш ефективним та максимально зберегти та вилучити щнт цiльовi компоненти -БАР та поживш речовини. Крiм того, актуальним е запровадження ресурсозберiгаючих процесiв, розробка безвщходних технологiй та менш енергоемних процеав [7].
Пiд час отримання дрiбнодисперсних добавок iз фруктiв, ягiд i овочiв як шновацш було запропоновано використовувати комплексну дш на пектинвмiсну сировину двох процесiв. А саме: процеав паротермiчноi обробки (або крiогенного заморожування) та неферментативного каталiзу -механолiзу наноасоцiатiв та нанокомплексiв висо-комолекулярних бiополiмерiв (гетерополюахари-дiв, бiлкiв та ш.). Це дозволило розробити новий споиб отримання дрiбнодисперсних добавок iз плодоовочево1' сировини (у формi пюре) з яшсно новими споживчими властивостями, шж у вихiднiй сировинi, яш не можливо отримати, використову-
ючи традицшш методи. На основi останшх розро-блено широкий асортимент натуральних продуклв для оздоровчого харчування (начинок для конди-терських виробiв, нанонапо1'в, наносорбетiв та iн.) як для шдприемств ресторанного бiзнесу, так i для великих харчових пiдприемств.
3. Мета та задачi дослiдження
Метою дано1' роботи е наукове обгрунтування високоефективних способiв вiдкриття прихованих резервiв плодоовочево1' сировини пiд час глибоко1' переробки важкорозчинних неактивних форм гетеро-полiсахаридiв рiзноi природи i розробка нанотехно-логiй дрiбнодисперсних пюре i порошкiв з високим вмiстом розчинних форм бiополiмерiв i БАР та оздо-ровчих продуктiв на !х основi.
Для досягнення поставлено1' мети необхвдним е вирiшення наступних задач:
- науково обгрунтувати параметри активацп та вилучення пектинових речовин iз приховано1', зв'язано1' форми у розчинну при отриманнi заморо-жених та термооброблених дрiбнодисперсних пюре iз плодiв та овочiв з використанням процеав неферментативного каталiзу;
- визначити та вивчити бюлопчно активний комплекс основних БАР та пектинових речовин свь жих плодiв та овочiв (зокрема, чорно1' смородини, абрикос, яблук, лимонiв з цедрою, гарбузу, шпинату);
- провести порiвняння якосп дрiбнодисперс-них пюре (термооброблених та заморожених) зi свi-жою плодоовочевою сировиною та пюре - аналогами за вмютом основних БАР (низькомолекулярних фе-нольних сполук, полiфенолiв, р-каротину, L-аскорбшово1' кислоти), пребiотичних речовин (роз-чинного пектину, целюлози) та бiлкiв;
- розробити рекомендацп використання нано-структурованих дрiбнодисперсних пюре iз плодiв та овочiв у складi продукцii для оздоровчого харчуван-ня (сокових нанонапо1'в, наносорбетiв, начинок для кондитерських виробiв, цукатiв, кремiв, хлiбобулоч-них виробiв та iн.).
4. Матерiали та методи
Дослвдження проведено в Харшвському державному унiверситетi харчування та торгiвлi (ХДУХТ, Укра1'на) на базi науково-дослщно! лабо-раторii «Iнновацiйних крю - та нанотехнологш рос-линних добавок та оздоровчих продуклв» кафедри технологш переробки плодiв, овочiв i молока. Роботу виконано з використанням для крюгенного заморожування сучасного оригшального облад-нання, яке е на кафедрi ХДУХТ - програмного крi-огенного «шокового» заморожувача, в якому як хладагент та шертне середовище використовували рiдкий азот. При цьому, температура в морозиль-нш камерi була бiльшою за -60 °С. Плоди та овочi заморожували з рiзними високими швидкостями до рiзних температур в продуктi. Для подрiбнення використовували низькотемпературний подрiбнювач («SIRMAN», Iталiя).
Паротермiчну обробку зразшв яблук, абрико-сiв та гарбуза проводили в пароконвекцшнш печi ("ипох", Iталiя) при 105 °С в печ^ в продуктi -
70...75 °С. Дрiбнодисперсне подрiбнення проводили в KyTepi (Robot Coupe, Франщя).
