автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Оптимизация технологии замораживания ягод земляники и производство продуктов, сбалансированных по биологической ценности

005009657

УЛЧИБЕКОВА НАЗИМА АБДУЛКАФАРОВНА

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ЗАМОРАЖИВАНИЯ ЯГОД

ЗЕМЛЯНИКИ И ПРОИЗВОДСТВО ПРОДУКТОВ, СБАЛАНСИРОВАННЫХ ПО БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ

Специальность: 05.18.01 - технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

о 6 ?.НВ Ш

Махачкала - 2012

005009657

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия имени М.М.Джамбулатова » в 2009-2011 гг.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мукаилов Мукаил Джабраилович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Джаруллаев Джарулла Саидович

кандидат сельскохозяйственных наук, Дагирова Хасайбат Бийгишиевна

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Мичуринский государственный аграрный университет»

Защита диссертации состоится «15» февраля 2012 г. в 15 часов на заседании объединенного совета по защите докторских и кандидатских диссертаций ДМ 220.026.01 при ФГБОУ ВПО «Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия имени М.М.Джамбулатова» по адресу: 367032, г. Махачкала, ул. М.Гаджиева, 180, зал заседаний ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «ДГСХА имени М.М.Джамбулатова»

Автореферат разослан «13» января 2012 года и размещен на сайте академии www.dgsha.ru и на сайте Министерства образования и науки РФ referat_vak@mon.gov.ru

Ученый секретарь диссертационного совета, _ кандидат с.-х. наук

Т.А. Исригова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследований. Для обеспечения населения экологически чистыми продуктами диетического и лечебно - профилактического назначения необходимо подобрать культуры и разработать высокоэффективные технологии хранения и переработки плодов и ягод, что позволит получить продукт, отвечающий по качеству мировым стандартам, скомпенсирует существующий дефицит, связанный с ограниченной географической зоной и сезонностью их выращивания.

В последнее время в мире придается большое значение такому перспективному направлению в хранении ягод, как быстрое (низкотемпературное) замораживание, которое позволяет хранить продукцию в течение года с минимальными потерями качества.

Значительное расширение посадок ягодников и увеличение объемов производства ягод в республике ограничивается отсутствием современных мощностей и технологий хранения и переработки скоропортящейся продукции. Создание новых сбалансированных продуктов питания с заданным биохимическим составом, с определенной функциональной направленностью играет важную роль и позволит обеспечить организм биологически активными веществами.

В связи с этим, исследования по подбору сортов земляники и совершенствованию технологических регламентов замораживания и размораживания ягод, а также разработка новых продуктов питания повышенной пищевой ценности в условиях нашей республики представляются вполне актуальными.

Целью работы является подбор сортов земляники, пригодных для быстрого замораживания, оптимизация технологии быстрого замораживания и дефростации ягод земляники, и получение функциональных продуктов питания на основе ягод земляники, сбалансированных по биологической ценности. Задачи исследований:

> технологическая, биохимическая и органолептическая оценка свежих и замороженных ягод земляники;

> подбор оптимальных параметров замораживания и дефростации ягод земляники по показателям криорезистентности;

> разработка продуктов переработки повышенной пищевой ценности на основе ягод земляники;

динамика изменения макро и микронутриентов и органолептических свойств продукта после быстрого замораживания и низкотемпературного хранения;

> выявление уровня микробиологической обсемененности и токсикологических показателей замороженных ягод земляники и продуктов переработки после замораживания и низкотемпературного хранения;

> компьютерное моделирование продуктов из различных ягод, оптимизированных по аминокислотному составу;

> изучение влияния продолжительности хранения и диффузии влаги на качество замороженных ягод земляники;

> разработка технических условий для производства быстрозамороженных ягод земляники и функциональных продуктов переработки из ягод земляники;

У определение экономической эффективности производства быстрозамороженной продукции из ягод земляники. Научная новизна работы заключается в том, что впервые в Республике Дагестан на основе товарно-технологической, биохимической, микробиологической и органолептической оценки подобраны сорта земляники, пригодные для быстрого замораживания, разработаны оптимальные режимы замораживания и дефростации ягод и, на основе компьютерного моделирования, спроектированы сбалансированные по биологической ценности продукты из различных ягод. Определены оптимальные сроки хранения ягод земляники без образования конгломератов из слипшихся ягод.

