МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

А. Н. Одарченко, Д. Н. Одарченко

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ И ПРИЕМОВ НА

КАЧЕСТВО ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И СЫРЬЯ ПРИ

ЗАМОРАЖИВАНИИ И ХОЛОДИЛЬНОМ ХРАНЕНИИ

Монография

Харьков

2017

2

УДК 664.8.037:006.83

ББК 36.813.7+36.80-7

О-40

Рецензенты:

Д-р техн. наук, профессор, заведующей кафедры холодильной и торговой

техники Харьковского государственного университета питания и

торговли Потапов В. А.

Д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедры физико-математических

и инженерно-технических дисциплин Харьковского государственного

университета питания и торговли Погожих Н. И.

Д-р техн. наук, професор, Лауреат Государственной премии Украины в

области науки и техники, заведующая кафедры технологий переработки

плодов, овощей и молока Харьковского государственного университета

питания и торговли Погарская В. В.

Рекомендовано к изданию ученым советом ХГУПТ, протокол № 16

От 03. 07. 2017 р.

Одарченко А. Н.

О 40 Влияние технологических режимов и приемов на качество пищевых

продуктов и сырья при замораживании и холодильном хранении:

монографія / А. Н. Одарченко, Д. Н. Одарченко. – Х. : ХГУПТ, 2017. –

198 с.

ISBN

В монографии представлено результаты влияния технологических

режимов и приемов на качество ягод, овощных полуфабрикатов для

первых и вторах блюд, замороженных плодових пастообразных

полуфабрикатов при замораживании и холодильном хранении, которые

основыны на исследованиях влияния предварительных технологических

режимов и способов обработки.

Это издание рекомендуется для преподавателей, аспирантов,

студентов высших учебных заведений, инженерно-технических

работников, занятых в сфере переработки плодоовощной продукции.

УДК 664.8.037:006.83

ББК 36.813.7+36.80-7

ISBN

© Одарченко А. Н., Одарченко Д. Н., 2017

© Харьковский государственный университет

питания и торговли, 2017

3

СОДЕРЖАНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ…………………………….. 6

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………… 7

РАЗДЕЛ 1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССА

КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ХОЛОДОМ

И ПРОБЛЕМЫ ЕГО ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАТИМОСТИ ……...... 9

1.1. Современные технологии консервирования холодом пищевых

продуктов………………………………………………………………… 9

1.1.1. Теоретические основы консервирования холодом пищевых

продуктов…………………………………………………………………. 12

1.1.2. Процессы, протекающие в растительных тканях при

замораживании и изменение их анатомо-морфологического строения 14

1.1.3. Теплофизические параметры пищевых продуктов и их

изменения при консервировании холодом……………………………. 17

1.2. Влияние процессов, которые протекают в пищевых продуктах

при консервировании холодом, на изменения их исходного качества. 27

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 1………………………………………………... 43

РАЗДЕЛ 2. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ПЕРЕД ЗАМОРАЖИВАНИЕМ И ТЕМПЕРАТУРЫ

ЗАМОРАЖИВАНИЯ НА КАЧЕСТВА ЯГОД ……………….……… 44

2.1. Повышение транспортабельности и устойчивости структуры

ягод, предназначенных для замораживания…………………………… 44

2.2. Исследование основных колориметрических параметров водных

экстрактов ягод………………………………………………….. 57

2.3. Изучение морфологического строения ягод после операций

технологической обработки перед замораживанием…………………. 63

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 2………………………………………………...

67

4

РАЗДЕЛ 3. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ПЕРЕД ЗАМОРАЖИВАНИЕМ И ТЕМПЕРАТУРЫ

ЗАМОРАЖИВАНИЯ НА КАЧЕСТВО ОВОЩНОГО

ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ ПЕРВЫХ И ВТОРЫХ

БЛЮД…………………………………………………………………… 68

3.1. Тепловая обработка компонентов овощной смеси как процесс

подготовки перед замораживанием……………………………………. 68

3.2. Изучение физического состояния влаги в компонентах

замороженного овощного полуфабриката для первых и вторых блюд.. 86

3.3. Исследование основных цветовых характеристик компонентов

замороженного овощного полуфабриката для первых и вторых блюд 93

3.4. Изучение влияния технологической обработки перед

замораживанием на морфологическое строение компонентов

замороженного овощного полуфабриката для первых и вторых блюд.. 99

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 3………………………………………………... 108

РАЗДЕЛ 4. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ И ПРИЁМОВ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПЕРЕД

ЗАМОРАЖИВАНИЕМ НА КАЧЕСТВО ЗАМОРОЖЕННЫХ

ПЛОДОВЫХ ПП………………………………………………………… 110

4.1. Оценка качества абрикос свежих, слив свежих, яблок свежих –

пищевого сырья для производства замороженных плодовых ПП…… 110

4.2. Математическая модель потребительских и функционально-

технологических свойств плодовых ПП……………………………….. 111

4.3. Кинетика замораживания и размораживания плодовых ПП…. 121

4.4. Изучение физического состояния влаги в плодовых ПП методом

ЯМР при температурах ниже 0° С…………………………… 125

4.5. Исследование фазовых переходов и стеклования замороженных

плодовых ПП……………………………………………………………… 128

4.6. Исследование изменений массовой доли вымороженной и не

вымороженной влаги в плодовых ПП в процессе холодильного 134

5

хранения……………………………………………………………………

4.7. Исследование микроструктуры плодовых ПП методами световой

и флуоресцентной микроскопии……………………………… 138

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 4……………………………………………... 160

ВЫВОДЫ…………………………………………………………………. 161

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………… 163

ПРИЛОЖЕНИЯ 184

6

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

Na-КМЦ – натрий карбоксиметилцеллюлоза;

АС ПП – абрикосово-сливовый пастообразный полуфабрикат;

БАВ – биологически активные вещества;

ДСК – дифференциальная сканирующая калориметрия;

ПП – пастообразный полуфабрикат;

ЯА ПП – яблочно-абрикосовый пастообразный полуфабрикат;

ЯАС ПП – яблочно-абрикосово-сливовый пастообразный полуфабрикат;

ЯМР – ядерный магнитный резонанс.

7

ВВЕДЕНИЕ

Растущие требования к качеству и безопасности пищевой продукции

обусловливают необходимость дальнейшего совершенствования

технологий послеуборочной обработки, хранения и транспортировки

пищевой продукции сельского хозяйства, в частности овощей и фруктов.

Эти технологии должны обеспечить сохранение показателей качества

продукции, которая хранится и (или) транспортируется, независимо от

сроков.

В результате для консервной и пищевой промышленности остро

стоят две проблемы: увеличение сроков хранения пищевого сырья, а также

безопасность пищевых продуктов. Глобализация мировой экономики и

торговли, растущее производство продовольственных товаров привели к

необходимости разработки общих интегральных концепций безопасности.

Широкая интеграция и миграция пищевых продуктов между

странами, необходимость транспортировки их на большие расстояния,

распространение оптовой, сетевой, мелкорозничной торговли привела к

необходимости активного применения различных методов их

консервирования. Одним из приоритетных направлений получения

экологически безопасных продуктов питания с длительным сроком

хранения является использование искусственного холода.

В научных трудах таких ученых как Орлова, Белинская,

Павлюк, Черевко, Алмаши, Эрдели, Постольски, Грубы и др. доказано,

что в замороженном сырье и полуфабрикатах фактически не наблюдается

существенных изменений химического состава, а их свойства,

соответственно, максимально приближенны к исходному сырью. Работой

по внедрению низкотемпературных инновационных технологий в Украине

и за ее пределами активно занимается учебно-научный институт холода,

криотехнологий и экоэнергетика им. проф. Мартыновского В.С. на базе

Одесской национальной академии пищевых технологий.

8

Также известно, что при холодильном хранении и транспортировке

одним из важнейших параметров, который влияет на качество пищевых

продуктов, полуфабрикатов и сырья является температура хранения, а при

производстве замороженных продуктов и их использовании – температура

и скорость замораживания.

При этом возникает проблема, которая заключается в решении

вопроса обратимости процессов замораживания-размораживания. Эта

проблема имеет как прикладное так и научное значение: прикладное,

поскольку влияет на ассортимент и качество продукции, а научное, т.к.

требует создания новых технологий консервирования и

совершенствование категорий оценивания качества, а также изучение

потребительских свойств на всех этапах жизненного цикла товара от сырья

до потребителя.

В связи с этим актуальным является дальнейшее развитие и

разработка концепции технологий консервирования холодом

полуфабрикатов и пищевого сырья для приготовления первых и вторых

блюд, десертных и закусочных изделий с приближением их

функционально-технологических свойств к исходному сырью.

В основу монографии положены материалы диссертационной работы

Одарченко А.Н., которая выполнена на кафедре товароведения,

управления качеством и экологической безопасности ХГУПТ.

9

РАЗДЕЛ 1

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОЦЕССА

КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ХОЛОДОМ И

ПРОБЛЕМЫ ЕГО ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАТИМОСТИ

1.1 Современные технологии консервирования холодом

пищевых продуктов

Современная технология консервирования основана на методах

обработки, с помощью которых можно направленно влиять на

микрофлору, активность ферментов и развитие физико-химических

процессов. Эти методы имеют большое практическое значение.

Для консервирования пищевых продуктов можно применять

химические и физические методы. В практике эти методы оценивают по

максимальному увеличению продолжительности хранения пищевых

продуктов, минимальному изменению исходных органолептических и

диетических свойств, низкой стоимости, отсутствию противопоказаний

санитарно-гигиенического характера и др. Среди различных методов

консервирования особо важная роль отведена методам, основанным на

воздействии низких температур, т. е. охлаждению и замораживанию

пищевых продуктов. Эти методы являются общими для многих отраслей

пищевой промышленности. В конечном итоге улучшается ритмичность

снабжения населения продуктами, повышается качество продуктов и

ограничиваются потери [1].

Высокоразвитые страны уделяют большое внимание развитию

производства замороженных пищевых продуктов. Это связано с

максимальным сохранением при замораживании исходной пищевой

ценности продуктов.

Наблюдается развитие производства тех замороженных продуктов,

которые благодаря дополнительной технологической обработке перед

10

замораживанием стали пригодны для непосредственного потребления и

перед потреблением их необходимо лишь разморозить и подогреть [2].

В последнее время из-за ухудшения экономического состояния

произошло снижение уровня производства отечественных предприятий по

сравнению с иностранными. Вследствие этого происходит угроза

продовольственной безопасности страны.

Характерной особенностью производства продуктов питания

является то, что выработанная продукция необходима каждому из нас

ежедневно. Перебои в снабжении населения продуктами питания

отрицательно сказываются на всех сторонах жизни общества. Четкая

работа пищевой промышленности немыслима без создания достаточных

запасов сырья и готовой продукции, т.е. без холодильного

консервирования. Консервирование – эффективный метод сохранения

продуктов, и, как самый эффективный метод, – консервирование холодом,

которое позволяет сохранять пищевые продукты во внесезонное время [3,

4].

Большой вклад в развитие процессов холодильной технологии

пищевой промышленности внесли известные ученые: Б.С. Бабакин [5, 6, 7,

8], В.З. Жадан [9], В.Е. Куцакова [10], И.А. Рогов [11], И.Г. Чумак [12],

В.М. Шляховецкий [13, 14], В.Н. Эрлихман [15, 16] и др.

Также значительный вклад в развитие холодильной техники и техно-

логии, систематизацию исследований и обобщение опыта работы

холодильных предприятий внесли российские ученые Н.А. Головкин [17,

18, 19, 20, 21, 22], Г.Б. Чижов [23, 24], М.В. Тухшнайд [25], Д.Г. Рютов [26]

и др.

Современные технологии консервирования холодом пищевых

продуктов позволяют сохранить их качество, сократить трудовые,

материальные и энергозатраты, повысить общее санитарное состояние

производства [27, 28].

11

Существуют следующие способы замораживания пищевых

продуктов (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Способы замораживания пищевых продуктов

Наиболее распространенным способом замораживания сырья в

псевдожиженном состоянии является замораживание в потоке холодного

газа или воздуха. Этот метод осуществляется через слой продукта, когда

холодный газ или воздух используется как технологический агент,

который поддерживает, перемещает и замораживает продукт [29].

Охлажденный воздух пропускают через слой материала в достаточном

объеме, чтобы обеспечить требуемый теплоперенос.

В последние годы за счет прорыва в низкотемпературной технике,

благодаря которой стало возможным применять новые аппараты, в области

низкотемпературных технологий открылась возможность

совершенствования способов криоконсервирования [30, 31].

Перспективными считаются криогенные способы замораживания: в

жидком азоте и жидким диоксидом углерода, где азот или диоксид

Способы замораживания пищевых продуктов

Метод погружения

Контактное

замораживание

между плитами

В интенсивном

потоке воздуха

В псевдожиженном

состоянии, в потоке

холодного газа или

воздуха

Криогенный метод

Жидким

азотом

Диоксидом

углерода

Жидким

Гранулированным

12

углерода используются в качестве хладагентов. В жидком состоянии эти

хладагенты бесцветны, нетоксичны, поэтому при замораживании

продуктов могут использоваться при непосредственном контакте с

пищевым продуктом. Их основным преимуществом является то, что они

имеют очень низкую температуру кипения (температура кипения азота -

195,8° C, диоксида углерода -78° C), а при контакте пищевого продукта и

хладагента не происходит никаких реакций [32, 33, 34, 35, 36, 37].

Сроки хранения продуктов значительно увеличиваются благодаря

образованию нейтральной атмосферы азота, не содержащей бактерий.

Жидкий азот представляет собой легко транспортируемый источник

холода, что обеспечивает использование его как дополнительного

источника холода при сезонном консервировании легко портящихся

пищевых продуктов.

1.1.1. Теоретические основы консервирования холодом

пищевых продуктов

В технологическом отношении замораживание является процессом,

предшествующим последующему холодильному хранению [38].

Замораживание как физическое явление представляет собой

превращение в лед влаги, содержащейся в продукте, вследствие

понижения его температуры ниже криоскопической точки.

Продукт подвергают замораживанию для сохранения его полезных

свойств и качества, так как в результате этого процесса сводятся к

минимуму физические, биохимические и микробиологические изменения,

протекающие в продукте. Достигается это благодаря снижению

температуры продукта и превращению большей части воды в лед.

Снижение температуры ниже точки замерзания тканевой жидкости

замедляет рост и жизнедеятельность многих микроорганизмов.

Превращение воды в лед, сопровождающееся ростом концентрации

13

растворимых веществ, снижает биологическую активность воды в

продукте до предела, при котором невозможен рост большинства

микроорганизмов [39].

Химические реакции также замедляются при снижении температуры.

Однако в отличие от микробиологической деятельности организмов они

продолжают протекать даже при низких температурах хранения.

Эффект замораживания достигается при температурах -20…-30° С,

при которых затормаживается развитие микроорганизмов и существенно

замедляется активность большинства тканевых ферментов. Наряду с

низкими температурами дополнительное значение имеет обезвоживание

продукта в результате фазового превращения воды в лед. Влияние каждого

из этих факторов на стойкость продуктов при хранении различно для

отдельных температурных пределов. При более высоких температурах

внутренних слоев стойкость замороженных продуктов при хранении

может быть обусловлена прежде всего фазовым превращением воды в лед.

При понижении температуры относительное влияние этого фактора на

стойкость продукта постепенно падает. Однако это имеет второстепенное

значение, так как оба явления взаимосвязаны и практическое значение

имеет суммарный эффект их воздействия. Стойкость замороженных

продуктов при хранении значительно выше стойкости тех же продуктов,

хранившихся в охлажденном состоянии. Замораживание пищевых

продуктов и их хранение в замороженном состоянии обусловливает

определенные качественные изменения, зависящие в основном от свойств

продукта [40, 41, 42, 43, 44], а также от условии проведения

технологических процессов.

С другой стороны, превращение воды в лед вызывает комплекс

физических и физико-химических изменений, которые, в свою очередь,

вызывают изменение качества продукта (обычно ухудшают его). Поэтому

для каждого продукта, чтобы свести к минимуму вредное влияние на его

качество таких реакций, следует выбирать определенные условия

14

замораживания и хранения, а также условия и операции, предшествующие

замораживанию [45, 46].

Если учитывать все требования к состоянию и видам сырья,

способам обработки, методам замораживания, условиям хранения и

способам размораживания, то качественные показатели замороженных

продуктов выше, чем у продуктов, консервированных другими методами

[47].

Результирующий эффект замораживания сходен с процессом

теплового обезвоживания, но является более щадящим, существенно не

меняющим ни структуру ткани, ни биологическую активность ферментов.

1.1.2. Процессы, протекающие в растительных тканях при

замораживании и изменение их анатомо-морфологического строения

Основными факторами, определяющими степень обратимости

замораживания, являются характер кристаллообразования и локализация

льда в растительных тканях. В процессе замораживания свежей

плодоовощной продукции происходят необратимые изменения в

клеточных и тканевых структурах, на которые существенное влияние

оказывает скорость замораживания.

Обратимость замораживания зависит от природы и глубины

изменений структурно-механических характеристик, степени нарушения

целостности клеток, глубины изменений коллоидной структуры

протоплазмы за счет гиперконцентрации солей и изменения характера

биохимических процессов при превращении воды в лед в пищевых

продуктах [48].

В результате льдообразования в клетках происходят необратимые

структурные изменения. Одна из причин повреждения клеток –

механическое действие кристаллов льда, которое приводит к их разрыву,

проколам и порезам [49]. Кроме того, из-за разрастания кристаллов льда в

15

межклеточном пространстве уменьшаются размеры клетки, что вызывает

сжатие и образование складок в оболочке, в результате чего может

произойти механическое повреждение протоплазмы. При поступлении

воды в клетку во время размораживания тесно соприкасающиеся слои

протоплазмы начинают расходиться, при этом протоплазма часто

отрывается от оболочки, что приводит к повреждению структуры клетки.

Поэтому у растительной продукции с тонкими клеточными

оболочками наблюдаются более серьезные повреждения тканей при

замораживании.

Льдообразование в клетке приводит к частичному обезвоживанию

коллоидной системы, повышению концентрации растворенных

органических веществ и минеральных солей. В результате вымораживания

воды обезвоживание клетки может достичь такой степени, что различные

протоплазматические структуры придут в соприкосновение. При этом

возможен перенос ряда активных структурных компонентов с одной

поверхности на другую. Например, соприкосновение сложных мембран

митохондрий, на которых расположены ферменты в строго установленной

последовательности, может нарушить энергетические процессы и привести

к гибели клетки [50].

Наконец, еще один фактор повреждающего действия – повышение

концентрации минеральных солей (электролитов) в незамерзшей

клеточной жидкости при обезвоживании в процессе

кристаллообразования. Под действием образующихся концентрированных

солевых растворов белки денатурируют, причем развитие процесса зависит

не только от концентрации солей, но и от рН среды. К повышению

концентрации солей особенно чувствительны липопротеиды, из которых в

основном состоят мембраны клеток.

Повышение концентрации электролитов и изменение рН среды в

процессе кристаллообразования вызывают коагуляцию биоколлоидов, в

том числе белков. Изменяется пространственная конфигурация белковых

16

молекул, происходит целый ряд межмолекулярных взаимодействий. При

переходе в лед части связанной воды нарушается структура

малоустойчивых биоколлоидов, они становятся не способными к полному

восстановлению, и процесс замораживания становится необратимым.

Результатом таких изменений является снижение влагоудерживающей

способности растительных тканей. Однако необходимо отметить, что

денатурационные явления при воздействии на клетку низких температур

проявляются намного меньше, чем при обработке продукции высокими

температурами.

Известно, что при консервировании холодом решающую роль играет

скорость процесса, которая, в первую очередь, влияет на

органолептические, физико-химические и структурно-механические

показатели качества растительного сырья [51, 52]. Именно от динамики

проникновения холода внутрь продукта зависят размеры и равномерность

распределения в тканях кристаллов льда, а от этого, в свою очередь,

сохранение целостности естественной структуры его тканей и степень

восстановления начального состояния при размораживании.

Жидкость, содержащаяся в межклеточном пространстве тканей,

замерзает быстрее, чем внутриклеточная [53, 54, 55]. При этом применение

более высоких скоростей замораживания приводит к образованию

большего количества кристаллов льда, но маленьких размеров. А при

медленных скоростях замораживания образуются крупные кристаллы

льда, которые могут повредить целостность клеточных оболочек тканей

продукта, что приводит к потерям клеточного сока исходного сырья [56].

Рациональным будет поиск способов предварительной обработки,

регулирующих содержание влаги в исследуемом пищевом продукте, и при

этом влияли на характер льдообразования, что впоследствии

способствовало бы сохранению анатомической структуры образца при

размораживании.

17

1.1.3. Теплофизические параметры пищевых продуктов и их

изменения при консервировании холодом

Все чаще используемая в последнее время технология «шоковой»

криообработки пищевого сырья сжиженными газами отвечает самым

высоким требованиям экологической чистоты, обладает бактерицидным

эффектом, а сам технологический процесс является безинерционным и

легко регулируемым [57].

Известно, что содержание воды в сырье колеблется в широких

пределах: в растительных продуктах от 80% для груш и до 95% для

томатов и огурцов. Наличие в пищевых продуктах большого количества

влаги влияет на теплофизические процессы при холодильной обработке и

хранении продуктов, что обусловлено особенностями ее распределения и

связи с другими компонентами продукта, большой ее теплоемкостью и

теплотой фазового перехода при кристаллизации и испарении. Испарение

влаги с поверхности продуктов при холодильной обработке и хранении

приводит к потере массы и ухудшению качества продукта. Свойства сухих

веществ продуктов при замораживании меняются весьма незначительно и

практически считаются постоянными. Следовательно, основной и почти

единственной причиной изменения теплофизических свойств продуктов

при замораживании является превращение содержащейся в них воды в лед

[56].

Изменение фазового состояния воды – главный фактор,

обусловливающий торможение нежелательных диффузионных,

химических, биохимических и микробиологических процессов в пищевых

продуктах при их замораживании. Поэтому значительное влияние влаги на

ход теплофизических процессов при холодильной обработке и хранении

приводит к необходимости рассмотрения поведения воды в пищевых

продуктах при консервировании холодом.

Превращение воды в лед при замораживании сопровождается

миграцией влаги и изменениями теплофизических и механических свойств

18

продуктов. Изменяется при замораживании продуктов их удельная

теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, плотность [58,

59].

Теплофизические расчеты процессов холодильной обработки

продуктов неразрывно связаны с оценкой величины теплофизических

характеристик продуктов и направленности этих изменений в объеме

продукта и во времени [60].

Удельная теплоемкость пищевых продуктов вследствие их

замораживания уменьшается, поскольку теплоемкость льда в два раза

меньше теплоемкости воды [61].

Удельная массовая теплоемкость продукта подчиняется закону

аддитивности, т.е:

,...2211 kk

cgcgcgc

(1.1)

где g1, g2,…, gk – весовые доли компонентов в смеси;

с1, с2,…сk – удельные теплоемкости компонентов смеси.

В простейшем случае, если пищевые продукты рассматривать как

двухфазные системы, содержащие тканевую влагу (дисперсионную среду)

и дисперсную фазу – остальные компоненты (сухие вещества),

теплоемкость продукта составит:

),1(0 WcWcc cw (1.2)

где сw, сс – теплоемкости воды и дисперсной фазы, Дж/(кг·К);

W, (1-W) – содержание в продукте весовых частей влаги и

дисперсной фазы.

При замораживании тканевой влаги удельная теплоемкость продукта

может быть оценена на основе соотношения:

),1()1( WccWлcWwсcм (1.3)

где сл – теплоемкость льда, Дж/(кг·К);

ω – количество вымороженной воды, т.е. количество воды,

превратившейся в лед.

19

График зависимости расчетной и полной теплоемкостей от

температуры представлен на рис. 1.2.

Теплопроводность пищевых продуктов при их замораживании

увеличивается. Объясняется это тем, что теплопроводность образующегося

льда приблизительно в 4 раза больше теплопроводности воды. Очевидно,

теплопроводность замороженных продуктов возрастает с понижением

температуры замораживания, поскольку количество вымораживаемой

воды с понижением температуры увеличивается.

В области положительных температур ее принимают постоянной.

При замораживании продукта теплопроводность отражает общую

тенденцию, связанную с процессом превращения тканевой влаги в лед:

λм=λ0+ω·Δλ, (1.4)

где λ – теплопроводность продукта до замораживания, Вт/(м·К);

Δλ – изменение теплопроводности в интервале температур от

криоскопической до конечной.

Рис. 1.2. График зависимости расчетной и полной теплоемкостей от

температуры

20

Изменение теплопроводности Δλ принимают с учетом влажности

продукта в интервале от 70 до 90% равной от 0,9 до 1,16 Вт/(м·К).

Теплопроводность льда отличается от теплопроводности воды

примерно в четыре раза. Характер изменения теплопроводности связан с

количеством вымороженной воды (рис. 1.3).

Температуропроводность пищевых продуктов при замораживании

также увеличивается. Температуропроводность воды вследствие

превращения ее в лед увеличивается почти в 8 раз [62].

Коэффициент температуропроводности (а, м2/с) характеризует

теплоинерционные свойства продукта, т.е. интенсивность нагрева или

охлаждения. Температуропроводность оценивается соотношением:

где λм – теплопроводность замороженного продукта, Вт/(м·К);

см – теплоемкость замороженного продукта, Дж/(кг·К).

,

м

м

сa

(1.5)

Рис. 1.3. График зависимости теплопроводности продукта от

температуры

21

Характер изменения температуропроводности от температуры

представлен на рис. 1.4.

Плотность пищевых продуктов при замораживании уменьшается

вследствие расширения содержащейся в них воды при превращении ее в

лед. Плотность продуктов при замораживании уменьшается тем больше,

чем больше воды они содержат и чем ниже температура, которая

достигается при замораживании. Это объясняется расширением воды при

превращении ее в лед [56]. Но степень изменения плотности по сравнению

с изменением других теплофизических свойств (теплоемкости,

теплопроводности и температуропроводности) продуктов при

замораживании очень небольшая. В среднем плотность основных видов

пищевых продуктов при замораживании уменьшается на 5–6% [29-34].

Плотность продукта является аддитивной величиной. Она может

быть установлена на основе сложения плотностей отдельных компонентов

продукта с учетом их массовых долей [62]. Если масса продукта М, а

массы составляющих его компонентов m1, m2,…mn, (M=m1+m2+…+mn), то

плотность продукта составит:

Рис. 1.4. График зависимости расчетного и полного коэффициентов

температуропроводности от температуры

22

M

m

M

m

M

mn

n ...2

21

1 (1.6)

В технических расчетах эту величину принимают неизменной, не

зависящей от изменения температуры.

Иногда к теплофизическим свойствам относят температуру начала

замораживания пищевых продуктов и теплоту дыхания растительных

продуктов, хотя последнюю стоит рассматривать и учитывать

преимущественно при охлаждении. Температура начала замораживания

определяет числовые значения основных теплофизических характеристик

(ТФХ) замороженных продуктов, и поэтому отдельное рассмотрение ее

утрачивает смысл. Выделение теплоты дыхания свойственно только

продуктам растительного происхождения, поэтому эта величина не может

служить общей характеристикой продуктов.

Теплофизические характеристики замороженных продуктов будут

меняться в зависимости от исходного состояния продукта перед

замораживанием [63].

При замораживании структура продуктов изменяется в зависимости

от условий проведения этого процесса. Изменяется плотность структурных

элементов, происходят сдавливание и разрыв клеток, прокалывание их

кристаллами льда, денатурация белков. На теплопроводность продукта

влияют размеры, распределение и структура формируемых кристаллов

льда, а также количество воздушных прослоек, которое может

уменьшаться при сжатии клеток кристаллами льда. Однако при

льдообразовании сами кристаллы захватывают воздух, образуя новые

воздушные ячейки. Известно, что технические средства холодильной

обработки не создаются для продуктов со строго определенными

свойствами, поскольку последние неодинаковы даже для одного вида и

товарного наименования продукта. При холодильной обработке в камеры и

аппараты одновременно поступают пищевые продукты, ТФХ которых

23

неодинаковы, поэтому при выполнении тепловых расчетов процессов

холодильной технологии пользуются средними значениями ТФХ, которые

лежат в пределах их изменений для одного вида продукта. При

поступлении в камеру или аппарат продукта другого вида корректируют

продолжительность холодильной обработки, но опять же с учетом средних

значений ТФХ для данного вида продукта. В области положительных

температур, которыми оперирует холодильная технология, ТФХ меняются

незначительно, и их принимают постоянными.

Если считать пищевые продукты двухкомпонентными смесями,

содержащими определенное количество воды и сухих веществ, и

учитывать тот факт, что часть воды в замороженном продукте

превратилась в лед, то достоверность результатов определения

теплофизических характеристик напрямую зависит от точности

определения количества вымороженной влаги в зависимости от

варьируемых факторов [64].

Состояние влаги в пищевых продуктах исследуют разными

методами, но все они основаны на том свойстве связанной воды, что эта

фракция по своим физическим и химическим характеристикам отличается

от обычной объемной воды. Фракция связанной воды отличается от

объемной воды своей молекулярной подвижностью, диэлектрическими

свойствами, коэффициентом преломления света, склонностью к

замерзанию и рядом других характеристик [65, 66, 67, 68].

Многими исследованиями доля вымороженной воды определялась

экспериментально с использованием калориметрических,

дилатометрических или электролитических методов.

Г.Б. Чижовым [63], с учетом результатов термодинамических

исследований теплоты фазового превращения воды в пищевых продуктах,

получено выражение для определения количества вымороженной воды:

24

1)(

1)(1

2

2

ntmte

ntmte

xp

кркрxp

(1.7)

где постоянные m = 9,703·10–3

; n = 4,794·10–6

.

Автором [69] приняты исходные данные по содержанию влаги в

продукте 80 %, что не всегда совпадает с влагосодержанием реального

объекта.

Зависимость между температурой и количеством вымороженной

воды в пределах до -30º С для продуктов с криоскопической температурой

близкой к -1º С может быть выражена уравнением Г. Б. Чижова [63]:

t

B

A

lg1

(1.8)

где ω – количество вымороженной воды, %; t – абсолютная величина

конечной температуры, достигнутая при замораживании, ºС; А и В –

эмпирические коэффициенты.

При других условиях, для продуктов, криоскопическая температура

которых (по абсолютной величине) более чем на 0,5º С отличается от -1º С,

это уравнение принимает вид:

)1(lg1

крtt

B

A

(1.9)

По мнению Я. Грубы [4], количество вымороженной воды зависит не

только от температуры, но и от начального содержания воды в рыбе.

Интенсивность теплоподвода не оказывает влияния.

Иного мнения относительно влияния интенсивности энергоподвода

на количество вымороженной влаги в биообъекте придерживается

Р.Г. Гейнц с соавторами [70]. Полученная зависимость определяется как

интенсивностью, так и продолжительностью энергоподвода к

замороженному продукту:

25

)(2

)(

сркрi

кр

крср

ttzB

t

ttz

,

где

Rz

(1.10)

ε – полутолщина замороженного слоя, м;

R – полутолщина рыбы, м;

RBi

;

tcр – температура теплоносителя, ºС.

Применение формулы (1.10) для инженерных расчетов

затруднительно вследствие сложности определения величины

замороженного слоя и его средней температуры в процессе

размораживания.