В дослщженнях використовували свiжу пло-доовочеву сировину (чорну смородину, абрикоси, лимони з цедрою, яблука, гарбуз, шпинат), що мю-тить важкорозчинш гетеpополiсахаpиднi нанокомп-лекси (рис. 1, 2). KpiM того, др1бнодисперсш доба-
вки в фоpмi термооброблених або крюзамороже-них пюре та продукти для оздоровчого харчування з застосуванням.
Кpiм того, в них визначили пребютичш речо-вини такi як пектин (зокрема, загальш пектиновi ре-човини, розчинний пектин та протопектин - нероз-чинний пектин), целюлозу, oi.TOK.
ft
II
•• t
a
б
ki
' Vi Vir г. -
r
в
я
Л!/1 i/JV
м
н о п р с т
Рис. 1. Об'екти дослщжень: а - чорна смородина свiжа; б - заморожена чорна смородина; в - нанопюре i3 чор-
но! смородини; г - абрикоси свiжi; д - заморожеш абрикоси; е - нанопюре i3 абрикосiв; ж - лимони CBi^; з - замороженi лимони; i - нанопюре i3 лимонiв з цедрою; к - яблука свiжi; л - заморожеш яблука; м - нанопюре i3 яблук; н - гарбуз свiжий; о - заморожений гарбуз; п - нанопюре i3 гарбуза; р - шпинат свiжий; с - заморо-
жений шпинат; т - нанопюре iз шпинату
ЧУ 4. Uli
а б в г д е
1 ' Щ
t/jV 3 i К л м
ш м ■ ж 0
я о п Р с т
Рис. 2. №Bi розробленi продукти для здорового харчування з використанням нанопюре iз плодiв та овочiв: а, д,
ж, л, н, р - кондитерсьш вироби з начинкою; б, г, з, к, о, с - нананопо!; в, е, i, м, п, т - наноморозиво; а, б, в -продукти iз чорно! смородини; г, д, е - продукти iз абрикоав; ж, з, i - продукти iз лимонiв; к, л, м - продукти iз
яблук; н, о, п - продукти i3 гарбуза; р, с, т - продукти i3 шпинату
5. Результати дослщжень та Тх обговорення
Головним при розробц1 дабнодисперсних добавок i3 фрукпв, япд, овочш було максимально вилучити з сировини та трансформувати важкорозчиннi пектиновi речовини та БАР в розчинну форму. Труднощ1 поляга-ють в тому, що зазначенi речовини знаходяться в важко-розчинних нанокомплексах з шшими полiсахаридами, бiлками та ш., як1 не засвоюються органiзмом людини.
Виявлено та науково обгрунтовано, що при комплекснш ди на рослинну сировину паротермiч-
но! або крюобробки та дрiбнодисперсного подрiб-нення вщбуваеться активацiя важкорозчинних на-нокомплексiв гетерополiсахаридiв (зокрема, пек-тинових речовин) з шшими бiополiмерами за раху-нок термо- крю- та механодеструкцп. Це призво-дить до вивiльнення iз скритих, зв'язаних форм у вшьний стан в 4,5...4,8 разiв бшьше нiж у вихiднiй сировинi при крюобробщ i в 3,6...3,9 разiв бiльше при термообробцi та дрiбнодисперсному подрiб-неннi (табл. 1, 2).
