CC BY
21
TECHNICAL SCIENCES
Influence conditions of storage and processing on changes in viscosity of fruit juices Magerramov M.1, Abbasbeyli G.2, Kazimova I.3, Magerramova S.4 (Republic of Azerbaijan) Влияние условий хранения и переработки на изменение вязкости
фруктовых соков
Магеррамов М. А.1, Аббасбейли Г. А.2, Казымова И. Г.3, Магеррамова С. И.4
(Азербайджанская Республика)
'Магеррамов Микаил Акпер /MagerramovMikayil - кандидат технических наук, доцент;
2Аббасбейли Гюлниса Агагулу /Abbasbeyli Gulnisa - кандидат химических наук, доцент;
3Казымова Ильхама Гусейн /Kazimova Ilhama - доктор философии по технике;
4Магеррамова Севиндж Исмаил /Magerramova Sevinc - доктор философии по биологии, кафедра технологии продуктов питания, Азербайджанский государственный экономический университет, г. Баку, Азербайджанская Республика
Аннотация: приводится информация об изменении вязкости фруктовых соков. Анализируется влияние условий хранения и переработки на вязкость соков.
Abstract: it provides information about the change in the viscosity of fruit juices. The influence of the conditions of storage and processing on the viscosity ofjuices.
Ключевые слова: фрукты, соки, хранения, переработка, вязкость. Keywords: fruit, juice, storage, processing, viscosity.
Известно, что одним из основных транспортных свойств плодоовощных соков является вязкость [1, 4], чему посвящена данная работа. Опытное определение коэффициента динамической вязкости плодоовощных соков осуществлялось на двух установках. При атмосферном давлении эксперименты проводились стеклянными вискозиметрами с различным диаметром капилляра. При измерении натуральных соков внутренний диаметр капилляра составлял 0.1 мм, для концентратов использовались вискозиметры с большим диаметром. Ряд соков, в частности натуральный виноградный сок светлых и темных сортов, натуральный и концентрированный лимонный, натуральный и концентрированный мандариновый, сливовый, яблочный, персиковый, абрикосовый, гранатовый, из дыни, алычи, вишни, исследовался помимо вискозиметрическим, также и капиллярным методом [3, 4, 7]. Под давлением изучались и смеси натуральных соков. Эти результаты обработаны, составлены подробные таблицы. Опытные значения динамической вязкости описаны в виде эмпирических уравнений.
Результаты экспериментальных исследований вязкости указанных соков опубликованных в работах [3, 4, 7], показывают, что при увеличении давления вязкость растет на 3 - 3.5% при комнатных температурах, и на 4.5 - 6% при повышенных температурах. В области малых температур температурный фактор оказывает существенное влияние на величину вязкости. Так при температурах порядка 300 К уменьшение коэффициента динамической вязкости достигает 0.3 МПа.с при увеличении температуры на 1 К, что составляет 3% на каждый градус. При высоких температурах вязкость меняется медленнее, но в процентном отношении составляет 8% на градус.
Одновременно известно, что плоды после длительного хранения в существенной мере претерпевают изменения по сравнению со свежесобранными. В значительной степени, изменения зависят от методов хранения [1,2,5,6]. Для анализа нами были отобраны целые плоды граната и абрикоса. Эти плоды выдерживались при температуре 2 - 4°С в холодильной камере в течение 3 и 1 месяцев соответственно. Затем сок готовили обычным методом с помощью механического прессования. Исследования проводились капиллярным вискозиметром по методике, описанной в [4]. На рисунке 1 приведено сравнение вязкости сока полученного из плодов хранившихся длительное время со свежеприготовленным соком. Исследовался гранатовый сок при концентрациях: 20, 30 и 40%. По каждой концентрации измерения вязкости проводили при 4-х температурах: 20, 40, 60 и 90°С. Как следует из рис. 1, вязкость сока, полученного из плодов после длительного хранения, выше вязкости сока из свежих плодов, причем, абсолютная величина разности коэффициентов динамической вязкости двух соков несколько увеличивается с ростом содержания сухих веществ.
мПас
/
\
/Г*
♦ - 20
• 40
- - Л" • 60
-х- • 90
20 1
— -90 1
Рис. 1. Сравнение вязкости сока плодов граната после хранения с соком из свежесобранных плодов при различныгх температурах (сплошные линии соответствуют соку, полученному из плодов после длительного хранения) [4]
Различие в величинах вязкости гранатовых соков колеблется в диапазоне от 3 до 11%. Отклонения увеличиваются с ростом температуры также. Среднее значение отклонения по всем точкам составляет 4 - 5%.
На рисунке 2 дано сравнение вязкости соков абрикоса. Вследствие совершенно отличной от граната, структуры плода, мы ожидали более существенных изменений в теплофизических свойствах абрикосового сока. Действительно, как показали результаты исследований, вязкость сока полученного из плодов абрикоса после хранения в существенной степени больше вязкости сока из свежих плодов. Расхождения в значениях находятся в пределах 5 - 12%, со средним отклонением в 8 - 9%.
