автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПЛЕНКООБРАЗУЮЩЕГО СОСТАВА НА ОСНОВЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ



На правах рукописи

Кюрегян Гоар Пайлаковма

Исследование и разработка пленкообразующего состава на основе поверхностно-активных веществ для пищевой продукции

Специальность 05 Л 8.06 - Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметической продукции

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2003

Работа выполнена в Московском филиале Государственного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт жиров» и Московской государственной технологической академии

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Паронян В.Х.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор Грузннов Е.В.

доктор технических наук, профессор Тарасов К,И.

Ведущая организация: ОАО «Нижегородский масло-жировой комбинат»

на заседании диссертационного совета К 212.122.04 при Московской государственной технологической академии по адресу: 109316 г.Москва, ул. Талалихина, д.31

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московской государственной технологической академии.

Защита состоится «

Ученый секретарь диссертационного совета,

К.Т.Н., профессор Восканян О.С,

Актуальность работы. С ростом популярности здорового образа жизни, одной из тенденций развития пищевой промышленности становится разработка и производство безопасных продуктов питания, а также сохранение качества продукции при хранении.

В этой связи, актуальными являются работы по созданию и применению современных ресурсосберегающих технологий сохранения качества и увеличения сроков хранения пищевой продукции, в том числе и с использованием многофункциональных комплексных пищевых покрытий для обработки таких продуктов, как мясо, птица, рыба, плоды, овощи и др. Данные пищевые покрытия формируют на объекте хранения в определенной степени газопроницаемое пленочное покрытие, которое обеспечивает создание защитной среды для каждого объекта нанесения в отдельности.

В мировой практике получили широкое применение пленкообразующие составы для обработки пищевой продукции с целью снижения потерь при длительном хранении. Однако большинство из известных составов получены из химических веществ, при затвердевании которых образуются хрупкие пленки, разрушающиеся в процессе транспортирования при соприкосновении с другими продуктами. Кроме того, применение химического сырья в составе пленкообразующих покрытий, ставит иод сомнение безопасность их использования для пищевой продукции.

В связи с изложенным, актуальность приобретают исследования по разработке пленкообразующих покрытий на основе биологически безопасных веществ, обладающих свойствами эмульгаторов и пленкообразователей. Такими веществами являются пищевые поверхностно-активные вещества (ПАВ), представляющие собой производные пищевых жиров.

Работами М.И. Горяева, Н-М. Кафиева, А.П. Нечаева, В.Х. Пароняна, П.А. Ребиндера, А.А. Шмидта и др. в области синтеза и исследования свойств поверхностно-активных веществ, показана целесообразность использования последних в различных отраслях пищевой промышленности.

Так, применение поверхностно-активных веществ с целью создания биопрноритетных пищевых пленкообразующих покрытий, позволяет получить продукты питания с длительным сроком хранения и прогнозируемым качеством, используя при этом натуральные, экологически безопасные широко доступные сырьевые источники. Эти покрытия можно употреблять в пищу с продуктом, они легко смываются водой, а, попадая в окружающую среду, активно разлагаются, не загрязняя ее.

Настоящая диссертационная работа по созданию и применению пищевого пленкообразующего состава на основе поверхностно-активных веществ выполнялась в рамках международного научно-технического проекта «Интер-ПАВ» по заданию Министерства'промышленности, науки и технологии РФ «Создание новых видов отечественных пищевых добавок, эмульгаторов на основе модифицированных жиров».

ЦН5 МСХА

Цель н задача исследований. Целью диссертационной работы явилась разработка нового многофункционального защитного пленкообразующего покрытия на основе б копр пор итетных поверхностно-активных веществ (ПАВ) для обработки пищевой продукции и использование его с целью сохранения качества, снижения потерь н увеличения сроков хранения пищевых продуктов.

В соответствия с поставленной целью, исследования были направлены на решение следующих задач:

- подбор компонентов для получения пленкообразующего состава с заданными характеристиками на основе биологически безопасных веществ;

- исследование процесса и разработка технологии получения пищевого пленкообразующего состава;

- получение низкопроцентной водной эмульсин пленкообразующего состава для нанесения на объекты хранения;

- исследование возможности введения в состав эмульсии пленкообразующего покрытия натуральных, экологически безвредных, антимикробных веществ, в зависимости от объекта нанесения (для мясной или плодоовощной продукции).

- разработка методов анализа пленкообразующего состава и покрытия, полученного на его основе;

- исследование физико-химических свойств пленкообразующего покрытия;

- проведение опытно-промышленных испытаний по применению пленкообразующего состава и покрытия, полученного на его основе.

Научная новизна работы.

Разработан патентоспособный пленкообразующий состав, представляющий собой вещество, образующееся ¿ результате взаимодействия продуктов гидролиза сахарозы и глицерина с фосфосодержащими моноэфнрами глицерина, который в виде низкопроцентных водных эмульсий, способен образовывать пленочное покрытие на объекте нанесения [заявка на патент № 2003112594].