Практическая значимость заключается в том, что подобраны сорта земляники пригодные для быстрого замораживания, обеспечивающие максимальную сохранность продукции в течении круглого года и возможность транспортировки ее на длительные расстояния. Рекомендованы оптимальные технологические регламенты замораживания и размораживания ягод земляники. Разработаны различные продукты из замороженных ягод земляники, а также предложена компьютерная модель проектирования продуктов, сбалансированных по биологической ценности. Результаты исследований могут быть внедрены в перерабатывающих предприятиях республики и страны.

Разработаны и утверждены технические условия ТУ- 9165-005-0049360011 и ТУ- 9165-006-00493600-11 на новые продукты питания и технологическая инструкция по производству быстрозамороженных ягод земляники.

Расчет экономической эффективности свидетельствует о высоком уровне рентабельности (145,7%) производства замороженных ягод земляники, а также продуктов переработки из них (123,1%).

Апробация и реализация результатов диссертации. Результаты работы доложены, обсуждены и одобрены на конференциях профессорско-преподавательского состава ДГСХА (Махачкала, 2009-2011); международных научно-практических конференциях: «Научное обеспечение аграрного производства в современных условиях», посвященной 35-летию ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА» (Смоленск, 2010); «Современные проблемы и перспективы развития аграрной науки», посвященной 65-летию Победы в ВОВ (Махачкала, 2010); «Стратегия устойчивого развития и инновационные технологии в садоводстве и виноградарстве», посвященной 80-летию Героя Социалистического Труда, д. с.-х. н., академика H.A. Алиева (Махачкала, 2010); «Наука и молодежь: новые идеи и решения», посвященной 65-летию победы в Великой Отечественной войне (Волгоград, 2010); «Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки»,

посвященной 85-летию со дня рождения члена-корреспондента РАСХН, д. в. н., профессора М.М. Джамбулатова (Махачкала, 2010).

Результаты исследований отмечены дипломом II этапа Всероссийского конкурса на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых ВУЗов МСХ РФ по направлению «сельскохозяйственные науки» (Владикавказ, 2010); использованы в научном отчете «Разработка энергосберегающих, экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки плодов, ягод и винограда» по заказу МСХ РФ, а также в учебном процессе ДГСХА.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликованы 9 научных работ, в том числе 3 в рекомендуемых ВАК РФ изданиях, общим объемом 2,5 п.л.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 176 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методики проведения исследований, результатов исследований, выводов и рекомендаций производству. Содержит 25 таблиц, 24 рисунка, 7 приложений. Список использованной литературы включает 231 источник, в том числе 9 иностранных авторов.

На защиту выносятся следующие основные положения: комплексная оценка свежих и быстрозамороженных ягод земляники по технохимическим, микробиологическим, токсикологическим и органолепгическим показателям; ^ оптимальные режимы замораживания и дефростации ягод земляники по

влагоудерживающей способности; ^ разработка и оценка качества продуктов переработки на основе ягод земляники;

^ компьютерное проектирование смесей из различных ягод, оптимизированных по аминокислотному составу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и задачи исследования, охарактеризована научная новизна, приведены основные положения, выносимые на защиту.

1. Обзор литературы. В разделе представлен анализ состояния и перспектив развития садоводства, ягодоводства и низкотемпературного замораживания в РФ и Дагестане, а также пищевая и биохимическая ценность ягодной продукции. Обозначены основные проблемы длительного хранения скоропортящейся продукции.