Калориметрический метод основан на измерении количества

теплоты, поглощаемой или выделяемой при постоянной температуре

хладоносителя, в роли которого выступает охлажденный воздух или смесь

воздуха и пара азота [71, 72, 73 ]. Идея калориметрического метода

заключается в измерении количества теплоты, выделяющейся при

кристаллизации свободной влаги в пищевом сырье. Определение

количества теплоты производится путем измерения сигнала

дифференциальной термопары, которая регистрирует изменение

температуры потока холодного воздуха, омывающего влажный материал.

26

Теория метода основана на уравнении теплового баланса:

всвлввсввсвввхвыхrmTcTсmTmсmcdttcL

.32.100.0

)()()(

(1.11)

где с – удельная теплоемкость хладагента (воздуха), Дж/(кг·К); L –

объемные затраты хладагента, м3/с; ρ – плотность хладагента, кг/м

3; tвых –

температура на выходе калориметра, К; tвх – температура на входе

калориметра, К; св – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·К); mсв.в – масса

связанной влаги, кг; с0 – удельная теплоемкость сухого вещества,

Дж/(кг·К); m0 – масса сухого вещества; сл – удельная теплоемкость льда,

Дж/(кг·К); r – удельная теплота плавления льда, Дж/кг.

Известны приборы, которые позволяют проводить эксперименты по

определению количества свободной и связанной влаги с учетом

теплообмена калориметров с окружающей средой за счет введения

соответствующих поправок [74,75]. Калориметр состоит из

калориметрической камеры, которая находится в адиабатической

оболочке, системы вентиляции и системы измерений. Адиабатическая

оболочка выполнена в нем в виде камеры, которая вентилируется и

соединена с воздуховодом и установленном на нем регулятором подачи

воздуха, при чем в середине этой камеры закреплены пластины из

водонепроницаемого материала, которые соединены с трубопроводом с

ёмкостью, заполненной водой.

Недостатком таких приборов является сложная и громоздкая

конструкция, которая усложняет их эксплуатацию, а также ограничивает

диапазон исследуемых температур.

Актуальным является вопрос по созданию прибора для определения

количества свободной и связанной влаги при температурах близких к

температуре жидкого азота, упрощение процедуры измерений, упрощение

конструкции прибора и повышение точности получаемых результатов.

27

1.2. Влияние процессов, которые протекают в пищевых

продуктах при консервировании холодом, на изменения их исходного

качества

В отличие от мировых тенденций, в Украине ежегодное потребление

быстрозамороженной плодоовощной продукции на одного человека

составляет всего 0,5 кг [76]. На рынке Украины вышеупомянутые

продукты на 70% представлены продукцией зарубежных производителей,

за счет которой в основном удовлетворяется спрос потребителей. Это

вызвано несогласованностью интересов отечественных производителей и

потребителей по ассортименту, качеству и цены на быстрозамороженные

плоды и овощи. Значительное отставание потребительной стоимости

отечественной продукции от ценовой обусловлено нарушением

целостности холодильной цепи, отсутствием критериев идентификации

качества продукции на этапах ее производства, хранения, транспортировки

и реализации [77, 78].

Растительное сырьё является основным источником витаминов,

эфирных масел, полифенолов и других ценных компонентов, которые

играют важную роль в питании человеческого организма. Отличительной

особенностью этой сырьевой группы является ярко выраженная сезонность

(лето-осень), что заставляет их консервировать, сушить, мариновать или

хранить в свежем или замороженном виде.

Обеспечение населения в достаточном количестве свежими и

переработанными овощами имеет высокую социальную значимость, так

как дает возможность повысить витаминную ценность пищевого рациона

человека, оказывает содействие выведению из организма вредных веществ.

Тем не менее, ярко выраженная сезонность производства овощей, а

также сложность и дороговизна продолжительного хранения

растительного сырья делает актуальным дальнейшее усовершенствование

28

и создание новых технологий хранения и консервирования овощей [79,

80].

Перспективным в этом направлении есть быстрое замораживание

готовых к употреблению продуктов, так называемых полуфабрикатов

высокой степени готовности многофункционального назначения [81, 82,

83, 84, 85, 86, 87].

Во время холодильной обработки и хранения в замороженном

состоянии в растительных объектах протекают сложные процессы и

явления, которые приводят к разным изменениям их исходного качества.

Подвергая продукт замораживанию, стремятся, прежде всего, сохранить

его питательные и вкусовые свойства, для чего необходимо добиваться

максимальной обратимости изменений, которые происходят под влиянием

отрицательных температур.

Для совершенствования технологических процессов холодильного

консервирования возникает необходимость изучения изменений в

растительных объектах, как следствие разных процессов, которые

происходят при замораживании и хранении [88]. Все эти изменения можно

классифицировать, как физические, химические и биохимические.

Рассмотрим каждую группу процессов более детально [89].

К физическим процессам, которые протекают в замороженном

продукте, в первую очередь, относятся изменения консистенции и

структуры. Действие низких температур на пищевые продукты приводит

не только к ярко выраженному действию на консистенцию этих продуктов,

но влияет на их качество после оттаивания. Степень этих состояний

зависит от скорости замораживания, продолжения и условий хранения,

способа оттаивания и состава продуктов.

Первоначальное действие замораживания на консистенцию сводится,

в основном, к образованию кристаллов льда с физической деформацией

клеток и их содержимого, обезвоживанию гидрофильных коллоидов и

концентрированию водорастворимых сухих веществ. В овощах с более

29

плотной мякотью эти изменения приводят к нарушению всей характерной

структуры продукта [90].

Матц С.А. указывал, что разрушающее и разрывное действие

ледяных кристаллов может быть преобладающей причиной действия

кристаллов льда и изменения консистенции зрелых фруктов и выделения

из клеток воды при образовании межклеточных кристаллов льда в

большом количестве [91]. Выделившаяся вода не может быть впитана

клетками при оттаивании. Способность клеток к регидратации зависит от

степени разрушения клеток, поскольку уцелевшие, неповрежденные

клетки могут теоретически выбрать то количество воды, которое в них

содержалось вначале, хотя они и впитывают ее намного меньше.

Уменьшение набухания через разрушение коллоидных комплексов клеток,

наверное, зависит от содержащегося в клетках крахмала, сахаров и солей,

которые оказывают защитное действие на коллоидные комплексы.

Исследовано, что ткани спаржи, клубники и сахарной кукурузы были

в значительной степени разорваны ледяными кристаллами в случае

медленного замораживания, а при быстром замораживании повреждения

были выражены в меньшей степени. Быстрое замораживание и низкие

температуры способствуют сохранению исходной консистенции пищевых

веществ [92].

Орлова Н.Я. исследовала влияние предварительного осмотического

обезвоживания на состояние воды в замороженных плодах и изменение

сенсорных свойств их при дефростации. Был предложен способ получения

десертных замороженных плодов с промежуточной влажностью, которая

предусматривает их продолжительную выдержку в растворах,

обогащенных сахарозой. Полученные данные свидетельствуют о

положительном влиянии предварительного обезвоживания на

консистенцию продукта [93].

В процессе льдообразования кристаллы льда сначала получаются в

межклеточной жидкости, которая омывает клетки и ткани, концентрация

30

растворенных веществ в которой, по мере вымерзания воды, начинает

возрастать. Возникающее различие между концентрациями, а значит, и

осмотическим давлением растворов между клетками и в клетках, вызывает

поток влаги из клеток к кристаллам в промежуточном пространстве. При

таком перемещении влаги по объему продукта происходят существенные

нарушения гистологической структуры, что отмечается рядом авторов. Так

в работе Бровченко А.А. было представлено сравнительное изучение

гистологических изменений в овощах при разных условиях

низкотемпературного влияния, наиболее важное изменение

микроструктуры вызывает медленное воздушное замораживание

(значительная деформация клеток, разрушения протоплазмы и ядер,

частичные разрывы клеточных оболочек и др.) [94].

В процессе хранения при минусовых температурах наблюдается

явление, названное миграционной рекристаллизацией, сущность которой

состоит в увеличении размеров больших кристаллов льда за счет мелких

[95]. При хранении продукта как объемная, так и связанная с продуктом

вода, сублимируется в виде пара, при этом продукт обезвоживается.

Освобожденная таким способом вода включается в растущие кристаллы

льда со скоростью, зависящей от качества упаковки. При этом

обезвоженные коллоидные компоненты протоплазмы и, в особенности,

белки могут перейти в необратимый осадок. Рост кристаллов льда

ускоряется при переменных температурах. Поэтому важнейшим

требованием при хранении замороженных продуктов есть постоянная

температура хранения, как правило, минус 18° С и ниже.

Рядом со структурными изменениями в замороженных продуктах

растительного происхождения отмечается ряд химических и

биохимических изменений [96, 97]. Эти процессы необходимо

рассматривать во взаимосвязи, так как изменения химических

компонентов в составе продукта тесно связаны с деятельностью

ферментативных систем.

31

Интенсивность необратимых изменений тем выше, чем больше

концентрация раствора и выше содержимое свободной воды, которая

является средой, необходимой для протекания реакций. В процессе

замораживания изменения обеих величин приобретают обратную

взаимосвязь: по мере снижения температуры замораживания снижается

содержимое свободной воды и возрастает концентрация раствора.

Интенсивность биохимических реакций, которая выступает в функции

обоих факторов, в определенной точке достигает своего максимума,

который для большинства пищевых продуктов находится в границах

температур 2…5° С. Этот температурный диапазон необходимо быстро

преодолевать как при замораживании, так и при размораживании

растительных объектов.

При замораживании продуктов важную роль играет свободная и

связанная вода [54]. Свободная влага является растворителем для солей,

сахаров, кислот и других соединений, которые образуют истинные

растворы. [98].

Связанная вода – это вода, непосредственно взаимодействующая с

гидрофильными центрами коллоидных частиц системы. Ее структура

отличается от структуры свободной воды. Молекулы связанной воды

соединяются с молекулами растворенного вещества, водородными

связями, а так же электрически с ионами, или другими заряженными

частицами.

Установлено, что в живых клетках содержится больше связанной

воды, чем в мертвых, и в продуктах растительного происхождения ее

содержание меньше, чем в продуктах животного происхождения.

В настоящее время исследователями методом протонно-магнитного

резонанса (ПМР) была изученная подвижность воды при холодильном

консервировании [99]. Приведенные данные позволяют сделать вывод о

наличии в растительной клетке трех типов влаги. Основная часть воды,

которая содержится в клетках, вымерзает при температуре от 0 до -4° С.

32

Эту воду можно отнести к свободной. Функцию воды, которая вымерзает в

диапазоне температур от - 4° С до -14° С, можно считать слабосвязанной.

Небольшая часть воды, связанная гидратно, в спектрах ПМР

регистрируется как подвижная до -30° С (ниже этой температуры спектры

не снимались). Связанная и структурированная вода, входящая в состав

внутриклеточных гелей, которые образуются при охлаждении, выделяет в

процессе переориентации большое количество энергии, которая

предохраняет растительную ткань от вымерзания [100].

Проведенные исследования разрешают предполагать, что

высокомолекулярные углеводы поддаются в процессе замораживания

агрегации.

Изменения углеводов при замораживании, в значительной мере,

зависят от их состава.

Изменения исходных свойств растительного сырья во время

замораживания связаны не только с процессом льдообразования в тканях

растений, но и с деятельностью ферментов. С их активностью следует

связывать как потери ценных биологически активных веществ, так и

нежелательные изменения цвета, аромата и вкуса замороженного

растительного сырья [101].

В соответствии с теорией окислительно-восстановительных

процессов, сформулированной Опариным А.И. [102], в живой клетке

постоянно протекает ряд ферментативных процессов, результатом которых

есть окисления органических веществ. Во время замораживания в связи с

нарушением целостности растений клеток, частичной денатурации белков

изменяется и направление окислительно-восстановительных процессов,

которое и влияет на изменения качества замороженной плодоовощной

продукции. Характер изменений ферментативной активности зависит от

режимов замораживания, скорости снижения температуры, вида и сорта

плодоовощного сырья. Легче всего из ферментов разрушаются те, которые

образуют сложные мультиферментные системы, локализованные на

33

внутренних мембранах органоидов клетки. При этом происходят

нарушения синхронности протекания реакций, которые приводят

растительный организм к разрушению и потерям основных, жизненных

функций.

Биологическая активность плодов и овощей в первую очередь

определяется содержанием в них витаминов, в особенности аскорбиновой

кислоты. В растительных тканях аскорбиновая кислота находится в

свободном и связанном состояниях. Окисляясь под действием фермента

аскорбинатоксидазы, она превращается в дегидроаскорбиновую кислоту,

которая очень нестойкая и без участия катализаторов быстро теряет

витаминную активность. Активность аскорбинатоксидазы зависит от

видовых особенностей сырья и в разных плодах и овощах не одинаковая. В

огурцах, кабачках она очень высокая, тем не менее, слабо проявляется в

картофеле и капусте. В некоторых овощах – луке, перце и плодах –

мандаринах, апельсинах, шиповнике, черной смородине

аскорбинатоксидаза отсутствует. Проблеме влияния замораживания и

срока хранения на витаминную ценность замороженных плодов и овощей

значительное внимание уделяют Коробкина З.В., Орлова Н.Я.,

Мандрика М.М., Кротов Е.Г., Бровченко А.А. и др. [103, 104, 105, 106, 107,

108, 109]. Исследованиями ученых доказано, что при замораживании и

продолжительном хранении происходят потери витамина С, величина

которых зависит от способа замораживания.

Кротовым Е.Г. [110] установлено, что при замораживании черной

смородины в быстроморозильных аппаратах потери витамина C

составляют 3,7...6,8%, флюидозационным методом – 0,7...2,75, в

сжиженном азоте – 2,3...4,6%.

В работах Головкина Н.А. [111] отмечается, что интенсификация

процесса замораживания способствует лучшему сохранению витамина С.

Так, замораживания перца в флюидозационных аппаратах сопровождается

34

потерей 5…7% аскорбиновой кислоты, а при замораживании в

быстроморозильных аппаратах потери составляют 30…40%.

Снижение количества аскорбиновой кислоты сильно зависит от вида

упаковки, то есть от усушки продукта. Вымерзание путем возгонки

кристаллов льда сильно увеличивает поверхность окисления.

Имеются сведения об исследовании криогенного замораживания

моркови [112, 113]. В этом опыте морковь замораживали при температуре

-150° С в парокапельной азотной среде на протяжении 1180 секунд. Далее

овощи упаковывали в полиэтиленовые пакеты и хранили при температуре

-18° C 4,5 месяца. Из проведенных исследований установлено, что

изменения биохимического состава зависят от предварительной тепловой

обработки. При бланшировании потери витаминов составили 34%. На 14%

уменьшилось содержимое β-каротина. Содержимое нитратов снизилось в

1,2…2 раза.

Через 4,5 месяцев хранения в моркови, замороженной в сыром виде и

после бланширования потери β-каротина составили соответственно 42,1;

34,6%, витамина C – 27,8 и 53,6% по сравнению со свежей морковью. Во

всех видах моркови накапливалось значительное количество

моносахаридов и сахарозы.

Витамины группы B отличаются относительно высокой

стабильностью к действию низких температур и продолжительного

холодильного хранения. В роботах Дружинской Л.П., Модонкаевой А.Э.,

Айзенберга В.Я., Симахиной Г.А. выявлены незначительные колебания

содержания витаминов В1, В2, В6 в замороженных плодах и овощах [114,

115,116, 117, 118, 119, 120].

Исследованиями этих ученых установлено, что понижения

температуры не всегда сопровождаются снижением активности

ферментов. Существуют и такие ферменты, активность которых возрастает

при замораживании. К ним относится липаза, активность которой

35

проявляется при температуре -40° С, пероксидаза сохраняет свою

активность во время продолжительного хранения при температуре -79° С.

Поскольку значительное количество плодов и овощей после

размораживания быстро темнеет, то консервирование растительного сырья

при низких температурах обусловило возрастание интереса к изучению

действия низких температур на активность полифенолоксидазы.

Полифенолы в растительных тканях, в основном, находятся в

восстановленном состоянии, но при повреждении клеток происходит

прерывание протекания окислительно-восстановительных реакций.

Активированный оксидазами кислород окисляет полифенолы к хинонам с

образованием красных и коричневых пигментов. Установлено, что

активность о-дифенолоксидазы в замороженных яблоках после 6-ти

месяцев хранения на 20…30% больше чем в свежих. По мнению

Метлицкого Л.В. [121] это связано с нарушением клеточных структур, с

которыми фермент был тесно связан.

Исследованиями Загибалова А.Ф., Марха А.Т. установлено, что при

замораживании зеленого горошка активность полифенолоксидазы при

замораживании возрастала, а при хранении на протяжении 12 месяцев

значительно снижалась и составляла 50…55% от исходной [122]. По

мнению ученых, это связано с изменением физико-химических свойств

белков во время замораживания тканей. Важную роль также играют

продукты окисления полифенолов, которые, накопляясь, действуют на

полифенолоксидазу как ингибиторы.

С активностью окислительно-восстановительных ферментов связаны

не только потери биологически активных веществ, таких как,

аскорбиновая кислота и полифенолы, а и изменения запаха, вкуса

плодоовощного сырья во время замораживания и продолжительного

хранения. Эти изменения связаны с активностью фермента пероксидазы.

Если полифенолоксидаза для окислительных реакций использует

молекулярный кислород, то пероксидаза на вещество, которое окисляется,

36

переносит только перекисный кислород. Таким образом, действие

пероксидазы обусловлено наличием в клетке перекиси водорода или

других органических перекисей. Под действием пероксидазы и каталазы

происходит дегидротирование аминов, фенолов, флавонов, аминокислот.

Повышение ферментативной активности сопровождается ухудшением

качества замороженных плодов и овощей и возникновением

несвойственного им запаха и привкуса. Так, активность каталазы в

замороженном перце снижается, что гарантирует высокое качество

замороженной продукции на протяжении 6…8 месяцев хранения, а

возрастание активности пероксидазы в замороженных баклажанах

значительно сокращает их срок хранения.

Кротов Е.Г. с соавторами указали на повышение активности

пероксидазы при замораживании перца и баклажанов, которая, вероятно,

обусловлена переходом фермента от сложного белкового комплекса к

протопласту клетки и переходом его в растворимое состояние. В разных

условиях замораживания активность пероксидазы возрастает в

зависимости от уровня денатурации белковых структур, а при хранении

активность пероксидазы снижается [106].

Исследованиями Шелапутина В.И., Саатчана А.К. [123, 124]

установлено, что после трех месяцев хранения замороженных персиков, по

сравнению со свежими, активность полифенолоксидазы была снижена

приблизительно на 38%, пероксидазы – на 37%, аскорбинатоксидазы – на

62%. Во время размораживания на протяжении 6 ч. наблюдалось

повышение активности ферментов, а после 18 ч. сохраняющаяся

активность их была восстановлена на 97,7, 91,4, 84,6% соответственно.

Итак, процесс замораживания не разрушает ферментов, а лишь замедляет

их действие. После размораживания активность их почти полностью

восстанавливается.

Большое значение при определении пищевой ценности

замороженных плодов и овощей имеет изучение влияния действия низких

37

температур на активность пектолитических ферментов. Хранение

активности пектолитических ферментов во время замораживания

оказывает содействие повышению гидрофильных свойств коллоидов и

уменьшению уровня повреждения клеточных стенок. В зависимости от

вида растительного сырья, которое подлежит замораживанию, активность

пектолитических ферментов по-разному влияет на качество продукции.

Так, в тканях сливы, перца, зеленых овощах данный фермент при

замораживании теряет свою активность, благодаря чему замороженная

продукция отличается упругой консистенцией в размороженном

состоянии. Возрастание активности пектолитических ферментов в яблоках,

баклажанах, капусте, зеленом горошке сопровождается смягчением тканей.

Наибольшие потери пектиновых веществ происходят во время

замораживания плодов и овощей, а при их хранении отмечены

незначительные колебания содержимого пектиновых веществ.

На основе анализа литературных источников установлено, что

замораживание не является способом инактивации ферментов. Под

влиянием низких температур лишь значительно замедляется их действие, а

во время размораживания активность ферментов может быть полностью

восстановлена. Видовой состав плодов и овощей и выбор способа

замораживания значительно влияют на направление протекания

биологических процессов в растительном сырье. Итак, проблема поисков

разных способов инактивации или торможения действия ферментов

остается актуальной и решается индивидуально для каждого вида плодов и

овощей. Восстановление активности ферментов в особенности следует

учесть на этапе их размораживания.

Быстрое замораживание – как один из способов консервирования,

гарантирует продолжительное хранение исходных свойств сырья

благодаря ингибирующему действию холода на развитие микрофлоры.

Снижение температуры сопровождается замедлением реакций, связанных

с деятельностью ферментов и микроорганизмов. [125].

38

Экспериментальными исследованиями установлено, что при

температуре ниже -18° C все микроорганизмы перестают размножаться, а

некоторые из них гибнут в процессе хранения. Проблема изучения влияния

действия низких температур на жизнеспособность микроорганизмов для

холодильной технологии является актуальной и представляет

значительный практический и научный интерес. Для большинства

микроорганизмов, важных для пищевых производств, согласно данным

выше указанных авторов, оптимум жизненной активности находится в

границах 20…40° С. Снижение температуры значительно угнетает

активность разных групп микроорганизмов. Стойкость микробной клетки

к замораживанию находится в тесной зависимости от вида и рода

микроорганизмов, стадии их развития, скорости и температуры

замораживания, среды их нахождения. Бактерии в отличие от плесневых

грибов и дрожжей значительно хуже переносят снижение температуры и

при замораживании среды они быстро гибнут. При температурных

минимумах, характерных для каждого вида микроорганизмов, их

активность не регистрируется, но это еще не является признаком полного

их отмирания. Из литературных источников известны факты

выдерживания микробными клетками температуры -196° С при

замораживании в жидком азоте.

По данным Мещерякова Ф.Е. [89], отмирания микробных клеток

наиболее интенсивно проходили в температурном диапазоне -5...-12° С, а

дальше снижения температур замедляет скорость их отмирания. Наиболее

высокий уровень отмирания микроорганизмов, по данным Руцкого А.В.,

происходит при температуре -4...-6° С, а полное прекращение роста – при

температуре -10...-12° С [126]. При указанных температурах хранения

плодоовощное сырье не испытывает микробиологической порчи, несмотря

на то, что полного уничтожения микроорганизмов при замораживании и

продолжительном хранении не происходит.

39

По отношению к действию низких температур стойкость отдельных

микроорганизмов не одинаковая. Некоторые виды микроорганизмов могут

образовывать защитные споры, очень стойкие к разнообразным внешним

влияниям, в том числе и холоду. Вегетативные формы микроорганизмов

погибали, а споры, которые содержат мало свободной влаги, выживали

при замораживании, впадая в состояние анабиоза. При хранении

замороженных плодов и овощей бактерии постепенно отмирают, однако

даже при продолжительном хранении полного отмирания микрофлоры не

происходит. При размораживании продукта начинается интенсивное

размножение микроорганизмов, которое вызывает порчу продукта. Таким

образом, холодильная обработка пищевых продуктов не приводит к

полному уничтожению микрофлоры ни во время замораживания, ни на

протяжении продолжительного хранения, а угнетение жизнедеятельности

организмов зависит от их вида, состава, свойств продукта и применения

технологических операций [127, 128].

Характерной особенностью плодов и овощей есть синтез ими

антибиотических веществ, которые активно действуют на микрофлору. В

свою очередь, плоды и овощи могут быть источником патогенной

микрофлоры, которая сохраняется на протяжении продолжительного

времени хранения. Плоды и овощи, которые содержат мало органических

кислот, одновременно поддаются действию, как плесневых грибов, так и

бактерий. Плодоовощное сырье с высокой кислотностью оказывает

содействие первоочередному развитию дрожжей и плесневых грибов. На

плодах большей частью развиваются дрожжи рода Sacharomyces, грибы

родов Ріпісіlium, Cladosporium, Aspergillus, бактерии Ваcilis subtilis I

Staphylococcus aureus. Овощное сырье характеризуется развитием в них

бактерий таких родов: Micrococcus, Pseudomonas, Streptococcus,

Lactobacillus, Stphylococcus, Cromobacterium и др. [129, 130, 131].

40

Микробиологическая загрязненность замороженных плодов и

овощей, как свидетельствуют научные исследования, находится в тесной

связи с показателями микробиологической загрязненности сырья.

На начальном этапе хранения замороженного перца и томатов, за

данными Кротова Е.Г. [107] с соавторами, происходит постепенное

снижение микробиологического загрязнения за счет отмирания

микроорганизмов, нестойких к действию холода. При дальнейшем

хранении наблюдается тенденция к возрастанию микробиологической

загрязненности за счет развития психрофилов, которые адаптировались к

действию низких температур. Томаты сравнительно с перцем,

характеризуются более высокой кислотностью, неблагоприятной для

некоторых микроорганизмов, поэтому при их хранении

микробиологическое загрязнение постепенно снижалось. Таким образом,

отмирание микроорганизмов во время холодильного консервирования

зависит не только от действия низких температур, но также связано с

химическим составом плодоовощного сырья: его кислотностью, наличием

веществ, необходимых для жизнедеятельности микроорганизмов,

антимикробным действием фитонцидов.

Дженеевой Э.Л., Кротовым Е.Г. [132] установлено, что

интенсификация процесса замораживания обеспечивает более низкое

микробиологическое загрязнение на протяжении всего срока хранения.

Итак, интенсификацию процесса замораживания растительного сырья

можно рассматривать как один из путей снижения микробиологической

загрязненности продукта при замораживании и продолжительном

холодильном хранении.

Микробиологические исследования замороженной капусты,

моркови, свеклы, пастернака, проведенные Моисеевой Е.Л. с соавторами,

показали, что после двух месяцев хранения все быстрозамороженные

овощи содержали психротрофные бактерии в количестве 103…10

4 клеток

в 1 г продукта, энтерококки в количестве 102…10

3 в 1 г соответственно.

41

Замороженная овощная продукция характеризовалась хорошими

микробиологическими показателями [125].

Таким образом, замораживания и холодильное хранение

плодоовощного сырья – надежный способ предотвращения его

микробиологической порчи [133, 134]. После размораживания пищевых

продуктов жизнедеятельность микробных клеток, которые сохранились,

восстанавливается, поэтому с точки зрения снижения микрофлоры

замораживание значительно уступает таким способам консервирования

пищевых продуктов как пастеризация и стерилизация.

Итак, во время замораживания и продолжительного хранения

плодоовощного сырья происходят изменения его физико-химического

состава, которые предопределяют потери массы и снижение его пищевой

ценности. Поэтому целесообразным является поиск способов

предварительной обработки сырья перед замораживанием с целью

стабилизации его физико-химических показателей.

Проблемою сучасного світу є підвищення якості різноманітних груп

товарів, тому вимоги до якості харчових продуктів стали жорсткішими.

Важливо, щоб якість харчових продуктів була ідентична тим показникам,

які закладено в державних стандартах і технічних умовах на їх

виробництво.

На сучасному ринку традиційно великим попитом серед населення

користуються овочеві культури [1]. Овочі – незамінний продукт

харчування. Вони поліпшують процес травлення, підтримують кислотно-

лужну рівновагу, збуджують апетит [2].

В овочах містяться майже всі відомі вітаміни. Овочі – основний

постачальник вітаміну С (аскорбінової кислоти), каротину (провітаміну А)

і вітамінів Р, К, групи В. Крім того, вони є основним джерелом

мінеральних солей, які необхідні для нормальної життєдіяльності

організму. Особливо багато в овочах біологічно цінних дужних елементів

(калію, натрію, кальцію і ін.) [3].

42

Перспективи розвитку експертизи овочевої сировини тісно пов'язані

з їх хімічним складом, розробленням нових та удосконаленням існуючих

фізико-хімічних методів або методик аналізу та самого процесу

проведення експертизи харчових продуктів [4, 5, 6].

43

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 1

1. Проанализированы современные технологии консервирования

пищевых продуктов холодом. Отмечено, что перспективными считаются

криогенные способы замораживания: в жидком азоте и жидким диоксидом

углерода, где азот или диоксид углерода используются в качестве

хладагентов.

2. Рассмотрены теоретические основы консервирования холодом

пищевых продуктов, процессы протекающие в растительных тканях при

замораживании и изменения их анатомо-морфологического строения.

Отмечено, что качественные показатели замороженных продуктов выше,

чем у продуктов, консервированных другими методами, однако в процессе

замораживания свежей плодоовощной продукции происходят

необратимые изменения в клеточных и тканевых структурах. Исходя из

этого рациональным будет поиск различных режимов и приемов

технологической обработки перед замораживанием, регулирующих

содержание влаги в исследуемом пищевом продукте, которые при этом

влияли бы на характер льдообразования, что впоследствии способствовало

бы сохранению анатомической структуры образца при размораживании.

3. Анализ теплофизических параметров пищевых продуктов и их

изменений при консервировании холодом, а также обзор существующих

приборов для их определения выявил проблему, которая состоит в

создании прибора для определения количества свободной и связанной

влаги при температурах близких к температуре жидкого азота, упрощении

процедуры измерений, упрощении конструкции прибора и повышение

точности получаемых результатов.

44

РАЗДЕЛ 2

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПЕРЕД

ЗАМОРАЖИВАНИЕМ И ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАМОРАЖИВАНИЯ НА

КАЧЕСТВА ЯГОД

2.1. Повышение транспортабельности и устойчивости структуры

ягод, предназначенных для замораживания

Важным этапом на пути от места произрастания и сбора ягод до мест

их непосредственной реализации или переработки (в том числе

замораживания) является транспортировка. Во время транспортировки

происходит деформация ягод, что приводит к возникновению

микробиологических процессов, брожению, порче и увеличению отходов.

При этом ухудшается качество пищевого продукта.

Для повышения качества ягод необходимо учитывать, прежде всего,

признаки, обусловливающие пригодность сорта к замораживанию, а

именно: минимальное изменение влагоудерживающей способности

растительной ткани после замораживания (показатель влагоотдачи),

структурную прочность растительных тканей, стойкость к

растрескиванию. Относительная стабильность консистенции мякоти и

целостность покровных тканей замороженных и размороженных ягод

достигается за счет повышенного содержания полисахаридов, сухих

веществ, сахаров, антоцианов, витаминов С, Р [135276].

В качестве объектов исследования использовались ягоды смородины

чёрной и красной, земляники, малины и крыжовника.

В начале экспериментальных исследований проводили физико-

химический контроль качества свежих ягод (табл. 2.1). Относительная

погрешность всех измерений составила 10%.

45

Таблица 2.1

Физико-химические показатели качества свежих образцов

исследуемых ягод

Вид ягод

Сморо-

дина

чёрная

Сморо-

дина

красная

Малина Земля-

ника

Крыжов-

ник

Массовая

доля влаги,

%

82,8 84,3 83,9 87,0 84,3

Массовая

доля редуц.

сахаров, %

7,2 7,6 8,1 8,6 9,0

Массовая

доля

клетчатки, %

4,7 3,3 3,5 3,6 3,3

Титруемая

кислотность,

%

2,5 2,4 1,4 1,45 1,2

Массовая

доля золы, % 0,9 0,6 0,5 0,7 0,6

Массовая

доля

витамина С,

мг/100 г

142,92 28,91 22,43 24,85 27,62

Массовая

доля

пектиновых

веществ, %

0,87 0,73 0,65 0,75 0,98

Целью исследования являлось изучение и повышение устойчивости

к деформации ягод смородины чёрной при транспортировке.