Обосновано влияние фосфосодержащих эфиров глицерина на получение однородного состава пленкообразующего вещества в процессе сшггеза.

Предложена методика по изучению барьерных свойств покрытия, полученного на основе пленкообразующего состава, по отношению к диффузии 02 и СО:.

Изучена совместимость пленкообразующего состава с природными антимикробными веществами, обладающими бактериостатическим действием.

Практическая значимость работы.

Определено влияние полученного состава, в виде низкопроцентного эмульсионного покрытия, на изменение физико-химических, микробиологических и органолептических показателей при хранении мясной и плодоовощной продукции.

Применение нового пленкообразующего состава позволяет:

- сохранить качество, увеличить сроки хранения охлажденного мяса и птицы до 13 суток и сократить потери массы при хранении на 2530%;

- сохранить качество, увеличить сроки хранения плодов яблони до 200 суток и сократить естественную убыль массы плодов при хранении на 25%.

Опытно-промышленная апробация технологии покрытия пленкообразующим составом мясной продукции проводилась в условиях ГУ ВНИХИ и ГУ ВН1ЩПП, плодоовощной продукции - в условиях ГНУ ВСТИСП.

На новый пленкообразующий состав разработана технологическая инструкция и проект технических условий.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных

работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, б глав, выводов, списка литературы и приложений.

Работа изложена на/¿^страницах машинописного текста, содержит ¿26 таблиц, /А рисунков и ^ приложений.

Список использованной литературы включает ^¿у наименований отечественных и зарубежных авторов.

Содержание работы.

Ведение

Во введении дано обоснование актуальности работы, сформулированы цель н задачи исследований.

1. Аналитический обзор

В первой главе приведен аналитический обзор научно-технической литературы по теме диссертационной работы. Рассмотрены свойства поверхностно-активных веществ и их применение в пищевой промышленности. Кроме того, проведен анализ научных публикаций по разработке и применению в мировой практике и в России пленкообразующих покрытий для хранения и антимикробной защиты пищевой продукции. На основании анализа обзорной информации сделан вывод о том, что различные поверхностно-активные вещества, в сочетании с консервантами, стимуляторами, ингибиторами и антисептиками, достаточно известны в России и широко используются во многих странах для обработки плодоовощной и мясной продукции перед закладкой ее на хранение. Однако применение их на практике в условиях России не нашло достаточного обоснования. Это связано с тем, что, для придания структурно-механических или бактериостатических свойств пленкообразующим составам для нанесения на пищевую продукцию, чаще всего применяют вещества, безопасность которых по отношению к организму человека весьма сомнительна. Помимо этого, использование в составе пленкообразующих покрытий химического сырья, затрудняет внедрение данных веществ в производстве, т.к. в условиях России для их применения требуется специальное разрешение Министерства здравоохранения РФ.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ¿.Объекты н методы исследования

Основным объектом исследований являлся пленкообразующий состав, представляющий собой сложное многокомпонентное вещество, образуемое в результате реакции продуктов гидролиза сахарозы с глицерином и дальнейшего взаимодействия с фосфосодержащими моноэфирами глицерина, который, в виде низкоконцентрированных водных эмульсий, способен образовывать пленочное покрытие на объекте нанесения.

Для определения качественных и количественных характеристик самого вещества и образуемого в результате его нанесения пленочного покрытия, а также для осуществления контроля за протекающими процессами синтеза, с целью установления оптимальных параметров, были использованы химические и физико-химические методы анализа, в том числе и хроматогра-фическни. Определение таких показателей, как однородность консистенции продукта и цвет, проводили визуально, а запах определяли органолептически.

Для определения газопроницаемости и толщины пленкообразующего покрытия была подобрана оригинальная методика специально с целью исследования свойств пищевых пленкообразующих ПАВ.

3. Исследование процесса н разработка те*пологим получения пленкообразующего состава

3.1.Подбор компонентов для проведения реакции получения пленкообразующего состава.

Для создания пленкообразующего состава, обладающего достаточной пластичностью, необходимой газопроницаемостью, смачивающей способностью и хорошей растворимостью в воде, необходимо было подобрать объекты исследований, отвечающие данным требованиям.

Учитывая это, в качестве основы для синтеза были выбраны сахароза и глицерин дистиллированный. Наличие в молекуле сахарозы восьми гидро-ксшшшх групп, способных в зависимости от условий в различной степени этерифицироваться жирными кислотами, позволяет создать широкую гамму соединений, различающихся между собой количеством и характером жирно-кислотных остатков и, как следствие этого, количественными и качественными отличиями в характере поверхностно-активпых свойств. Глицерин выполняет роль пластификатора и способствует формированию структурно-механических свойств проду кта.

В процессе исследований установлено, что сахароглицерин без добавок не гарантирует сплошных пленок на поверхности объекта нанесения, поэтому в состав пленкообразующей композиции необходимо было ввести вещество, обладающее адгезионными свойствами.

