CC BY
157
УДК 664.8.036:634.721
А.Н. Расщепкин, И.А. Короткий, Е.В. Короткая
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКИ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЯГОД ЧЕРНОЙ СМОРОДИНЫ
Исследовано влияние режимов замораживания и низкотемпературного хранения ягод черной смородины различных сортов на их качественные показатели. Определено влияние низкотемпературной обработки на сохранность Сахаров, витамина С, титруемую кислотность, содержание свободной влаги в ягодах черной смородины, а также на объективный показатель вкуса ягод, подвергавшихся низкотемпературной обработке и хранению. Проведенные исследования позволили выявить режимы низкотемпературной обработки и хранения, способствующие наилучшим образом сохранению исследованных качественных показателей ягод черной смородины.
Черная смородина, сахара, титруемая кислотность, объективный показатель вкуса, замораживание, хранение._
Введение
Дефицит витаминов и минеральных веществ является в настоящее время наиболее распространенным и одновременно наиболее опасным для здоровья отклонением питания от рациональных, физиологически обоснованных норм [1].
Ягоды, являясь природным концентратом биологически активных веществ, при поступлении в организм человека проявляют физиологически активные свойства и существенно влияют на обмен веществ и его жизнедеятельность. Ягоды черной смородины содержат до 13 % сахаров, 1,5^3 % кислот, до 1 % пектина, дубильные и красящие вещества, соли калия, натрия, кальция, магния, железа, марганца, фосфора, что и определяет их высокие вкусовые и пищевые достоинства. Смородина черная - одно из самых ценных витаминосодержащих растений российской флоры. Особенно она богата аскорбиновой кислотой -ягоды некоторых сортов накапливают от 1,4 до 4 % этого соединения (дикорастущие формы - до 0,4 %). Помимо витамина С, плоды содержат значительное количество витаминов группы В и Р, а также провитамина А (каротина) - до 0,003 %. Исключительная ценность ягод смородины объясняется тем, что содержащиеся в них в больших количествах витамины С и Р взаимно усиливают лечебные свойства. В ягодах черной смородины содержатся стойкие формы витамина С, который мало разрушается под действием высоких или низких температур [2].
Замораживание является одним из наиболее простых и распространенных методов консервирования влагосодержащих продуктов. Замораживание продукта предусматривает его охлаждение до температуры, значительно более низкой, чем соответствующая температура замерзания. Замороженные пищевые продукты и сырье можно сохранять в течение многих месяцев, то есть значительно дольше, чем при использовании умеренно пониженных температур. Это объясняется не только чисто количественной разницей в низкотемпературном уровне процессов замораживания и холодильного хранения, но и тем, что в замороженных продуктах большая часть влаги находится в твердом состоянии. Поэтому микроорганизмы, питание которых происходит осмотическим
путем - всасыванием жидких питательных сред, лишаются возможности использовать отвердевшие пищевые продукты, содержащие весьма небольшую долю влаги в жидком состоянии.
В замороженных продуктах лучше, чем в консервированных любым другим способом, сохраняются основные компоненты, определяющие пищевую ценность, в том числе и такие лабильные, как витамины, полифенолы и др. По органолептическим показателям - вкусу, аромату, цвету, внешнему виду замороженные продукты мало отличаются от свежих.
В замороженных ягодах происходят некоторые химические изменения: инвертируется сахароза, несколько увеличивается кислотность, снижается количество дубильных веществ. Однако эти изменения не приводят к сколько-нибудь заметному ухудшению качества продукта, а скорость этих изменений замедляется по мере понижения температуры, низкотемпературной обработки и хранения.
Замораживание и происходящее при этом образование кристаллов льда приводит к разрушению структуры продукта. Интенсивность и характер изменений в продукте при замораживании зависят от условий и параметров процесса, а также от качественных характеристик пищевых продуктов. Чем выше скорость замораживания, тем большее количество центров кристаллизации образуется и тем выше скорость кристаллизации. При этом в результате процесса замораживания образуется более мелкая микрокристаллическая структура [3].