Сопротивление насыпного слоя деформациям можно регулировать за счет

уплотнения структуры поверхности ягод. Для этого можно использовать

растворы высокомолекулярных соединений, повышающие прочность

покровных тканей ягод. К таким растворам относятся пищевые

загустители, такие как ксантан, гуаровая камедь, метилцеллюлоза. Исходя

46

из физических свойств этих веществ, наиболее рациональным для

обработки ягод является использование солей метилцеллюлозы, которые в

отличие от других загустителей дают прозрачные растворы. При

обосновании выбора вида стабилизатора помимо технических

характеристик брались во внимание также его экологические свойства,

экономические показатели и доступность [136].

Вязкостные характеристики раствора Na-КМЦ свидетельствуют, что

даже при низких концентрациях (до 2%) диапазон вязкости при 25º С

достаточно велик и может достигать 50 мПа·с в зависимости от типа

загустителя. Поэтому для проведения исследования были выбраны

концентрации 0,5% и 1%. При этом увеличение концентрации с 0,5% до

1% значительно повышает вязкость раствора. Ягоды погружали в раствор

Na-КМЦ на 10 минут, затем сливали раствор и оставляли на 5-10 минут

для подсыхания (обветривания) поверхности. При этом вкус и запах ягод,

обработанных раствором Na-КМЦ, ничем не отличались от свежих, а

поверхность становилась глянцевой.

Определение устойчивости ягод к деформации до замораживания

проводили методом пенетрации на примере ягод смородины чёрной. При

этом на насыпной слой ягод высотой 3,5 см и массой 10 г производили

постоянное давление величиной 8,9 кПа.

В результате обработки ягод раствором Na-КМЦ величина

деформации насыпного слоя уменьшается в среднем на 2-3 мм (рис. 2.1).

Такая же закономерность наблюдается при увеличении концентрации

раствора Na-КМЦ. Продолжительность разрушения целостности ягод,

увеличивается для исследуемых образцов, обработанных раствором Na-

КМЦ, что приводит к повышению устойчивости ягод к деформациям.

47

Рис. 2.1. Кинетика продавливания насыпного слоя ягод смородины

чёрной: 1 – контрольный образец; 2 – 0,5% раствор Na-КМЦ; 3 – 1%

раствор Na-КМЦ.

Для определения предельного давления, при котором еще не

происходит разрушение целостности ягод, увеличивали нагрузку: для

контрольного образца в 2,0 раза; ягод, обработанных 0,5% раствором

Na-КМЦ – в 2,5 раза; ягод, обработанных 1% раствором Na-КМЦ – в 2,8

раз.

Механизм повышения устойчивости ягод к разрушению их

целостности объясняется тем, что макромолекулы раствора Na-КМЦ

оседают на поверхности кожицы и при высыхании образуют тонкую

пленку, защищающую покровные ткани от растрескивания при

механическом воздействии. С увеличением концентрации Na-КМЦ

возрастает плотность раствора и, следовательно, пленка, обволакивающая

поверхность ягод, становится несколько прочнее, что отражается на

результатах продавливания.

Исходя из данных рис. 2.1, ягоды, обработанные 1% раствором

Na-КМЦ более устойчивы к механическому воздействию. Но, учитывая

48

чрезмерную вязкость такого раствора, заметно ухудшение

органолептических свойств: ягоды сложно отделяются от раствора и

содержат на своей поверхности его студнеобразные частички. Поэтому

рационально осуществлять обработку ягод 0,5% раствором Na-КМЦ,

который не влияет на их органолептические показатели качества и заметно

увеличивает сопротивление деформации по сравнению с необработанными

исследуемыми образцами [277].

Выявлена закономерность увеличения прочности для всех остальных

исследуемых образцов ягод, обработанных 0,5% раствором Na-КМЦ.

Положительный эффект действия раствора Na-КМЦ заметен также

при замораживании исследуемых образцов ягод. Причиной ухудшения их

качества в процессе замораживания является потеря влаги. Изменение

консистенции и частичное отделение клеточного сока происходит за счет

повреждения целостности клеточных оболочек при переходе влаги из

жидкого агрегатного состояния в твёрдое. Данные экспериментальные

исследования также проводились на примере ягод смородины чёрной,

обработанных 0,5% раствором Na-КМЦ.

При высокой влагоотдаче во время процесса замораживания ягоды

становятся сморщенными и теряют товарный вид. Влагоудерживающая

способность плодов смородины чёрной коррелирует со склонностью их к

растрескиванию. В ходе проведения эксперимента было также отмечено,

что обработка ягод раствором Na-КМЦ повышает влагоудерживающую

способность ягод и предотвращает их растрескивание.

Для изучения протекания процесса замораживания свежих и

обработанных раствором Na-КМЦ ягод использовали низкотемпературный

калориметр. Термограмма замораживания и нагревания (рис. 2.2) разбита

на два участка, отделенных вертикальной линией: левая часть – участок

замораживания при постоянной температуре (-20° С), правая часть –

нагревание (дефростация) при постоянной температуре размораживания,

равной температуре окружающей среды. Кривые замораживания и

49

размораживания не имеют полной симметрии относительно шкалы

времени: длительность замораживания несколько больше, чем

длительность размораживания. Это может быть обусловлено

теплопроводностью исследуемого образца [58, 63].

Рис. 2.2. Средняя температура исследуемого образца (контрольный

образец) при замораживании и нагревании.

Однако, на всех кривых четко просматриваются характерные

участки, которые можно идентифицировать по так называемым

критическим точкам: участок от начала замораживания до точки К1

характеризуется охлаждением исследуемого образца до начала

образования льда. Затем до точки К2 происходит непосредственный

процесс кристаллизации части влаги – вымороженная влага (точка К2).

После точки К2 происходит охлаждение исследуемого образца до

температуры замораживания. На кривой нагревания также можно

идентифицировать аналогичные участки, которые обусловлены

размораживанием влаги (таянием льда).

После размораживания было отмечено, что обработанные 0,5%

раствором Na-КМЦ ягоды сохранили свою первоначальную форму и цвет.

50

За счет применения раствора Na-КМЦ ягоды немного слипаются между

собой, имеют блеск, при этом заметных деформаций или разрушения

целостности и выделения клеточного сока не наблюдалось. Кроме этого,

потери массы после размораживания ягод, обработанных раствором

Na-КМЦ, не происходило.

Большое значение имеет исследование основных показателей

качества ягод и выявление закономерности в их изменениях при

различных способах консервирования холодом [137]. По результатам

ранее проведённых исследований установлено, что перед процессом

замораживания следует проводить технологическую обработку

(подсушивание), которая позволяет максимально достичь термической

обратимости свойств плодоовощного сырья. Экспериментально

определено, что рациональным будет применение подсушивания ягод до

потери влаги в количестве 10% (режим подсушивания 0,90) и 15% (режим

подсушивания 0,85) от её исходного содержания, что обусловлено

особенностями их морфологического строения.

Для изучения влияния консервирования холодом на изменения

качества исследуемых образцов ягод проводили процесс их замораживания

до температур -20° С и -70° С. Заданные значения температур

замораживания были выбраны с целью исследования частичной (-20° С) и

полной (-70° С) кристаллизации влаги.

Масса навески для каждого вида ягод, предназначенных для

замораживания, составляла 15 г. Результаты замораживания ягод до

температуры -20° С представлены в табл. 2.2.

В результате процессов замораживания-размораживания отмечено

изменение массы навески (контроль ягод земляники и смородины чёрной).

У контроля ягод земляники, отмечено наибольшее изменение массы по

сравнению с остальными видами ягод (3,8 г). В некоторых исследуемых

образцах (земляника, подсушенная по режиму 0,90 и малина, подсушенная

по режиму 0,85) масса навески в результате замораживания не изменяется.

51

Замораживание до температуры -20º С и размораживание приводит к

тому, что практически во всех исследуемых образцах наблюдается

изменение массы навески (кроме ягод смородины чёрной), причем в

исследуемых образцах, подсушенных по режимам 0,90 и 0,85, эти

изменения меньше, чем у контроля.

При замораживании ягод до температуры -70º С отмечено 2

диапазона кристаллизации и плавления влаги (табл. 2.3). Сравнивая

полученные данные видно, что значения соотношения вымороженной и

невымороженной влаги в ягодах при замораживании до температуры

-70º С больше, чем при температуре -20º С.

После выбора технологической обработки ягод перед

замораживанием проводили повторный контроль физико-химических

показателей качества (табл. 2.4). Результаты повторного контроля

свидетельствуют о том, что замораживание до -70° С приводит к наиболее

максимальному сохранению пищевой и биологической ценности

исследуемых образцов ягод.

52

Таблица 2.2

Результаты замораживания ягод до температуры -20° С

Исследуемый

образец Технологическая обработка

mн,

г

Изменение

mн, %

I диапазон

кристаллизации

вымороженной влаги, °С

I диапазон плавления

вымороженной влаги,

°С

Земляника

Контроль 15 1,8 -2,8…-5,8 -4,3…-1,5

Режим подсушивания 0,90 15 0 -1,3…-5,9 -4,9…-1,4

Режим подсушивания 0,90

+0,5% раствор Na-КМЦ 15 5,5 -0,6…-4,8 -4,9…-0,5

Режим подсушивания 0,85 15 0 -1,0…-4,7 -4,1…-0,9

Малина

Контроль 15 0 -1,2…-3,8 -4,0…-0,8

Режим подсушивания 0,90 15 0 -0,7…-5,1 -4,6…-0,9

Режим подсушивания 0,90

+0,5% раствор Na-КМЦ 15 0 -0,9…-5,4 -4,8…-1,1

Режим подсушивания 0,85 15 0 -0,2…-4,6 -3,9…-0,7

Смородина

черная

Контроль 15 0,5 -1,8…-4,5 -4,1…-1,5

Режим подсушивания 0,90 15 0 -0,5…-4,9 -4,4…-0,6

Режим подсушивания 0,90

+0,5% раствор Na-КМЦ 15 0 -1,0…-4,7 -4,7…-0,7

Режим подсушивания 0,85 15 0 -0,8…-5,1 -4,5…-0,6

Смородина

красная

Режим подсушивания 0,90 15 0 -5,5...-8,1 -8,3...-5,2

Режим подсушивания 0,90

+0,5% раствор Na-КМЦ 15 2,7 -1,0…-5,0 -5,0…-0,9

Режим подсушивания 0,85 15 0 -0,5…-4,7 -4,0…-0,6

Крыжовник

Режим подсушивания 0,90 15 0 -1,5…-5,4 -5,0…-1,3

Режим подсушивания 0,90

+0,5% раствор Na-КМЦ 15 0 -1,0…-5,1 -5,8…-0,8

Режим подсушивания 0,85 15 0 -1,0…-5,3 -4,9…-1,1

53

Таблица 2.3

Результаты замораживания ягод до температуры -70° С

Исследуем

ый образец Технологическая обработка

mн,

г

Измен

ение

mн, %

Диапазон t

кристаллиз.

выморожен-

ной влаги,

°С

Диапазон t

кристаллиз.

невыморо-

женной

влаги, °С

Диапазон t

плавления

вымороже

н-ной

влаги, °С

Диапазон t

плавления

невыморож

ен-ной

влаги, °С

Земляника

Контроль 15 3,8 -0,5…-4,4 -25,2…-35,6 -4,2…-0,7 -37,9…-27,9

Обработка 0,5% раствором

Na-КМЦ 15 0,2 -1,9…-5,6 -32,5…-44,1 -4,6…-1,5 -43,7…-33,3

Режим подсушивания 0,90 15 0 -1,2…-5,5 -40,5…-51,4 -5,4…-0,7 -49,0…-38,3

Режим подсушивания 0,90

+0,5% раствор Na-КМЦ 15 5,5 -0,7…-5,9 -23,9…-34,2 -6,3…-1,2 -36,2…-26,1

Режим подсушивания 0,85 15 0 -0,6…-5,4 -32,6…-43,8 -4,6…-0,9 -40,8…-31,5

Малина

Режим подсушивания 0,90 15 1,7 -1,7…-6,3 -26,2…-38,8 -7,3…-2,4 -38,3…-24,9

Режим подсушивания 0,90

+0,5% раствор Na-КМЦ 15 0,3 -1,1…-5,0 -23,9…-35,6 -5,7…-1,2 -34,6…-25,7

Режим подсушивания 0,85 15 1,3 -1,4…-7,8 -27,7…-38,1 -5,4…0 -39,9…-29,2

Смородина

чёрная

Контроль 15 0 -1,2…-5,4 -36,3…-44,7 -5,3…-1,5 -42,6…-32,9

Режим подсушивания 0,85 15 0 -1,3…-6,5 -24,8…-33,9 -5,4…-1,3 -37,4…-26,6

Смородина

красная

Обработка 0,5% раствором

Na-КМЦ 15 0 -1,3…-6,1 -30,7…-40,1 -4,0…-0,9 -39,0…-29,8

Режим подсушивания 0,90

+0,5% раствор Na-КМЦ 15 0 -1,0…-4,5 -31,8…-40,3 -5,1…-0,8 -39,5…-32,5

Крыжовник

Контроль 15 0 -1,2…-5,0 -36,1…-46,5 -6,9…-2,1 -45,5…-32,8

Обработка 0,5% раствором

Na-КМЦ 15 2,7 -0,7…-5,1 -25,9…-35,5 -3,9…-1,0 -35,7…-26,6

54

Таблица 2.4

Физико-химические показатели качества ягод после операций технологической обработки перед замораживанием

Вид ягод tзам, ° С

Массовая

доля

влаги, %

Массовая доля

редуцирующих

сахаров, %

Массовая

доля

клетчатки

, %

Титруемая

кислотнос

ть, %

Массовая

доля

золы, %

Массовая

доля

витамина

С, мг/100 г

Массовая

доля

пектиновых

веществ, %

Смородина чёрная

(режим подсу-

шивания 0,90 +0,5%

раствор Na-КМЦ)

Без

замораживания 74,52 7,37 4,9 2,6 0,98 98,1 0,93

-20 73,34 7,15 4,98 2,72 0,98 91,5 0,95

-70 74,15 7,23 5,1 2,83 0,99 93,4 0,98

Смородина красная

(режим подсу-

шивания 0,90 +0,5%

раствор Na-КМЦ)

Без

замораживания 75,87 7,77 3,5 2,7 0,67 25,2 0,84

-20 74,93 7,42 3,76 2,79 0,72 22,1 0,87

-70 75,52 7,51 3,91 2,87 0,75 22,7 0,90

Малина (режим

подсушивания 0,85

+0,5% раствор

Na-КМЦ)

Без

замораживания 75,51 8,3 3,8 1,67 0,58 20,1 0,71

-20 74,95 8,11 3,94 1,76 0,61 17,6 0,78

-70 75,25 8,25 4,0 1,81 0,63 18,3 0,82

Земляника (режим

подсушивания 0,85

+0,5% раствор

Na-КМЦ)

Без

замораживания 78,3 8,76 3,7 1,56 0,79 23,4 0,80

-20 77,86 8,54 3,81 1,63 0,81 20,2 0,86

-70 77,98 8,66 3,95 1,72 0,87 21,1 0,90

Крыжовник (режим

подсушивания 0,85

+0,5% раствор

Na-КМЦ)

Без

замораживания 75,87 9,3 3,5 1,3 0,68 25,6 1,0

-20 75,20 8,8 3,64 1,38 0,72 21,7 1,3

-70 75,56 9,1 3,79 1,49 0,76 23,3 1,4

55

На рис. 2.3 представлен характер изменения величины

продавливания насыпного слоя ягод смородины черной после

замораживания до температуры -20º С.

Рис. 2.3. Кинетика продавливания насыпного слоя ягод смородины

черной после замораживания до температуры -20º С: 1 – контроль;

2 – режим подсушивания 0,85; 3 – режим подсушивания 0,90; 4 – режим

подсушивания 0,90 и обработка 0,5% Na-КМЦ.

Деформированный слой всех исследуемых образцов ягод смородины

черной примерно одинаковый – 15 мм, но время продавливания

существенно различается. Так, наименьшая длительность продавливания

отмечена у ягод, подсушенных по режиму 0,85 (1,7 с), а наибольшая – у

контроля (6,4 с).

При увеличении нагрузки наиболее стойкими оказались исследуемые

образцы ягод, подсушенные по режиму 0,90 и обработанные 0,5%

раствором Na-КМЦ.

После замораживания до температуры -70º С (рис. 2.4) отмечено, что

ягоды смородины черной более устойчивы к деформации, чем после

56

замораживания до температуры -20º С. Время, потраченное на разрушение

их целостности, увеличивается до 14 с.

Рис. 2.4. Кинетика продавливания насыпного слоя ягод смородины

черной после замораживания до температуры -70º С: 1 – образец после

подсушивания в режиме 0,85; 2 – контроль.

Наибольшая величина деформации при замораживании до

температуры -70º С наблюдается у ягод, подсушенных по режиму 0,85:

слой деформируется через 2-3 с, а его высота составляет 18-20 мм.

Разрушение целостности ягод происходит сразу же после увеличения

нагрузки.

В ходе проведённых исследований определено, что для достижения

термической обратимости свойств ягод, предназначенных для получения

замороженных полуфабрикатов, необходимо удалить часть влаги.

Экспериментально установлено, что наиболее рациональным является

удаление влаги в количестве 10% от её исходного содержания для ягод

смородины чёрной и красной и удаление влаги в количестве 15% от её

исходного содержания для ягод земляники, малины и крыжовника. Выбор

таких режимов подсушивания исследуемых образцов ягод объясняется

различиями в морфологическом строении и ботаническими признаками.

Также обоснована эффективность обработки всех исследуемых образцов

57

ягод 0,5% раствором Na-КМЦ, что приводит к повышению устойчивости к

деформации при транспортировке, а также до и после замораживания и

холодильного хранения. Доказано, что совместное использование данных

видов предварительной подготовки приводит к максимальному

сохранению начальных свойств исследуемых образцов ягод. Выбор таких

режимов и приёмов технологической обработки ягод перед

замораживанием подтверждены исследованиями их структурно-

механических свойств. Отмечено, что наименьшая величина деформации и

наибольшая нагрузка предельного разрушения наблюдается у всех видов

ягод, подготовленных по предложенным приёмам и режимам. Эти

показатели в 2,5 раза больше относительно контроля.

2.2. Исследование колориметрических характеристик водных

экстрактов ягод

Целью исследования было определение колориметрических

параметров для двух способов технологической обработки ягод перед

замораживанием, а именно подсушивания и стабилизации их нативных

свойств раствором Na-КМЦ [138].

Для проведения колориметрических исследований необходимо

приготовить водные экстракты исследуемых видов ягод. Для этого 25 г

крыжовника заливали 150 мл воды, доводили до кипения и выдерживали 5

минут. Водный экстракт земляники готовился аналогично экстракту

крыжовника. Для смородины черной и красной процесс приготовления

водных экстрактов, заключался в доведении ягод с водой до кипения и

последующем настаивании. Навеску ягод малины массой 25 г заливали 65

мл кипящей воды и настаивали. В качестве контроля был использован

водный экстракт свежих ягод.

Колориметрический анализ был проведен для таких исследуемых

образцов: № 1 – водный экстракт ягод крыжовника подсушенного,

58

№ 2 – водный экстракт ягод смородины черной подсушенной,

№ 3 – водный экстракт ягод смородины красной подсушенной, № 4 –

водный экстракт ягод малины подсушенной, № 5 – водный экстракт ягод

крыжовника, обработанных 0,5% раствором Na-КМЦ, № 6 – водный

экстракт ягод малины, обработанных 0,5% раствором Na-КМЦ. В качестве

контроля были использованы водные экстракты, приготовленные из

свежих ягод: № 7 – водный экстракт ягод крыжовника свежего, № 8 –

водный экстракт ягод смородины черной свежей, № 9 – водный экстракт

ягод смородины красной свежей, № 10 – водный экстракт ягод земляники

свежей.

Колориметрические расчеты были выполнены с помощью

программного средства Mathcad 14 [231].

Спектральный анализ исследуемых образцов ягод был проведен при

помощи фотоколориметра КФК-3. Результаты данного исследования

приведены на рис. 2.5 (а, б).

а)

59

б)

Рис. 2.5. Спектры пропускания водных экстрактов ягод: № 1, 2, 3, 4 –

подсушенных ягод крыжовника, смородины черной, смородины красной и

малины соответственно; № 5, 6 – ягод крыжовника и малины

соответственно, обработанных 0,5% раствором Na-КМЦ; № 7, 8, 9, 10 –

контрольные образцы из свежих ягод крыжовника, смородины черной,

смородины красной, земляники соответственно.

Данные спектрального анализа свидетельствуют о том, что водные

экстракты исследуемых образцов имеют монохроматическую природу

излучений.

Образцы № 1, 3, 5 не имеют четко выраженного максимума

коэффициента пропускания, и цветность данных водных экстрактов

определяется всеми областями видимого диапазона электромагнитного

излучения. При этом исследуемый образец № 3 имеет высокое значение

коэффициента пропускания на всем диапазоне измерений. Исследуемый

образец № 2 имеет яркий цвет, на что указывает большая амплитуда

спектра пропускания. Для экспериментальных образцов № 4 и 6

наблюдается характерный минимум коэффициента пропускания в области

490 – 530 нм видимого электромагнитного излучения.

60

Полученные результаты спектрофотометрических исследований

водных экстрактов контрольных образцов указывают на то, что их цвета

имеют сложную природу, отличительную от монохроматического

излучения. Параметр цветности составляют все области видимого

электромагнитного излучения исследуемых образцов, за исключением

№ 8, где влияние на цветность длины волны 490-530 нм видимого

диапазона является не значительным. Спектры исследуемых образцов № 8

и № 9 в отличие от № 7 и №10 имеют большую амплитуду. Все

исследуемые образцы характеризуются четко выраженным минимумом

коэффициента пропускания. Цветовой тон и колориметрическая чистота,

по сравнению с координатами цвета, являются более наглядными

колориметрическими параметрами, поскольку цвета монохроматических

излучений хорошо изучены [236-238]. Результаты измерения

колориметрических параметров водных экстрактов ягод, а также

контролей приведены в табл. 2.5.

Таблица 2.5

Цветовые характеристики исследуемых водных экстрактов ягод

и контролей

Исследуемый

образец

Характеристики цвета

Координаты цвета Цветовой

тон(λ), нм.

λ±Sλ, Sλ=±2

Колориметрическая

чистота цвета (Pc),

отн. ед. Х·10

-3 Y·10

-3 Z·10

-3

№ 1 9,2 8,0 2,4 585 0,71

№ 2 8,1 5,4 1,2 598 0,78

№ 3 11,0 9,8 3,4 584 0,66

№ 4 8,3 6,4 1,8 591 0,73

№ 5 8,4 7,0 2,0 587 0,72

№ 6 9,0 7,2 2,2 590 0,70

61

Продолжение табл. 2.5

№ 7 8,3 6,8 1,8 588 0,74

№ 8 6,2 3,6 0,4 602 0,90

№ 9 9,3 6,7 1,5 594 0,78

№ 10 10 9,0 2,5 586 0,73

Представленные результаты указывают на отличия параметров цвета

между контролями и исследуемыми образцами. К таким отличиям, прежде

всего, относятся результаты колориметрических измерений водных

экстрактов крыжовника свежего, полученных на всех этапах эксперимента.

Водный экстракт крыжовника свежего имеет цветовой тон, относящийся к

желтой области электромагнитного излучения видимой области (№ 7).

При получении водного экстракта из подсушенных ягод крыжовника

цветовой тон и колориметрическая чистота смещаются в сторону зеленого

монохроматического излучения (№ 1), что выражается уменьшением

величины цветовых параметров. Такое изменение колориметрических

характеристик вероятно связано с окислением каротиноидов и действием

температуры. Для исследуемого образца водного экстракта крыжовника,

обработанного 0,5% раствором Na-КМЦ (№ 5), зафиксировано

незначительное изменение цветовых параметров в область зеленого цвета,

что указывает на протекторное действие раствора Na-КМЦ на пигментный

комплекс крыжовника.

Следует также обратить внимание на результаты цветовых

измерений для водных экстрактов смородины черной и красной.

Полученные цветовые характеристики водных экстрактов из подсушенных

ягод (№ 2 и № 3) указывают на смещение цветового тона в сторону желтой

области видимого излучения по сравнению с контрольными образцами

№ 8 и № 9. Относительно колориметрической чистоты цвета, то

необходимо отметить уменьшение значения данного параметра для

исследуемых образцов относительно контроля. Исследуемые образцы № 2,

62

3, 8 и № 9 имеют доминирующую длину волны, принадлежащую к

оранжевому монохроматическому цвету.

Цветовой тон водного экстракта малины подсушенной (№ 4)

относится к оранжевой области спектральных тонов. Обработка данных

ягод 0,5% раствором Na-КМЦ (№ 6) приводит к незначительному

смещению цветового тона в сторону желтого видимого излучения, при

этом величина колориметрической чистоты уменьшается, что указывает на

снижение яркости цвета.

В ходе проведенного исследования также были установлены

цветовые характеристики водного экстракта земляники (№ 10). Его

цветовой тон принадлежит к оранжевой области спектральных тонов.

Таким образом, в результате проведенных колориметрических

исследований вычислены основные цветовые параметры водных

экстрактов свежих, подсушенных ягод, а также ягод обработанных 0,5%

раствором Na-КМЦ [138].

Установлено, что процесс подсушивания не оказывает

существенного влияния на цветовые параметры исследуемых ягод,

поскольку изменение их цветового тона и колориметрической чистоты

является не значительным относительно контролей.

Найдено, что технологическая обработка крыжовника раствором

Na-КМЦ перед замораживанием оказывает протекторное действие на его

пигментный комплекс, что подтверждается незначительными изменениями

величины цветовых характеристик по сравнению с контролем.

63

2.3. Изучение морфологического строения ягод после операций

технологической обработки перед замораживанием

Цель данного исследования – изучить влияние технологической

обработки ягод перед замораживанием на изменение их морфологического

строения, что позволит охарактеризовать их поведение при

консервировании холодом [139-141].

В результате подсушивания ягод земляники наблюдается уплотнение

растительных тканей: как мякоти, так и кожицы (рис. 2.6) [142].

Рис. 2.6. Микрофотография ягод земляники, подсушенных

по режиму 0,85.

Также у ягод, подсушенных по режиму 0,85, наблюдается

образование пустот, и их количество в мякоти больше, чем в кожице. В

результате замораживания ягод земляники отмечено, что при

замораживании до температуры -70º С растительные ткани мякоти более

плотные, чем при температуре замораживания -20º С (рис. 2.7), но при

этом образуются пустоты (прямоугольные области).

64

а) б)

Рис. 2.7. Микрофотографии исследуемых образцов ягод

а) земляника, замороженная до температуры -20º С, б) земляника,

замороженная до температуры -70º С.

В кожице при замораживании также наблюдается образование

пустот в исследуемых образцах, подвергшихся технологической обработке

перед замораживанием, причем в землянике, обработанной 0,5%

раствором Na-КМЦ, диаметр пустот меньше, но количество их больше.

При подсушивании ягод малины отмечено также уплотнение

растительных тканей (округлые области), но в отличие от земляники,

образование пустот не происходит (рис. 2.8).

Наибольшее количество люминесцирующих объектов наблюдается у

растительных тканей ягод малины, подсушенных по режимам 0,90 и 0,85

[142].

При замораживании до температуры -70º С (рис. 2.9) растительные

ткани мякоти лучше сохранили свою структуру. Причем, сравнивая ягоды,

обработанные 0,5% раствором Na-КМЦ и необработанные, видно, что

технологическая обработка перед замораживанием способствует лучшему

сохранению растительных клеток.

65

Рис. 2.8. Микрофотография ягод малины, подсушенных

по режиму 0,85.

Рис. 2.9. Микрофотография ягод малины, замороженных до

температуры -70º С.

Наибольшее количество люминесцирующих объектов растительной

ткани мякоти наблюдается в исследуемом образце малины, подсушенном

по режиму 0,85. Люминесценция кожицы всех исследуемых образцов

носит примерно одинаковый характер: частички трудно различимы друг от

друга.

При подсушивании ягод смородины черной растительные ткани

мякоти уплотняются, причем, при подсушивании по режиму 0,85,

растительная ткань становится наиболее плотной (рис. 2.10).

66

а) б)

Рис. 2.10. Микрофотографии исследуемых образцов ягод смородины

черной, подсушенной по режиму 0,85: а) до замораживания; б) после

замораживания до температуры -70º С.

В исследуемом образце, подсушенном по режиму 0,90 четко видны

округлые люминесцирующие объекты примерно одного диаметра.

При замораживании до температуры -20º С ягоды, подсушенные и

обработанные 0,5% раствором Na-КМЦ имеют более четкую структуру.

В кожице ягод, подсушенных по режиму 0,90, заметны четко

выделяющиеся люминесцирующие частички.

Из проведенных опытных исследований определено влияние

технологической обработки изученных видов ягод перед замораживанием

на их микроструктуру. Так, на микрофотографиях исследуемых образцов

четко видно характерное уплотнение клеточных структур, что

впоследствии отразится на качестве полуфабрикатов из ягод. Благодаря

этому в процессе замораживания растительные клетки будут менее

подвержены разрушительному действию кристаллов льда. Кроме того,

отмечено, что обработка 0,5% раствором Na-КМЦ позволяет сохранить

четкость виденья люминесцирующих объектов. При этом подсушивание

способствует их концентрированию и. как следствие, более точному

количественному анализу [142].

67

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 2

1. Выявлена закономерность увеличения прочности для всех видов

исследуемых образцов ягод обработанных 0,5% раствором Nа-КМЦ.

Отмечен положительный эффект действия раствора Nа-КМЦ при

замораживании исследуемых видов ягод. Определено, что после

замораживания до температуры -70° С ягоды более устойчивы к

деформации, а время, потраченное на разрушение их целостности

увеличивается до 14 с. Экспериментально определено, что рациональным

будет применение подсушивания ягод до потери влаги в количестве 10% и

15% от ее исходного содержания.

2. Проведен контроль физико-химических показателей качества

исследуемых видов ягод. Определено, что замораживание до -70° С

приводит к наиболее максимальному сохранению пищевой и

биологической ценности.

3. Проведенные колориметрические исследования показали, что

операция подсушивания не оказывает существенного влияния на цветовые

параметры водных экстрактов ягод, поскольку изменения их цветового

тона и колориметрической чистоты являются не значительными

относительно контроля, и находятся в диапазоне 585-602 нм, 0,70-0,90

соответственно.

4. Анализом характера люминесценции в УФ-освещении, отмечено, что

ягоды, подвергшиеся технологической обработке перед замораживанием

по сравнению с контролем имеют большее количество люминесцирующих

веществ. Однако они распределены беспорядочно, что очевидно

обусловлено диффузионными процессами веществ из-за нарушений

парциальных концентраций.

68

РАЗДЕЛ 3

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПЕРЕД

ЗАМОРАЖИВАНИЕМ И ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАМОРАЖИВАНИЯ НА

КАЧЕСТВО ОВОЩНОГО ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ ПЕРВЫХ И

ВТОРЫХ БЛЮД

3.1. Тепловая обработка компонентов овощной смеси как

процесс подготовки перед замораживанием

Использование тепловой обработки растительного пищевого сырья

перед замораживанием влияет на качество и функционально-

технологические свойства пищевой продукции, что позволяет производить

замороженные полуфабрикаты высокой степени готовности [143]. С этой

целью была разработана схема проведения эксперимента, представленная

на рис. 3.1.