С этой целью проводились эксперименты по введению в композиционный состав нескольких видов пищевых поверхностно-активных веществ, таких как: моноэфиры глицерина с жирными кислотами и их производные с молочной и лимонной кислотой, а также моноэфиры глицерина с жирными кислотами и фосфолипидами.

Однако, на основании проведенных исследований установлено, что только композиции, содержащие в своем составе моноэфиры с фосфолипидами, в результате синтеза с сахароглицерин ом образуют однородный продукт с заданными свойствами.

Использование же в качестве адгезионной добавки моноэфнров глицерина с жирными кислотами и их производных с молочной и лимонной кислотой не позволяет получить однородное вещество в процессе синтеза. Это связано с проведением реакции в гетерогенной среде, так как сахароглицерин и эфиры триглицеридов взаимно не растворимы и, по сути, взаимодействие компонентов происходит только на поверхности их соприкосновения.

Вследствие этого, использование фосфолишщов в составе исходного жирового компонента - моноэфнров глицерина, способствует, во-первых, направленной переэтерификации сахарозы и жирных кислот, а во-вторых, фос-фолипиды являются тем эмульгатором, который создает гомогенность реакционной среды и обеспечивает оптимальный эффективный ход процесса.

Кроме того, немаловажным показателем многофункциональности пленкообразующего состава является его совместимость с антимикробными веществами. В результате исследований установлено, что фосфосодержащий эмульгатор, входящий в состав пленкообразующего вещества создает условия

5

для стабилизации эмульсии при введении в нее антимикробного агента (например, молочной кислоты или вытяжки горчицы) перед нанесением на пищевую продукцию.

3.2, Исследование процесса получения пленкообразующего состава. Процесс получения пленкообразующего состава представляет собой, на первой стадии, реакцию взаимодействия сахарозы с глицерином и дальнейшее взаимодействие с фосфосодержашим эмульгатором (производными моноэфира глицерина с фосфолипвдамн),

В процессе проведения синтеза реакция «глицерин-сахароза» предположительно должна протекать в следующей последовательности.

На первом этапе сахароза, будучи по своему строению гликдаидом, легко гидролизуется в слабокислой среде. Кислотный гидролиз приводит к расщеплению гдикозидной связи и образованию глюкозы и фруктозы.

Этот этап может происходить при сравнительно высокой температуре, уровень которой был установлен экспериментально.

Образуемая в результате первого этапа глюкоза может существовать в форме двух циклических изомеров: а- V- глюкопиранозы и р- О- глюкопиранозы. Фруктоза также может существовать в форме а- В-фруктофуранозы и Э- О-фруктофуранозы. Причем, теоретически, а- Р- глюкопиранозы образуется 33%, а р- Ь- глюкопиранозы 67%, Поэтому, предположительно, в реакцию с глицерином скорее вступит 1> глюкопираноза. Аналогично вступает в реакцию (3- В-фруктофураноза.

У циклических форм моносахаридов (глюкозы, фруктозы) содержится один гидроксил, резко отличающийся от спиртовых гидроксилов. Этот глико-зидный гидроксил более реакционное]!особен, чем остальные спиртовые гид-роксилы, поэтому легко вступает в реакцию со спиртом, образуя соединения типа простого эфира - гликозид. Таким образом, можно предположить, что глюкопираноза, вступая во взаимодействие с глицерином, образует глшеознд.

Реакционная способность гидроксильных трупп глицерина неодинакова. Крайние гндроксилы, так называемые а и а' - гидрокенлы более реак-цнонпоспособны, чем средний р-гидроксил. Поэтому чаше всего а-гидроксилы вступают а реакцию первыми.

Так, р- О- глюкопираноза, взаимодействуя с глицерином, образует 3- р- О- глюкопиранозид-глицерин.

но--Н + НО--н

Н--ОН Н--он

Н--ОН Н он

СН1ОН СНгОН

ОН

рНгОН С = 0

CHjOH

ß-D-фруктофураноза, вступая в реакцию с глицерином, образует 3- ß-D-фруктофуранозкд-гдицерин.

ОН н

CHj-OH НрНгСХХ он СНг-ОН

|

+-- СН-ОН

сн-он + I

СНз-ОН

СН20Н

сн:-о

сн-он

ОН Н Н н

При дальнейшем взаимодействии с фосфосодержащим моноэфиром глицерина, происходит образование гликолипидного комплекса, построенного из углеводного и фосфолнпидного фрагментов.

Полярные группировки фосфолипидов связываются с полярными группами молекул углеводов. Это взаимодействие можно представить следующей схемой:

СНз - ОН Н ОН СНз - C0OR

ОН

СН-ОН Q - -H=0

' I'

СНг - О - Р - О - CHj - СНг - N (CH3)j t

он

CHz - COOR

I

-► CH-OH O"

-HjO 1 П

CHj - О - P - О -СНз - СНг - N* (СНД,

Н ОН

О

НО - Н2С

НО-НС

HjC

3-3 Влияние соотношения исходных компонентов, температуры и продолжительности ведения синтеза нз получение продукта с заданными характеристиками.