Таблиця 1
Вплив крюзаморожування, паротермiчноl обробки та неферментативного каталiзу на трансформацш важкороз-
Сировина Загальна шльшсть пектинових речовин Протопектин Розчинний пектин Оргатчш кислоти
% % до вихвд-ного % % до вихвд-ного % % до вихвд-ного % % до вихвд-ного
Чорна смородина свiжа 1,6 100,0 0,6 100,0 0,8 100,0 6,2 100,0
заморожена 3,0 187,5 1,0 166,0 1,6 200,0 7,0 112,0
Дрiбнодисперсне заморожене пюре 7,4 462,5 1,6 266,6 4,9 612,5 9,6 154,8
термооброблена 2,9 184,3 0,9 153,1 1,5 187,5 7,2 116,4
дрiбнодисперсне термообробле-не пюре 6,9 435,2 1,5 257,9 4,2 525,0 8,8 143,7
Абрикоси свiжi 1,6 100,0 0,6 100,0 0,8 100,0 1,0 100,0
замороженi 2,4 150,0 1,0 166,6 1,2 150,0 1,2 120,0
дабнодисперсне заморожене пюре 7,2 450,0 1,9 316,6 5,1 637,6 1,5 150,0
термообробленi 2,3 144,0 1,0 166,6 1,1 140,2 1,3 130,6
термооброблене дабнодисперс-не пюре 5,8 362,5 1,6 266,6 4,1 512,5 1,4 140,0
Лимони з цедрою свiжi 1,8 100,0 0,9 100,0 0,9 100,0 10,5 100,0
замороженi 3,6 200,0 1,4 155,5 1,8 200,0 12,5 119,0
дрiбнодисперсне заморожене пюре 7,8 433,3 2,0 222,0 5,2 577,7 15,6 148,5
Яблука (сорт Семеренко) свiжi 1,5 100,0 0,7 100,0 0,8 100,0 0,8 100,0
заморожеш 2,5 166,6 1,1 157,2 1,4 175,0 1,1 137,5
дрiбнодисперсне заморожене пюре 7,2 480,0 2,1 300,0 5,1 637,5 1,4 175,2
термообробленi 2,3 153,3 1,0 144,0 1,3 162,5 1,2 150,0
термооброблене дабнодисперс-не пюре 5,9 393,3 1,2 171,4 4,8 600,0 1,3 162,5
Виявлено також, що при крюгенному заморо-жуваннi плодiв та овочiв також ввдбуваеться крюдес-трукцiя нанокомплекав бiополiмерiв i вивiльнення загального пектину в 1,5...2,0 рази бiльше нж у ви-хiднiй сировинi (табл 1, 2). Установлено також, що при паротермiчнiй обробщ плодiв та овочiв в паро-конвекцiйнiй печi протягом 10 хвилин вiдбуваeться також бшьш повне вилучення загального пектину в 1,4.2,0 разiв бiльше шж у вихiднiй сировинi (табл. 1, 2). Крiм того, виявлено, що при термообробщ та крiогенному дрiбнодисперсному подрiбненнi вщбу-ваеться руйнування пектинових речовин до окремих мономерiв. Так, при дрiбнодисперсному подрiбненнi
паротермiчно обробленних фруктiв та ягiд масова ча-стка розчинного пектину збшьшуеться в 5,1.6,0 ра-зiв в порiвняннi з вих1дною сировиною, а при крю-геннiй обробцi та дрiбнодисперсному подрiбненнi в 6,1.7,3 рази. Це сввдчить про те, що важкорозчин-ний протопектин руйнуеться i трансформуеться у ро-зчину форму.
Показано, що значна частина пектинових ре-човин в нанопюре знаходиться в розчиннш формi (до 70 %), що сприяе збiльшенню желюючих влас-тивостей отриманих пюре з фрукпв, ягiд та овочiв (табл. 1, 2).
Аналогiчнi закономiрностi вiдбуваються i п1д
час тако! ж обробки вах плодiв та овочiв, як! наведе- но в роботi (табл. 1, 2).