Ряд экспериментальных исследований проводили на примере свеклы

столовой, как основного компонента полуфабрикатов для первых и вторых

блюд. В качестве операции технологической обработки перед

замораживанием использовали тушение в трех режимах: «0,7» –режим

тушения до неполной готовности, «1,0» – режим тушения до полной

готовности и «1,3» – режим длительного тушения. Технологическую

обработку свеклы столовой проводили по следующей технологической

схеме: инспекция, мойка, очистка, измельчение и тушение. При этом

свеклу столовую нарезали прямоугольными брусочками размерами

1*1*4см.

69

Рис. 3.1. Схема исследований влияния тепловой обработки и низких температур на качество пищевого сырья

растительного происхождения.

0,70

Режим тушения 0,7 Режим тушения 1,0

Определен

ие физико-

химически

х

показателе

й

Подсушивание

Титруемая

кислотнос

ть

Витамин С

0,7

0

0,85 0,95

Определен

ие физико-

химически

х

показателе

й

Подсушивание

0,70 0,85 0,95

Титруемая

кислотнос

ть

Витамин С

Замораживани

е

-20º C

-50º C

-70º C

Режим тушения 1,3

Определен

ие физико-

химически

х

показателе

й

Подсушивание

0,8

5

0,95

Хранение при температуре -12…-18º C

Титруемая

кислотнос

ть

Витамин С

Пектин

Клетчатка

Сахара

pH

Пектин

Клетчатка

Сахара

pH

Пектин

Клетчатка

Сахара

pH

70

Режим готовности определялся по органолептическим показателям,

вследствие чего была установлена длительность технологической

обработки для каждого из режимов тушения: для режима 0,7 длительность

тушения должна составлять 36 мин.; режима 1,0 – 52 мин.; режима 1,3 –

68 мин.

Подсушивание образцов осуществляли по трем режимам: 0,95 – до

потери 5% влаги от ее начального содержания в пищевом продукте);

0,85 – до потери 15% влаги от ее начального содержания в пищевом

продукте); 0,70 – до потери 30% влаги от ее начального содержания в

пищевом продукте). Такие режими подсушивания исследуемых образцов

выбирали исходя из особенностей их морфологического строения. При

этом изучали различные комбинации режимов тушения и подсушивания.

Процесс замораживания осуществлялся с помощью

низкотемпературного калориметра [232]. Общий вид термограмм при

замораживании (до температуры-70° С) и нагревании (до температуры

20° С) исследуемых образцов представлен на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Средняя температура исследуемого образца

при замораживании и нагревании.

71

На рис. 3.3 представлена типичная кривая в координатах Δt-t

исследуемого образца для случая замораживания свеклы столовой при

температуре -50° С. Верхняя часть рисунка относительно Δt=0° С

соответствует охлаждению и замораживанию, а нижняя часть –

нагреванию. Как видно, в этой системе координат кривых Δt=f(t)

достаточно чувствительны по отношению к процессам кристаллизации и

плавления влаги в исследуемых образцах (участок І).

Рис. 3.3. Разность температур вход-выход от температуры

исследуемого образца.

Как видно из рис. 3.4, диапазоны кристаллизации влаги меняются,

что обусловлено изменением таких физических характеристик, как

плотность, теплопроводность исследуемого образца, а также изменениями

коллоидного состояния крахмала и других высокомолекулярных

соединений.

Скорость замораживания объектов зависит от внешних условий

замораживания (температуры, °С; скорости движения охлаждающей

среды) и от теплофизических характеристик самого объекта [63]. При

отсутствии фазовых переходов скорость замораживания со временем будет

72

уменьшаться в зависимости от температуры объекта, поскольку

температура исследуемого образца приближается к температуре

окружающей среды.

а)

б)

Рис. 3.4. Кинетика температуры замораживания свеклы столовой при

различных режимах тушения: 1 – режим тушения 1,0; 2 – режим тушения

0,7; 3 – режим тушения 1,3. а) процесс замораживания; б) процесс

нагревания.

73

При наличии фазовых переходов I рода (кристаллизации)

наблюдается явление, когда температура исследуемого образца

приближается к температуре кристаллизации и выделяется теплота.

Вследствие этого его температура не меняется и скорость охлаждения

приближается к нулю. Это хорошо видно на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Скорость изменения средней температуры исследуемого

образца в процессе замораживания: І – начальное нестационарное

состояние исследуемого образца; ІІ – охлаждение исследуемого образца до

температуры кристаллизации; ІІІ – охлаждение исследуемого образца до

температуры замораживания.

После кристаллизации изменяются теплофизические характеристики

исследуемого образца и поведение его температуры (при постоянной

внешней температуре) выглядит, как показано на рис. 3.5 (участок III).

Скорость температуры в зависимости от температуры самого объекта

изменяется нелинейно, и в области низких температур имеет максимум

74

(max). Максимум скорости охлаждения после кристаллизации влаги при

одинаковых внешних условиях характеризует температуропроводность

исследуемого образца: чем выше скорость температуры, тем больше его

температуропроводность.

Характеристику скорости охлаждения исследуемых образцов свеклы

столовой в зависимости от технологической обработки можно

проанализировать по данным в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Скорость замораживания исследуемых образцов свеклы столовой

Технологическая обработка tзам, °С

Максимальная

скорость

замораживания, К/с

tкрист,°С

Режим

тушения

0,7

Контроль -20 0,024±0,002 -5,9

-70 0,33±0,03 -10,5

Режим

подсушивания 0,95

-20 0,032±0,003 -7,8

-70 - -

Режим

подсушивания 0,85

-20 0,038±0,004 -3,6

-70 0,39±0,04 -10

Режим

подсушивания 0,70

-20 0,025±0,002 -4,4

-70 0,26±0,02 -7,1

Режим

тушения

1,0

Контроль -20 0,030±0,003 -2,1

-70 0,23±0,02 -2,9

Режим

подсушивания 0,95

-20 0,023±0,002 -2,6

-70 0,33±0,03 -4,4

Режим

подсушивания 0,85

-20 0,029±0,003 -2,5

-70 0,20±0,02 -5,1

Режим

подсушивания 0,70

-20 0,021±0,002 -3,9

-70 0,20±0,02 -8,5

75

Продолжение табл.3.1

Режим

тушения

1,3

Контроль -20 0,031±0,003 -5,3

-70 0,26±0,02 -22,2

Режим

подсушивания 0,95

-20 0,024±0,002 -4,2

-70 0,27±0,02 -8,5

Режим

подсушивания 0,85

-20 0,014±0,001 -4,5

-70 0,27±0,02 -17,9

Режим

подсушивания 0,70

-20 0,018±0,002 -9,5

-70 0,24±0,02 -22

Анализируя температуру кристаллизации вымороженной влаги в

исследуемых образцах свеклы столовой, необходимо отметить, что

изменения наблюдаются как при различных температурах замораживания,

так и при различных технологических режимах обработки данного

пищевого продукта. Установлено, что температура кристаллизации

изменяется в прямой зависимости от температуры замораживания. Так,

максимальное значение температуры кристаллизации замечено при

tзам=-70° С, минимальное при tзам=-20° С.

Значение максимальной скорости замораживания при tзам=-20° С и

различных режимах технологической обработки практически не меняется

и находится в пределах от 0,014 до 0,038 К/с. Это означает, что темп

охлаждения не лимитируется теплофизическими свойствами исследуемого

образца, хотя его плотность и массовая доля влаги для различных

технологических режимов обработки отличаются. Однако при tзам=-50° С и

-70° С скорость увеличивается практически на порядок, это обусловлено

низкой температурой среды. При этом, чем ниже температура

замораживания, тем существеннее влияние операций технологической

обработки на скорость процесса охлаждения [144].

Таким образом, экспериментально установлено, что скорость

охлаждения при низких температурах можно регулировать за счет

76

изменения теплофизических свойств исследуемого образца при его

технологической обработке перед замораживанием.

Основные характеристики процессов замораживания и нагревания

исследуемых образцов свеклы столовой приведены в табл. 3.2

[Приложение А.1].

Таблица 3.2

Основные характеристики процессов замораживания-

размораживания свеклы столовой

Режим

технологической

обработки

tзам.,

°С

Изменение

массы

навески

пищевого

продукта в

результате

заморажива

ния, %

Диапазон

температур

кристаллиз

ации влаги,

°С

Диапазон

температур

плавления

влаги, °С

Количест

во

выморож

енной

влаги, %

Без

технологической

обработки

-20 2,5 -1,5…-4,5 -4,3…-1,5 53,5±0,5

-70 0,9 -0,1…-3,1 -3,9…-0,1 78,5±0,7

Режим тушения

0,7

-20 1,3 -0,2…-4,2 -4,0…-0,5 73,0±0,7

-70 0,1 -1,0…-6,5 -6,1…-0,9 72,0±0,7

Режим тушения

1,0

-20 1,3 -3,7…-8,6 -8,4…-3,8 50,0±0,5

-70 0,2 -1,5…-7,5 -7,6…-1,4 74,5±0,7

Режим тушения

1,3

-20 1,5 -3,7…-11,7 -12,2…-4,1 54,0±0,5

-70 0,4 -8,1…-15,4 -16,1…-8,2 80,0±0,8

Полученные данные позволяют сделать вывод о том, что:

- с понижением температуры замораживания количество

вымороженной влаги увеличивается;

77

- любой из использованных режимов тушения свеклы столовой

смещает диапазоны температур кристаллизации и плавления влаги;

- в режиме тушение 1,3 диапазон температур кристаллизации и

плавления смещен в область более низких температур, по сравнению с

другими режимами тушения.

Наблюдаемые диапазоны температур кристаллизации и плавления

обусловлены тем, что исследуемые образцы имеют достаточно большую

массу и их охлаждение не происходит мгновенно. Точка замерзания

зависит от скорости охлаждения пищевого продукта и скорости

прохождения влаги через стенки растительной клетки в межклеточные

пространства [145]. Это же следует отнести и к нагреванию исследуемого

образца. Такая организация исследований позволяет сделать практический

вывод, а именно – приблизить проведенный модельный эксперимент к

реальным производственным условиям, где используется замораживание

кусков, блоков и т.п., и температура исследуемого образца по всему

объёму также не равномерна.

Анализируя диапазоны кристаллизации вымороженной влаги в

исследуемых образцах свеклы столовой, необходимо отметить, что

изменения наблюдаются как при разных температурах замораживания, так

и при разных технологических режимах готовности данного пищевого

продукта. Этот факт объясняется тем, что изменения в растительных

клетках в процессе охлаждения начинают происходить уже вблизи точки

кристаллизации влаги.

Полученные данные низкотемпературного замораживания

исследуемых образцов свеклы столовой свидетельствуют о том, что с

понижением температуры замораживания, потеря массы исследуемых

образцов снижается и не превышает 3%.

Химический состав пищевых продуктов определяет их пищевую,

энергетическую и биологическую ценность. При замораживании и

размораживании, если пренебречь незначительной потерей влаги, масса

78

сухих веществ пищевого сырья сохраняется, но компонентный состав

может изменяться. Это обусловлено протеканием биохимических,

ферментативных реакций.

После замораживания проводили определение физико-химических

показателей качества исследуемых образцов свеклы столовой [146].

До и после замораживания в исследуемых образцах свеклы столовой

определяли следующие показатели качества: титруемую и активную

кислотность, массовую долю редуцирующих сахаров, массовую долю

пектиновых веществ, массовую долю клетчатки и массовую долю

витамина С (табл. 3.3). Все экспериментальные исследования проводили в

соответствии с методами, рекомендованными для анализа плодоовощной

продукции. Количество кислот может варьироваться в процессе

технологической обработки. Так, в исследуемых образцах свеклы столовой

наблюдается рост значений показателя титруемой кислотности при

увеличении продолжительности тепловой обработки. Это происходит

вследствие роста концентрации свободных аминокислот в результате

денатурации белков, входящих в состав свеклы столовой, под действием

высоких температур. В ходе эксперимента установлено, что аналогичное

воздействие на показатель титруемой кислотности осуществляет и

понижение температуры замораживания. Таким образом, максимальное

значение показателя наблюдается в образце свеклы столовой,

приготовленной в режиме тушения 1,3 и замороженной при температуре

-70° С (0,48%). В исследуемых образцах свеклы столовой наблюдается

заметное снижение активной кислотности с увеличением

продолжительности тепловой обработки и понижением температуры

замораживания. Уменьшение активной кислотности вызвано ростом

концентрации свободных ионов водорода, которое происходит вследствие

распада основных химических составляющих пищевого продукта под

действием высоких и низких температур [147].

79

Таблица 3.3

Физико-химические показатели качества свеклы столовой

в зависимости от тепловой обработки и температур замораживания

Режим

тепловой

обработки

Температура

замораживания

Титруемая

кислотность,

%

Активна

кислотность,

усл. ед.

Массовая

доля

редуцирующ

их сахаров,

%

Массовая

доля

пектиновых

веществ,

%

Массовая

доля

клетчатки,

%

Массовая

доля

витамина С,

мг / 100 г

Без

тепловой

обрабо-

тки

Без

замораживания 0,24±0,01 6,14±0,30 13,52±1,3 1,91±0,09 0,88±0,04 11,0±1,0

t = -20° C 0,29±0,01 6,10±0,30 9,14±0,90 1,79±0,08 0,87±0,04 3,32±0,30

t = -70° C 0,33±0,01 5,99±0,30 9,54±0,90 1,87±0,09 0,89±0,04 6,6±0,60

Режим

тушения

0,7

Без

замораживания 0,23±0,01 6,24±0,30 8,27±0,80 1,15±006 0,87±0,04 3,08±0,30

t = -20° C 0,34±0,02 5,40±0,30 7,67±0,70 0,93±0,06 0,87±0,04 1,79±0,10

t = -70° C 0,36±0,02 5,33±0,30 8,00±0,80 1,05±006 0,86±0,04 1,83±0,10

Режим

тушения

1,0

Без

замораживания 0,31±0,02 5,76±0,30 7,86±0,70 0,82±0,08 0,88±0,08 1,54±0,10

t = -20° C 0,35±0,02 5,2±0,30 7,50±0,70 0,73±0,05 0,86±0,04 1,25±0,10

t = -70° C 0,39±0,02 5,13±0,30 7,61±0,70 1,78±0,06 0,84±0,04 1,45±0,10

Режим

тушения

1,3

Без

замораживания 0,41±0,02 5,51±0,30 7,54±0,70 0,73±0,04 0,87±0,08 0,45±0,04

t = -20° C 0,45±0,02 5,09±0,30 7,46±0,70 0,68±0,3 0,86±0,04 0,42±0,04

t = -70° C 0,48±0,02 5,03±0,30 7,5±0,70 0,69±0,03 0,87±0,04 0,43±0,04

80

Массовая доля редуцирующих сахаров в исследуемых образцах с

увеличением продолжительности тепловой обработки уменьшается. Это

объясняется тем, что часть сахаров участвует в реакциях карамелизации и

меланоидинообразования. Аналогичные изменения происходят и при

замораживании. Исследуемое пищевое сырье является, прежде всего,

биологической системой с присущими ей определенными биохимическими

процессами, во многих из которых участвуют сахара.

Исходя из того, что во время замораживания биохимические

процессы только приостанавливаются, можно сделать вывод, что часть

сахаров при этом участвует в этих процессах и за счет этого снижается их

количество. При замораживании пищевого продукта до более низких

температур скорость ферментативных реакций уменьшается, именно

поэтому в исследуемом образце свеклы столовой, замороженном до

температуры -70° С, содержится больше сахаров по сравнению с

исследуемым образцом, который был заморожен до температуры -20° С.

Пектин довольно неустойчив к действию физических факторов, в

частности при высоких температурах происходит его термическое

разложение, и как следствие, общее содержание пектиновых веществ

уменьшается. Анализируя массовую долю пектиновых веществ в

исследуемых образцах, выявлена следующая закономерность: при более

низких температурах замораживания наблюдается увеличение значений

этого показателя. Это связано с влиянием, которое осуществляет

кислотность среды на процесс разрушения протопектина.

Как известно, клетчатка наименее чувствительна к тепловой

обработке и воздействию низких температур. Под действием этих

факторов клетчатка частично набухает и становится более пористой. По

результатам эксперимента установлено, что независимо от

продолжительности тепловой обработки содержание клетчатки в

исследуемых образцах свеклы столовой почти не изменилось. Однако при

сравнении исследуемых образцов, приготовленных в одинаковом

81

технологическом режиме, но замороженных до различных температур,

видна тенденция незначительного увеличения содержания клетчатки с

понижением температуры замораживания. Это вызвано потерей влаги во

время протекания процесса замораживания-размораживания исследуемых

образцов и увеличением удельного веса сухих веществ, а следовательно и

клетчатки в них.

Относительно изменений массовой доли витамина С, то при

замораживании наблюдается уменьшение его количества. При этом

замечено, что при температуре -70° С витамин С сохраняется несколько

больше, чем при температуре -20° С. Это объясняется тем, что кислая

среда способствует сохранению витамина С, а при температуре -70° С в

главном компоненте полуфабриката – свекле столовой – наблюдается

наибольшее значение показателя титруемой кислотности.

Исходя из анализа физико-химических показателей качества

установлено, что наибольшее сохранение питательных веществ

наблюдается для исследуемых образцов свеклы столовой тушенной в

течение 36 мин. (режим тушения до неполной готовности).

Следуя установленным зависимостям с целью достижения

максимальной термической обратимости свойств исследуемого пищевого

сырья необходимо проводить операцию подсушивания [271]. Для этого,

исследуемые образцы, приготовленные по оптимальному режиму тушения,

подвергали подсушиванию в сушильном аппарате конвективного типа до

потери влаги в количестве 5%, 15%, 30% от её исходного содержания

(режимы подсушивания 0,95; 0,85; 0,70 соответственно). В качестве

контроля выступали исследуемые образцы свеклы столовой без

технологической обработки.

Для установления влияния подсушивания исследуемых образцов

свеклы столовой (режим тушения 0,7) проводили определение ранее

выбранных физико-химических показателей качества (табл. 3.4) [148].

84

Таблица 3.4

Физико-химические показатели качества свеклы столовой (режим тушения 0,7)

в зависимости от режима подсушивания

Показатель

Режим

подсушивани

я

Титруемая

кислотность

, %

Активная

кислотность

,

усл. ед.

Массовая

доля сухих

веществ,

%

Массовая

доля ред.

сахаров,

%

Массовая

доля

пектиновы

х веществ,

%

Массовая

доля

витамина

С,

мг / 100 г

Массовая

доля

β-каротина,

мг / 100 г

Массовая

доля

клетчатки,

%

Без

подсушивани

я

0,23 6,24 11,8 8,27 1,146 3,08 2,83 0,87

0,95 0,32 5,71 20,8 18,7 1,63 1,87 1,14 2,5

0,85 0,336 5,69 21,0 18,6 1,0 1,245 1,10 2,5

0,70 0,34 5,54 22,2 19,1 0,51 1,145 0,41 2,53

85

Полученные данные физико-химических показателей качества

свидетельствуют о том, что среди исследуемых режимов подсушивания

наилучшим, с точки зрения сохранения пищевых веществ, является 0,95.

Также в ходе экспериментальных (контрольных) исследований

изучили влияние подсушивания на количественное содержание

вымороженной влаги, диапазоны кристаллизации-плавления в свекле

столовой (режим тушения 0,7), представленные в табл. 3.5.

Таблица 3.5

Основные характеристики процессов замораживания-

размораживания подсушенной свеклы столовой (режим тушения 0,7)

Режим

подсушивания

tзам.

°С

Диапазон t

кристаллизации

вымороженной

влаги, °С

Диапазон t

плавления

вымороженной

влаги, °С

Содержание

вымороженной

влаги, %

0,95 -20 -0,6…-4,0 -4,2…-0,8 90,6

-70 0…-6,6 -6,9…-0,2 99,3

0,85 -20 -2,4…-4,6 -4,3…-2,5 78,1

-70 -2,1…-9,8 -10,0…-3,4 96,8

0,70 -20 -0,4…-7,4 -7,9…-1,0 57,4

-70 -1,8…-12,6 -13,8…-2,8 60,1

Из приведенных в таблице данных видно, что кристаллизация влаги

происходит при температурах близких к 0° С.

Определено, что при различных температурах замораживания в

исследуемых образцах с высоким влагосодержанием (95%) количество

вымороженной влаги больше, чем у подсушенных до потери влаги в

количестве 15% и 30% образцов [148]. Это создает возможность в

максимальной степени сохранить исходное состояние клеточных структур

86

овощного сырья и тем самым обеспечить термическую обратимость его

свойств.

3.2. Изучение физического состояния влаги в компонентах

замороженного овощного полуфабриката для первых и вторых блюд

Используя результаты исследований модельных систем

(низкотемпературного калориметра), невозможно полностью описать

физическое состояние влаги в замороженном пищевом сырье. Поэтому

необходимо проводить экспериментальные исследования, позволяющие

определить количество влаги, которая находится в кристаллической и

аморфной формах, что в конечном итоге, может быть использовано для

выбора оптимальных условий холодильного хранения замороженной

продукции.

Для определения физического состояния влаги в исследуемых

образцах свеклы столовой, приготовленной по режиму тушения 0,7 и

подсушенной по режиму 0,95, использовали метод ядерного магнитного

резонанса [149].

На рис. 3.6 представлены спектры ЯМР свеклы столовой (режим

тушения 0,7, режим подсушивания 0,95) при снижении температуры

исследуемого образца от +20° С до -30° C. При этом, левый пик

соответствует сигналу от исследуемого образца, а правый – сигналу

эталона (тетраметилсилан в запаянной стеклянной ампуле).

При снижении температуры от +20° C до -10° C вид спектра ЯМР не

изменяется (рис. 3.6, а, б), а при температуре -11° C интенсивность сигнала

воды резко уменьшается (рис. 3.6, в), что свидетельствует о начале

кристаллизации влаги в исследуемом образце. В спектре ЯМР

регистрируется сигнал той фракции влаги, в которой сохраняется

молекулярная подвижность.

87

а) б)

в) г)

Рис. 3.6. Спектры ЯМР свеклы столовой, приготовленной в режиме

тушения 0,7 и режиме подсушивания 0,95: при температуре: а) +20º C;

б) -12º C; в) -8º C; г) -20º C.

88

Измеряя плоскость под сигналом ЯМР влаги относительно сигнала

эталона, можно найти количество невымороженной влаги в исследуемом

образце при температурах ниже 0° C [149]. Полученная на основе таких

измерений зависимость количества подвижной влаги в исследуемом

образце свеклы столовой в диапазоне температур от +20° C до -30° C

представлена на рис. 3.7. На графике также отображена взаимосвязь

количества подвижной влаги (w) и величины Мcw .

Рис. 3.7. Зависимость количества подвижной влаги и величина Мcw

при замораживании (1) и нагревании (2) свеклы столовой (режим тушения

0,7, режим подсушивания 0,95).

Так видно, что кристаллизация влаги в исследуемом образце, в

процессе снижения его температуры, начинается с переохлажденного

состояния, которое характерно при температуре -11° C. Количество

невымороженной влаги при такой температуре составляет 0,8 г на 1 г

сухого вещества и медленно уменьшается при понижении температуры,

что подтверждает данные, приведенные в табл. 3.5. Также установлено,

что при -30° C сигнал подвижной влаги не регистрируется на данном

спектре ЯМР [150].

89

На рис. 3.8 приведена аналогичная зависимость для исследуемого

образца, который был предварительно охлажден до температуры жидкого

азота и нагрет до температуры +20° C.

Рисунок 3.8. Зависимость количества подвижной влаги и величина

Мcw при замораживании (1) и нагревании (2) свеклы столовой (режим

тушения 0,7, режим подсушивания 0,95) после одноразового цикла

охлаждения-нагревания

Общий вид зависимости количества подвижной влаги от

температуры и количественные значения не изменились, то есть конечная

температура замораживания (-30° C) не влияет на соотношение

вымороженной и невымороженной влаги в исследуемом образце.

В результате проведения эксперимента были сделаны следующие

выводы:

1. Экспериментально определенно количество подвижной

(невымороженной) влаги в свекле столовой (режим тушения 0,7, режим

подсушивания 0,95) в диапазоне температур +20...-30° C.

2. Установлена температура, ниже которой основная масса влаги

теряет свою подвижность (-30° C). Следовательно, можно предположить,

90

что для длительного холодильного хранения замороженного овощного

полуфабриката для первых и вторых блюд оптимальным будет

поддержание именно этой температуры, когда в системе отсутствует

жидкая фаза, а протекание деструктивных физико-химических процессов

приостановлено. Исходя из технических условий и экономической

рационализации процесса замораживания представляется возможным

хранить замороженный овощной полуфабрикат для первых и вторых блюд

при рабочих температурах стандартных холодильных камер – -20° С, при

этом незначительно снижая сроки хранения данного пищевого продукта.

С помощью такого метода термического анализа, как

дифференциальная сканирующая калориметрия, можно наиболее точно

определять температуру фазовых переходов влаги в исследуемых

образцах, а также проводить комплексный анализ процесса стеклования

[151].

В качестве исследуемых образцов использовали свеклу столовую,

приготовленную по режиму тушения 0,7 и режиме подсушивания 0,95. На

рис. 3.9 представлены термограммы ДСК исследуемого образца.

На термограмме регистрируются тепловые эффекты: переход стекла

в переохлажденную жидкость (пик 1); кристаллизация льда, которая была

прервана быстрым охлаждением материала (пик 2); полное плавление

(пик 3). После охлаждения образца до -196° C и последующим нагревом

интенсивность эффекта 2 снижается. Исходя из этого, можно сделать

вывод, что при повторном замораживании (первый раз в жидком азоте,

второй раз – в жидком микрокалориметре) в исследуемом образце

продолжается кристаллизация влаги после перехода стекловидных

доменов в состояние переохлажденной жидкости.

91

Рис. 3.9. ДСК-термограммы исследуемых образцов свеклы столовой

(режим тушения 0,7; режим подсушивания 0,95) а) свежеприготовленные

исследуемые образцы; б) исследуемые образцы после охлаждения-

нагревания.

Для экспериментального доказательства данного утверждения был

проведен эксперимент с повторным замораживанием исследуемого

образца в микрокалориметре (рис. 3.10).

Замороженный исследуемый образец повторно нагревали в

калориметре до температуры экзотермического эффекта кристаллизации

льда (пик 2), повторно охлаждали до -130° C. Отмечено, что двукратное

замораживание приводит к существенному снижению теплового эффекта

кристаллизации льда (пик 2). Проведенные экспериментальные

исследования показывают, что домены с высокой концентрацией

растворенных веществ характеризуются достаточно медленной кинетикой

кристаллизации льда, что способствует образованию стекла при снижении

температуры [152].

92

Рис. 3.10. ДСК-термограммы исследуемых образцов свеклы столовой

(режим тушения 0,7; режим подсушивания 0,95) после двукратного

замораживания

Экспериментальные данные, полученные методом

дифференциальной сканирующей калориметрии, позволяют сделать

следующие выводы:

1. Температура стеклования жидких доменов в исследуемых образцах

свеклы столовой (режим тушения 0,7; режим подсушивания 0,95)

составляет -55° C.

2. В целом, кристаллизация влаги в свекле столовой характеризуется

достаточно медленной кинетикой, которая способствует

образованию стекла при снижении температуры, и обусловливает

сохранение функционально технологических свойств замороженного

овощного полуфабриката для первых и вторых блюд длительное

время.

93

3.3. Исследование основных цветовых характеристик

компонентов замороженного овощного полуфабриката для первых и

вторых блюд

Качественные характеристики цвета компонентов замороженного

овощного полуфабриката для первых и вторых блюд и изменение его

параметров определяли с помощью спектрофотометрических методов

анализа [141]. Для определения влияния технологической обработки перед

замораживанием были выбраны следующие компоненты, которые

содержат большое количество красящих веществ, а именно – свекла

столовая, морковь столовая, перец сладкий. Определение цветовых

характеристик проводилось в выбранных исследуемых образцах в

зависимости от способа технологической обработки пищевого сырья –

подсушивания, тушения и подсушивания после тушения [153]. Результаты

спектрофотометрических исследований представлены на рис. 3.11

и рис. 3.12.

Рис. 3.11. Коэффициент пропускания света окрашенного раствора

свежих компонентов замороженного овощного полуфабриката

для первых и вторых блюд: 1 – свекла столовая; 2 – морковь столовая;

3 – перец сладкий.

94

Рис. 3.12. Коэффициент пропускания света (R, %) водными

растворами свеклы столовой при разных режимах тушения/подсушивания:

1– 0,7/0,95; 2 – 1,0/0,95; 3 – 1,3/0,95; 4 – 0,7/0,85; 5 – 1,0/0,85; 6 – 1,3/0,85;

7 – 0,7/0,70; 8 – 1,0/0,70; 9 – 1,3/0,70.

В таблице 3.6 приведены значения цветовых характеристик

исследуемых образцов свеклы столовой, моркови столовой и перца

сладкого [154].

Таблица 3.6

Цветовые характеристики исследуемых образцов свеклы столовой,

моркови столовой, перца сладкого

Реж

им

тех

но

ло

гич

ес-

кой

об

раб

отк

и

Исслед.

образец

Мас-

совая

доля

сухих

вещест

в, %

Характеристики цвета

Координаты цвета

Цвет

овой

тон

(λ),

нм

. λ±

Sλ,

Sλ=

±2

Ко

лори

мет

-

ри

ч.