Исследования по подбору соотношения реагирующих компонентов проводились в условиях варьирования температурного режима и продолжительности ведения процесса.

Предварительные эксперименты позволили определить оптимальный уровень температур, при котором полностью происходит реакция взаимодействия компонентов системы. Установлено, что оптимальный диапазон температур получения состава равен 100- 120°С.

При температурах, ниже установленного уровня, не происходит полного взаимодействия компонентов синтеза. При повышении температуры выше установленного уровня, происходит увеличение вязкости продукта, что нежелательно сказывается на технологических характеристиках пленкообразующего состава.

Время прохождения синтеза и оптимальное соотношение компонентов были определены по результатам хроматографического анализа.

На основе данных по глицеридному составу продуктов с разным соотношением компонентов, был определен состав с максимальным выходом пленкообразующего вещества.

Данные хроматографического анализа по определению продолжительности ведения процесса образования конечного вещества представлены на рис.1.

Рве. 1 Количество образовавшегося в результате еннтем вещества № зависимости от времени ведения сиитеэа.

Из графика видно, что процесс образования основного вещества происходит в течение 6 часов, после чего количество образовавшегося вещества остается неизменным. На основании этого можно сделать вывод о том, что 6 часов - это время ведения синтеза, позволяющее получить продукт с макси-8

й о

01234$67е9 10 Время, чае.

маяьным содержанием конечного вещества. За данный период происходит полное взаимодействие компонентов состава. Большая продолжительность ведения синтеза нецелесообразна, так как результаты хроматографического анализа проб, отобранных через 7, 8 и 9 часов, показали, что в целом образование нового продукта завершено.

Кроме того, с целью получения информации для расчета технологических процессов, используемых в процессе производства пленкообразующего вещества, а также для определения оптимальных параметров ведения процесса получения пленкообразующего вещества, проводились исследования физико-химических свойств составов, полученных при различных режимах синтеза. Предметом изучения были поверхностное натяжение, плотность, динамическая вязкость.

4. Исследование барьерных свойств пленкообразующего покрытия

Использование пищевого пленкообразующего покрытия предполагает создание на поверхности объекта нанесения в определенной степени газопроницаемой пленки, плотно прилегающей к поверхности. Действие этого покрытия основано на изменении газопроницаемости поверхности объекта нанесения, что приводит к изменению количества поступающего кислорода и выделяющегося углекислого газа, на основе чего можно регулировать дыхание продукции.

В связи с этим проводились исследования по проницаемости покрытии, образуемых пленкообразующим составом в виде низкопроцентных эмульсий на органических матрицах, по отношению к кислороду и углекислому газу, имеющим непосредственное отношение к процессу дыхания пищевой продукции.

Для оценки диффузии С02 через пищевые покрытия использовалась баритовая вода, частично связывающая углекислый газ. Регистрирующим раствором газов СЬ принята смесь, состоящая из насыщенного спиртового раствора Ю и ледяной уксусной кислоты.

С целью исследования диффузии СО; и О», также был изучен процесс фотохимического выцветания бета-каротина, который, благодаря наличию протяженной системы сопряженных ненасыщенных связей, представляет собой высоко реакционносбособное соединение. Выцветание растворов бета-каротина при контакте с воздухом обусловлено его взаимодействием с молекулярным кислородом. При проведении эксперимента пластины силу фола с нанесенными метками каротина экспонировали под осветительной лампой дневного света и изучали выцветание каротина во времени.

Результатом исследования явились данные, в которых установлено,

что:

- пленкообразующий состав, полученный в результате реакции продуктов гидролиза сахарозы с глицерином и дальнейшего взаимодействия с фосфосодержащимн моноэфирамн глицерина, в виде низкопроцентных водных растворов способен образовывать пленочное покрытие на объектах нанесения;

- образующееся пленочное покрытие затрудняет диффузию кислорода и углекислоты из воздуха;

- установлена различная степень адсорбции пленкообразующего покрытия в зависимости от типа поверхности объекта нанесения и процентного содержания пленкообразующего вещества в растворе покрытия;

- сделан предварительный вывод о том, что проницаемость углекислоты через матрицы с нанесенными покрытиями выше, чем проницаемость кислорода.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

5. Влияние пленкообразующего состава на сокращение потерь массы н сохранение качества охлажденного мяса и тушек птицы лри хранении.

Задачей данного исследования было выявить влияние пленкообразующего состава на сублимацию клеточной влаги из мяса (усушку), а также на ингибирование развития микроорганизмов путем введения в композиционный состав пленкообразующего покрытия молочной кислоты, которая снижает исходную микробиальную обсемененность и оказывает бакгериоста-тическое действие на развитие микроорганизмов при хранении мясной продукции.

В качестве объекта исследований были использованы куски мяса говядины (мышца lougissenius dorse) и тушки цыплят-бройперов в парном состоянии. Обработка продукции проводилась методом аэрозольного распыления растворов пленкообразующего состава (температура растворов 40±2°).

Микробиологический контроль образцов мяса состоял в определении количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных бактерий.