Таблиця 2
Вплив крюзаморожування, паротермiчноi обробки та неферментативного каталiзу на трансформацш важкороз-_чинних пектинових речовин у розчинну форму р!зних овоч1в_
Сировина Загальна шлькють пекти-нових речовин Протопектин Розчинний пектин Оргатчш кис-лоти
% % до вихвдного % % до вихвд-ного % % до вихвд-ного % % до вихвд-ного
Гарбуз св!жий 1,0 100,0 0,3 100,0 0,7 100,0 0,6 100,0
заморожений 1,8 150,0 0,7 166,6 1,1 150,0 0,8 120,0
дрiбнодисперсне замороже-не пюре 4,5 450,0 0,6 200,0 5,2 650,0 1,0 166,6
термооброблений 2,0 200,0 0,6 200,0 1,4 200,0 0,7 112,0
дрiбнодисперсне термооб-роблене пюре 4,4 440,0 0,7 220,0 3,1 430,0 0,9 153,0
Св!жий шпинат 1,3 100,0 0,5 100,0 0,7 100,0 0,6 100,0
дрiбнодисперсне замороже-не пюре 5,9 454,5 1,0 200,0 5,1 728,5 1,0 166,6
Топiнамбур св!ЖИЙ 1,9 100,0 1,2 100,0 0,7 100,0 0,5 100,0
дабнодисперсне заморо-жене пюре 6,5 342,0 2,0 166,6 4,5 642,5 0,8 160,0
Таким чином, показано, що шд час заморожу-вання та дрiбнодисперсного подрiбнення рослинно! сировини вщбуваеться бшьш повне вилучення важ-корозчинних пектинових речовин зв'язаного стану з макромолекулами шших полiсахаридiв, 6!лшв та мiнеральних речовин у в№ну активну форму. Збшь-шення у пор!виянш з! св!жою сировиною становить 4,5.4,8 раз. кр!м того, встановлено аналогiчне збь льшення тд час паротермiчноi обробки та др!6ноди-сперсного подрiбнення, що становить у пор!внянш з вих1дною сировиною 3,6.3,9 рази. Паралельно вщ-
буваеться неферментативний каталiз важкорозчин-них пектинових речовин до окремих мономерiв, тоб-то, вони трансформуються в розчинну легкозасвою-вану форму. Аналопчш закономiрностi отриманi i при заморожуванш та низькотемпературному подрь бненш вах об'екпв дослвдження.
Механiзм цього процесу пов'язаний з термо-деструкщею механо- та крiодеструкцieю, як1 призво-дять до руйнування складних нанокомплекав i вивь льнених приховано! форми пектинових речовин в розчинну легкозасвоювану форму.
Таблиця 3
Порiвняльна характеристика БАР (Ь-аскорбшово! кислоти, ß-каротину, фенольних сполук) та пребiотичних речовин (пектину, целюлози) в св1жих фруктах та ягодах i заморожених та термооброблених наноструктурованих
пюре з них (n=3, P>0,95)
Продукт Масова частка, мг в 100 г бшку, %
фенольних сполук (за хлорогеновою кислотою) флавоно-лових гакози^в (за рутином) полiфенолiв -дубиль-них речовин ß- каротину L-аскорбь ново!кис-лоти
Чорна смородина св1жа 680,3 145,5 542,0 4,5 265,0 1,2
заморожене нанопюре 990,0 250,8 984,2 13,5 610,4 1,5
Абрикоси св!ж1 250,2 55,6 185,4 9,2 45,1 1,5
заморожене нанопюре 420,6 101,2 302,6 30,2 125,2 1,8
паро-термiчно оброб-лене нанопюре 300,4 70,2 250,3 25,8 57,6 1,8
Лимони св!ж1 340,1 70,6 290,1 0,2 68,2 2,5
заморожене нанопюре з лимошв з цедрою 740 150,0 480,0 0,4 132,4 3,0
Яблука св!ж1 520,1 156,3 354,0 0,1 56,3 1,9
заморожене нанопюре 870,2 264,2 643,0 0,2 108,2 2,4
паро-термiчно оброб-лене нанопюре 620,2 80,3 470,3 0,2 94,2 2,3
Показано також, що в жовтооранжевих плодах -абрикосах, гарбузi масова частка ß-каротину колива-лось вщ 9,2 до 9,6 мг в 100 г. Ва плоди та овоч! мю-
тять L-аскорбiнову кислоту в кшъкосп вщ 45 мг в 100 г в абрикосах, до 265 мг в 100 г в ягодах чорно! смородини. У вах плодах мютяться пребiотичнi ре-
човини, зокрема, пектиновi речовини в шлькосп: вад 1,4 % до 6,5 % в залежносп вщ виду сировини, та це-люлози - ввд 1,1 % до 1,9 %. Кшьшсть 6!лку в фруктах, ягодах та овочах коливалась ввд 1,2 % до 2,5 %. Зазначений комплекс БАР, що мютиться в фруктах,
ягодах, овочах, як вивчались в робоп, сприяе змщ-ненню кровоносних судин серця i мозку, !мунно! си-стеми та надае органiзму людини антиоксидантну, детоксикуючу, антибактерiальну та протипухлинну д!Ю.