чи

сто

та

цвет

а (P

c),

отн

. ед

. Х·10-

3 Y·10-3 Z·10

-

3

1 2 3 4 5 6 7 8

Овощи

свежие

Свекла

столовая 1,0 4,4 2,2 0,4 618,0 0,84

Морков

ь

столовая

1,0 2,7 2,2 0,4 589,0 0,8

Перец

сладкий 1,6 1,8 1,5 0,3 588,0 0,78

95

Продолжение табл. 3.6

1 2 3 4 5 6 7 8

Овощи свежие после подсушивания

Режим

подсу-

шиван

ия 0,95

Свекла

столовая 1,2 4,3 2,2 0,2 611,0 0,94

Морковь

столовая 1,2 0,2 0,2 0,14 588,0 0,84

Перец

сладкий 0,4 6,1 5,3 1,6 585,0 0,7

Режим

подсу-

шиван

ия 0,85

Свекла

столовая 1,5 4,4 2,2 0,2 612,0 0,92

Морковь

столовая 0,6 1,6 1,2 0,2 591,0 0,86

Перец

сладкий 0,3 5,0 4,3 1,3 585,0 0,71

Режим

подсу-

шиван

ия 0,7

Свекла

столовая 1,5 4,2 2,1 0,1 611,0 0,95

Морковь

столовая 0,4 4,2 3,3 0,7 589,0 0,79

Перец

сладкий 0,2 3,7 3,1 0,8 585,0 0,75

Овощи тушеные

Режим

тушен

ия 0,7

Свекла

столовая 0,4 2,2 1,2 0,2 610 0,89

Морковь

столовая 0,3 3,1 2,5 0,6 589 0,75

Перец

сладкий 0,2 2,0 1,7 0,5 588 0,72

Режим

тушен

ия 1,0

Свекла

столовая 0,9 0,3 0,2 0,1 602 0,88

Морковь

столовая 0,8 7,5 6,4 2,1 587 0,68

Перец

сладкий 0,6 3,3 2,6 0,8 590 0,72

Режим

тушен

ия 1,3

Свекла

столовая 0,3 2,7 1,8 0,3 600 0,83

Морковь

столовая 0,2 6,4 4,9 1,5 593 0,69

Перец

сладкий 0,4 2,9 2,2 0,6 591 0,73

96

Продолжение табл. 3.6

1 2 3 4 5 6 7 8

Тушеные овощи после подсушивания

Режим

тушения

0,7;

режим

подсу-

шивания

0,95

Свекла

столовая 0,7 2,0 1,1 0,2 606 0,84

Морковь

столовая 0,4 4,3 3,7 1,1 586 0,71

Перец

сладкий 0,5 2,8 2,4 0,8 586 0,69

Режим

тушения

0,7;

режим

подсу-

шивания

0,85

Свекла

столовая 0,7 1,7 1,0 0,1 607 0,88

Морковь

столовая 0,5 3,8 3,2 1,0 587 0,72

Перец

сладкий 0,5 2,5 2,1 0,6 587 0,72

Режим

тушения

0,7;

режим

подсу-

шивания

0,70

Свекла

столовая 1,0 0,6 0,3 0,1 608 0,91

Морковь

столовая 0,6 2,9 2,5 0,7 586 0,72

Перец

сладкий 0,6 2,3 2,0 0,5 587 0,73

Режим

тушения

1,0;

режим

подсу-

шивания

0,95

Свекла

столовая 0,6 2,6 1,5 0,2 607 0,85

Морковь

столовая 0,4 3,0 2,2 0,6 594 0,74

Перец

сладкий 0,5 4,5 3,7 1,2 589 0,69

Режим

тушения

1,0;

подсу-

шивания

0,85

Свекла

столовая 0,6 2,1 1,3 0,2 606 0,81

Морковь

столовая 0,5 2,4 1,8 0,5 592 0,72

Перец

сладкий 0,3 6,1 5,2 1,7 586 0,68

Режим

тушения

1,0;

подсу-

шивания

0,70

Свекла

столовая 0,7 0,9 0,5 0,1 609 0,89

Морковь

столовая 0,7 0,7 0,5 0,1 596 0,82

Перец

сладкий 0,6 2,9 2,3 0,7 589 0,72

97

Продолжение табл. 3.6

1 2 3 4 5 6 7 8

Режим

тушения

1,3;

подсу-

шивания

0,95

Свекла

столовая 0,3 4,0 2,3 0,4 607 0,83

Морковь

столовая 0,2 5,1 3,8 1,1 594 0,71

Перец

сладкий 0,3 4,8 4,0 1,3 588 0,68

Режим

тушения

1,3;

подсу-

шивания

0,85

Свекла

столовая 0,4 2,8 1,6 0,2 606 0,87

Морковь

столовая 0,1 2,5 2,0 0,6 592 0,72

Перец

сладкий 0,4 3,7 3,0 0,9 589 0,71

Режим

тушения

1,3;

подсу-

шивания

0,70

Свекла

столовая 0,4 2,4 1,3 0,2 609 0,89

Морковь

столовая 0,3 4,7 3,6 1,1 592 0,71

Перец

сладкий 0,4 3,7 3,0 0,9 588 0,73

Из данных табл. 3.6 видно, что цветовой тон всех исследуемых

образцов свеклы столовой и моркови столовой относится к оранжевой

области видимого диапазона электромагнитного излучения.

Для исследуемых образцов перца сладкого этот параметр относится

к желтой области видимого диапазона электромагнитного излучения, а в

исследуемых образцах, приготовленных по различным режимам тушения и

подсушивания – к оранжевой области спектра [155].

Из полученных экспериментальных данных следует, что во всех

исследуемых образцах, приготовленных по различным режимах

технологической обработки перед замораживанием, происходит

незначительное изменение доминирующей длины волны, за исключением

свеклы столовой. В этом исследуемом образце происходит уменьшение

величины цветового тона в оранжевой области спектра электромагнитного

излучения по сравнению с контролем. Относительно колориметрической

чистоты цвета наблюдается тенденция увеличения ее значения для свеклы

98

столовой по сравнению с контролем, для перца сладкого в режиме

подсушивания 0,70 происходит незначительное увеличение значения

данного параметра с последующим уменьшением в режимах

подсушивания 0,85 и 0,95.

Для моркови столовой наблюдается увеличение колориметрической

чистоты цвета в режимах подсушивания 0,95 и 0,85.

Результаты вычисления цветовых характеристик для свеклы

столовой тушеной, указывают на существенное изменение значений

цветового тона относительно контроля, при этом наблюдается

значительное увеличение колориметрической чистоты цвета для

исследуемых образцов, приготовленных в режимах тушения 0,7 и 1,0.

Также следует отметить: увеличение значения цветового тона в моркови

столовой, приготовленной в режиме тушения 1,3 и уменьшение значения

колориметрической чистоты цвета во всех режимах тушения.

Для исследуемых образцов перца сладкого наблюдается тенденция

смещения цветового тона, в сторону оранжевой области видимого

диапазона электромагнитного излучения, что влияет на увеличение

значения данного параметра относительно контроля. Колориметрическая

чистота исследуемых образцов перца сладкого для всех режимов тушения

несущественно уменьшается относительно контроля [156].

Из результатов расчета колориметрических характеристик для

исследуемых образцов следует, что значения колориметрической чистоты

цвета по режимам подсушивания для свеклы столовой и моркови столовой

увеличиваются (от 0,84 до 0,87 отн. ед.), а для перца сладкого наоборот

уменьшаются. Сравнивая значения этого параметра для исследуемых

образцов, приготовленных по разных режимам подсушивания и тушения,

отмечена следующая зависимость: по сравнению с контролем наблюдается

увеличение колориметрической чистоты цвета, в то время как между

режимами тушения значения данного параметра уменьшаются.

99

Анализируя, рассчитанные значения цветового тона, отмечено

незначительное уменьшение данного параметра для подсушенных,

тушеных по разным режимах исследуемых образцов по отношению к

контролю. Сравнительный анализ, приведенных в табл. 3.6 данных,

показывает тенденцию уменьшения значения цветового тона у тушеных, а

также подсушенных исследуемых образцов относительно контроля.

Однако применение комплекса технологических операций (тушение,

подсушивание) способствует приближению значений цветового тона к 1,

что подтверждено более четким и ярким цветом выбранных образцов. В

ходе исследований также было отмечено, что у этих образцов ширина

диапазона длин волн сужается, что свидетельствует о большей чистоте

рассчитанного цветового тона.

3.4. Изучение влияния технологической обработки перед

замораживанием на морфологическое строение компонентов

замороженного овощного полуфабриката для первых и вторых блюд

Характерными процессами, происходящими при замораживании

овощного пищевого сырья являются изменения в морфологии

растительных тканей и клеток. Данный вопрос изучен с использованием

методов видимой и люминесцентной микроскопии [139].

В качестве объектов исследования были выбраны основные

компоненты овощного полуфабриката для первых и вторых блюд: свекла

столовая, морковь столовая, перец сладкий, томат свежий, лук репчатый,

капуста белокочанная. Микропрепараты исследуемых образцов были

приготовлены после соответствующих режимов тушения и сушки.

Микрофотографии использовали для проведения анализов: определение

формы растительных клеток; распределение люминесцирующих объектов

по площади гистологического среза исследуемого образца; определения

100

среднего диаметра растительных клеток и количества люминесцирующих

объектов [157].

В качестве дополнительного средства по идентификации

компонентов химического состава исследуемых образцов использовали

люминесцентный анализ, который позволяет наблюдать изменения в

распределении люминесцирующих объектов.

На микрофотографии гистологического среза моркови столовой

свежей (рис. 3.13 а) растительные клетки имеют чётко выраженную

округлую форму, они плотно расположены друг к другу, хорошо

просматриваются клеточные стенки.

Используя люминесценцию как дополнительное средство по

идентификации компонентов химического состава, наблюдали изменения

в распределении люминесцирующих объектов. На микрофотографии при

ультрафиолетовом освещении гистологического среза растительной ткани

моркови столовой свежей в поле зрения идентифицируются яркие

образования округлой формы, имеющие цвет от светло-синего до

фиолетового (рис. 3.13 б). Эти образования локализованы в межклеточной

жидкости и распределены главным образом равномерно по всей

поверхности исследуемого образца [157].

а) б)

Рис. 3.13. Микрофотографии моркови столовой свежей: а) в дневном

свете; б) в УФ-свечении.

101

При изучении строения растительной ткани моркови столовой после

различных режимов технологической обработки было установлено, что

растительные клетки изменяют свою форму и структуру. На

микрофотографии гистологического среза моркови столовой после режима

тушения видно, что растительные клетки не имеют четкой формы и

упорядоченности (рис. 3.14 а), однако близки к нативному виду, при этом

количество люминесцирующих объектов практически не изменяется, а их

форма становится более округлой (рис. 3.14 б). Такой характер изменения

формы растительных клеток объясняется влиянием высоких температур

тепловой обработки, однако ее минимальная продолжительность (режим

тушения 0,7.) позволяет в наибольшей степени сохранить исходный вид

растительных клеток моркови столовой.

а) б)

Рис. 3.24. Микрофотографии моркови столовой (режим тушения 0,7):

а) в дневном свете; б) в УФ-свечении.

После 68 минут тушения, наблюдаются разрывы на контурах

клеточных стенок моркови столовой (рис. 3.15 а). Вследствие этого,

люминесцирующие объекты изменяют свою форму за счет деформации

клеточных мембран. Эти образования не имеют определенной формы и

распределены неравномерно, цвет остается прежним (рис. 3.15 б).

102

а) б)

Рис. 3.15. Микрофотографии моркови столовой (режим

тушения 1,3): а) в дневном свете; б) в УФ-свечении.

После режима тушения до неполной готовности и режима

подсушивания 0,70 растительные клетки частично восстанавливают свою

структуру: форма становится более округлой, видны границы

растительных клеток (рис. 3.16 а). Люминесцирующие объекты

практически не изменяют свою форму, распределены равномерно, цвет

остается прежним (рис. 3.16 б).

а) б)

Рис. 3.16. Микрофотографии моркови столовой (режим тушения 1,3;

режим подсушивания 0,70): а) в дневном свете; б) в УФ-свечении.

Удаление влаги приводит к частичному восстановлению размеров

растительных клеток, что по всей вероятности свидетельствует об

обратимом процессе и обусловлено выравниванием концентрации

103

осмотически активных веществ между растительной клеткой и

межклеточным пространством.

Максимальное значение люминесцирующих объектов в моркови

столовой после технологической обработки наблюдается при режиме

тушения 0,7 и режиме подсушивания 0,70, минимальное – в контроле в

режиме тушения 1,0 (табл. 3.12). Полученные результаты подтверждают

тот факт, что режим тушения 0,7 и максимальное удаление влаги в

количестве 30% (режим подсушивания 0,70) позволяет сохранить четкость

изображения растительных клеток и сконцентрировать люминесцирующие

объекты в межклеточном пространстве.

Таблица 3.7

Количество люминесцирующих объектов в моркови столовой после

предварительной технологической обработки

Режим

тушения

Технологическая

обработка

Количество

люминесци-

рующих

объектов,

шт/260 мкм2

Цвет

люминесци-

рующих

объектов

Без технологической обработки 65

ярко-

бирюзовый,

голубой

Режим

тушения

0,7

Контроль 76 -//-

Режим подсушивания 0,95 64 -//-

Режим подсушивания 0,85 58 -//-

Режим подсушивания 0,70 128 -//-

Режим

тушения

1,0

Контроль 61 -//-

Режим подсушивания 0,95 75 -//-

Режим подсушивания 0,85 92 -//-

Режим подсушивания 0,70 65 -//-

Режим

тушения

1,3

Контроль 68 -//-

Режим подсушивания 0,95 97 -//-

Режим подсушивания 0,85 83 -//-

Режим подсушивания 0,70 127 -//-

104

Максимальное значение среднего диаметра растительных клеток

моркови столовой после технологической обработки наблюдается при

режиме тушения 1,0 и режиме тушения 1,3; минимальное – при режиме

тушения 0,7; режим подсушивания 0,70 и режиме тушения 1,3; режим

подсушивания 0,70 (рис. 3.17) [158]. Это объясняется тем, что применение

операций технологической обработки перед замораживанием приводит к

миграции клеточного сока в межклеточное пространство, что сужает

растительную клетку.

Рис. 3.17. Средний диаметр растительных клеток моркови столовой

Без предварительной обработки (1) и после различных режимов

тушения/подсушивания: 2 – 0,7/-; 3 – 0,7/0,70; 3 – 0,7/0,85; 5 – 1,0/-; 6 –

1,0/0,7; 7 – 1,0/0,85; 8 – 1,0/0,95; 9 – 1,3/-; 10 – 1,3/0,7; 11 – 1,3/0,85; 12 –

1,3/0,95.

Также было изучено морфологическое строение растительных

клеток моркови столовой после замораживания. Процесс замораживания

проводился на низкотемпературном калориметре.

После замораживания до температуры -20° С растительные клетки

моркови столовой (режим тушения 0,7, режим подсушивания 0,70) не

имеют упорядоченности, при этом незначительно изменяют свою

структуру, что отображено на рис. 3.18 а. Люминесцирующие объекты

остаются равномерно распределенными, практически не изменяя своей

формы и окраски (рис. 3.18 б).

105

Максимальное количество люминесцирующих объектов в моркови

столовой, приготовленной по режиму 0,7 составило 156 шт/260 мкм2 – при

режиме сушки 0,70 и температуре замораживания -70о С, минимальное –

79 шт/260 мкм2

(в моркови столовой без технологической обработки,

температура замораживания -20о С) [159].

а) б)

Рис. 3.18. Микрофотографии моркови столовой (режим тушения 0,7;

режим подсушивания 0,70), замороженной до температуры -20° С: а) в

дневном свете; б) в УФ-свечении.

В режиме тушения 1,0 при режиме подсушивания 0,70 и температуре

замораживания -70о С максимальное количество люминесцирующих

объектов равно 140 шт/260 мкм2, минимальное – 63 шт/260 мкм

2 в моркови

столовой без технологической обработки, температура замораживания

-20о С.

Относительно исследуемых образцов, приготовленных в режиме

тушения 1,0, то максимальное значение подсчитанного показателя

составило 125 шт/260 мкм2 (подсушивание: 0,70, температура

замораживания -70о С), минимальное – 62 шт/260 мкм

2 (контроль,

температура замораживания -20о С) (табл. 3.8).

Исходя из математической обработки полученных микрофотографий

определено, что наибольший средний диаметр растительных клеток

моркови столовой (29,1 мкм) отмечен в исследуемых образцах моркови

106

столовой после режима тушения 1,0 при температуре замораживания

-70° С, а наименьший – 17,5 мкм (режим тушения 0,7, режим сушки 0,70,

температура замораживания -70° С) [159].

Таблица 3.8

Количество люминесцирующих объектов в моркови столовой после

замораживания

Технологическая обработка,

температура замораживания

Количество

люминесцирующих

объектов,

шт/260 мкм2

Цвет люмине-

сцирующих

объектов

1 2 3

Без технологической

обработки

-20 74

ярко-

бирюзовый,

голубой

-50 91 -//-

-70 99 -//-

Режим

тушения

0,7

Контроль

-20 79 -//-

-50 94 -//-

-70 101 -//-

Режим

подсушивания

0,95

-20 91 -//-

-50 94 -//-

-70 107 -//-

Режим с

подсушивания

0,85

-20 114 -//-

-50 122 -//-

-70 138 -//-

Режим

подсушивания

0,70

-20 129 -//-

-50 136 -//-

-70 156 -//-

Режим

тушения

1,0

Контроль

-20 63 -//-

-50 96 -//-

-70 110 -//-

Режим

подсушивания

0,95

-20 87 -//-

-50 92 -//-

-70 107 -//-

Режим

подсушивания

0,85

-20 96 -//-

-50 100 -//-

-70 117 -//-

Режим

подсушивания

0,70

-20 98 -//-

-50 121 -//-

-70 140 -//-

107

Продолжение табл. 3.8

1 2 3

Режим

тушения

1,3

Контроль

-20 62 -//-

-50 69 -//-

-70 71 -//-

Режим

подсушивания

0,95

-20 72 -//-

-50 78 -//-

-70 85 -//-

Режим

подсушивания

0,85

-20 87 -//-

-50 94 -//-

-70 108 -//-

Режим

подсушивания

0,70

-20 93 -//-

-50 105 -//-

-70 125 -//-

Последовательность проведения микроскопического анализа для

остальных исследуемых образцов аналогична моркови столовой.

Полученные данные не имеют кардинальных отличий в значениях и

установленных зависимостях.

Таким образом, используя микроскоп световой с цифровой камерой

и ультрафиолетовой приставкой, была изучена морфология компонентов

полуфабриката для первых и вторых блюд после замораживания.

Проведенный микроскопический анализ подтвердил правильность и

рациональность выбора режима тушения и замораживания. Отмечено, что

приготовление компонентов в режиме тушения до неполной готовности

дает возможность приблизиться к максимальному сохранению исходной

структуры их растительных клеток. Применение замораживания до

температуры -70° С позволяет свести к минимуму разрушительные

процессы.

108

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 3

1. Определены криоскопические показатели процесса

замораживания компонентов овощной смеси. Экспериментально

установлено, что температура кристаллизации изменяется в прямой

зависимости от температуры замораживания. Так, максимальное значение

температуры кристаллизации замечено при температуре замораживания -

70° С, а минимальное – -20 ° С. Также отмечено, что чем ниже температура

замораживания, тем существеннее влияние операций технологической

обработки на скорость процесса охлаждения.

2. Проведено исследование изменений физико-химических

показателей качества компонентов овощной смеси. Исходя из

проведенного анализа установлено, что наибольшее сохранение

питательных веществ наблюдается для исследуемых образцов тушенных в

течении 36 мин и подсушенных до потери влаги в количестве 5% от ее

исходного содержания.

3. Изучение физического состояния влаги в компонентах

замороженного овощного полуфабриката для первых и вторых блюд

показали, что кристаллизация влаги в исследуемых образцах начинается с

переохлажденного состояния, которое характерно при температуре -11° С.

При такой температуре количество невымороженной влаги составляет 0,8 г

на 1 г сухих веществ. Установлено, что ниже -30° С основная масса влаги

теряет свою подвижность.

4. Колориметрическими исследованиями для свеклы столовой,

моркови столовой, перца сладкого после операций технологической

обработки перед замораживанием установлено изменение координат цвета,

цветового тона, колориметрической чистоты. Установлено, что в процессе

подсушивания цветовой тон исследуемых образцов изменяется в

отношении контроля, однако по сравнению с влиянием процесса тушения

на изменение цветности, он является менее значительным, что вероятно

обусловлено уменьшением продолжительности аэрации исследуемых

109

образцов и как следствие уменьшение деструктивного окисления их

пигментного комплекса. Установлено также, что процесс подсушивания

способствует частичному восстановлению цветового тона исследуемых

образцов свеклы столовой, а также исследуемых образцов перца сладкого.

110

РАЗДЕЛ 4

Влияние режимов и приёмов технологической обработки перед

замораживанием на качество замороженных плодовых ПП

4.1. Оценка качества абрикос свежих, слив свежих, яблок свежих

– пищевого сырья для производства замороженных плодовых ПП

В качестве исходного пищевого сырья для получения замороженных

плодовых ПП использовали плоды абрикос свежих, слив свежих и яблок

свежих различных сортов [160]. При этом контролировали

органолептические, физико-химические показатели, а также химический

состав и содержание БАВ (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Среднее содержание БАВ и зольных веществ в пищевом сырье для

производства плодовых ПП

Показатель

Виды плодов

Абрикосы

свежие

Сливы

свежие

Яблоки

свежие

1 2 3 4

Массовая доля каротиноидов,

мг/100 г 2,4 - -

Массовая доля антоциановых

веществ, мг/100 г - 788,7 -

Массовая доля витамина С,

мг/100 г 13,4 15,5 35

Массовая доля фенольных

соединений (по хлорогеновой

кислоте), мг/100 г

151,8 190,9 684

Массовая доля полифенолов

(дубильные вещества по

танину), мг/100 г

150,3 198,6 393

Зола, % 0,8 0,8

111

Продолжение табл. 4.1

1 2 3 4

Массовая доля

минеральных

веществ, мг/100г

K 347 254 333

Ca 40 44 125

Mn 33 27 191

P 33 33 30

Fe 3 3,7 13

4.2. Математическая модель потребительских и функционально-

технологических свойств плодовых ПП

Оптимизацию состава компонентов замороженных плодовых ПП

проводили путем построения математической модели, а именно: выбора

целевой функции, установление предельных условий и определения

рациональных параметров данной математической модели [Приложение

А.2].

В качестве переменных математической модели были выбраны

массовые доли компонентов в исследуемых замороженных плодовых ПП

[160]. Переменными для них являются: для замороженных плодовых ЯА

ПП– массовая доля яблочного пюре (х1), абрикосового пюре (х2), пектина

яблочного (х3) и сахара белого (х4), для замороженных плодовых ЯАС ПП

– массовая доля яблочного пюре (х1), абрикосового пюре (х2), сливового

пюре (х3), пектина яблочного (х4) и сахара белого (х5), для замороженных

плодовых АС ПП – массовая доля абрикосового пюре (х1), сливового пюре

(х2), пектина яблочного (х3) и сахара белого (х4).

Целевая функция для плодовых ЯА ПП (4.1), замороженных

плодовых ЯАС ПП (4.2) и замороженных плодовых АС ПП (4.1) имеет

вид:

112

1 1

1 1

4321

n

i

m

j

iij xax,x,x,xf

, (4.1)

2 2

1 1

54321

n

i

m

j

iij xax,x,x,x,xf

, (4.2)

где aij – значение j-го показателя в i-м компоненте.

Значения показателей определялись содержанием пищевых веществ

в рецептурных компонентах исследуемых замороженных плодовых ПП,

которые приведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Содержание пищевых веществ в рецептурных компонентах

плодовых ПП

Пищевые вещества

Рецептурные компоненты

Норма в 100 г

Яблоко свежее, 100г

Абрикос свежий, 100г

Слива свежая, 100г

Пектин яблоч-ный, 100г

Сахар белый, 100г

1 2 3 4 5 6 7

Клетчатка, г 0,6 0,8 0,5 - - 3,4

Орг. к-ты, г 1,2 1,7 1,3 - - 0,6

Пектино-вые в-ва, г

1 0,7 0,9 100 0 5,1

Сахара, г 9,75 12,6 11,2 - 99 20

Ми

нер

альн

ые

вещ

еств

а, м

г

K 0,278 0,305 0,214 - 0,003 0,8

Na 0,026 0,003 0,018 - 0,001 1,3

Ca 0,016 0,028 0,02 - 0,002 0,25

P 0,011 0,026 0,02 - 0 0,4

Mg 0,009 0,008 0,009 - 0 0,13

Fe 2,2 0,7 0,5 - 0,0003 0,005

Mn 0,047 0,22 0,11 - - 0,0021

Zn 0,15 0,082 0,1 - - 0,004

113

Продолжение табл. 4.2

1 2 3 4 5 6 7

β-каротин, мг 0,02 1,50 0,10 - - 1,80

Ви

там

и-

ны

, м

г

В1·105 1,5 3 6 - - 70

В2·105 3 6 4 - - 80

С 17,5 16 10,5 - - 20

РР·103 0 0,3 0,15 - - 7

Энергетич. ценность, ккал/100г

46 46 43 10 374 1000

Предельные условия для переменных устанавливались исходя из

органолептических показателей. Выбор предельных условий проводился

согласно таблице 4.3.

Таблица 4.3

Оценка качества плодовых ПП по органолептическим показателям в

зависимости от массовой доли рецептурных компонентов

Показатель

качества

Определяющий

ингредиент

Массовая

доля, %

Значение

показателя

качества

1 2 3 4

Плодовые ЯА ПП

Вкус Сахар белый

0-5 не сладкий

5-7 слабо сладкий

7-13 сладкий

Цвет Яблочное пюре,

абрикосовое пюре

50:50 (1:1) оранжевый

67:33 (2:1) светло оранжевый

33:67 (1:2) светло

коричневый

Консистенция Пектин яблочный

0-0,4 пюреобразная

0,4-0,7 пастообразная

0,7-1,0 густая

114

Продолжение табл. 4.3

1 2 3 4

Плодовые ЯАС ПП

Вкус Сахар белый

0-5 не сладкий

7-9 слабо сладкий

9-14 сладкий

Цвет

Яблочное пюре,

абрикосовое пюре,

сливовое пюре

40:30:30

(2:1:1)

оранжевый с

розовым оттенком

40:40:20

(2:2:1)

оранжево-

коричневый

40:20:40

(2:1:2)

коричневый

Консистенция Пектин яблочный

0-0,7 пюреобразная

0,7-0,9 пастообразная

0,9-1,0 густая

Плодовые АС ПП

Вкус Сахар белый

0-10 не сладкий

10-15 слабо сладкий

15-20 сладкий

Цвет Абрикосовое пюре

сливовое пюре

50:50 (1:1) оранжевый с

розовым оттенком

67:33 (2:1) оранжево-

коричневыйй

33:67 (1:2) коричневый

Консистенция Пектин яблочный

0-2,0 пюреобразная

2,0-2,5 пастообразная

2,5-3,0 густая

Консистенция плодовых ПП, в основном, зависит от количества

внесенного пектина яблочного, степень сладости определяется массовой

долей сахара белого, а цвет – соотношением плодовых пюре [161].

Предельные условия для количества пектина яблочного, которое

добавляется в плодовые ПП, выбирались исходя из органолептической

оценки консистенции (табл. 4.3), фазовой гравитационной устойчивости и

зависимости эффективной вязкости от скорости сдвига для исследуемых

образцов с различной массовой долей пектина яблочного.

Видно, что доля отделенной жидкой фракции при повышении

концентрации введенного пектина яблочного уменьшается (рис. 4.1).

115

Причем при его незначительных массовых долях происходит резкое

уменьшение части отделенной жидкой фракции, а при увеличении его

массовой доли – количество отделенной жидкой фракции практически не

меняется, т.е. достигается гравитационная устойчивость.

Различия в характере полученных зависимостей заключаются лишь в

значениях массовой доли пектина яблочного, при которых происходит

наблюдаемое насыщение. Для исследуемых образцов плодовых ПП данное

значение массовой доли пектина яблочного находится в диапазонах: для

плодовых ЯА ПП от 0,3% до 0,7%, для плодовых ЯАС ПП – от 0,6% до

0,9%; для плодовых АС ПП – от 1,9% до 2,2 %.

Рис. 4.1. Зависимость отделенной центрифугированием части

жидкой фракции пектина яблочного в плодовом ПП: 1 – замороженный

плодовый ЯА ПП; 2 – замороженный плодовый ЯАС ПП;

3 – замороженный плодовый АС ПП.

Исследованиями фазовой гравитационной устойчивости

установлены диапазоны массовых долей пектина яблочного в исследуемых

образцах, при которых происходит существенное изменение консистенции

и исследуемые образцы являются наиболее устойчивыми к отделению

116

жидкой фазы. Исходя из этого, были проведены измерения вязкости

плодовых ПП при соответствующих значениях массовых долей пектина

яблочного. На рис. 4.2 приведены зависимости вязкости плодовых ПП с

добавлением пектина яблочного и без добавления пектина яблочного

(контроль) от скорости сдвига [162].

Для исследуемых образцов плодовых ЯА ПП были выбраны три

соотношения пектина яблочного: 0,2%, 0,5%, 0,8%, для плодовых ЯАС ПП

– 0,4%, 0,7%, 1,0%, для плодовых АС ПП – 1,5%, 2,0%, 2,5% [271]. Из

полученных результатов видно, что для всех исследуемых образцов, при

увеличении массовой доли пектина яблочного, не происходит

существенного увеличения вязкости. Поэтому увеличение его массовой

доли является нерациональным. Таким образом, определены диапазоны

массовых долей пектина яблочного для плодовых ЯА ПП являются

0,4-0,6%; плодовых ЯАС ПП – 0,5-0,8%; плодовых АС ПП – 1,8-2,2%.

а)

117

б)

в)

Рис. 4.2. Зависимость вязкости плодовых ПП с добавлением пектина

яблочного и контроля () от скорости сдвига: 1 –плодовые ПП без

добавления пектина яблочного; 2, 3, 4 –плодовые ПП с добавлением

пектина яблочного. а) плодовые ЯА ПП; б) плодовые ЯАС ПП; в)

плодовые АС ПП

118

Исходя из результатов исследований фазовой гравитационной

устойчивости и вязкости, были установлены предельные условия для

переменных в каждом исследуемом образце плодовых ПП, приведенные в

табл. 4.4.

Таблица 4.4

Предельные условия для переменных в математических моделях

плодовых ПП

Вид плодовых ПП Предельные условия

Плодовый ЯА ПП

64≤х1≤75 (массовая доля яблочного пюре)

31≤х2≤40 (массовая доля абрикосового пюре)

0,5≤х3≤0,9 (массовая доля пектина яблочного)

5≤х4≤7 (массовая доля сахара белого)

Плодовый ЯАС ПП

37≤х1≤45 (массовая доля яблочного пюре)

37≤х2≤45 (массовая доля абрикосового пюре)

18≤х3≤25 (массовая доля сливового пюре)

0,7≤х4≤0,9 (массовая доля пектина яблочного)

7≤х5≤10 (массовая доля сахара белого)

Плодовый АС ПП

58≤х1≤75 (массовая доля яблочного пюре)

29≤х2≤45 (массовая доля сливового пюре)

2,0≤х3≤2,5 (массовая доля пектина яблочного)

10≤х4≤15 (массовая доля сахара белого)

При нахождении рациональных массовых долей рецептурных

компонентов учитывали, чтобы количество пищевых веществ в плодовых

ПП соответствовало рекомендуемым нормам. Для решения данной задачи

необходимо выполнение следующего условия (согласно методу

наименьших квадратов):

minKVxfn

i

ii 1

2

(4.3)

где n – количество показателей качества, по которым проводится

оптимизация; Кі – нормированное значение i-го показателя качества;

119

V – нормированный показатель качества, рассчитываемый по формулам

согласно табл. 4.4:

1000

374104646 43211

xxxxV

1000

37410434646 543212

xxxxxV

1000

374104346 43213

xxxxV

(4.4)

где V1, V2, V3 – нормированные показатели качества для плодовых

ЯА, ЯАС и АС ПП, соответственно.

Рациональное значение массовых долей рецептурных компонентов,

после оптимизации целевых функций для каждого исследуемого образца,

составило: для плодового ЯА ПП – 64% яблочного пюре, 31%

абрикосового пюре, 5% сахара белого и 0,5% пектина яблочного; для

плодового ЯАС ПП – 37% яблочного пюре, 37% абрикосового пюре, 18%

сливового пюре, 7% сахара белого и 0,7% пектина яблочного; для

плодового АС ПП – 58% абрикосового пюре, 29% сливового пюре, 10%

сахара белого и 2,0% пектина яблочного [138-140].

Содержание пищевых веществ, рассчитанное по рациональным

массовым долям рецептурных компонентов плодовых ПП, приведено в

табл. 4.5.