Результаты исследований по микробиологической характеристике образцов мяса (говядина) представлены в таблице 1,

Таблица 1

Микробиологическая характеристика мяса при обработке пленкообразующим покрытием н последующем хранении.

Варианты Количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, кОЕ/г

ИСХОДЯ. после обработки 7сут. 10 сут. 13 сут.

Контроль (обработка водой) М-*»1 V-ie? 5,1-10* - -

Пленкообразующее покрытие 3%+м.к. 5,8-101 ZJM01 3,4-101 1,9-10* 0,810s

Пленкообразующее покрытие 5%+м.к. 5,8-101 2,7-101 3,6-I0J 2,2-16* 1,1-10*

Из полученных данных видно, что исходная обсемененность образцов мяса составила 5,8-10г клеток в 1 г продукта, но уже после обработки пленкообразующим покрытием с молочной кислотой наблюдалось значительное уг-10

нетение КМАФАнМ до 2,7-2,9-101 клеток в 1 г продукта, в то время как в контроле данный показатель составлял 4,2-10г клеток в 1 г продукта.

После 7 суток хранения при температуре 0"С количество микроорганизмов в обработанных пленкообразующим составом вариантах было на два порядка ниже, чем в контроле. На 8 сутки хранения контрольные образцы были сняты с хранения, в то время, как образцы с покрытием хранились до 13 суток.

Таким образом, анализ полученных данных по изменению микробиологических показателей мяса в процессе хранения показал, что обработка пленкообразующим составом в сочетании с молочной кислотой оказывает значительный ингибирующий эффект на развитие мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов при хранении мясной продукции.

Также была проведена оценка влияния покрытия на сокращение усушки мяса при охлаждении и хранении, которая показала, что наиболее эффективным является пленкообразующий состав в концентрации 5%. Получены данные о том, что покрытие влияет на сокращение потерь массы мяса, снижая этот показатель в 2-2,5 раза по сравнению с контролем.

Исследования влияния пишевого пленкообразующего покрытия на снижение усушки и защиту от микробиологической порчи проводили также и на тушках цыплят-бройлеров в парном состоянии (табл.2),

Бактериологическому контролю были подвергнуты тушки цыплят непосредственно до и после обработки покрытием, а также тушки с покрытием после хранения в охлажденном состоянии в течение 13 суток, и тушки, хранившиеся без покрытия (контроль).

Таблиц» 2

Микробиологическая характеристика тушек цыплят-бройлеров при обработке пленкообразующим покрытием и последующем хранении.

Варианты Количество мезофильвых аэробных и факультатввно-апаэробяы! микроорганизмов, КОЕ/г

ИС10ДЯ. иосле обработки 7сут, 10 сут. 13 сут.

Контроль (обработка водой) М-101 2,6-Ю1 1,6-10' - -

Пленкообразующее покрытие 3%+м.к. М'101 2,6-101 9,4-102 Э^'104 0,9-1»'

Пленкообр азую щее покрытие 5%+м.к. М-103 2,7-101 М-101 3,7-10* 1,М0!

Анализ полученных данных по изменению микробиологических характеристик тушек цыплят в процессе хранения показал, что, как и в исследованиях по мясу, наблюдается значительное ннгибированне КМАФАнМ в образцах, обработанных пленкообразующими составами (3 и 5%) в сочетании с молочной кислотой (2%) по сравнению с контролем.

Результаты экспериментальных исследований по тменению массы тушек птицы при охлаждении и хранении представлены на рисунке 2. Цыплята взвешивались до, и после покрытия пленкообразующими составами и помещались в холодильную камеру на хранение при температуре 0ЙС.

-контроль

-3%

-5%

после от 5 сут.

Продолжительность хранения

12 сут.

Рис. 2 Влияние пленкообразующего покрытия и его концентраций на изменение массы тушек птицы после охлаждения и хранения при температуре 09С,

Из рисунка 2 видно, что потери массы тушек, обработанных пленкообразующим покрытием на 35% ниже, чем потери от усушки в контрольных образцах. Использование 5%-ной концентрации пленкообразующего состава в растворе покрытия, оказало большее влияние на снижение усушки тушек птицы по сравнению с 3%-кой концентрацией на 10%.

Также была проведены исследования по изучению алияння покрытия пищевым пленкообразующим составом на гидролитические и окислительные изменения подкожного жира при хранении тушек цыплят - бройлеров, которые показали, что покрытие тушек птицы пленкообразующим составом замедляет окислительные процессы в подкожном жире. Анализ данных показывает, что хранение контрольных тушек птицы в течение 5 суток и опытных в течение 12 суток кислотное и пероксидное числа не достигали того уровня, когда ухудшается качество жира.

Органолептическая оценка показала, что пареное мясо говядины и игииы, используемых в экспериментальных исследованиях, а также их бульоны не имели постороннего запаха и привкуса во всех образцах.