2. Характеристика объектов, методы и условия проведения исследований. Исследования проводились в 2009-2011 году на кафедре технологии хранения, переработки и стандартизации с.-х. продуктов и в испытательной лаборатории ФГБОУ ВПО «ДГСХА», в Департаменте по регулированию продовольственных рынков при МСХ РД.

Исследования проводились в соответствии с ГОСТ 15101-98 «Порядок выполнения научно-исследовательских работ»; «Методические указания по

химико-технологическому сортоиспытанию овощных, плодовых и ягодных культур» (М. 1993); «Методические указания по проведению исследований с быстрозамороженными плодами, ягодами и овощами» (Анисимов В.Я. и др., 1984); «Плоды и ягоды быстрозамороженные. Общие технические условия» (М. 1993).

Определение содержания сухих растворимых веществ проводили рефрактометром RL3 №225 44/90; общая титруемая кислотность - методом титрования 0,1 н раствором щелочи; содержание Сахаров - цианидным методом; общее количество пектиновых веществ - карбазольным методом; потеря сока — по разности массы замороженных и размороженных объектов; витамин С (аскорбиновая кислота) - йодометрическим методом; витамин РР (ниацин) - по ГОСТ Р 50479 - 93; определение нитратов - по ГОСТ 29270 - 95; антоцианы -окислением марганцевокислым калием; минеральный состав — атомно-адсорбционной спектроскопией по ГОСТ 26929-94; остаточное количество хлорорганических пестицидов - по ГОСТ 30349-96; массовая доля аминокислот - методом жидкостной ионообменной хромотографии; органолептическая оценка - по методике ВАСХНИЛ (1989); микробиологические исследования - в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01, ГОСТ 10444.15-94; компьютерное проектирование смесей оптимизированных по аминокислотному составу — при помощи программы Solver MS EXCEL. Математическая обработка экспериментальных данных проводилась с применением регрессионного, корреляционного, дисперсионного анализов и математической статистики по Б.А.Доспехову (1985); Экономическая эффективность определялась по фактически сложившимся затратам на производство замороженных ягод земляники и продуктов переработки из них.

Схема исследований включала 4 этапа и приведена на рис.1.

СХЕМА ОПЫТА

ОПЫТ №2 Разработка продуктов переработки высокой пищевой ценности на основе

ягод земляники

т

Ягоды в сахарном сиропе

Ягоды в пульпе с сахаром

Ягоды в пульпе без сахара

ОПЫТ №3 Исследование биохимических, органолептических, микробиологических показателей в ягодах земляники при различных вариантах обработки

ОПЫТ №4 Компьютерное проектирование продуктов из различных ягод, сбалансированных по биологической ценности (Е)

Смесь, включающая белки земляники, ежевики, смородины и облепихи

Смесь, включающая белки земляники, ежевики, смородины и малины

Е;

Смесь, включающая белка ежевики, смородииы, облепихи и малины

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3.1.Товарно-технологическая оценка исследуемых сортов земляники Для определения назначения ягод на различные продукты переработки важное значение имеет товарно-технологическая оценка, включающая в себя определение размеров массы плодов и ягод для приготовления компотов, варенья и различных продуктов переработки.

Для оценки товарности плодов земляники определяются масса ягод в 100 г, вес 1 ягоды, величина ягод, длина и ширина. Механический состав ягод определен путем отбора средней пробы в стадии технической зрелости.

Установлено, что исследуемые сорта земляники сильно варьируют по величине и весу 1 ягоды - наименьшие у сорта Хани, максимальные у сорта Гигантела. Наиболее выровненными по весу являются ягоды сорта Хани (табл.1).

В процессе длительного низкотемпературного хранения по всем сортам наблюдаются небольшие потери массы 100 ягод - от 0,08% у сорта Гигантела до 0,4% у сорта Лорд, что связано с интенсивным подавлением процессов жизнедеятельности. В процессе хранения были установлены незначительные изменения размеров ягод у всех сортов.