Таблиця 4
Порiвняльна характеристика БАР (Ь-аскорбшово! кислоти, ß-каротину, фенольних сполук) та пребютич-них речовин (пектину, целюлози) в св!жих фруктах та ягодах i заморожених та термооброблених нанострукту-
рованих пюре з них (n=3, P>0,95)
Продукт Масова частка, мг в 100 г бшку, %
фенольних сполук (за хлорогено-вою кислотою) флавоно-лових глшози^в (за рутином) полiфенолiв - дубиль-них речовин ß- каротину L-аскорбь ново! кислоти
Гарбуз св!жий 180,3 56,6 210,2 9,6 18,2 1,61
заморожене нано-пюре 332,1 108,0 390,1 40,2 39,4 2,2
термооброблене нано-пюре 280,5 84,2 325,4 30,2 29,6 1,7
Шпинат св1жий 280,6 95,2 350,0 6,2 50,4 2,5
заморожене нано-пюре 536,2 180,1 590,2 20,8 142,5 3,4
Тотнамбур св!жий 360,2 250,1 360,2 0,1 15,4 1,2
заморожене нано-пюре 730,1 480,2 580,3 0,2 23,6 1,5
Проведено порiвняння якостi за вмютом БАР нових дрiбнодисперсних добавок в формi пюре iз фрукпв, ягiд, овочiв, вихвдно! сировини та аналопв. Показано, що новi добавки в^^зняються високим вмiстом БАР (низькомолекулярних фенольних сполук, дубильних речовин, р-каротину, L-аскорбiновоl кислоти, розчинних пектинових речовин). Встановле-но, що в дабнодисперсному замороженому та термо-обробленому пюре iз дослвджувано! сировини масова частка БАР вiдповiдно була б№шою в 1,5.4,0 рази та 1,5 .3,0 рази, шж у свiжш сировинi (табл. 3, 4).
Таким чином, яшсть дрiбнодисперсних пюре перевищуе як1сть вихвдно! сировини i суттево пере-вищуе як1сть пюре - аналопв. У порiвняннi зi свiжою (вихiдною) сировиною пюре - аналоги, що отримаш iз використанням традицшних методiв теплово! об-робки сировини та подрiбнення, вiдрiзняються ввд нових пюре суттевими втратами БАР (на 20.80 %).
На основi експериментальних досл1джень роз-роблено нанотехнологiю заморожених дрiбнодиспер-сних добавок iз фрукпв, япд, овочiв. В1д традицш-них нова технолопя вiдрiзняеться застосуванням ви-соко! швидкостi та бiльш низько! шнцево! темпера-тури заморожування продукту (-32.-35 °С) за раху-нок використання редкого або газоподiбного азоту. Крiм того, вiдрiзняеться застосуванням дрiбнодиспе-рсного подрiбнення до часточок, розмiри яких значно меншi за традицшш. Новi види добавок зберiгаються за температури -18 °С протягом 12 мюящв без втрати вiтамiнiв та шших БАР. Експериментально визначенi та обгрунтоват рацiональнi параметри технологи (для кожного з зазначених видiв сировини окремо), розроблеш технологiчнi схеми, пщбране обладнан-ня, розроблений проект НД (ТУ), проведена апроба-цiя у виробничих умовах.
Розробленi рекомендацil використання нанос-
труктурованих дрiбнодисперсних пюре iз фруктiв, яг1д, овочiв у складi продукцil для оздоровчого хар-чування з рекордним вмiстом натуральних БАР. Роз-роблено широкий асортимент нанонапо1в, наносор-бетiв, молочно-рослинних коктейл1в, начинок для кондитерських та екструдованих виробiв, сиркових десертiв, хлiбобулочних виробiв, закусок - фалафе-л1в, кремiв. Новi види продуктiв призначенi для використання на великих та малих харчових тдприем-ствах, у закладах ресторанного бiзнесу i торгiвлi та для iндивiдуального харчування.