Однако, следует отметить, что пленкообразующее покрытие оказывало воздействие на небольшое потемнение цвета поверхности тушек цыплят -они приобретали желтоватый оттенок. Это связано с тем, что в состав пленкообразующего покрытия входят фосфолипиды, которые придают раствору пленкообразующего состава кремовый оттенок, что явно проявляется на очень светлой поверхности тушек цыплят. Но это не влияло на пищевую ценность продукта. 12

& Влияние пленкообразующего состава на лежко сл. и качество плодов при хранении.

Изучение влияния обработок пленкообразующими покрытиями различной концентрации в сочетании с биологическим консервантом (вытяжкой горчицы) на уменьшение потерь и удлинение срока хранения проводили на яблоках сортов Антоновка обыкновенная и Жигулевское.

Использование пленкообразующих покрытий дает возможность регулировать сложные физиологические процессы, происходящие в растительных тканях путем изменения проницаемости поверхности плода за счет создания в определенной степени влагоудерживающей и газопроницаемой пленки, что приводит к изменению количества поступающего кислорода и выделяющегося углекислого газа, и на основании чего можно регулировать дыхание.

Однако это не решает проблему ингибирования развития грибковых болезней на плодах в процессе хранения. В связи с этим, в состав пленкообразующего покрытия в качестве антимикробного вещества была введена вытяжка горчицы, которая, обладая бактериосгатичесхими свойствами, сама является поверхностно-активным веществом. Кроме того, это абсолютно безопасный и экологически чистый консервант, что является принципиальной особенностью данной работы.

Обработку плодов проводили сразу после съема. Рабочие растворы готовили непосредственно перед применением. Плоды обрабатывали методом погружения, просушивали и укладывали в предварительно продезинфицированную тару.

Температура хранения для сорта Антоновка обыкновенная +3°С, для сорта Жигулевское - 0°С. Относительная влажность воздуха 90 - 95%.

В процессе хранения при ревизиях учитывали количество (в %) товарных плодов (по ГОСТ 21122-75) и отходов с классификацией последних по видам заболеваний, а также естественную убыль массы (в %).

Перед закладкой на хранение и после снятия с хранения определяли:

- степень зрелости плодов;

- сахара;

- титруемую кислотность,

- плотность кожицы и мякоти плодов;

- витамин С и сухие вещества.

После съема и в процессе хранения определяли газопроницаемость плодов по Марселену и интенсивность выделения эндогенного этилена методом газовой хроматографии.

При проведении исследований по обработке плодов пленкообразующим составом с разными концентрациями (0,5 и 1%) в комбинация с пищевым антиокеидаягом - вытяжкой горчицы (2%) наблюдалось, что уже в начале хранения данная обработка оказывала существенное влияние на лежкость и качество плодов.

Плоды, заложенные на хранение при проведении экспериментальных исследований, были сняты в стадии съемной зрелости, т.е. при пояЕяенни первых признаков созревания, характерных для данных сортов: окраска семян на 80-87% темно-коричневого цвета, йодно-крахмальная проба - 4,3-4,7 баллов, появление желтизны и красноты в основной окраске, мякоть становится менее плотной, приобретает сочность.

Уже через 100 дней хранения данные по плотности кожицы и мякоти плодов в течение всего периода хранения показали, что сорта Антоновка обыкновенная и Жигулевское значительно отличаются по прочности кожицы и мякоти, а обработка плодов пленкообразующей эмульсией позволяет сохранить прочность структуры, замедляя ее разрушение.

Обработка плодов пищевым пленкообразующим составом оказывала существенное влияние также на лежкость и качество плодов при длительном хранении (табл. 3 и 4).

Таблниа 3

Влияние послеуборочной обработки пленкообразующим покрытием па лежость яблок сорта Антоновка обыкновенная.

В>[пинты Здоровы! илодоч, V. Пврюкнпих фюноло- ППНКИНИ р*ССТрОЙ- стмжн (лг»р), % Поражение грвФкввыян (имаяями, ул

Кмкчсстде суток: 100 16« 200 100 160 200 т 1«0 300

Контроль 92 64 51 0 20 22 8 16 27

Пленкообразующее покрытие 0,5% + вытяжка гор чипы 2% 100 88 76 0 12 16 0 0 8

Пленкообразующее покрытие 1% + вытяжка горчицы 2% 100 БЗ 60 0 10 16 0 7 15

Таблица 4

Влияние послеуборочной обработки пленкообразующим покрытием на лежость яблок сорта Жигулевское.

В*риеиты Здоровых идолов, % Пораженных физполо-гяческини [пспрфЦ-стыхя (загар), % Понижение т^мбковимн болеэпимн* %

Кшгичктм суток: 100 № 200 100 1*0 200 100 160 200

Контроль 96 92 79 0 0 0 4 Я 21

Пягнкиобраэукщгее покрытие 0,5% + вытяжка горчнпы 2% 100 96 93 0 0 0 0 л 7

Пленкообразующее покрытие 1% + випиа горчицы 2% 99 М 88 0 0 0 1 5 12

Так, на сорте Антоновка обыкновенная, очень чувствительного к повышенной концентрации С02, уже после 100 суток хранения проявилось положительное влияние пленкообразующего покрытия на сохранения качества плодов (табл.3). К этому сроку в контроле было обнаружено 92% здоровых плодов, в то время, как в вариантах с пленкообразующими покрытиями процент здоровых плодов составлял 100%. Через 160 суток хранения эта разница существенно возросла и достигла 30-35%. При последующем хранении (до 200 суток) эта тенденция сохранилась. Снижение качества плодов происходило за счет резкого роста физиологических расстройств типа загар. Поражение контрольных плодов загаром на 160 сутки хранения составляло 20%, в то время, как в вариантах с пленкообразующими покрытиями оно находилось на уровне 10-12%.