У продуктов, обладающих тканевой структурой, содержание растворенных веществ во влаге межклеточного пространства обычно ниже, чем в клеточной влаге. Поэтому как при быстром, так и при медленном замораживании кристаллики льда начинают образовываться сначала в межклеточном пространстве. Вследствие вымерзания воды концентрация раствора межклеточного пространства возрастает. Если замораживание производится медленно, то благодаря разнице концентраций внутриклеточной и внеклеточной влаги вода клеток частично диффундирует в межклеточное пространство к уже образовавшимся кристаллическим зародышам. Поскольку размеры образовавшихся в межклеточном пространстве кристалли-
ков льда увеличиваются за счет уменьшения клеточного влагосодержания, клетки высыхают. Этому способствует также и то, что во время замерзания объем воды увеличивается примерно на 10 % и образовавшиеся в межклеточном пространстве кристаллики оказывают на клетки механическое давление [4].
На качество замороженных продуктов, кроме того, оказывают большое влияние температура и продолжительность хранения. Таким образом, при разработке технологий низкотемпературного консервирования ягод помимо исследования влияния технологических режимов низкотемпературной обработки необходимо также исследовать и влияние режимов низкотемпературного хранения на качественные показатели этих пищевых продуктов.
Объект и методы исследования
Объектом исследования были ягоды черной смородины сортов, наиболее распространенных в Кемеровской области, это: «Память Лисавенко», «Память Шукшина» (Олимпийская), «Пушистая», «Сеянец голубки», «Черный жемчуг», «Краса Алтая».
Замораживание ягод производили следующим образом [5]:
1. В скороморозильном аппарате (СКМ) ягоды выкладывались на сетчатый поддон. Через слой ягод вентилятором прогонялся поток воздуха, скорость которого составляла 4 м/с при температуре -40 ° С. Ягода замораживалась до конечной температуры в геометрическом центре -12, -18, -24 °С.
2. При естественной конвекции (ЕК) в низкотемпературной холодильной камере в слое ягоды 4 см при температуре воздуха -12, -18, -24 °С.
Замороженную продукцию упаковывали в полиэтиленовые пакеты по 0,2 кг и хранили в низкотемпературных холодильных камерах при соответствующих температурах. Перед анализом ягода размораживалась в холодильной камере при температуре +4 °С.
Замороженные ягоды черной смородины исследовали по следующим показателям.
Общее содержание сухих веществ и влажности -высушиванием до постоянной массы при температуре 105 °С.
Суммарное содержание органических кислот -титриметрическим методом по ГОСТ 6687.4-86 и ГОСТ 5624-63, а также ГОСТ 25555.0-82.
Активную кислотность (рН) определяли потен-циометрическим методом на ионометре И-130 согласно ГОСТ 26188-84.
Количественное определение сахаров (редуцирующих и сахарозы) в ягодах - феррицианидным методом и по ГОСТ 8756.13-87.
Содержание аскорбиновой кислоты в ягодах определяли по ГОСТ 7047-66 методом йодометриче-ского титрования.
Содержание пектиновых веществ в ягодах определяли по ГОСТ 29059-91 титриметрическим методом, а также гравиметрическим методом. Пектиновые вещества экстрагировали последовательно водой при температуре +45 °С, получали водорастворимую фракцию (фракция 1), а также 0,01 н раство-
ром HCl и 0,25М ацетатом натрия, получали протопектин (фракция 2). Затем определяли общее количество пектиновых веществ (ХПВ).
Результаты и их обсуждение
Проведенные исследования показали, что из сортов черной смородины, выращиваемых в Кемеровской области, наилучшим образом для замораживания подходят ягоды черной смородины сорта «Память Лисавенко». Ягоды этого сорта отличались наибольшим содержанием и сохранностью в замороженном состоянии пектиновых веществ и сахаров, а также наименьшими потерями связанной влаги [6].
Исследовали влияние режимов замораживания и низкотемпературного хранения на качественные характеристики ягод черной смородины сорта «Память Лисавенко».
Установлено, что при замораживании и низкотемпературном хранении ягод черной смородины при всех температурных режимах наблюдается некоторое увеличение содержания моносахаров, что можно объяснить гидролизом сахарозы, общее же количество сахаров уменьшается (табл. 1, рис. 1).
10
«
о &
%
о о я о
<ц
к
я
*
а
<ц
ч о
о
* s^S
> А N Л у N V к 1* ч
ч\ \ \\ ч\ \
\ \ \ Л
\ о
-24 СКМ -24 ЕК
-18 СКМ -18 ЕК
-12 СКМ -12 ЕК
0 3 6 9
Продолжительность хранения, месяцев
Рис. 1. Изменение содержания сахаров в замороженных ягодах черной смородины сорта «Память Лисавенко» в процессе низкотемпературного хранения
В наибольшей степени на сохранность сахаров оказывает влияние температура хранения замороженных ягод. Потери сахаров при хранении замороженных ягод в течение 9 месяцев при температуре -12 °С составили от 48 до 53 %, в то же время потери сахаров у ягод, хранившихся при температуре -24 °С составили 20^26 %, при температуре хранения -18 °С общие потери сахаров составили 32^38 % от исходного уровня. Условия замораживания не оказывают значительного влияния на сохранность сахаров. При быстром замораживании сохранность сахаров на 2^4 % выше, чем при замораживании в условиях естественной конвекции.