При длительном нагревании также имеют место разнообразные необратимые биохимические процессы, связанные с термическим разрушением некоторых активных веществ, в частности аскорбиновой кислоты, некоторых ферментов и т.д.
Нам представляется интересным выявление изменений в теплофизических свойствах соков подвергнутых такой термообработке.
П.мПа I
Рис. 2. Сравнение вязкости сока плодов абрикоса после хранения с соком из свежесобранных плодов при различных температурах - (сплошные линии соответствуют соку, полученному из плодов после хранения) [4]
Для длительного нагревания сока алычи использовали прибор специальной конструкции, в которой имеется холодильник. Пары влаги, конденсировались на холодильнике и возвращались в колбу с соком. Таким образом, изменения в процентном отношении, сухих веществ в соке не было. Температура в колбе поддерживалась на уровне 95 - 98°С в течение 5 часов. Затем сок остужали и проводили измерения вязкости.
Графоаналитический анализ показывает, что линии соответствующие концентрационной зависимости вязкости сока алычи полученного после термообработки (сплошные линии на графике)
выше линий вязкости свежего сока. Отклонение в значениях находится в пределах 3-9%. Как правило, с ростом температуры, когда сами значения коэффициента динамической вязкости расхождения в процентном отношении увеличиваются, хотя абсолютная разница не растет. Нам представляется, что в результате длительной термообработки в соке образуются своего рода комплексы, образованные из продуктов необратимых превращений некоторых компонентов сока, (ферментов и т.д.). Размеры комплексов велики по сравнению с частицами в натуральном свежем соке. Это и приводит к возрастанию вязкости.
Одновременно исследованы величины вязкости сока сливы после термообработки и свежеприготовленного сока. Полученная картина имеет схожий характер, как и в случае сока алычи. Расхождения в значениях вязкости также находятся в пределах 3-8%.
Изменения теплофизических свойств соков после замораживания плодов. В практике хранения и технологической обработки плодов широко используется воздействие низких и отрицательных температур на фрукты и овощи [1, 2, 5, 6]. Это позволяет длительно сохранять плоды без порчи. Как правило, в ряде плодов при таком хранении не существенно изменяются вкусовые качества. Представляет интерес влияние низких температур и тех биохимических процессов, которые происходят при хранении при отрицательных температурах на теплофизические характеристики соков.
Для проведения исследований в таких условиях, нами отбирались целые плоды на стадии биологической зрелости. Плоды помещались в морозильную камеру и выдерживались там при температуре -15^-18°С в течение 10 дней. Затем плоды быстро размораживались, и извлекался сок. Сразу проводили теплофизические измерения. Результаты исследований вязкости вишневого и сливового сока приведены [4].
Из результатов видно, что для обоих соков вязкость понизилась после замораживания плодов. Это уменьшение достигает 7%. Нам представляется, что после замораживания плодов, первоначальная структура сока существенно изменяется в сторону ее разрушения. Области с глобулами, образованными с одной стороны тетраэдрической структурой воды, и с другой, гидратными и сольватными комплексами, образованными молекулами воды с молекулами сахаров и других не электролитов, а также молекулами не электролита с ионами растворенных минеральных солей под действием низкой температуры и как следствие значительного уменьшения объема и расстояния между молекулами, подвергаются значительным изменениям. В основном такая ситуация приводит к разрушению комплексов. После размораживания, этот процесс не обратим, степень структурированности жидкости уменьшается. Комплексы либо полностью разрушены, либо они видоизменены (связи разорваны), так что это приводит к уменьшению вязкости.
Следует обратить внимание, что понижение вязкости практически одинаково для обоих исследованных соков. Это позволяет констатировать, что процесс замораживания в одинаковой мере влияет на различные плоды.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о влиянии условий хранение и переработки на вязкость фруктовых соков. Наличие этих данных используется при проектировании процессов и аппаратов в промышленном производстве.
Литература
1. Жадан В. З. Теплофизические основы хранения сочного растительного сырья на пищевых предприятиях. М.: Пищевая промышленность, 1976, 237 с.
2. Магеррамов М. А. Свойства плодов граната и их хранение в модифицированной атмосфере. Баку, ААСУ, 2002, 185 с.
3. Магеррамов М. А. Теплофизические свойства натуральных и концентрированных плодоовощных соков. Баку, Элм, 2006, 274 с.
4. Магеррамов М. А. Тепло и электрофизические свойства жидких пищевых продуктов. Palmarium academic publiching, Deutschland, 2012, 419 c.
5. Метлицкий Л. В. Основы биохимии плодов и овощей. М.: Экономика, 1976, с. 349.
6. Флауменбаум Б. Л., Танчев С. С., Гришин М. А. Основы консервирования пищевых продуктов. М.: Агропромиздат,1986. 494 с. (Учебники и учебные пособия для вузов).
7. Magerramov M. A., Abdulagatov А. I., Azizov N. D. and Abdulagatov I. M. Viscosity of tangerine and lemon juices as a function of temperature and concentration // Int. I.of Food Scince and Tehnology, 2006, Vol 41, P. 1-15.