1з застосуванням отриманих нанопюре iз пло-доовочево! сировини розробленi продукти для оздо-ровчого харчування, зокрема, начинки для кондитер-ських виробiв «ПанКейк^> та екструдованих продукта, як1 в рамках 2-х госпдоговiрних тем впроваджеш у виробництво (Кондитерська фiрма «Люова казка», м. Харкав). Розробленi також вiтамiнiзованi оздоровчi соковi нанонапо! та наносорбети, яш були виробленi у виробничих умовах в НВФ «КР1АС» та НВФ «ХПК». Апробацiя ново! продукци у виробничих умовах пвдтверджуе доцiльнiсть виготовлення замо-рожених плодоовочевих нанодобавок та оздоровчих продуктiв з використанням).
6. Висновки
1. Встановлено та науково обгрунтовано, що при комплекснш дИ на плоди та овочi паротермiчноl (або крiо-) обробки та дрiбнодисперсного подрiбнен-ня вщбуваеться активацiя важкорозчинних наноком-плексiв гетерополiсахаридiв (зокрема, пектинових речовин) з шшими бiополiмерами. Активацiя вiдбу-ваеться за рахунок процесiв термо- крiо- та механо-деструкцil. Це приводить до вившьнення iз прихова-них, зв'язаних форм у вшьний стан та зб№шення у порiвняннi з вихщною сировиною масово! частки пе-
ктинових речовин при крю- (або паpотеpмiчнiй) об-pобцi та дабнодисперсному подpiбненнi ввдповщ-но - в 4,5.4,8 раз та в 3,6.3,9 раз. Паралельно ввд-буваеться неферментативний каталiз 70 % важкороз-чинних пектинових речовин до окремих мономеpiв, тобто трансформащя в розчинну легкозасвоювану форму.
2. Встановлено, що в плодах (чорно! смородини, абрикоав, лимошв, яблук) та овочах (шпи-нап, гаpбузi) в значнiй кiлькостi мютяться БАР. Кiлькiсть в залежностi ввд виду вихщно! сировини в 100 г становить: низькомолекулярних фенольних сполук (зокрема, оксикоричних кислот) - 280.680 мг, флавонолових глiкозидiв (зокрема, рутину) -55.160 мг, полiфенолiв - 185.540 мг. Показано також, що ва плоди та овочi мютять ввд 45 до 265 мг в 100 г L-аскорбшово! кислоти в залежносп вiд виду сировини та каротинвмюш плоди мiстять в -каротин в кшькосп вщ 9,2 до 9,8 мг в 100 г. Це складае майже двi добовi норми оpганiзму людини в p-каротиш. Показано також, що у вих плодах та овочах мютяться пpебiотичнi речовини (пектин, целюлоза, бшок). Пpисутнi в плодах i овочах БАР
та пребiотичнi речовини надають !м лiкувально -профшактичш властивостi.
3. Встановлено збiльшення у порiвняннi зi свь жою сировиною масово! частки БАР в дабнодисперс-них заморожених та термооброблених пюре iз досль джувано! сировини (чорно! смородини, абрикоав, ли-монiв, яблук, шпинату, гарбузу). Збшьшення ввдповщ-но становить 1,5.4,0 рази та 1,5.3,0 рази. Яшсть отриманих нових видав дабнодисперсних пюре пере-вищуе вiдомi свiтовi аналоги за вмiстом БАР та техно-логiчними характеристиками. Новi види пюре знахо-дяться в нанорозмiрнi, легкозасвоюванiй формi.
4. 1з застосуванням нових видiв дрiбнодиспер-сних добавок розроблено широкий асортимент про-дукпв для оздоровчого харчування з рекордним вмь стом натуральних БАР. Розроблеш новi види нанона-по!в, наносорбетiв, молочно-рослинних коктейлiв, начинок для кондитерських та екструдованих виро-бiв, сиркових десертiв, хлiбобулочних виробiв, закусок - фалафелiв, кремiв та ш. Новi добавки рекомендован для використання, на великих та малих харчо-вих пiдприeмствах, у закладах ресторанного бiзнесу, торгiвлi, в iндивiдуальному харчуваннi.