При дальнейшем хранении на яблоках, пораженных загаром, развивались грибковые болезни. Через 200 суток котрольные плоды на 27% были поражены грибковыми болезнями. Однако, в вариантах с пленкообразующими покрытиями, яблок с такими заболеваниями было существенно меньше.

Положительное влияние обработок пленкообразующим покрытием на лежкость яблок и их качество было установлено и на сорте Жигулевское (табл. 4),

На протяжении всего процесса хранения (200 суток) на сорте Жигулевское не было установлено развитие физиологических расстройств ни в контроле, ни в опытных вариантах, но развивались грибковые болезни, основу которых составляла плодовая гниль. Развитие грибковых болезней начало интенсивно проявляться к концу хранения. К этому сроку контрольные плоды были поражены на 21%, а в вариантах с плен сообразующим покрытием на 712%.

Установлено, что пленкообразующее покрытие эффективно влияло и на естественную убыль массы плодов (табл. 5). Изучение динамики естественной убыли массы в процессе хранения показывает, что наибольшие потери происходят в начальный период хранения и с каждым последующим месяцем хранения эта величина уменьшается.

Таблица 5

Влияние плеикообразушего покрытия на естественную убыль массы плодов сорта Автоновка обыкновенная н Жигулевское,

Варианты Естественная убыль по сорту Антоновка обыкновения», % Естественная убыль по сорту Жигулевское, %

Количество суток 50 100 150 200 1 50 loe 150 2<Ю 2

Контроль 3.2 2,4 1,1 0,5 33 2.9 М 0,8 9,0

Пленкообразующее покрытие 0,5% + вытяжка горчицы 2% 2.6 1,85 0.65 0,3 5,4 3,3 V 1,2 0,6

Пленкообразующее покрытие 1% + вьггажла горчицы 2% 2,2 1,3 0,5 3,15 2.2 0,95 0,5

Так, на сорте Антоновка обыкновенная пленкообразующее покрытие в концентрации 0,5% снижало естественную убыль массы плодов на 25%, а на сорте Жигулевское только на 15% по сравнению с контролем. Это связано с реакцией сорта на состав модифицированной газовой среды, которую создает пленкообразующее покрытие, та или иная его концентрация.

Также, получены данные по снижению удельной газопроницаемости и интенсивности выделения эндогенного этилена в плодах, обработанных покрытием.

Установлена прямая связь между степенью зрелости плодов в процессе хранения и удельной газопроницаемостью, а также интенсивностью выделения ими эндогенного этилена, что может служить объективными критериями для определения срока снятия яблок с хранения.

Таким образом, проведенные исследования показали, что обработка пленкообразующим составом в композиции с пищевым антиоксидантом - вытяжкой горчицы оказывала существенное влияние на замедление процессов старения, сохранение качества и удлинение срока хранена плодов яблони.

Выводы и рекомендации.

1. Разработан пищевой пленкообразующий состав на основе биопрн-оритетных пищевых поверхностно-активных веществ, представляющий собой вещество, полученное в результате взаимодействия продуктов гидролиза сахарозы и глицерина с фосфосодержащими моноэфнрами глицерина.

2. Исследованы свойства веществ, вступающих в реакцию получения состава с заданными характеристиками. На основании данных хроматографа-ческого анализа, измерения поверхностного натяжения и динамовской вязкости, определены оптимальное соотношение компонентов пленкообразующего состава, температура и время ведения синтеза по его получению.

3. Изучена способность, полученного в результате синтеза, состава к пленкообразованию. Показано, что данный состав, в виде низкопроцентных водных эмульсий, способен образовывать пленочное покрытие на объекте нанесения различной толщины, в зависимости от концентрации пленкообразующего вещества в эмульсии покрытия.

Кроме того, изучены барьерные свойства покрытия, полученного на основе пленкообразующего состава, по отношению к диффузии СОг и СЬ через органические матрицы. Показано, что образующееся пленочное покрытие затрудняет диффузию кислорода и углекислоты из воздуха через матрицы с нанесенными покрытиями в зависимости от концентрации пленкообразующего вещества в эмульсии.

4. С целью создания на поверхности объекта нанесения (мясной или плодоовощной продукции) экологически безопасного пищевого покрытия, сохраняющего продукт не только от потерь массы при хранении, но и от микробиологической порчи, в состав покрытия вводили такие бноконсерванты, как молочная кислота - для обработки мясной продукции, и вытяжка горчицы —для обработки плодоовощной продукции.