9
8
7
6
5
Таблица 1
Изменение содержания Сахаров при низкотемпературной обработке ягод черной смородины сорта «Память Лисавенко»
Массовая доля сахаров,
% (X +0,02 %)
Состояние ягод Исходное После
содержание замораживания
моносахара общие моносахара общие
Замороженные ЕК 10,07 11,67 9,61 10,7
при -12 °С СКМ 10,07 11,67 9,55 10,98
Замороженные ЕК 10,07 11,67 9,99 11,30
при -18 °С СКМ 10,07 11,67 10,05 11,44
Замороженные ЕК 10,07 11,67 10,02 11,57
при -24 °С СКМ 10,07 11,67 10,03 11,65
Изменение титруемой кислотности ягод (в пересчете на яблочную кислоту) при замораживании и хранении представлено на рис. 2. Титруемая кислотность в процессе замораживания увеличилась на 1,2+14,7 %. Через 9 месяцев хранения титруемая кислотность увеличилась на 16,5+29,4 % в зависимости от условий замораживания и хранения. Активная кислотность (рН) при различных температурах замораживания и хранения менялась незначительно.
«1,9
У / Л TS У
✓ •V /
/ ( /
/ / J
у
0 3 6 9
Продолжительность хранения, месяцев
Рис. 2. Изменение титруемой кислотности ягод черной смородины сорта «Память Лисавенко» в процессе низкотемпературного хранения
Гармоничное сочетание сахаров и кислот в значительной степени определяет вкус ягод. Отношение количества сахаров к титруемой кислотности принято называть объективным показателем вкуса (ОПВ). В процессе хранения снижалось содержание сахаров и увеличивалась кислотность, что приводило к уменьшению ОПВ (рис. 3).
§ 5 ю
>■ 4 3 2
■5ч SN.
1 LT V ^-J
Ч\ 4 1 \\ \\
0 3 6 9
Продолжительность хранения, месяцев
Рис. 3. Изменение объективного показателя вкуса (ОПВ) в процессе хранения замороженных ягод сорта «Память Лисавенко»
Наиболее благоприятное сочетание сахаров и кислотности отмечено у ягод, замороженных в скороморозильном аппарате при температуре -24 °С. Через 3 месяца хранения лучший ОПВ наблюдался у ягод, замороженных при температуре -24 и -18 °С в скороморозильном аппарате и в условиях естественной конвекции - при -24 °С. После 9 месяцев хранения наилучший ОПВ был у ягод, замороженных в скороморозильном аппарате и хранившихся при температуре -24 °С. Исходя из этого можно сделать вывод, что ОПВ зависит от условий замораживания: ягоды, замороженные в скороморозильном аппарате, имеют более высокий ОПВ, чем ягоды, замороженные в условиях естественной конвекции при различных температурах.
Во время хранения изменяется витаминный состав ягод. Наибольшим изменениям подвергается витамин С (рис. 4).
V .....
\ \ \\ , 4,
N
о
3
Продолжительность хранения, месяцев
Рис. 4. Изменение содержания витамина С в процессе хранения ягод черной смородины сорта «Память Лисавенко»
Динамика изменения содержания витамина С в замороженных ягодах черной смородины приведена на рис. 4. Потери витамина С непосредственно при замораживании составили от 6,5 до 11 %. Степень разрушения витамина С зависела от конечной температуры замораживания: чем она ниже, тем лучше он сохраняется. Наиболее полно (до 68 % от первоначального содержания) сохраняется витамин С у ягод, замороженных и хранившихся при температуре -24 °С. Наименьшее содержание витамина С отмечено у ягод, замороженных в условиях естественной конвекции при температуре -12 °С, через 9 месяцев хранения оно составило 28,4 % от исходного состояния.