Установлено, что в разработанных плодовых ПП большая часть,

приведённых пищевых веществ, близка по количеству к рекомендуемым

нормам. Массовая доля β-каротина составляет около 50%, массовая доля

витамина С – 70% от суточной нормы на 1000 ккал, что является

достаточно высоким показателем биологической ценности данного

пищевого продукта. Его энергетическая ценность – низкая

(62-77 ккал/100г), поскольку использованное растительное пищевое сырье

является низкокалорийным, а его вкусовые свойства удовлетворяют

120

требованиям к пищевому продукту данной товарной группы. Таким

образом, добавление сахара белого в количестве 5-10% было достаточным.

Необходимо отметить высокое содержание усвояемых углеводов (глюкоза,

фруктоза, сахароза) в плодовых ЯА, ЯАС и АС ПП, равных 65%, 57% и

50% соответственно.

Таблица 4.5

Оптимизированный состав плодовых ПП

Пищевые вещества Плодовые ПП

Норма в 100 г ЯА ЯАС АС

Клетчатка, г 0,632 0,608 0,609 3,4

Органические

кислоты, г 1,295 1,307 1,363 0,6

Пектиновые

вещества, г 1,357 1,491 2,667 5,1

Сахара, г 15,096 17,216 20,456 20

Ми

нер

альн

ые

вещ

еств

а, м

г

K 0,273 0,254 0,239 0,8

Na 0,018 0,014 0,007 1,3

Ca 0,019 0,02 0,022 0,25

P 0,015 0,017 0,021 0,4

Mg 0,00824 0,00791 0,00725 0,13

Fe 1,625 1,163 0,551 0,005

Mn 0,098 0,119 0,159 0,0021

Zn 0,121 0,104 0,077 0,004

β-каротин, мг 0,48 0,58 0,89 1,80

Ви

там

ин

ы,

мг

В1·105 1,89 2,75 3,48 70

В2·105 3,78 4,05 4,64 80

С 16 14 12 20

РР·103 0,093 0,138 0,218 7

Энергетическая

ценность, ккал/100г 62 68 77 1000

Отличие данного способа заключается в сокращении

продолжительности тепловой обработки при изготовлении плодовых ПП и

использование натуральной пищевой добавки (пектин яблочный). Это

позволяет значительно сократить сроки пребывания плодового ПП под

121

действием высокой температуры, исключить процесс уваривания и отойти

от использования дополнительных пищевых добавок [163].

4.3. Кинетика замораживания и размораживания плодовых ПП

Известно, что изменения пищевого продукта после замораживания

определяются характером процесса размораживания: чем меньше различия

между характером кинетики замораживания и кинетики размораживания,

тем меньшие изменения его качества. На рис. 4.3 представлена кинетика

процесса замораживания и размораживания для плодовых ЯА, ЯАС

и АС ПП.

С целью исследования процессов, которые происходят во время

замораживания и размораживания, была изучена кинетика температуры во

время этих операций [164]. Полученные экспериментальные данные

представляют собой изменение температуры исследуемых образцов со

временем. Аппроксимационные функции для них имеют вид:

nn xaxaxaa)x(f 2

210 , (4.5)

где, а0, а1, а2,… аn – аппроксимационные коэффициенты, найденные

с помощью пакета программ MathCad.

а)

122

б)

в)

Рис. 4.3. Кинетика температуры исследуемого образца в процессе

замораживания (1) и размораживания (2): а) плодовые ЯА ПП; б) плодовые

ЯАС ПП; в) плодовые АС ПП.

Как видно из рис. 4.3, гистерезис незначителен, что несущественно

влияет на изменения качественных показателей замороженных плодовых

ПП во время размораживания. На основе полученных данных была

построена зависимость разности между температурой на входе и выходе

(t) калориметра от температуры исследуемого образца (tобр) в процессе

замораживания (рис. 4.4) и размораживания (рис. 4.5).

123

Рис. 4.4. Зависимость разности температур на входе и выходе

калориметра от температуры исследуемых образцов во время

замораживания: 1 – плодовые ЯА ПП; 2 – плодовые ЯАС ПП;

3 – плодовые АС ПП.

Рис. 4.5. Зависимость разности температур на входе и на выходе

калориметра от температуры исследуемых образцов во время процесса

размораживания: 1 – замороженные плодовые ЯА ПП; 2 – замороженные

плодовые ЯАС ПП; 3 – замороженные плодовые АС ПП.

124

Полученные данные свидетельствуют о том, что участки, на которых

разность температур на входе и выходе калориметра (t) постоянная,

соответствуют процессу фазового перехода, а температура в середине

участка является его температурой. Значение разности температур при

этом пропорционально количеству влаги, участвующей в фазовых

переходах. Данные участки имеют определенную ширину, обусловленную

размером исследуемого образца, его теплопроводностью и скоростью

замораживания. На полученных термограммах выделяются пять

характерных участков. Первый участок (I) соответствует охлаждению

исследуемого образца до температуры кристаллизации свободной влаги,

второй участок (II) соответствует кристаллизации свободной влаги

исследуемого образца; третий участок (III) соответствует охлаждению

сухих веществ, связанной влаги и кристаллов льда, образовавшихся в

процессе кристаллизации свободной влаги, до температуры стеклования.

Четвертый участок (IV) характеризует процесс образования

твердоаморфной фазы, а пятый (V) – процесс охлаждения исследуемого

образца до конечной температуры калориметра (-80° C).

Кривые, полученные при замораживании трех исследуемых

образцов, имеют одинаковый характер. Различия в поведении

наблюдаются лишь на втором и четвертом участках, соответствующих

фазовым переходам. Из полученных зависимостей видно, что второй

участок, на котором происходит кристаллизация свободной влаги, имеет

наибольшую ширину у исследуемых образцов плодовых ЯА ПП, а

наименьшую – у плодовых АС ПП. Четвертый участок, на котором

происходит образование твердоаморофной фазы (стеклование), напротив,

самый широкий для плодовых АС ПП, и узкий – для плодовых ЯА ПП.

Определено, что набольшая часть связанной влаги переходит в

твердоаморфное состояние при температуре -30…-35° C. Поскольку в

замороженном состоянии находится большая часть связанной влаги, то в

процессе холодильного хранения изменения качества плодовых ПП,

125

замороженных при быстром режиме, будут минимальны. Таким образом,

это свидетельствует о том, что понижение температуры замораживания до

-35° C является нерациональным.

Кривые, полученные во время процесса размораживания также

имеют пять характерных участков. Первый участок (I) соответствует

нагреванию исследуемого образца до температуры плавления

образовавшихся кристаллов льда, второй участок (II) соответствует

плавлению образовавшихся кристаллов льда; третий участок (III) –

нагреванию исследуемых образцов до температуры плавления; четвертый

участок (IV) характеризует процесс окончания плавления кристаллов льда;

пятый участок (V) – нагревание исследуемого образца до конечной

температуры калориметра, равной 25° C. Как и при замораживании

различия в поведении исследуемых образцов возникают на этапах

плавления кристаллов льда (II и IV участки), образовавшихся во время

фазового перехода.

Для плодовых ЯА ПП масса сухих веществ составляет 4,3 кг/кг,

плодовых ЯАС ПП – 4,0 кг/кг, плодовых АС ПП – 3,8 кг/кг.

Значение влагосодержания исследуемых плодовых ПП отличается не

более чем на 10%, т.е. количество влаги, которое переходит в твердое

состояние в процессе охлаждения данных исследуемых образцов до

температуры -80° C практически одинаково. Таким образом, ширина

второго и четвертого участков, как при замораживании, так и при

размораживании, определяется соотношением свободной и связанной

влаги.

4.4. Изучение физического состояния влаги в плодовых ПП

методом ЯМР при температурах ниже 0° С

Проведено сравнительное исследование физического состояния

влаги в плодовых ПП с добавлением пектина яблочного и контроля.

126

На рис. 4.6 приведена зависимость количества подвижной влаги

(г влаги на 1 г сухого вещества) от температуры охлаждения и нагревания

плодового ЯАС ПП, состоящего из яблочного, абрикосового и сливового

пюре (соотношение 2:2:1) – исследуемый образец № 1. На рис. 4.7

представлена аналогичная зависимость для плодового ЯАС ПП,

включающий 0,7% пектина яблочного и 8% сахара белого – исследуемый

образец № 2. Количество подвижной влаги на этапах охлаждения и

нагревания в исследуемых образцах при температуре ниже 0° C не

совпадает, что объясняется переохлаждением жидкости в исследуемом

образце при понижении температуры замораживания .

Рис. 4.6. Количество подвижной влаги и величина Мcw при

замораживании (1) и нагревании (2) ЯАС ПП без добавления пектина

яблочного.

Водные системы характеризуются высокой склонностью к

переохлаждению. А в процессе нагревания замороженного водного

раствора плавление происходит в точке равновесия жидкость-твердое тело.

Поэтому в цикле охлаждение-нагревание водных систем наблюдается

температурный гистерезис, величина которого определяется количеством

не закристаллизованной фракции жидкости.

127

На рис. 4.7 видно, что присутствие пектина яблочного и сахара

белого приводят к уменьшению температуры переохлаждения

исследуемого образца № 2 на 5° C и к увеличению количества связанной

влаги. При этом величина Мсw для этих объектов отличается в 1,25 раза.

Рис. 4.7. Количество подвижной влаги и величина Мcw при

замораживании (1) и нагревании (2) ЯАС ПП с добавлением пектина

яблочного.

Соответствующие значения количества подвижной влаги в плодовых

ЯА ПП и плодовых АС ПП при температурах -20° C и -30° C представлены

в табл. 4.6.

128

Таблица 4.6

Количество подвижной влаги в исследуемых образцах

замороженных плодовых ПП с добавлением пектина яблочного и сахара

белого и контролей при температурах -20° C и -30° C

Вид замороженных плодовых ПП

Количество подвижной влаги,

г влаги на 1 г сухого

вещества Температура замораживания

-20° С -30° С

Контроль замороженного плодового ЯА

ПП 0,52 2,01

Замороженный плодовый ЯА ПП с

добавлением пектина яблочного и сахара

белого

1,02 0,32

Контроль замороженного плодового

ЯАС ПП 0,55 0,26

Замороженный плодовый ЯАС ПП с

добавлением пектина яблочного и сахара

белого

1,19 0,38

Контроль замороженного плодового АС

ПП 0,55 0,21

Замороженный плодовый АС ПП с

добавлением пектина яблочного и сахара

белого

1,48 0,40

Из табл. 4.6 видно, что пектин яблочный во всех случаях приводит к

увеличению количества не вымороженной влаги в исследуемых образцах

замороженных плодовых ПП.

4.5. Исследование фазовых переходов и стеклования

замороженных плодовых ПП

Выбор рациональной температуры замораживания базируется на

значениях температуры кристаллизации влаги (свободной и связанной).

Предыдущими исследованиями установлено, что основная часть связанной

129

влаги кристаллизуется при температуре -30...-35° C. Таким образом, с

целью качественного изучения процессов, происходящих во время

замораживания и размораживания исследуемых образцов, проведено

исследование стеклования влаги и образования кристаллов льда в

замороженных плодовых ПП с добавлением пектина яблочного и сахара

белого и контрольных образцах [165].

На рисунке 4.8 приведены термограммы замороженных плодовых

ПП с добавлением пектина яблочного и сахара белого и контроля,

отражающие процесс нагревания.

Рис. 4.8. ДСК-термограммы исследуемых образцов замороженных

плодовых ПП: а) контроль замороженного плодового ЯА ПП;

б) замороженный плодовый ЯА ПП с добавлением пектина яблочного и

сахара белого.

На термограмме регистрируются следующие особенности: пик 1 –

скачек теплопоглощения, что соответствует переходу из твердоаморфного

состояния исследуемого образца в состояние переохлаждения жидкой

фракции, пик 2 – размытый экзотермический пик, который регистрируется

при дальнейшем нагревании и отражает кристаллизацию влаги с

130

переохлажденного состояния, пик 3 – интенсивный эндотермический пик,

соответствующий плавлению кристаллов льда в исследуемых образцах.

Ниже температуры стеклования tс исследуемые образцы находятся в

гетерогенном состоянии, и представляют собой смесь образовавшихся при

охлаждении кристаллов льда и твердоаморфных стекловидных включений.

При нагревании застеклованного материала развивается процесс перехода

вещества в состояние переохлажденной жидкости, протекающий в

некотором диапазоне температур [165].

На термограмме этот переход регистрируется по характерным

скачкам теплопоглощения (пик 1). Значения температуры стеклования tс

определяется с точки перегиба в области скачка температуры (пик 1). Как

видно из представленных рисунков, для всех контролей высота скачка

теплопоглощения, соответствующего стеклованию, меньше, чем в

исследуемых образцах с добавлением пектина яблочного.

Добавление пектина яблочного увеличивает скачок

теплопоглощения (пик 1) и незначительно повышает температуру

стеклования tс, что указывает на увеличение количества вещества, которое

переходит в стекловидное состояние в его присутствии. Это можно

объяснить тем, что пектин яблочный, который является

гетерополисахаридом, при взаимодействии с водой набухает и полярные

группы его молекул гидратируются. При этом связывается около 10

молекул воды на каждое звено цепи (три молекулы на одну гидроксильную

и четыре молекулы на одну карбоксильную группы). Такие конгломераты

при охлаждении более подвержены стеклованию, чем влага в контроле.

При понижении температуры стеклования в исследуемых образцах

появляется переохлажденная жидкая фракция, представляющая собой

концентрированный раствор с образованными при охлаждении

кристаллами льда [147]. Эти образования относительно нестабильны, и в

процессе холодильного хранения подвергаются количественным и

структурным изменениям. Комплекс таких изменений характеризует

131

процесс рекристаллизации замороженной влаги. Данный процесс

представляет собой укрупнение кристаллов льда, то есть рост больших

кристаллов льда за счет малых. Малые кристаллы льда менее стабильны,

чем крупные, поскольку их поверхность и соответствующая поверхностная

энергия выше. За счёт увеличения кристаллов льда происходят тепловые

флуктуации их молекул.

Таким образом, добавление пектина яблочного в рецептуру

замороженных плодовых ПП приводит к увеличению температуры

замораживания, что в процессе холодильного хранения позволит

существенно уменьшить влияние процесса рекристаллизации влаги и

химических процессов на их качество. Увеличение температуры

стеклования относительно контролей повышает энергоэффективность

процесса холодильного хранения замороженных плодовых ПП [165].

Экспериментальное изучение влияния пектина яблочного на

устойчивость состояния аморфной фазы в замороженном пищевом

продукте проводили методом ДСК, применяя термическое циклирование

исследуемых образцов. Их охлаждали в калориметрическом блоке до

температуры -130° С. Затем проводили процесс нагревания до

температуры кристаллизации переохлажденной влаги (tк), при которой

продолжается рост кристаллов льда, выдерживали при этой температуре в

течение некоторого времени и вновь охлаждали до температуры -130° С.

После этого повторно регистрировали ДСК-термограмму при медленном

режиме нагревания. Схема эксперимента по термическому циклированию

представлена на рисунках 4.9 и 4.10.

132

Рис. 4.9. Схема эксперимента при однократном термическом

циклировании контроля замороженных плодовых ЯАС ПП.

Рис. 4.10. Схема эксперимента при двукратном термическом

циклировании контроля замороженных плодовых ЯАС ПП.

На термограмме исследуемого контроля плодовых ЯАС ПП при

повторном нагревании размытый экзотермический пик не регистрируется

(рис. 4.9). Это означает, что в них завершение процесса кристаллизации

влаги произошло после однократного цикла охлаждение-нагревание. На

термограмме замороженных плодовых ПП после двух циклов охлаждение-

нагревание завершение процесса кристаллизации влаги полностью не

завершилось. При этом наблюдается слабый экзотермический пик 2, что

133

соответствует завершению процесса кристаллизации переохлажденной

влаги (рис. 4.8). Эксперимент по предварительному термическому

исследованию подтверждает тот факт, что пектин яблочный

дополнительно связывает определенное количество влаги и способствует

увеличению массовой доли не вымороженной влаги. Таким образом,

можно отметить, что пектин яблочный влияет на кинетику

льдообразования и формирование не замороженных фракций, повышая

стабильность аморфной фазы в замороженных плодовых ПП.

Проведенные методом ДСК исследования замороженных плодовых

ПП с добавлением пектина яблочного и сахара белого и контролей,

позволили определить и сравнить температурные диапазоны стеклования,

а также температуры кристаллизации влаги. В табл. 3.20 представлены

значения температур стеклования (tс), кристаллизации влаги, которая

продолжается на этапе нагревания (tк) и плавления (tп) жидкой фракции в

исследуемых образцах.

Таблица 4.7

Температуры фазовых переходов и стеклования влаги замороженных

плодовых ПП с добавлением пектина яблочного и сахара белого и

контролей

Вид замороженных плодовых ПП tс, °С tк, °C tп,°С

Контроль замороженных плодовых ЯА ПП -34,8 -30 -1,4

Замороженные плодовые ЯА ПП с добавлением

пектина яблочного и сахара белого -34,4 -30,9 -4,2

Контроль замороженных плодовых АС ПП -34,6 -30,9 -0,5

Замороженные плодовые ЯА ПП с добавлением

пектина яблочного и сахара белого -34,7 -30,7 -4,8

Контроль замороженных плодовых ЯАС ПП -34,4 -31,6 -1,5

Замороженные плодовые ЯАС ПП с

добавлением пектина яблочного и сахара белого -34,4 -30,8 -5,2

134

Из таблицы 4.7 видно, что в присутствии пектина яблочного

температура стеклования возрастает, и положение экзотермического пика

2 кристаллизации влаги смещается в сторону более высоких температур.

Также, возрастает величина скачка теплопоглощения в области

температуры стеклования влаги, что указывает на повышение

стабильности аморфного состояния жидкой фракции замороженных

плодовых ПП в присутствии пектина яблочного. Необходимо отметить,

что температура стеклования и кристаллизации влаги в исследуемых

образцах находятся в диапазоне температур от -30° С до -35° C. Таким

образом, с точки зрения сохранения исходных свойств плодовых ПП и их

качества, температуру замораживания необходимо выбирать из данного

диапазона.

4.6. Исследование изменений массовой доли вымороженной и не

вымороженной влаги в плодовых ПП в процессе холодильного

хранения

На рис. 4.11 представлена аппроксимационная кривая, полученная по

экспериментальным данным при замораживании исследуемого образца. На

оси ординат отложены разность температур между входом и выходом

калориметра ( ), первая (

d

d

) и вторая (2

2

d

d

) производные от

аппроксимационной функции, а на оси абсцисс – время (τ) в

относительных единицах. Исходя из вида кривой, ее можно разделить на

три характерных участка, отделенные пунктирными линиями. Площадь

под первым участком (І) пропорциональна количеству теплоты,

выделяющейся при охлаждении исследуемого образца, состоящего из

влаги и сухих веществ. Площадь под вторым участком кривой (II)

соответствует количеству теплоты, выделяющейся при кристаллизации

свободной влаги, под третьей (III) – количеству теплоты, выделяющейся

135

при охлаждении сухих веществ, связанной влаги и кристаллов льда,

образовавшихся в процессе кристаллизации свободной влаги. Охлаждение

исследуемых образцов, как до температуры кристаллизации свободной

влаги, так и после, происходит по экспоненциальной зависимости [164].

Скорость изменения данной функции в начальной точке имеет свой

максимум, а в конечной – минимум. Исходя из этого, пределом раздела

выбиралась линия, проходящая через точку, в которой первая производная

от разности температур имеет свой экстремум (рис. 4.11). Значения

моментов времени, при которых

d

d

имеет соответствующие экстремумы,

определялись по корням второй производной от функции. Площади под

различными участками кривой рассчитывались как интеграл от

аппроксимационной функции в соответствующих пределах.

Рис. 4.11. Разность температур между входом и выходом

калориметра (1), первая (2) и вторая (3) её производные для исследуемого

образца.

136

Для того чтобы определить теплоту, которая выделилась при

охлаждении исследуемого образца или в процессе кристаллизации

свободной влаги, содержалась в нем, рассчитывали площадь под

соответствующим участком кривой (1) и, исходя из полученных данных,

определяли количество выделившейся теплоты с учётом аппаратного

фактора.

Объектами исследования были свежеприготовленные замороженные

плодовые ЯА, АС и ЯАС ПП, а также исследуемые образцы после

9 месяцев холодильного хранения.

На рис. 4.12 приведена кинетика разности температур между входом

и выходом калориметра, полученная при замораживании

свежеприготовленных замороженных плодовых ПП и после 9 месяцев

холодильного хранения.

Рис. 4 12. Кинетика разности температур между входом и выходом

калориметра, полученная при замораживании свежеприготовленных

(1, 2, 3) и после 9 месяцев холодильного хранения (4, 5, 6) замороженных

плодовых ПП: 1, 4 – ЯА ПП, 2, 5 – ЯАС ПП, 3, 6 – АС ПП.

137

В табл. 4.8 приведены массовые доли вымороженной и

невымороженной влаги в исследуемых образцах, рассчитанных по

кинетике разности температур между входом и выходом калориметра.

Таблица 4.8

Количество вымороженной и невымороженной влаги в

замороженных плодовых ПП

Вид замороженного

плодового ПП

Количество не

вымороженной влаги,

отн. ед.

Количество

вымороженной влаги,

отн. ед.

Свежеприготовленные замороженные плодовые ПП

Замороженные

плодовые ЯА ПП 0,57 0,43

Замороженные

плодовые ЯАС ПП 0,62 0,38

Замороженные

плодовые АС ПП 0,65 0,35

Замороженные плодовые ПП после 9 месяцев холодильного хранения

Замороженные

плодовые ЯА ПП 0,45 0,55

Замороженные

плодовые ЯАС ПП 0,56 0,44

Замороженные

плодовые АС ПП 0,61 0,39

Относительная массовая доля вымороженной влаги в исследуемых

образцах замороженных плодовых АС ПП – небольшая, и равна

0,35 отн. ед., что в 1,1 раза меньше, чем в исследуемых образцах

замороженных плодовых ЯАС ПП и в 1,2 раза меньше, чем у исследуемых

образцов замороженных плодовых ЯА ПП. Это обусловлено большим

количеством пектина яблочного в них по сравнению с двумя другими.

В процессе холодильного хранения исследуемых образцов массовая

доля вымороженной влаги в замороженных плодовых ЯА ПП увеличилась

в 1,3 раза; в замороженных плодовых ЯАС ПП – в 1,15 раза; в

замороженных плодовых АС ПП – в 1,1 раза. Увеличение массовой доли

138

вымороженной влаги объясняется гидролизом сахаров, дубильных и

пектиновых веществ. Данные реакции сопровождаются увеличением

количества свободной влаги.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что

добавление пектина яблочного способствует, во-первых, увеличению

количества не вымороженной влаги, а во-вторых, уменьшению изменений

в соотношении между количеством вымороженной и невымороженной

влагой.

4.7. Исследование микроструктуры плодовых ПП методами

световой и флуоресцентной микроскопии

Известно, что длина волны флуоресценции служит источником

информации о компонентном составе исследуемого образца.

На рис. 4.13. представлен спектр поглощения фруктовой смеси из

яблок свежих, абрикосов свежих и слив свежих с добавлением пектина

яблочного (№ 2) и контроля (№ 1). Нижняя шкала на оси абсцисс – длина

волны.

Полученный спектр поглощения исследуемого образца фруктовой

смеси позволяет определить длину волны света, на которой поглощение

вещества максимально. Однако более информативным является

трехмерный спектр, на котором представлены одновременно спектры

поглощения и эмиссии флуоресценции вещества [166].

Трехмерный спектр для экстракта из фруктовой смеси № 1,

представлен на рис. 4.13.

139

Рис. 4.13. Спектры поглощения композиционной смеси из яблок,

абрикосов и слив: 1 – контроль; 2 – с добавлением пектина яблочного.

Рис. 4.14. Трехмерный спектр флуоресценции экстракта фруктовой

смеси № 1.

В качестве растворителя использовался этанол. Параметры: интервал

длин волн возбуждения: 220 – 750 нм, интервал длины волн

флуоресценции: 220 – 800 нм, шаг сканирования: 10 нм щели –

возбуждение/флуоресценция: 5/5 нм.

140

На рис. 4.15 представлена проекция трехмерного спектра на

плоскость {λex,λfl} фруктовой смеси № 1.

Рис. 4.15. Проекция трехмерного спектра флуоресценции на

плоскость {λex,λfl} фруктовой смеси № 1.

На основании такой проекции можно осуществить соотношение

веществ, входящих в состав исследуемого образца с соответствующими им

спектрами флуоресценции (табл. 4.9).

Таблица 4.9

Соотношение спектров возбуждения и флуоресценции с

соответствующими им веществами в составе экстракта фруктовой смеси №

1

Возбуждение, нм Испускание, нм Вещества

235-245

270-280

300-325

(более интенсивное

при λex = 240 нм)

простые полифенолы,

фенольные полимеры

235-245

270-280

330-345

(более интенсивное

при λex = 280 нм)

простые полифенолы,

фенольные полимеры

280-310 380-400

производные

ацетофенонов и

флаванонов

300-330 (плечо)

340-360 410-440 флавоноиды

141

Аналогичным образом получен трехмерный спектр, проекция

флуоресцентного спектра на плоскость {λex,λfl}, и выполнено соотношение

спектров для исследуемого образца фруктовой смеси с добавлением

пектина яблочного. Соответствующие данные представлены на рис. 4.16,

рис. 4.17.

На рис 4.16 представлена проекция трехмерного спектра на

плоскость {λex,λfl} фруктовой смеси с добавлением пектина яблочного.

Рис. 4.16. Трехмерный спектр флуоресценции экстракта фруктовой

смеси № 2.

Рис. 4.17. Проекция трехмерного спектра флуоресценции на

плоскость {λex,λfl} экстракта из фруктовой смеси с добавлением пектина.

142

На основании такой проекции можно осуществить соотношение

веществ, входящих в состав исследуемого материала с соответствующими

им спектрами флуоресценции (табл.4.10).

Таблица 4.10

Соотношение спектров возбуждения и флуоресценции с

соответствующими им веществами в составе экстракта фруктовой смеси №

2

Возбуждение, нм Испускание, нм Вещества

235-245

270-280

300-325

(более интенсивное

при λex = 240 нм)

простые полифенолы,

фенольные полимеры

235-245

270-280

330-345

(более интенсивное

при λex = 280 нм)

простые полифенолы,

фенольные полимеры

280-310 380-400

производные

ацетофенонов и

флаванонов

300-330 (плечо)

340-360 410-440 флавоноиды

Сравнивая представленные выше данные для фруктовых смесей с

добавлением пектина яблочного и контроля, можно отметить, что спектры

флуоресценции принципиально не отличаются. Основное отличие состоит

в интенсивности флуоресценции пектина яблочного (диапазон длин волн

300-325 нм), которая возрастает при добавлении его во фруктовую смесь.

Представленные выше данные использовались при анализе

флуоресцентных изображений плодовых ПП.

Автофлуоресцентные изображения фруктовых смесей различного

состава представлены на рис. 4.18-4.28. Автофлуоресцентные изображения

вещества несут информацию не только о наличие определенных

компонентов в нем, но и об их распределении в исследуемом образце.

Микроскопическое изображение в проходящем белом свете дает

143

информацию о степени однородности исследуемого образца. Изучение

собственной флуоресценции композиционных фруктовых смесей,

содержащих пектин яблочный, а также микроскопических изображений в

проходящем белом свете могут быть полезными при изучении влияния

пектина яблочного на степень гетерогенности исследуемых образцов [166].

Характерное изображение, полученное на микроскопе конфокальном

сканирующем лазерном для яблочной смеси отображено на рис. 4.18.

Рис. 4.18. Микрофотографии автофлуоресценции исследуемого

образца фруктовой смеси из яблок свежих (№ 7): а) красная область

спектра; б) синяя область спектра; в) зелёная область спектра; г)

проходящий белый свет; д) интегральное изображение в красной, синей,

зелёной областях спектра и проходящем белом свете (суперпозиция

изображений).

Как видно на рис. 4.18 структура яблочной фруктовой смеси

достаточно однородна. Об этом можно судить по собственной

флуоресценции исследуемого образца: красная флуоресценция

а б в

г д

144

обусловлена флуоресценцией хлорофилла А, синяя – флавоноидами и

зеленая – витаминами, в частности, рибофлавином. Известно, что

хлорофилл А сильно поглощает свет как в красной, так и в синей областях

спектра. В красной области спектра происходит максимальное поглощение

света.

Другая характерная область спектра (другое поле) этого же

исследуемого образца представлена на рис. 4.19.

Рис. 4.19. Микрофотографии участка исследуемого образца

фруктовой смеси из яблок свежих с включениями их кожицы:

а) красная область спектра; б) синяя область спектра; в) зелёная область

спектра; г) проходящий белый свет; д) интегральное изображение в

красной, синей, зелёной областях спектра и проходящем белом свете

(суперпозиция изображений).

Видно, что наряду с однородной структурой яблочной фруктовой

смеси, наблюдаются относительно большие включения. Они представляют

собой, вероятнее всего, частички кожуры, поскольку в этих включениях

регистрируется синяя и зеленая автофлуоресценции, которые могут быть

а б в

г д

145

объяснены наличием флавоноидов, витаминов и, возможно, собственными

пектиновыми веществами яблок свежих [166].

Кроме того в красной области спектра регистрируется интенсивная

автофлуоресценция во включениях кожицы, что указывает на наличие

хлорофилла. Одновременно красная флуоресценция хлорофилла

регистрируется и по всей поверхности исследуемого образца (рис. 4.19 и

рис. 4.20). Как видно на рис. 4.20 д, суммарная флуоресценция от

включений кожицы, более высокая, чем флуоресценция остальной мякоти

яблока свежего. Отсюда следует, что в частичках кожицы содержится

существенно больше флуорофоров, – прежде всего флавоноидов,

витаминов и пектиновых веществ, чем в основной массе плода.

Рис. 4.20. Микрофотографии автофлуоресценции исследуемых

образцов абрикосовой фруктовой смеси: а) красная область спектра;

б) синяя область спектра; в) зелёная область спектра; г) проходящий

белый свет; д) интегральное изображение в красной, синей, зелёной

областях спектра и проходящем белом свете (суперпозиция изображений).

а б в

г д

146

Микрофотографии образцов фруктовой смеси из абрикос

(образец № 8) представлены на рис. 4.21.

а)

б)

Рис. 4.21. Интегральное изображение участка фруктовой смеси (№ 8)

и спектры автофлуоресценции выделенных фрагментов: а) спектр

автофлуоресценции; б) интегральное изображение.

Видно, что исследуемый образец фруктовой смеси из абрикос

состоит из более мелких фрагментов (рис. 4.21).

147

Информацию о точном значении длин волн флуоресценции и о

локализации флуоресцирующих объектов компонентов фруктовой смеси

получали из анализа спектров флуоресценции от отдельных кластеров в

исследуемом образце. Пример таких спектров представлен на рис. 4.28

Максимум флуоресценции от участка 1 приходится на длину волны

675 нм, что соответствует автофлуоресценции хлорофилла.

Флуоресценция участка 2 на длине волны 545 нм соответствует

автофлуоресценции витаминов и, вероятно, каротинам, которые, как

известно, определяют оранжевую окраску абрикос свежих.

Микрофотографии исследуемых образцов фруктовой смеси из слив

(образец № 9) представлены на рис 4.22.