Лiтература
1. Новий напрямок глибоко! переробки харчово! сировини: моногpафiя / Павлюк Р. Ю., Погарська В. В., Рад-ченко Л. О., Павлюк В. А., Таубер Р. Д. та ш. Харюв: Факт, 2017. 380 c.
2. Нове слово в кулшарй / Павлюк Р. Ю., Погарская В. В., Максимова Н. Ф. та ш. // М1жнародний фестиваль ресто-ранних технологш «BestCookFest-Podillia». Камянець-Подшьський-Харюв: ХТЕК КНТУ, 2019. 140 с.
3. Энциклопедия питания: Т. 5 Биологически активные добавки / Павлюк Р. Ю., Погарская В. В., Павлюк В. А. и др.; ред. Р. Ю. Павлюк. Харьков: Мир Книг, 2017. 406 с.
4. Безусов А. Т., Малькова М. Г. Технологи виробництва галактуронових олггосахаридш iз пектинвмюно! сировини // Харчова наука i технологiя. 2010. № 1 (10). С. 58-61.
5. Sousa V. M. C. de, Santos E. F. dos, Sgarbieri V. C. The Importance of Prebiotics in Functional Foods and Clinical Practice // Food and Nutrition Sciences. 2011. Vol. 2, Issue 2. P. 133-144. doi: http://doi.org/10.4236/fns.2011.22019
6. FAO/WHO/UNU. Dietary protein quality evalution in human nutrition. Report of an FAO Expert Consultation // Food and agriculture organization of the united nations Rome. 2013. Vol. 92. URL: http://www.fao.org/ag/humannutrition/35978-02317b979a686a57aa4593304ffc 17f06.pdf
7. Голубев В. Н., Шелухина Н. П. Пектин: химия, технология, применение: монография. Москва: Акад. технолог. наук, 1995. 387 с.
8. Научные основы здорового питания / Тутельян В. А. и др. Москва: Издательский дом «Панорама», 2010. 816 с.
9. Structural features of native and commercially extracted pectins / Schols H. A., Ros J. M., Daas P. J. H., Bakx E. J., Vor-agen A. G. J. // Gums and Stabilisers for the Food Industry. 1998. Vol. 9. P. 3-15. doi: http://doi.org/10.1533/9781845698362.1.3
10. Research trends in selected blanching pretreatments and quick freezing technologies as applied in fruits and vegetables: A review / Xin Y., Zhang M., Xu B., Adhikari B., Sun J. // International Journal of Refrigeration. 2015. Vol. 57. P. 11 -25. doi: http://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2015.04.015
Дата надходження рукопису 09.04.2019
Павлюк РаТса Юрй'вна, доктор техшчних наук, професор, Заслужений дiяч науки i техшки Укра!ни, лауреат Державно! преми Укра!ни, кафедра технологш переробки плодiв, овочiв i молока, аршвський дер-жавний унiвеpситет харчування та торпвт, вул. Клочкiвська, 333, м. Харшв, Укра!на, 61051
Погарська Вiкторiя Вадимпвна. доктор технiчних наук, професор, лауреат Державно! преми Укра!ни, Кафедра технологш переробки плодiв, овочiв i молока, Харшвський державний унiвеpситет харчування та терпки, вул. Клочкiвська, 333, м. Харшв, Укра!на, 61051 E-mail: ktppom@ukr.net
Радченко Людмила Олексй'вна, кандидат юторичних наук, професор, директор, Харшвський торгове-льно-економiчний коледж Ки!вського нацюнального тоpговельно-економiчного унiвеpситету, вул. Клоч-швська, 202, м. Харшв, Укра!на, 61045 E-mail: kharkiv@htek.com.ua
Павлюк Вадим Антонович, доктор фiзико-математичких наук, професор, кафедра технологii i оргашза-цii ресторанного 6i3Hecy, Харшвський торгiвельно-економiчний iнститут Кшвського Нацiонального тор-гiвельно-економiчного yнiверситетy, пров. Отакара Яроша, 8, м. Харк1в, Укра!на, 61045
Бшенко Леон1да Мстиславiвна, Заступник директора з навчально! роботи, Харк1вський торговельно-економiчний коледж Кшвського нацiонального торговельно-економiчного yнiверситетy, вул. Клочшвсь-ка, 202, м. Харшв, Укра!на, 61045 E-mail: kharkiv@htek.com.ua