Исследована совместимость пленкообразующего состава с данными веществами, обладающими антимикробным действием. Показано, что молочная кислота и вытяжка горчицы не только не ухудшают свойства эмульсии пленкообразующего состава, но даже улучшат их, тем самым, способствуя образованию пластичной и равномерной пленки на объекте нанесения.

5. Исследовано влияние пленкообразующего покрытия на сокращение потерь охлажденного мяса при хранении.

Показано, что пленочное покрытие с концентрацией пленкообразующего вещества в эмульсии покрытия - 5%, влияет на сокращение потерь массы мяса при охлаждении и хранении, снижая этот показатель в 2-2,5 раза по сравнению с контролем.

6. Исследовано влияние обработок пленкообразующим покрытием на сокращение потерь тушек птицы при охлаждении и хранении.

Показано, что потери массы тушек, обработанных пленкообразующим покрытием, от усушки на 35% ниже, чем потери от усушки в контрольных образцах. Использование 5%-ной концентрации пленкообразующего состава в растворе покрытия, оказало большее влияние на снижение усушки тушек штшы по сравнению с 3%-ной концентрацией на 10%.

7. Исследовано влияние обработки пленкообразующим покрытием на лежкость яблок сортов Антоновка обыкновенная и Жигулевское.

Показано, что уже через 100 суток хранения проявляется положительное влияние покрытия на сохранение качества плодов, а при последующем хранении (до 200 суток) разница в соотношении здоровых плодов в вариантах с покрытием по сравнению с контролем составляла: для сорта Антоновка обыкновенная - 30-35%, а для сорта Жигулевское - 20%.

Установлено, что пленкообразующее покрытие эффективно влияет и на естественную убыль массы плодов. Так, на сорте Антоновка обыкновенная пленкообразующее покрытие снижает естественную убыль массы на 25%, а на сорте Жигулевское — на 15% по сравнению с контролем.

Также показано положительное влияние обработок пленкообразующим составом на удельную газопроницаемость плодов и интенсивность выделения эндогенного этилена.

8. На основании проведенных исследований разработан проект технических условий и технологическая инструкция на получение пленкообразующего состава.

По материалам диссертации «публикованы следующие работы:

1. Кафиев Н.М., Кюрегян Г.П., Кюрегян О.Д. - «Пленкообразующие покрытия на основе пищевых поверхностно-активных веществ для овощей и фруктов», - Тез, докл. научно-практической конференции «Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценностн». Россельхозакадемия, 1997 г.

2. Кюрегян О.Д., Кафиев Н.М, Кюрегян Г.П. - «Использование пищевых ПАВ для интенсификации диффузионного процесса свеклосахарного производства». - Тез. докл. научно-практической конференции «Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности», Россельхозакадемия, 1997 г,

3. Кюрегян О.Д., Кюрегян Г.П., Комаров Н.В. - «Пленкообразующие поверхностно-активные вещества на основе модифицированных жиров» -Стенд, докл. первой Всероссийской конференции с международным участием «Развитие масложирового комплекса России в условиях рыночной экономики», Москва, 28-31 марта 2000 г.

4. Кюрегян Г.П., Паронян В.Х. - «Изучение структурных особенностей моноглицеридов». - Юбилейный сборник научных трудов кафедры «Технология пищевых производств» Московской государственной технологической академии. Москва: Пищепром издат, 2003 г., с. 95-97.

5. Паронян В.Х., Кюрегян Г,П. - «Характеристика пищевых эмульгаторов». - Юбилейный сборник научных трудов кафедры «Технология пищевых производств» Московской государственной технологической академии, Москва: Пищепром издат, 2003 г., с. 92-94.

6. Кюрегян Г.П., Паронян В.Х. - «Исследование газопрницаемости пленкообразующих покрытий для сельскохозяйственной продукции». - Юбилейный сборник научных трудов кафедры «Технология пищевых производств» Московской государственной технологической академии, Москва: Пищепромиздат, 2003 г., с. 93-100.

7. Паронян В.Х., Кюрегян Г,П„ Комаров Н.В. - «Прогрессивные способы обработки плодоовощной продукции перед закладкой на хранение». -«Хранение и переработка сельхозсырья», №7,2003 г., с, 23,

8. Кюрегян Г.П., Паронян В.Х, - «Структурные особенности моноглицеридов высших жирных кислот».- «Хранение и переработка сельхозсырья», №3,2003 г., с. 1S7.

9. Заявка на патент РФ - Пищевой пленкообразующий состав/ Кюрегян Г.П., Паронян В.Х. и дрУ № 20031К1594, прошедшая экспертизу с положительным результатом. '

Формат 60x90/16 Печать офссгная

Бум. тип. Тираж 100 экз. Заказ № 664

Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленных оригинал-макетов в типографии «Карпов». 109004, г. Москва, ул. Большая Коммунистическая, д. 1/5-7. Тел./факс: 911-66-92,440-61-25