Рис. 4.22. Микрофотографии автофлуоресценции участка

исследуемого образца фруктовой смеси из слив: а) красная область

спектра; б) синяя область спектра; в) зелёная область спектра;

г) проходящий белый свет; д) интегральное изображение в красной, синей,

зелёной областях спектра и проходящем белом свете (суперпозиция

изображений).

а б в

в

г д

148

На представленных микрофотографиях обнаруживается

автофлуоресценция хлорофилла, флавоноидов и витаминов. Хлорофилл

распределен по всей поверхности исследуемого образца, а флавоноиды и

витамины локализованы, главным образом, в составе фрагментов кожицы

слив. На рис. 4.23 представлены микрофотографии композиционной

фруктовой смеси из яблок, абрикос и слив без пектина яблочного

(образец № 1).

Рис. 4.23. Микрофотографии автофлуоресценции участка

исследуемого образца композиционной фруктовой смеси из слив, яблок и

абрикос: а) синяя область спектра; б) красная область спектра; в)

проходящий белый свет; г) интегральное изображение в красной, синей,

зелёной областях спектра и проходящем белом свете (суперпозиция

изображений).

Видно, что композиционная фруктовая смесь достаточно

неоднородна как по характеру флуоресценции, так и по оптической

б

в г

a

в г

149

плотности. На микрофотографии в проходящем белом свете видны

конгломераты вещества с более высокой оптической плотностью, чем

основная часть исследуемого образца. Неоднородность смеси обусловлена

тем, что компоненты этой композиционной фруктовой смеси изначально

различны по своим физическим характеристикам, в том числе и по

плотности.

На рис. 4.24 представлен фрагмент интегральной микрофотографии

исследуемого образца композиционной фруктовой смеси из яблок, абрикос

и слив и спектры флуоресценции от его отдельных кластеров.

а)

150

б)

Рис. 4.24. Интегральное изображение участка композиционной

фруктовой смеси из яблок, абрикос и слив и спектры автофлуоресценции

выделенных фрагментов: а) интегральное изображение; б) спектр

автофлуоресценции.

Кластер 1 с флуоресценцией в красной области (максимум при длине

волны 655 нм) соответствует хлорофиллу. Кластер 2 содержит следы

пектиновых веществ.

На рис. 4.25 представлен другой фрагмент интегральной

микрофотографии исследуемого образца композиционной смеси из яблок,

абрикос и слив и спектры флуоресценции от отдельных кластеров в

красной и синей областях спектра. В кластере 1 регистрируются

включения хлорофилла. В кластере 2 наблюдается незначительная зеленая

флуоресценция с максимумом 545 нм, обусловленная, вероятнее всего,

флавоноидами, витаминами и, возможно, каротиноидами [166].

151

а)

б)

Рис. 4.25. Интегральное изображение участка композиционной

фруктовой смеси из яблок, абрикос и слив и спектры автофлуоресценции

выделенных фрагментов: а) спектры красной и синей флуорисценции

композиционной фруктовой смеси из яблок свежих, абрикос свежих и слив

свежих; б) оптическое изображение композиционной фруктовой смеси из

яблок свежих, абрикос свежих и слив свежих.

152

На рис. 4.26-.4.29 представлены микрофотографии композиционной

фруктовой смеси из яблок, абрикос и слив с добавлением пектина

яблочного и сахара белого (образец № 2).

Рис. 4.26. Микрофотографии автофлуоресценции участка

композиционной фруктовой смеси из яблок, абрикос и слив с добавлением

пектина яблочного и сахара белого (образец № 2): а) зелёная область

спектра; б) красная область спектра; в) проходящий белый свет; г)

интегральное изображение в красной, синей, зелёной областях спектра и

проходящем белом свете (суперпозиция изображений).

Видно, что на участках исследуемого образца № 2 основной вклад в

автофлуоресценцию вносят хлорофиллы, флавоноиды и витамины.

Приведенные микрофотографии исследуемого образца № 2 наглядно

демонстрируют, что хлорофилл распределен по всей поверхности, а

а б

в г

153

флавоноиды и витамины локализованы, главным образом в составе

фрагментов кожицы компонентов композиционной фруктовой смеси

(рис. 4.27).

Рис. 4.27. Микрофотографии участка исследуемого образца

№ 2: а) синяя область спектра; б) зелёная область спектра; в) красная

область спектра; г) проходящий белый свет; д) интегральное изображение

в красной, синей, зелёной областях спектра и проходящем белом свете

(суперпозиция изображений).

Композиционная фруктовая смесь № 2 в присутствии пектина

яблочного более однородна, чем в рассмотренных выше контрольных

образцах. Это может быть объяснено тем, что пектин яблочный

способствует образованию гелеобразной структуры, тем самым

препятствуя возникновению крупных агрегатов из частичек измельченных

плодов.

Интегральное изображение (суперпозиция автофлуоресцентных

изображений и изображения в проходящем белом свете) и спектры

а б в

г д

154

автофлуоресценции композиционной фруктовой смеси в красном, зеленом

и синем диапазонах представлена на рис. 4.28.

Красная флуоресценция (кластер 1) возникает за счёт наличия

хлорофилла, зеленая (кластер 2) – витаминов, пектиновых веществ и,

возможно, каротиноидов, а синяя – флавоноидов. Видно, что в области

длин волн, соответствующих пектиновым веществам возрастает общий

фон флуоресценции. Это происходит в результате возникновения

гелеобразной структуры за счёт добавления пектина яблочного, который

равномерно распределяется по всей поверхности исследуемого

образца № 2.

а)

155

б)

Рис. 4.28. Интегральное изображение участка композиционной

фруктовой смеси № 2 и спектры автофлуоресценции выделенных

фрагментов: а) спектры красной и синей флуоресценции исследуемого

образца №2; б) оптическое изображение исследуемого образца № 2.

Таким образом, проведена идентификация биологических

компонентов и определена их локализация в композиционных фруктовых

смесях. Найдено, что добавление пектина яблочного способствует

повышению их однородности. Пектин яблочный создает гелеобразные

прослойки между частичками измельченных фруктов, которые

препятствуют прямым контактам между ними и образованию

конгломератов. Это может служить дополнительным фактором повышения

стабильности композиционных фруктовых смесей и улучшения их

товарного качества при замораживании.

В качестве исследуемых образцов использовались плодовые ЯА,

ЯАС и АС ПП. На микрофотографиях исследуемых образцов выбирали

малую величину а и находили количество частиц ΔN0, имеющие линейный

размер 0 <l <а, ΔN1; а <l <2·а, ..., ΔNn, при которых характерный линейный

размер находится в интервале от n·а до n·а+а, и т.д.

156

Вероятность того, что линейный размер частицы будет в интервале

от 0 до а, равно N

NP 0

0

, где N – общее количество частиц рассчитанное

по микрофотографиям; в интервале от а до 2·а – N

NP 1

1

, ..., в интервале

от n·а до n·а+а – N

NP nn

.

По полученным данным была построена гистограмма (рис. 4.36).

Рис. 4.29. Гистограмма для получения функции распределения

частиц по линейному размеру.

На оси абсцисс отложено полосы шириной а и высотой a

Pi

, где i

изменяется от 0 до n. Площадь полосы, левый край которой имеет

координату x, равна ΔPx, а площадь всей гистограммы – единица.

Гистограмма наглядно характеризует относительное количество

частиц, имеющих линейный размер в различных интервалах шириной а.

Если величину а уменьшать, то линия, ограничивающая гистограмму,

преобразуется в функцию распределения частиц по линейному размеру

(рис. 4.30).

157

Функции распределения имеют вид:

lbbelblf

32

1 , (4.6)

где, l – линейный размер частиц исследуемого образца; b1, b2, b3 –

коэффициенты, найденные путём аппроксимации экспериментальных

данных

Рис. 4.30. Функция распределения частиц по линейному размеру.

Значения коэффициентов b1, b2, b3 исследуемого образца, приведены

в табл. 4.11.

Таблица 4.11

Коэффициенты функции распределения частиц по линейному

размеру в плодовых ПП

Вид плодовых ПП b1, 10-6

b2, 10-6

b3, 10-6

Плодовый ЯА ПП 10,5 1,33 -1,242

Плодовый ЯАС ПП 9,618 1,051 -1,136

Плодовый АС ПП 3,759 0,772 -0,609

158

Для исследуемых образцов величина а была равна 7·10-6

м. Функции

распределения частиц по линейному размеру плодовых ЯА ПП (1),

плодовых ЯАС ПП (2) и плодовых АС ПП (3) представлены на рис. 4.31.

Рис. 4.31. Функции распределения частиц по линейному размеру для

исследуемых образцов плодовых ПП: 1 − плодовый ЯА ПП; 2 − плодовый

ЯАС ПП; 3 − плодовый АС ПП.

Функция распределения частиц по линейному размеру для плодовых

ЯА ПП имеет более широкий вид по сравнению с функциями

распределения для плодовых ЯАС и АС ПП. Полученные данные

свидетельствует о том, что исследуемые образцы плодовых ЯА ПП менее

однородны, чем плодовые ЯАС и АС ПП, поскольку имеют большее

количество частиц с различным линейным размером [166].

По полученным функциям распределения для каждого из

исследуемых образцов рассчитано характерный линейный размер частиц

по формуле:

dllfll. (4.7)

159

После проведенных расчетов был определен характерный линейный

размер частиц для плодовых ПП: для плодового ЯА ПП – (2,390,05) 10-5

м; ЯАС ПП – (1,410,05) 10-5

м; АС ПП – (1,370,05) 10-5

м.

Самый характерный линейный размер (23,3 мкм) имеют частицы

плодовых ЯА ПП, а линейные размеры частиц плодовых АС и ЯАС ПП

имеют меньшее значение и равны 13,7 и 14,1 мкм. Полученные значения

свидетельствуют о том, что характерный линейный размер частиц меньше

чем порог чувствительности человека (30-35 мкм) и подтверждают

полученный результат органолептическими исследованиями относительно

показателя однородности.

160

ВЫВОДЫ К РАЗДЕЛУ 4

1. Проведено оценку качества абрикос свежих, слив свежих, яблок

свежих. Построена математическая модель для оптимизации рецептуры

замороженных плодовых ПП.

2. Исследовано кинетику замораживания и размораживания

разработанных плодовых ПП в диапазоне температур от 0…-80° С.

Установлено наличие двух фазовых переходов, которые связанны с

кристаллизацией льда (0…-10° С) и образованием твердоаморфной фазы.

Установлено, что при температуре ниже -35° C большая часть связанной

влаги для всех видов ПП находится в замороженном состоянии, поэтому

понижение температуры замораживания ниже -35° C является

нерациональным.

3. Калориметрическим методом определенно часть вымороженной и

невымороженной влаги в плодовых ПП. Установлено, что в процессе

холодильного хранения в течение 9 мес. из-за гидролиза сахаров,

дубильных и пектиновых веществ, количество вымороженной влаги

увеличивается, а невымороженной соответственно уменьшается.

Определено, что наибольшая массовая доля невымороженной влаги (0,65

отн. ед.) и наименьшие изменения в ее количестве (1,1 раз) отмечено в АС

ПП, а наименьшие – для ЯА ПП (0,57 отн. ед. и в1,3 раз).

4. Методом ядерного магнитного резонанса исследовано состояние

влаги в плодовых ПП при температуре -20° C и -30° С. Установлено, что

количество подвижной влаги увеличивается при увеличение концентрации

пектина яблочного в исследуемых образцах.

5. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии

определены температурные диапазоны образования твердоаморфной фазы,

перекристаллизации и плавления льда, в плодовых ПП.

161

ВЫВОДЫ

1. Разработаны и научно обоснованы подходы к формированию и

улучшению качества замороженного сырья и пищевых продуктов путем

развития научных основ технологии консервирования холодом, за счет

обоснования режимов и приемов технологической обработки перед

замораживанием, установления рациональных параметров замораживания,

холодильного хранения и размораживания, совершенствования

существующих технологий производства замороженных полуфабрикатов,

формулирования основных положений и принципов составления систем

оценивания качества как инструментов управления технологией

консервирования холодом и обоснование параметра состояния влаги

относительно сухого вещества (Mcw).

2. Теоретически обоснована и экспериментально доказана научная

концепция работы, суть которой заключается в том, что определение

технологических факторов для достижения минимального или нулевого

гистерезиса кинетики температур относительно операций замораживания-

размораживания позволит значительно улучшить качество и

функционально-технологические свойства замороженного сырья и

пищевых продуктов.

3. Исследовано влияние скоростей и температур замораживания,

холодильного хранения для овощей и фруктов с разным начальным

влагосодержанием. Установлено, что для предварительно обработанного

(подсушенного) плодоовощного сырья рекомендуется применять быстрый

режим замораживания. Однако использование камер бытовых

холодильников (скорость замораживания – 1 град/мин, температура

хранения -18 ° C) для длительного хранения замороженных овощей и

фруктов приводит к значительному ухудшению их качества.

4. Обоснованно технологические факторы для достижения

термической обратимости процессов замораживания-размораживания для

некоторых видов полуфабрикатов, подлежащих консервированию

162

холодом, а именно: для ягод доказана целесообразность использования

предварительного подсушивания до потери 10% влаги от ее исходного

содержания с последующей обработкой 0,5 %-м раствором Nа- КМЦ; для

полуфабриката для первых и вторых блюд обоснованно рациональность

применения сокращенного режима тушения и подсушивания овощного

сырья до удаления влаги в количестве 5% от ее исходного содержания; для

плодовых пастообразных полуфабрикатов доказана целесообразность

введения в рецептурный состав пектина яблочного; для тестовых

полуфабрикатов обосновано введение в рецептуру дополнительного

растительного сырья: заморожено-размороженного пюреобразного

картофеля (или хурмы) в количестве 10% от общей массы полученного

теста или частичную замену томатно-перечной (70:30) плазмой

рецептурного количества воды в соотношении 1:2.

5. Исследованы закономерности и определены механизмы фазовых

переходов, стеклования, кинетики замораживания, количества

вымороженной и невымороженной влаги в полуфабрикатах из ягод,

овощном полуфабрикате для первых и вторых блюд, плодовых

пастообразных полуфабрикатах и тестовых полуфабрикатах с добавлением

растительного сырья. Установлены оптимальные параметры процессов

замораживания и холодильного хранения разработанных полуфабрикатов.

163

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Постольски, Я. Замораживание пищевых продуктов [Текст] /

Я. Постольски, З. Груда. – М. : Пищевая промышленность, 1978. – 607 с.

2. Щеглов, Н.Г. Технология консервирования плодов и овощей [Текст]

: уч.-практ. пособие / Н. Г. Щеглов. – М. : Палеотип; Издательско-торговая

корпорация «Дашков и Ко», 2002. – 380 с.

3 Сязин, И.Е. Перспективные способы замораживания продуктов

[Текст] / И.Е. Сязин, Г.И. Касьянов, М.И. Лугинин // Электронный научный

журнал КубГТУ «Управление качеством», 2011. – Вып. 9. – 4 с.

4 Грубы, Я. Производство замороженных продуктов [Текст] :

монография / Я. Грубы. - М. : Агропромиздат, 1990. - 336 c.

5 Бабакин, Б.С. Роль хладагентов в экологической безопасности

окружающей среды [Текст] / Б.С. Бабакин // Мясная индустрия. – 2008. – №5.

- С. 72-76.

6. Экология и холодильная техника: учеб. пособие [Текст] /

Б.С. Бабакин [и др.]. – М. : ДеЛи принт, 2009. – 531 с.

7. Бабакин, Б.С. Электротехнология в холодильной промышленности

: монография [Текст] / Б.С.Бабакин. – М. : Агропромиздат, 1990. – 208 c.

8. Энергосберегающие холодильные технологии транспортировки,

хранения и дозаривания фруктов : учеб. пособие [Текст] / Б.С. Бабакин

[и др.]. – М. : ДеЛи плюс, 2013. – 191 с.

9. Жадан, В.З. Влагообмен в плодоовощехрхранилищах : монография

[Текст] / В.З. Жадан. – М. : Агропромиздат, 1985. – 197 с.

10. Фролов, С.В. Тепло- и массообмен в расчетах процессов

холодильной технологии пищевых продуктов : монография [Текст] /

С.В. Фролов, В.Е. Куцакова, В.Л. Кипнис. – М. : Колос-Пресс,

2001. – 153 с.

11. Рогов, И.А. Электрофизические методы в холодильной технике и

технологии / И.А. Рогов, Б.С. Бабакин, В.А. Выгодин. – М. : Колос,

1996. – 336 с.

164

12. Холодильная техника и технология : респ. межвед. науч.-техн. сб.

[Текст] / Одесский ин-т низкотемпературной техники и энергетики; отв. ред.

И. Г. Чумак. – К. : Техніка, 1992. – Вып. 55. – 108 с.

13. Шляховецкий, В.М. Очерки развития науки и техники охлаждения

[Текст] : пробл. и решения / В.М. Шляховецкий. – Краснодар : [б. и.], 1993. –

63 с.

14. Шляховецкий, В.М. Достижения и проблемы криологии : задачи

теории и практики применения охлаждающих эффектов /

В.М. Шляховецкий. – Краснодар : [б. и.], 2002. – 218 с.

15. Эрлихман, В. Расчетное определение теплофизических

характеристик замороженных пищевых продуктов [Текст] /

В. Эрлихман, Л. Кукелка, А. Копец // Известия Калининградского

государственного технического университета. – 2011. – № 21. – С. 28-33.

16. Эрлихман, В.Н. Разработка принципов повышения эффективности

технологических процессов холодильных производств [Текст] : автореферат

диссертации на соискание ученой степени д-ра техн. наук :05.18.04,05.18.12 /

В.Н. Эрлихман. – Калининград, 2005. – 49 с.

17. Головкин, Н.А. Холодильная технология пищевых продуктов

[Текст] / Н.А. Головкин. – М. : Легкая и пищ. пром-сть, 1984. – 240 с.

18. Развитие теоретических основ и практики холодильной технологии

пищевых продуктов [Текст] : межвуз. сб. науч. тр. / Ленинградский технол.

ин-т холодил. пром-сти ; под. ред. Н. А. Головкин. - Л. : [б. и.], 1986. - 153 с.

19. Исследование тепло- и массобмена при холодильной обработке и

хранении пищевых продуктов [Текст] : межвузовский сборник научных

трудов / Ленингр. технол. ин-т холод. пром-сти ; под ред. Н.А.Головкина. –

Ленинград : [б. и.], 1982. – 141 с.

20. Повышение технологической эффективности холодильной

обработки и хранения пищевых продуктов [Текст] : межвузовский сборник

научных трудов / Ленингр. технол. ин-т холод. пром-сти ; отв. ред.

Н.А. Головкин. – Ленинград : [б. и.], 1984. – 151 с.

165

21. Применение холода для расширения ассортимента и повышения

качества пищевых продуктов [Текст] : межвузовский сборник научных

трудов / Ленингр. технол. ин-т холод. пром-сти ; отв. ред. Н.А. Головкин. –

Ленинград : [б. и.], 1988. – 143 с

22. Холодильная обработка и хранение скоропортящихся продуктов

при близкриоскопических температурах : обзорная информация [Текст] /

Н.А. Головкин [и др.]. – М. : ЦНИИТЭИмясомолпром СССР, 1974. – 39 с.

23. Чижов, Г.Б. Вопросы теории замораживания пищевых

продуктов [Текст] / Г.Б. Чижов. – М. : Пищепромиздат, 1956. 140 с.

24. Чижов, Г.Б. Метод расчета усушки при охлаждении и

замораживании продуктов в воздухе [Текст] / Г.Б. Чижов // Холодильная

техника, 1979. – № 9. – С.40-42

25. Тухшнайд, М.В. Холодильная технология [Текст] /

М.В. Тухшнайд. - 2-е изд. исправ. и допол. - М.-Л. : Пищепромиздат,

1938. – 815 с.

26. Новые методы замораживания пищевых продуктов [Текст] / ред.

Д.Г. Рютов. – М. : [б. и.], 1975. – 95 с.

27. Большаков, С.А. Холодильная техника и технология продуктов

питания: учебник для студ. высш. учеб. заведений [Текст] /

С.А. Большаков. – М. : Издательский центр «Академия», 2003. – 304 с.

28. Эрлихман В.Н. Консервирование и переработка пищевых продуктов

при отрицательных температурах : монография [Текст] /

В.Н. Эрихман, Ю.А. Фатыхов. – Калиниград : КГТУ, 2004. – 248 с.

29. Флауменбаум, Б.Л. Основы консервирования пищевых продуктов

[Текст] / Б.Л. Флауменбаум. – М. : Легкая и пищевая промышленность, 1982.

– 268 с.

30. Сязин, И.Е. Современные способы криоконсервирования и

криосепарации растительного сырья [Текст] / И.Е. Сязин, Г.И. Касьянов,

М.И. Лугинин // Политематический сетевой электронный научный журнал

166

Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал

КубГАУ). – Краснодар : КубГАУ, 2011. – № 04 (68). – С. 465–474.

31. Касьянов, Г.И. Технология низкотемпературного консервирования

и разделения на фракции пищевого субтропического сырья / Г.И. Касьянов,

И.Е. Сязин // Современная техника и технологии. – [Электронный ресурс]. –

Режим доступа: <http://technology.snauka.ru/2012/04/494>.

32. Колодязная, В.С. Криогенное замораживание растительных

продуктов [Текст] / В.С. Колодязная, Р.А. Диденко, С.В. Дивников //

Холодильная техника. – 1992. – № 10. – С. 23.

33. Применение криогенного замораживания в пищевой

промышленности за рубежом : обзор. информ. [Текст] /

Н.А. Александрова, Г.Г. Микшис, В.В. Илюхин ; ЦНИИТЭИММП. - М. : [б.

и.], 1970. – 65 с.

34. Касьянов Т.И. Анализ современных технологий пищевой

биоиндустрии [Текст] Т.И. Касьянов // Вестник биотехнологии и физико-

химической биологии. – 2008. – Т. 4. – № 2. – С. 48–56.

35. Осецкий, А.И. Особенности криогенного измельчения

свежезамороженного биологического сырья [Текст] / А.И.Осецкий,

Е.В. Стрючкова // Холодильная техника и технология. – 2008. – №1. –

С. 57–62.

36. Осецкий, А.И. Криосублимационное фракциоирование

биологических материалов [Текст] А.И. Осецкий, В.И. Грищенко,

А.С. Снурников // Проблемы криобиологии. – 2006. – Т. 16, № 2. –

С. 230–240.

37. Шабунин, С.В. Интеграция высокоэффективных криогенных

технологий с биологическим скринингом – современный путь создания

биологически активных веществ природного происхождения [Текст] /

С.В. Шабунин, Г.А. Востроилова, А.И. Осецкий // Материалы третьего съезда

общества биотехнологов России им. Ю.А. Овчинникова. – М., 2005. – С.

129–131.

167

38. Белозоров, Г.А. Холодильные технологии и технические средства

непрерывной холодильной цепи [Текст] / Г.А. Белозоров // Холодильная

техника. – 2008. – №4. – С. 6-11.

39. Цуранов, О.А. Холодильная техника и технология [Текст] /

О.А. Цуранов, А.Г. Крысин; под ред. проф. В.А. Гуляева. – СПб. : Лидер,

2004. – 448 с.

40. Гукалина, Т.В., Выявление сортопригодности плодов и ягод для

замораживания [Текст] / Т.В. Гукалина, Р.А. Диденко, Т.Е. Бурова,

Т.В. Коваленко // Холодильная техника. – 1984. – № 9. – С. 29–31.

41. Изменение качества винограда и земляники при замораживании и

длительном хранении [Текст] / В.И. Иванченко, Э.Л. Дженеева, А.Э.

Модонкаева, Г.Ю. Юсупов // Холодильная техника. – 1991. – № 6. –

С. 25–27.

42. Филатова, Т.А.Химико-технологические показатели пригодности

сортов ягод земляники садовой к замораживанию и хранению : автореф.

дис…канд. техн. наук [Текст] / Т.А. Филатова. – Санкт-Петерб. гос. ун-т

низкотемператур. и пищ. технологий. – СПб., 2005. – 16 с.

43. Киселев, О.М. Подбор адаптивных исходных форм земляники для

селекции на пригодность к замораживанию : автореф. дис...канд. с.-х. наук

[Текст] / О.М. Кислев. – Всерос. селекц.-технол. ин-т садоводства и

питомниководства. – М., 2001. – 18 с.

44. Астабацян, Г. А. Сохраняемость некоторых биологически активных

веществ абрикоса, персика и винограда при хранении в свежем и

замороженном виде [Текст] / Г.А. Астабацян // Хранение плодов и винограда

в свежем и замороженном виде. – Ереван, 1979. – С. 154–158.

45. Коробкина, З.В. Зависимость химического состава замороженной

земляники от предварительной обработки [Текст] / З.В. Коробкина, Н.Я.

Орлова, Г.В Даниленко. // Консервная и овощесушильная промышленность.

– 1978. – № 1. – С. 34–35.

168

46. Пилипенко, Т.Д. Влияние условий холодильного консервирования

на изменение биохимических показателей и состояние воды в плодах и

овощах : автореф. дис. … канд. техн. наук / Т. Д. Пилипенко. – Одесса, 1988.

– 16 с.

47. Эванс, Д.А. Замороженные пищевые продукты. Производство и

реализация [Текст] / Д.А. Эванс / Frozen food science and technology: пер. с

англ. Д. А. Эванс ; пер. В. Д. Широков ; ред.: Ю. Г. Базарнова, Д. К.

Рапопорт. – СПб. : Профессия. – 2010. – 439с.

48. Василяускас, В.П. Изменение качества замороженных продуктов

растительного происхождения при холодильном хранении [Текст] / В.П.

Василяускас // Холодильная техника. – 1983. – № 10. – С. 59–60.

49. Белоус, А.М. Структурные изменения биологичесих мембран при

охлаждении [Текст] / А.М. Белоус, В.А. Бондаренко. – К. : Наук. думка, 1982.

– 255 с.

50. Freezing process improves food quality [Text] // J.Food Eng.Int; 1990. –

V. 15, № 2. – P. 60.

51. Руцкий, А.В. Холодильная технология обработки и хранения

продовольственных продуктов [Текст] / А.В. Руцкий. – М. : Высш. шк., 1991.

– 197 с.

52. Рязанова, О.А. Изучение качества ягод при различных температурах

[Текст] / О.А. Рязанова, Г.Д. Антонов // Продукты питания и рациональное

использование сырьевых ресурсов : сб. науч. трудов. – КемТИПП, 2001. –

Вып. 3. – С. 102–104.

53. Загибалов, А.Ф. Биологические изменения зеленого горошка при

замораживании [Текст] / А.Ф. Загибалов, А.Т. Марх // Биохимические и

биофизические исследования пищевых продуктов при холодильном

консервировании. – Л. : ЛТИХП. – 1981. – С. 41–45.

54. Рютов, Д.Г. Влияние связанной воды на образование льда в

пищевых продуктах при их замораживании [Текст] / Д.Г. Рютов //

Холодильная техника. – 1976. – № 5. – С. 32–37.

169

55. Ребиндер, П.А. О формах связи влаги с материалом [Текст] /

П. А. Ребиндер // Всесоюзное совещание по интенсификации процессов

сушки. – М., 1956. – С. 10–12.

56. Чижов, Г.Б. Формирование кристаллов льда в пищевых продуктах

при их замораживании [Текст] / Г.Б. Чижов, О.А. Цуранов. – М., 1970. – 16 с.

57. Воробьева, Н.Н. Холодильная техника и технология : учебное

пособие : в 2-х частях. – Ч. 1 [Текст] / Н.Н. Воробьева. – Кемеровский

технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2006. –

164 с.

58. Гинзбург, A.C. Теплофизические характеристики пищевых

продуктов : справочник [Текст] / A.C. Гинзбург, М.А. Громов,

Г.И. Красовская. – М. : Пищевая промышленность, 1980. – 238 с.

59. Физико-технические основы холодильной обработки пищевых

продуктов : учебное пособие [Текст] / Г.Д. Аверин, Н.К. Журавская,

Э.И. Каухчешвили [и др.] / Под ред. Э.И. Каухчешвили. – М. :

Агропромиздат, 1985. – 225 с.

60. Гинзбург, A.C. Теплофизические характеристики картофеля,

овощей и плодов [Текст] / A.C. Гинзбург, М.А. Громов. – Агропромиздат, М.,

1987. – 271 с.

61. Воробьева, Н.Н. Холодильная техника и технология. Методические

указания к выполнению расчетно-графической работы по курсу

«Холодильная техника и технология» для студентов специальности 271200

«Технология продуктов общественного питания». – Кемерово, 2002. – 36 с.

62. A graphical interpretation of time-temperature related quality changes in

frozen food [Text] / Wells John Henry, Jingh R. Paul // Winter Meet. Amer. Joс.

Agr. Eng. –1985. – № 65.02. – Р. 1–22.

63. Чижов, Г.Б. Теплофизические процессы в холодильной технологии

пищевых продуктов [Текст] / Г.Б. Чижов. – 2-е издание. – М. : Пищевая

промышленность, 1979. – 304 с.

170

64. Шавра, В.М. Основы холодильной техники и технологии пищевых

отраслей пищевой промышленности [Текст] / В.М. Шавра. – М. : ДеЛи

принт, 2002. – 126 с.

65. Пак, А.О. Дослідження стану вологи пастоподібних

напівфабрикатів у процесі заморожування, розморожування, зберігання

[Текст] / А.О. Пак, А.В. Євтушенко // Східно-Європейський журнал

передових технологій. – 2010. – № 3/10 (45). – С. 51–53.

66. Погожих М.І. Характеристики приладу для визначення вільної та

зв’язаної вологи низькотемпературним калориметричним методом [Текст] /

М.І. Погожих, М.М. Цуркан, А.О. Пак // Обладнання та технології харчових

виробництв : темат. зб. наук. наук. пр. – Донецьк: ДонДУЕТ ім. М. Туган-

Барановського, 2005. – Вип. 13. – С. 177–185.

67. Погожих, Н.И. Способ определения свободной и связанной влаги

[Текст] / Н.И. Погожих, В.А. Потапов, АО. Пак // Науковий вісник

Полтавського університету споживчої кооперації України. Серія «Технічні

науки». – 2004. – №2 (13). – С. 44–48.

68. Китаєв, О.І. Метод диференційно-термічного аналізу для

дослідження процесів льодоутворення в різних органах плодових рослин

[Текст] / О.І. Китаєв // Проблеми моніторингу у садівництві. – К.: Аграрна

наука, 2003. – С. 135-145.

69. Коваленко, Т.В. Холодильная техника [Текст] / Т.В. Коваленко. –

М., 1983. – № 10. – С. 37–39.

70. Андржеевская, Л.Г. К вопросу о продолжительнос-

ти подмораживания пищевых продуктов в форме пластины [Текст] /

Л.Г. Андржеевская, Р.Г.Гейнц // Холодильная обработка и хранение пищевых

продуктов : межвуз. сб. науч. тр. – Л. : ЛТИХП, 1976, № 1. –

С. 25-30.

71. Дакуорт, Р.Б. Вода в пищевых продуктах [Текст] / Р.Б. Дакуорт. –

М. : Пищ. пром-сть, 1980. – 575 с.

171

72. А.с. № 885830 СССР; МКИ G 01 K 17/00 Калориметр [Текст] / Л.Н.

Гельперин, Ю.Р. Колесов, А.С. Ноганов ; заявл. 01.06.79. ; опубл. 30.11.81,

Бюл. № 44.