При замораживании в условиях естественной конвекции наблюдается значительное увеличение свободной влаги до 67 % при температуре замораживания -12 °С, при быстром замораживании изменения в содержании свободной влаги незначительны, и они тем меньше, чем ниже температура замораживания. Установлено, что на содержание свободной влаги существенно влияет не только скорость замораживания, но и температура хранения замороженных ягод. Чем она ниже, тем меньше рост содержания свободной влаги. Содержание свободной влаги в свежих и замороженных ягодах черной смородины представлено в табл. 2 и на рис. 5.
Таблица 2
Изменение содержания свободной влаги при низкотемпературной обработке ягод черной смородины
Массовая доля свободной
Состояние ягод влаги, % (х +0,1 %)
Исходное Сразу после
содержание замораживания
Замороженные ЕК 46,0 49,1
при -12 °С СКМ 46,0 48,0
Замороженные ЕК 46,0 46,7
при -18 °С СКМ 46,0 46,2
Замороженные ЕК 46,0 46,5
при -24 °С СКМ 46,0 46,1
I 54
/
/ /
/ / / /
> *
=-
1-18 СКМ -24 СКМ
0 3 6 9
Продолжительность хранения, месяцев
Рис. 5. Изменение содержания свободной влаги в процессе хранения ягод черной смородины сорта «Память Лисавенко»
Понижение температуры хранения замедляет биохимические процессы, происходящие в замороженных ягодах, соответственно, снижается интенсивность гидролиза сахаров и разрушение витамина С. Таким образом понижение температуры замораживания и хранения ягод черной смородины ведет к повышению ОПВ.
Повышение интенсивности низкотемпературной обработки - использование вынужденной конвекции при замораживании ягод способствует сохранению их лучшей влагоудерживающей способности, так как при этом уменьшается диффузия влаги через клеточные мембраны и сохраняется целостность самих клеточных мембран. Хранение ягод черной смородины при субэвтектических температурах позволяет значительно замедлить явление рекристаллизации и роста кристаллов льда, что также останавливает процессы обезвоживания клеток и сохраняет клеточные мембраны в исходном состоянии.
Выводы
Таким образом, наилучшему сохранению качественных показателей ягод способствует замораживание их в скороморозильном аппарате до температуры от -24 до -18 °С и хранение герметично упакованной ягоды в температурном режиме от -24 до -18 °С, причем колебания температуры хранения должны быть минимальными.
Список литературы
1. Спиричев, В.Б. Медико-биологические аспекты обогащения пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами / В.Б. Спиричев // Федеральный и региональный аспекты политики здорового питания: материалы Междунар. симпозиума. - Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2002. - С. 45-66.
2. Губанов, И.А. Энциклопедия природы России. Пищевые растения / И.А. Губанов. - М.: 1996. - 556 с.
3. Алмаши, Э. Быстрое замораживание пищевых продуктов / Э. Алмаши, Л. Эрдели, Т. Шарой. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 408 с.
4. Грубы, Я. Производство замороженных продуктов / Я. Грубы. - М.: Агропромиздат, 1990. - 336 с.
5. Короткий, И.А. Процессы замораживания ягод черной смородины / И.А.Короткий, Е.В. Короткая, Е.А. Ибрагимова // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2010. - № 3. - С. 8-9.
6. Короткая, Е.В. Влияние замораживания на физико-химические показатели ягод черной смородины / Е.В. Короткая, И.А. Короткий // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2006. - № 3. - С. 15-17.
ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт
пищевой промышленности», 650056, Россия, г. Кемерово, б-р Строителей, 47.
Тел/факс: (3842) 73-40-40, е-таП: office@kemtipp.ru
SUMMARY
A.N. Raschepkin, I.A. Korotkiy, E.V. Korotkaya
INFLUENCE OF LOW-TEMPERATURE PROCESSING ON BLACKCURRANTS QUALITY FACTORS
The influence of freezing regimes and low-temperature storage of different blackcurrant varieties on their quality factors is investigated. The influence of low-temperature processing on sugar and vitamin C preservation, titratable acidity, free moisture content in blackcurrant berries, as well as the objective taste factor of the berries has been determined. Studies have revealed low-temperature regimes of processing and storage, allowing the best manner of keeping blackcurrant quality factors studied.
_Blackcurrants, sugar, titratable acidity, objective taste factor, freezing, storage._
Kemerovo Institute of Food Science and Technology, 47, Boulevard Stroiteley, Kemerovo, 650056, Russia.
Phone/fax: +7(3842) 73-40-40, e-mail: office@kemtipp.ru
Дата поступления: 14.11.2013
_ e^D _