Стуконоженко Тетяна Анатолпвна, астрант, кафедра технологiй переробки плодiв, овочiв i молока, Харкiвський державний ушверситет харчування та торгiвлi, вул. Клочшвська, 333, м. Харкiв, Укра!на, 61051
E-mail: tasichkayo@gmail.com
Лосева Свгглана Михай^вна, доцент, кафедра технологiй переробки плодiв, овочiв i молока, Харшвсь-кий державний yнiверситет харчування та торпвл^ вул. Клочкiвська, 333, м. Харшв, Укра!на, 61051 E-mail: ktppom@ukr.net
УДК 628.38: 546: 56
Б01: 10.15587/2313-8416.2019.169005
РАЗРАБОТКА ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
© М. А. Добриян, А. А. Правда, О. И. Юрченко, Ю. С. Глизнуца, Т. П. Карпова, Р. Р. Зоря
Исследованы составы исходных и отработанных технологических растворов производства радиоэлектронной аппаратуры. Разработаны и внедрены ресурсосберегающие технологии: травления печатных плат меднохлоридными растворами с использованием противотоком отработанных промывных растворов и утилизацией отработанных травильных растворов в производстве фунгицидов на основе хло-рокиси меди; регенерации галогенорганических растворителей. Внедрение этих технологий позволяет предотвратить загрязнение окружающей среды токсичными соединениями меди (ПДК меди в рыбохо-зяйственных водоёмах 0,01 мг/дм3) и галогенорганическими растворителями
Ключевые слова: радиоэлектронная аппаратура, травильные растворы, хлорокись меди, галогенорга-нические растворители, регенерация, утилизация
1. Введение
По данным Всемирной организации охраны здоровья (ВООЗ), относительно средней продолжительности жизни, в разных странах можно отметить, что верхние строчки таблицы занимают страны двух типов:
- страны, где сложились благоприятные природные условия - есть в достаточном количестве природная маломинерализованная чистая вода;
- страны, где нет природной маломинерализованной природной воды, но государством установлены и соблюдаются жёсткие стандарты на питьевую воду [1].
К сожалению, запасы природной маломинерализованной воды, особенно в восточных регионах Украины, недостаточные для обеспечения нормальной жизнедеятельности. Нильс Бор сказал: «Человечество не погибнет в атомном кошмаре — оно задохнется в собственных отходах» [2]. Действительно, на состояние воздушного бассейна, водных объектов, земельных ресурсов, растительного и животного мира негативно влияет антропогенная деятельность человека [3, 4]. В докладе о состоянии окру-
жающей природной среды в Харьковской области в 2017 году приведена удручающая информация. В течение года 995 предприятий вывезли на полигоны для захоронения отходов области 42 млн. 414 тыс. 898,2 тонн твёрдых промышленных и бытовых отходов, которые под действием атмосферных и грунтовых вод загрязняют почву, почвенные и подземные воды, водоёмы, растительный и животный мир. В поверхностные водные объекты Харьковской области сброшено 270,3 млн. м3 воды, из них только 198,1 млн. м3 нормативно очищенной. Из 76 водоочистных сооружений области только 33 (46 %) обеспечивают эффективную очистку воды. В воздушный бассейн из стационарных источников загрязнения выбросы составили 45 тыс. тонн, из них 49,8 % - от сжигания топлива в энергетике, из которых 25,3 % (5,7 тыс. тонн) - окисей и других соединений серы, 5,766 тыс. тонн углекислого газа. Объёмы выбросов от транспорта составляют 3,118 тыс. тонн. В Харьковской области на душу населения приходится 16,7 кг выбросов в воздух [5 ]. Более 70 % всех загрязнений попадают в организм челове-