73. Одарченко, А.М. Установка для дослідження заморожуваних

харчових продуктів у діапазоні температур від 0 до -100° С [Текст] /

А.М. Одаренко, О.В. Зінченко, Ю.М. Хацкевич // Прогресивні

ресурсозберігаючі технології та їх економічне обґрунтування: зб.наук. праць.

– Х. : ХДУХТ, 2004 – Ч. 1. – С. 448–453.

74. Дослідження впливу НКХ та еламіну на форми зв’язку вологи в

паштетах калориметричним методом [Текст] / Г.І. Дюкарева,

Т.М. Головко, А.О. Пак, М.Л. Серік // Східно-Європейський журнал

передових технологій. – 2009. – № 4/9 (40). – С. 32–34.

75. А.с. № 1122905 А СССР, МКИ G 01 K 17/00 Калориметр [Текст] /

В.Г. Карпенко, Н.Н. Урда, В.Г. Майгур, Ж.Л. Погурская ; заявл. 07.02.83 ;

опубл. 07.11.84, Бюл. № 41.

76. Белінська, С. Ринок швидкозамороженої продукції [Текст] /

С. Белінська, Н. Орлова // Харчова і переробна промисловість. – 2007. –

№ 7. – С. 22–24.

77. Белінська, С. О. Формування асортименту заморожених

напівфабрикатів вітчизняного виробництва [Текст] / С.О. Белінська,

Н.Я. Орлова // Сучасні тенденції та проблеми інновації виробництва товарів і

надання : матеріали міжнар. наук.-практ. конф., 7 травня 2008 : тези

доповідей. – Львів. – С. 103–106.

78. Одарченко, А.Н. Формирование качества замороженных

полуфабрикатов из плодоовощного сырья [Текст] / А.Н. Одарченко. – Х. :

ХДУХТ, 2009. – 269 с.

79. Кудряшова, А.А. Использование замораживания для сохранения

растительного сырья и продуктов его переработки [Текст] /

А.А. Кудряшова, А.А. Хамид // Пути интенсификации производства с

применением искусственного холода в отрослях агропромышленного

172

комплекса, торговле и на транспорте : всеукр. науч.-практ. конф. : тезисы

докл. – Одесса, 1989.– С. 71.

80. Поморцева, Т.И. Технология хранения и переработки

плодоовощной продукции : учебник [Текст] / Т.И. Поморцева. – М. :

ПрофОбрИздат, 2001. – 136 с.

81. Гудковський, В.А. Прогресивні технології та технічні засоби для

зберігання і транспортування плодоовочевої продукції [Текст] /

В.А. Гудковський, А.С. Ільїнський, С.А. Іванов // Зберігання та переробка

сільськогосподарської сировини. – 1998. – № 1. – С. 8–10.

82. Орлова, Н.Я. Напівфабрикати в деталях: удосконалення

асортименту швидкозаморожених напівфабрикатів для оздоровчого

харчування [Текст] / Н.Я. Орлова, С.О. Белінська, Н.В. Камєнєва // Food

Technologies & Equipment. – 2009. – № 4. – С. 14–16.

83. Алмаши, Э. Быстрое замораживание пищевых продуктов [Текст] /

Э. Алмаши, Л. Эрдели, Т. Шарой. – М. : Легкая и пищевая пром-сть,

1981. – 407 с.

84. Барская, И.Э. Эффективность производства быстрозамороженной

nлодоовощной продукции : монография [Текст] / И.Э.Барская,

И.А. Ладыжанский, В.Т. Федоренко. – М. : Агропромиздат, 1989. – 140 с.

85. Белінська, С. Прогнозування збереженості швидкозамороженої

плодоовочевої продукції [Текст] / С. Белінська, Н. Орлова, В. Денисенко //

Товариі ринки. – 2009. – № 1. – С. 85-96.

86. Выгодин, В.А. Быстрозамороженные пищевые продукты

растительного и животного происхождения: (Пр-во в России и странах СНГ)

[Текст] / В.А. Выгодин, А.Г. Кладий, В.С. Колодязная. - 2-е изд., перераб. и

доп. – М. : Изд.-коммерч. фирма «Галактика-ИГМ», 1995. – 77 с.

87. Ротко, А.Г. Влияние интенсификации процесса замораживания на

качество некоторых продуктов растительного происхождения : автореф. дис.

…канд. техн. наук: 05.18.13 [Текст] / А.Г. Ротко. – Краснодар, 1975. – 27 с.

173

88. Мукаилов, М.Д. Низкотемпературное замораживание фактор,

обеспечивающий сохранность жизненно важных компонентов плодов и ягод

[Текст] / М.Д. Мукаилов, Б.М. Гусейнова // Хранение и переработка

сельхозсырья. – 2004. – №7. – С.40–42.

89. Мещеряков, Ф.Е. Основы холодильной техники и холодильной

технологии [Текст] / Ф.Е. Мещеряков. – М. : Пищевая промышленность,

1975. – 560 с.

90. Комиссарчи, Я.Ю. Электронная микроскопия клеток и тканей:

замораживание-скалывание-травление [Текст] / Я.Ю. Кимиссарчик; отв. ред.

П. П. Румянцев; АН СССР, Ин-т цитологии. - Л. : Наука. Ленингр. отд-ние,

1990. – 140 с.

91. Матц, С.А. Структура и консистенция пищевых продуктов [Текст] /

С.А. Матц : пер. с англ. – М. : Пищевая промышленность, 1972. – 239 с.

92. Зубатый, А.Л. Особенности хранения сахарной кукурузы,

предварительно обработанной различными способами [Текст] /

А.Л. Зубатый, Л.В. Анкудинова // Интенсив. пр-ва и применение искусств.

холода : сб. статей. – Л., 1986. – С. 49–51.

93. Орлова, Н.Я. Консистенция и влагоудерживающая способность

замороженных плодов [Текст] / Н.Я. Орлова // Пищ. пром-сть. – 1992. –

№ 1. – С. 24–25.

94. Бровченко, А.А. Исследование влияния условий замораживания и

сортовых особенностей перцев, томатов и баклажанов на качество

консервированных продуктов : автореф. дис. …кандидата техн. наук:

05.18.13 [Текст] / А.А. Бровченко. – Одесса, 1975. – 250 с.

95. Кротов, Е.Г. О влиянии замораживания и хранения на

микроструктуру ткани некоторых овощей [Текст] / Е.Г. Кротов,

Н.А. Федюнина, Е.Д. Вишневецкий // Холодильная техника. – 1967. –

№ 7.– С. 54–55.

174

96. Тележенко Л.Н. Биологически активные вещества фруктов и

овощей: сохранение при переработке [Текст] / Л.Н. Тележенко,

А.Т. Безусов. – Одесса : Оптимум, 2004. – 263 с.

97. Вишневецкий, Е.Д. Влияние интенсифицированных режимов

замораживания на содержание полифенолов и ароматических веществ в

консервированных овощах : автореф. дис. …канд. техн. наук : 05.18.13

[Текст] / Е. Д. Вишневецкий. – Одесса. ОТИПП, 1974. – 24 с.

98. Пищевая химия [Текст] / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг,

А.А. Кочеткова [и др.]. – Издание 3-е,испр. – СПб. : ГИОРД, 2004. – 640 с.

99. Драго, Р. Физические методы в химии [Текст] / Р. Драго. – М. :

Мир, 1981. – Т. 1. С. 248–331.

100. Красавцев, О.А. Калориметрия растений при температурах ниже

нуля [Текст] / О.3А. Красавцев. – М. : Наука, 1972. – 117 с.

101. Orlova, N.Y. Biological value of new semi-frozen vegetables for

healthy nutrition [Text] / N.Y. Orlova, S.O. Belinska, N.V. Kameneva. – The 17th

IGWT Symposium and 2010 international conference of commerce. – Romania,

Buharest, 2010. – P. 24–27.

102. Происхождение предбиологических систем [Текст] /

А.И. Опарин : пер. с англ. – М. : Мир, 1996. – 462 с.

103. Коробкина, З.В. Прогрессивные методы хранения плодов и

овощей [Текст] / З.В. Коробкина. – К. : Урожай, 1989. – 168 с.

104. Качество и сохраняемость холодильных компотов [Текст] /

Н.Я. Орлова, Э.В. Коробкина, В.И. Мандрика и др. // Товароведение. – 1990 –

№ 23. – С. 20–23.

105. Кротов, Е.Г. Исследование качества замороженных жидких

фруктов [Текст] / Е.Г. Кротов, А.А. Бровченко, Н.А. Федюнина //

Применение холода для расширения ассортимента и повышения качества

пищевых продуктов: межвуз. сб. науч. тp. – Л. : ЛТИХП, 1990. – С. 8.

106. Кротов, Е.Г. Об активности некоторых окислительно-

восстановительных ферментов при разных условиях холодильной обработки

175

и хранения овощей [Текст] / Е.Г. Кротов, А.А. Бровченко,

Н.А. Федюнина // Развитие теоретических основ и практики холодильной

технологии пищ. продуктов: Межвуз. сб. научн. тр. – Л. : ЛТИ, 1986. –

С. 18–20.

107. Кротов, Е.Г. Исследования изменений показателей качества и

микробной обсеменённости томатов и перцев при холодильной обработке и

хранении в свежем виде [Текст] / Е.Г. Кротов, A.М. Гончаренко,

С.И. Юрченко : сб. науч. тр. – Л. : ЛТИ. – 1981. – С. 46–53.

108. Кротов, Е.Г. Использование показателя «активности воды» при

оценке качества быстрозамороженных растительных продуктов [Текст] /

Е.Г. Кротов, Л.Г. Горбатюк // Холодил. техника. – 1985. – № 7. – С. 18–21.

109. Магдиева, М.Н. Изменение витамина С и каротина перца сладкого

и слив при замораживании [Текст] / М.Н. Магдиева, Е.И. Петропавловский,

А.А. Таран // Холодильная обработка и хранение пищевых продуктов :

межвуз. сб. науч. трудов. – Л. : ЛТИ, 1978. –

С. 11–16.

110. Кротов, Е.Г. Влияние интенсифицированных способов

замораживания на пищевую ценность pacтительных продуктов [Текст] /

Е.Г. Кротов // Холодильная обработка и хранение пищевых продуктов. –

Л. : ЛТИ. – 1987. – С. 3–7.

111. Биохимические и биофизические исследования пищевых

продуктов при холодильном консервировании : межвуз. сб. науч. тр.

Ленингр. технол. ин-т холодил. пром-сти [Текст] / под ред. Головкина Н.А. –

Л. – 1981. – 174 с.

112. Погарська, В.В. Формування якостi каротиноiдних фiтодобавок

профiлактичноi дii з моркви та їх використання в продуктах харчування :

автореф. дис. …канд. техн. наук [Текст] / В.В. Погарська ; Харкiвська

державна академiя технологiї та органiзацiї харчування. – Харкiв, 1998. –

17 с.

176

113. Погарская, В.В. Влияние тепловой обработки на содержание β-

каротина и витамина С в моркови и морковном пюре [Текст] /

В.В. Погарская, Н.C. Одарченко // Збірник наукових праць. Прогресивні

ресурсозберігаючі технології та їх економічна обґрунтованість у

підприємствах харчування; Харківська державна академія технології та

організації харчування. – Харків. – 1998. – С. 101–104.

114. Дружинская, Л.П. Влияние сортовых особенностей сырья и

способов замораживания зеленого горошка и цветной капусты : автореф. дис.

…канд. с.-х. наук : 05.18.13 [Текст] / Л.П. Дружинская. – Киев, 1984. – 24 с.

115. Модонкаева, А.Э. Длительное хранение столового винограда в

замороженном виде : автореф. дис. …канд. с.-х. наук [Текст] /

А.Э. Модонкаева. – Ялта, 1988. – 161 с.

116. Айзенберг, В.Я. Длительное хранение плодов косточковых,

винограда, некоторых овощей в замороженном виде и приготовление из

них консервов [Текст] / В.Я. Айзенберг // Хранение и переработка картофеля,

овощей, плодов и винограда. – М.: Колос, 1979. – с.310-319.

117. Айзенберг, В.Я. Хранение винограда в замороженном виде [Текст]

/ В.Я. Айзенберг, Л.Г. Азизян, Г.А. Астабацян // Хранение и переработка

картофеля, овощей, плодов и винограда. – М. : Колос, 1979. – с.306-309.

118. Сімахіна, Г.О. Низькі температури у технологіях оздоровчих

продуктів : монографія [Текст] / Г.О. Сімахіна, Н.В. Науменко. – К. :

Видавництво «Сталь», 2011. – 363 с.

119. Павлюк, Р.Ю. Новые прогрессивные технологии биологически

активных добавок из цветочной пыльцы и растительного сырья [Текст] /

Р.Ю. Павлюк, А.И. Черевко, Г.А. Симахина – Х. : К., 2000. – 132 с.

120. Використання низьких температур при переробці

сільськогосподарської сировини [Текст] / Г.О. Сімахіна, М.О. Прядко,

В.П. Андрущенко, Л.Ф. Лаврушенко // Тези доповідей І з'їзду Українського

товариства кріобіології і кріомедицини. – Харків: Інститут проблем

кріобіології і кріомедицини НАН України. – 1995. – С. 29-30.70.

177

121. Метлицкий, Л.B. Основы биохимии плодов и овощей [Текст] /

Л.В. Метлицкий. М. : – Экономика, 1976. – 349 с.

122. 3aгибалов, А.Ф. Биологические изменения зеленого горошка при

замораживании [Текст] / А.Ф. 3aгибалов, А.Т. Марх // Биохимические и

биофизические исследования пищевых продуктов при холодильном

консервировании. – Л. : ЛТИХП. – 1981. – С. 41-45.

123. Саатчан, А.К. Влияние низких температур на активность

ферментов в пищевых продуктах [Текст] / А.К. Саатчан // Холодильная

техника. – 1951. – № 3. – С. 26.

124. Саатчан, А.К. Биохимические процессы в замороженных плодах

[Текст] / А.К. Саатчан, В.И. Шелапутин // Холодильная техника. – 1957. –

№ 4. – С. 50–54.

125. Моисеева, Е.Л. Микробиология быстозамороженных овощей

[Текст] / Е.Л. Моисеева, А.А. Буканова, Л.А. Мишучкова // Новое в

технологии мясных, молочных и растительных продуктов : сб. научн. трудов.

– М. : ВНИКТИХолодПром. – 1983. – 34 с.

126. Холодильная техника и технология / Под ред. А. В. Руцкого. – М. :

ИНФРА-М, 2000. – 286 с.

127. Волков, В.Я. К вопросу о физиологических и физико-химических

механизмах стабильности микроорганизмов к замораживанию и

высушиванию [Текст] / В.Я. Волков // Микробиология. – 1994. – Т. 63. –

Вып. 1. – С. 5–16.

128. Смит, О. Биологическое действие замораживания и

переохлаждения [Текст] / О. Смит: пер. с англ. – М., 1963. - 430 с.

129. Gervais, P. Effect of the kinetics of temperature variation on

Saccharomyces cerevisiae viability and permeability [Text] / P. Gervais, M. de

Maranon // Biophys. Biochem. Acta. – 1995. – V. 1235. – P. 52–56.

130. Gao D., Critser J.K Mechanisms of cryoinjury in living cells [Text] //

ILAR J. – 2000. – V. 41, № 4. – P. 187-196.

178

131. Hayes, L.J. Prediction of local cooling rates and cell survival during the

freezing of cylindrical specimen [Text] / L.J. Hayes, K.R. Diller, Н.J. Chang //

Cryobiology. – 1988. – V. 25. – P. 67-82.

132. Дженеева, Э.Л. Качество ягод земляники, замороженных при

разных температурах [Текст] / Э.Л. Дженеева, А.В. Ермолина // Научные

основы хранения овощей картофеля. – М. : Агропромиздат. – 1987. –

С. 208–211.

133. Orlova, N.Y. Quality and safety of multikomponent frozen vegetable

convenience foods [Text] / N.Y. Orlova, S.O. Belinska, N.V. Kameneva: The 10th

international commodity science [«Current trends in commodity science»]. –

Poznan, Poland, 2009. – P. 55-57/

134. Камєнєва, Н. Безпечність заморожених напівфабрикатів із

томатних овочів [Текст] / Н. Камєнєва, Н. Орлова // Товари і ринки. – № 2. –

2009. – С. 173–178.

135. Круглякова, Г.В. Быстрозамороженные плоды и овощи [Текст] /

Г.В. Круглякова, Г.М. Кругляков. – М. : МКИ, 1985. – 42 с.

136. Підвищення транспортабельності ягід чорної смородини,

призначеної для заморожування [Текст] / О.І. Черевко, М.І. Погожих, А.М.

Одарченко, Д.М. Одарченко, Є.Л. Гасай // Хлібопекарська і кондитерська

промисловість України. – 2011. – № 6 (79). – С. 6–8.

137. Рязанова, О.А. Изучение качества ягод при различных

температурах [Текст] / О.А. Рязанова, Г.Д. Антонов // Продукты питания и

рациональное использование сырьевых ресурсов : сб. науч. трудов. –

КемТИПП, 2001.– Вып. 3. – С. 102–104.

138. Исследование основных колориметрических параметров водных

экстрактов ягод [Текст] / А.И. Черевко, А.Н. Одарченко, Т.В. Мищенко, А.Л.

Звягинцева // Наукові праці ОНАХТ. – Одеса, 2010. – Вип. 38, Т. 2. –

С. 30–34.

179

139. Брайон, О.В. Флуоресцентна мікроскопія рослинних тканин і

клітин [Текст] / О.В. Брайон. – К. : Видавниче об’єднання «Вища школа». –

1973. – 143 с.

140. Константинова-Шезлингер, М.А. Люминесцентный анализ

[Текст] / М.А. Константинова-Шезлингер. – М. : Государственное

издательство физико-математической литературы. – 1961. – 401 с.

141. Коренман, И.М. Фотометрические методы определения. Анализ

органических соединений [Текст] / И.М. Коренман. – М. : Издательство

«Химия». – 1975. – 258 с.

142. Одарченко, А.М. Зміни анатомічної будови заморожених ягід при

операціях попередньої підготовки [Текст] / А.М. Одарченко // Товари і

ринки. – 2012. – № 1 (13). – С. 117–122.

143. Вплив попередньої підготовки на заморожування компонентів для

борщової заправки [Текст] / А.М. Одарченко, Д.М. Одарченко,

Т.В. Карбівнича, О.С. Буток, Г.Л. Звягінцева // Обладнання та технології

харчових виробництв : темат. зб. наук. наук. пр. / ДонНУЕТ ім. М. Туган-

Барановського. – Донецьк, 2010. – Вип. 25. – С. 305–312.

144. Одарченко, А.М. Вплив попередньої технологічної обробки на

процес заморожування овочевого напівфабрикату [Текст] /

А.М. Одарченко // Восточно-Европейский журнал передовых технологий.

2013. № 5/10 (65). С. 29–33.

145. Исследование замораживания полуфабрикатов из столовой свеклы

сорта «Казачек F1» [Текст] / А.И. Черевко, Н.И. Погожих,

А.Н. Одарченко, Д.Н. Одарченко, Е.С. Буток // Вісник Херсонського нац.

техн. ун-ту : зб. наук. пр. / ХНТУ. – Херсон, 2010. – № 1 (37). – С. 203–208.

146. Погожих, М.І. Вплив теплової обробки та низьких температур на

хімічний склад столового буряку [Текст] / М.І. Погожих, А.М. Одарченко,

Т.В. Карбівнича // Прогресивні техніка та технології харчових виробництв

ресторанного господарства і торгівлі : зб. наук. праць / Харк. держ. ун-т харч.

та торг. – Х., 2010. – Вип. 2 (12). – С. 249–255.

180

147. Одарченко, А.М. Вивчення хімічного складу нової борщової

заправки [Текст] / А.М. Одарченко, Т.В. Карбівнича // Науковий вісник

Полтавського університету споживчої кооперації України. – Полтава, 2008. –

№ 1 (28). – С. 119–120.

148. Одарченко, А.М. Дослідження низькотемпературного

заморожування напівфабрикату зі столового буряку / О.І. Черевко,

М.І. Погожих, А.М. Одарченко Д.М. Одарченко, Г.Л. Звягінцева // Науковий

вісник Полтавського університету економіки і торгівлі. – 2010. – № 1 (46). –

С. 123–128.

149. Одарченко, А.М. Дослідження фізичного стану води в

замороженному гомогенізованому напівфабрикаті борщової заправки

методом ЯМР [Текст] / А.М. Одарченко, Т.В. Карбівнича, Є.Л. Гасай //

Прогресивні техніка та технології харчових виробництв, ресторанного

господарства та торгівлі : зб. наук. пр. / Харк. держ. ун-т харч. та торг. – Х.,

2011. – Вип. 1 (13). – С. 253–258.

150. Одарченко, А.М. Дослідження фізичного стану води в

гомогенізованій борщовій заправці за температур нижче 0º С [Текст] /

А.М. Одарченко, Т.В. Карбівнича, Є.Л. Гасай // Товарознавство і торгівля в

умовах глобалізації економіки: проблеми і досвід : міжнар. наук.-практ.

конф. : тези доп. – Донецьк, 2011. – С. 123–124.

151. Дослідження стабільних і метастабільних станів води при

заморожуванні та нагріванні гомогенізованої борщової заправки [Текст] /

А.М. Одарченко, Т.В. Карбівнича, М.С. Одарченко, Є.Л. Гасай // Обладнання

та технології харчових виробництв : темат. зб. наук. пр. / ДонНУЕТ ім. М.

Туган-Барановського. – Донецьк, 2011. – Вип. 3. –

С. 31–36.

152. Дослідження фазових переходів та склування при заморожуванні

та нагріванні гомогенізованої борщової заправки [Текст] / А.М. Одарченко,

Д.М. Одарченко, Т.В. Карбівнича, Є.Л. Гасай // Прогресивна техніка та

технології харчових виробництв, ресторанного та готельного господарств і

181

торгівлі : міжнар. наук.-практ. конф., 19 травня 2011 р. : тези доп. у 2 ч. –

Харків : ХДУХТ, 2011. – Ч. 2. – С. 93.

153. Одарченко, А.М. Колориметричний аналіз компонентів борщової

заправки [Текст] / А.М. Одарченко // Прогресивні техніка та технології

харчових виробництв ресторанного господарства і торгівлі : зб. наук. пр. /

Харк. держ. ун-т харч. та торг. – Х., 2012. – Вип. 2 (16). – С. 216–223.

154. Одарченко, А.М. Колірні характеристики компонентів овочевого

напівфабрикату, призначеного для заморожування [Текст] / А.М. Одарченко

// Технологический аудит и резервы производства. 2013. № 4/2 (12). С.

19–21.

155. Одарченко, А.Н. Исследование цветовых характеристик

компонентов борщовой заправки колориметрическим методом после

замораживания [Текст] / А.М. Одарченко, Т.В. Карбівнича, В.І. Михайлик //

Проблеми харчових технологій і харчування. Сучасні виклики і перспективи

розвитку : VII Міжнар. наук.-практ. конф., 7-9 вересня 2011 р. : тези доп. –

Донецьк–Святогірськ, 2011. – С. 261–263.

156. Одарченко, А.М. Дослідження колірних характеристик

компонентів борщової заправки колориметричним методом при операціях

перед зберіганням [Текст] / А.М.Одарченко, Т.В. Карбівнича,

Т.В. Міщенко, Г.Л. Звягінцева // Науковий вісник Полтавського університету

економіки і торгівлі. – Полтава, 2010. – № 1 (46). –

С. 138–142.

157. Одарченко, А.М. Морфологічні зміни у тканинах буряка при

операціях підготовки до заморожування [Текст] / А.М. Одарченко // Вісник

Херсонського нац. техн. ун-ту : зб. наук. пр. / ХНТУ. – Херсон, 2011. – № 2

(41). – С. 388–391.

158. Морфологічні зміни у тканинах буряку під час операцій

підготовки до заморожування [Текст] / А.М. Одарченко, М.І. Погожих,

Д.М. Одарченко, Т.В. Карбівнича, Г.Л. Звягінцева // Прогресивна техніка та

технології харчових виробництв, ресторанного та готельного господарств і

182

торгівлі : міжнар. наук.-практ. конф., 19 травня 2011 р. : тези доп. у 2 ч. –

Харків : ХДУХТ, 2011. – Ч. 2. – С. 98–99.

159. Морфологічні зміни в тканинах буряка після

низькотемпературного заморожування [Текст] / О.І. Черевко,

М.І. Погожих, А.М. Одарченко, Д.М. Одарченко, Г.Л. Звягінцева // Харчова

наука і технологія. – 2010. – № 4 (13). – С. 74–76.

160. Якість фруктових напівфабрикатів [Текст] / А.М. Одарченко,

Д.М. Одарченко, В.Ю. Прокудіна, А.В. Євтушенко // Харчова та переробна

промисловість. – 2008. – № 2 (342). – С. 23–24.

161. Розробка фруктових напівфабрикатів багатофункціонального

призначення [Текст] / А.М. Одарченко, Д.М. Одарченко, В.Ю. Прокудіна,

А.В. Євтушенко // Стратегічні напрямки розвитку підприємств харчових

виробництв, ресторанного господарства і торгівлі : міжнар. наук.-практ.

конф., 17 жовтня 2007 р. : тези доп. у 2 ч. – Харків : ХДУХТ, 2007. – Ч. 1. – С.

196–197.

162. Вивчення показників, що впливають на якість заморожених

фруктових начинок [Текст] / А.М. Одарченко, Д.М. Одарченко,

А.Б. Горальчук, А.В. Євтушенко // Сучасний ринок товарів та проблеми

здорового харчування : всеукр. наук.-практ. конф. : [присвяч. заснуванню

товарознавчого ф-ту], 21-22 жовтня 2009 р. : тези доп. – Харків : ХДУХТ,

2009. – С. 168.

163. Пат. 38847 Україна, A23L 1/00. Спосіб одержання заморожених

фруктових начинок [Текст] / Одарченко Д.М., Одарченко А.М.,

Євтушенко А.В., Чуйко А.М. ; заявник та патентовласник ХДУХТ (Україна).

– № 200808703 ; заявл. 01.07.08 ; опубл. 26.01.09, Бюл. № 2. –

4 с.

164. Одарченко, А.Н. Состояние воды во фруктовых начинках при

охлаждении ниже 0° С и нагребе [Текст] / А.Н. Одарченко, Д.Н. Одарченко,

А.В. Евтушенко // Вісник Херсонського нац. техн. ун-ту : зб. наук. пр. /

ХНТУ. – Херсон, 2008. – № 3 (32). – С. 109–112.

183

165. Зинченко, А.В. Фазовые переходы и стеклование в фруктовых

начинках [Текст] / А.В. Зинченко, А.Н. Одарченко, Д.Н. Одарченко,

А.В. Евтушенко // Науковий вісник Полтавського університету споживчої

кооперації. – Полтава, 2008. – № 1 (28). – С. 121–125.

166. Одарченко, А.Н. Исследование гомогенизированных фруктов

методом лазерной сканирующей конфокальной микроскопии [Текст] /

А.Н. Одарченко // Вісник Херсонського нац. техн. ун-ту : зб. наук. пр. /

ХНТУ. – Херсон, 2012. – № 1 (43). – С. 91–96.

184

ПРИЛОЖЕНИЯ

185

ПРИЛОЖЕНИЕ А.1

Пример расчета основных характеристик процессов замораживания-нагрева

и графическое построение термограмм для замороженного овощного

полуфабриката для I и II блюд

186

187

data1 READPRN"borsh 1.0 sush 0.95 -20 N4.txt"( )

i 0 rows data1( ) 1

last data1( ) 3.75 103

N last data1( )

time dat( )

timei

i

i 0 rows dat( ) 1for

time

data1 supsmooth t1 data1( )

i1 0 N t11 timedata1( )

t1 timedata1( )

0 1 103

2 103

3 103

4 103

20

10

0

10

20

30

data1i

t1i

188

data2 READPRN"borsh 1.0 sush 0.95 -20 N6.txt"( ) data2 supsmooth t1 data2( )

data_srdata1 data2

2

0 1 103

2 103

3 103

4 103

20

10

0

10

20

30

data_sri

t1i

РИС.1 СРЕДНЯЯ температура образца (охлаждение - нагрев)

0 1 103

2 103

3 103

4 103

20

10

0

10

20

data2i

t1i

189

data3 READPRN"borsh 1.0 sush 0.95 -20 vhodN10.txt"( ) data3 supsmooth t1 data3( )

0 1 103

2 103

3 103

4 103

40

20

0

20

40

data3i

t1i

data4 supsmooth t1 data4( )

data4 READPRN"borsh 1.0 sush 0.95 -20 vihodN8.txt"( )

0 1 103

2 103

3 103

4 103

40

20

0

20

40

data4i

t1i

190

РИС.2 РАЗНОСТЬ температур ВЫХОД-ВХОД

0 1 103

2 103

3 103

4 103

5

0

5

data4i data3i 4.6

t1i

0 1 103

2 103

3 103

4 103

40

20

0

20

40

data1i

data2i

data3i

data4i

t1i

191

20 10 0 10 20 3010

5

0

5

10

data4i data3i 4.6

data1i

РИС.3 РАЗНОСТЬ температур ВЫХОД-ВХОД от температуры образца (охлаждение-нагрев)

delta1 data4 data3

delta_fr submatrixdelta1 0 numb 0 0( )

t_fr submatrix t1 0 numb 0 0( )

f x( ) interp cspline t_fr delta_fr( ) t_fr delta_fr x( )

ifr 0 last delta_fr( )

x 0 max t_fr( )

delta2 data4 data3

delta_refr submatrixdelta2 numb last data4( ) 0 0( )

irefr 0 last delta_fr( )

192

20 10 0 10 20 304

6

8

delta_frifr

data_srifr

0 1 103

2 103

3 103

4

6

8

delta_frifr

f x( )

t1ifr x

193

10 0 10 20 304

2

0

2

4

6

delta_refrirefr

data_srirefr

0 200 400 600 800 1 103

4

2

0

2

4

6

delta_refrirefr

t1irefr x

194

a1 332 b1 1047

S1

a1

b1

xf x( )

d S1 3.827 103

S2

a2

b2

xf x( )

d S2 1.73 103

a2 2071 b2 2418

coef 231.535

m_fr1S1

coef m_fr2

S2

coef

m_fr1 16.53

m_fr m_fr1 m_fr2 m_fr 18.141

m_fr2 1.612

195

ПРИЛОЖЕНИЕ А.1

Пример оптимизации плодового полуфабриката в форме начинки из

абрикосов и яблок

196

197

198

199

Научное издание

ОДАРЧЕНКО Андрей Николаевич

ОДАРЧЕНКО Дмитрий Николаевич

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ И ПРИЕМОВ

НА КАЧЕСТВО ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И СЫРЬЯ ПРИ

ЗАМОРАЖИВАНИИ И ХОЛОДИЛЬНОМ ХРАНЕНИИ

Монография

Ответственный за выпуск заведующий кафедры товароведения,

управления качеством и экологической безопасности

В авторской редакции

План 2017 г. поз. 192

Подп. к печати 30.01.2017 р. Формат 60×84 1/16. Бумага офсет. Печать офсет.

Услов. печ. стр. 12,4. Тираж 300 екз.

Издатель и изготовитель

Харьковский государственный университет питания и торговли.

ул. Клочковская, 333, Харьков, 61051

Свидетельство субъекта издательского дела ДК №4417 от 10.10.2012 р.