Таблица 1 - Механический состав ягод земляники

Сорт Масса 100 ягод, г Вес 1 ягоды, г Величина ягод

длина, мм ширина, *

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2

Елизавета 938 937 935 8,2/14,4 8,0/14,2 7,8/14,0 20,8 20,8 20,6 20,5 20,5

Гигантела 3360 3358 3357 34,5/42,3 34,4/42,0 34,1/41,7 30,5 30,4 30,2 40,0 39,9

Хани 616 616 614 6,2/10,5 5,9/10,4 5,6/10,2 19,3 19,3 19,1 18,5 18,3

Лорд 735 733 732 7,2/13,6 7,1/13,4 6,9/13,1 21,6 21,3 21,2 20,4 20,4

Виктория 820 818 816 8,8/14,3 8,6/14,2 8,4/14,0 23,8 23,7 23,5 23,1 23,0

Средн. по сортам 1294 1294 1290 13,0/19,0 12,8/18,8 12,6/18,6 23,2 23,1 22,9 24,5 24,4

Примечание: 1 - свежие ягоды; 2 - после 4-х месяцев низкотемпературного хранения; 3 -после 10месяцев низкотемпературного хранения; V- средний вес; А-максимальный вес.

3.2. Выбор оптимальных режимов замораживания и дефростации

ягод земляники

Одним из наиболее важных критериев пригодности плодов и ягод к замораживанию является их влагоудерживающая способность, которая зависит от сортовых особенностей и скорости замораживания.

В связи с этим нами были исследованы температурные режимы замораживания сортов Елизавета и Гигантела: -18°С, -30°С, -40°С, -196°С и определяли потерю сока при дефростации в комнатных условиях после 10 месячного низкотемпературного хранения при 1= -18°С.

Как видно из табл.2, наиболее высокие потери сока ягод по обоим исследуемым сортам Елизавета и Гигантела установлены при медленном замораживании при температуре -18°С (12,7) и -30°С (10,5), а минимальная сокоотдача ягод отмечена при сверхбыстром замораживании в жидком азоте при температуре -196°С (7,6 и 4,7% соответственно).

Таблица 2 - Потери сока при различных температурах замораживания, %

Сорта Режимы замораживания

-18°С -30°С -40°С -196°С (жидкий азот)

Елизавета 12,7 10,5 9,5 7,6

Гигантела 8,3 7,1 5,8 4,7

Сред, по сортам 10,5 8,8 7,7 6,2

НСР05 2,37 0,66 1,08 0,75

Быстрое замораживание при температуре -40°С также обеспечивает хорошее качество ягод у обоих сортов при низкой сокоотдаче - 9,5 и 5,8%. Этот вариант по соотношению качество - энергозатраты в дальнейшем рекомендуется нами как оптимальный.

В настоящее время малоизученными являются вопросы, связанные с различными способами дефростации плодово-ягодной продукции, влиянии их на вкусовые и качественные показатели дефростированной продукции, а также на влагоудерживающую способность ягод.

В вязи с этим, нами были исследованы два варианта дефростации ягод: при комнатной температуре 18°С и в СВЧ печи, с частотой микроволн 2,450 МГц, при мощности 150 Вт в течение 4-5 мин., в зависимости от сорта.

Как видно из рисунка 2, при дефростации сразу после замораживания наименьшие потери сока в обоих вариантах размораживания установлены у сортов Гигантела (2,7 и 1,5 %) и Виктория (2,5 и 1,6 %). У сортов Елизавета и Лорд сокоотдача была выше, примерно в 1,5-2 раза. Наибольшая сокоотдача отмечена у сорта Хани.

Рисунок 2 - Сокоотдача ягод земляники при низкотемпературном замораживании (-40°С) и хранении (-18°С), % В процессе низкотемпературного хранения установлено устойчивое повышение потерь сока - с 4,3 до 13,3 % при размораживании в комнатной температуре, с 2,8 до 6,7 % в СВЧ печи. В варианте с дефростацией с СВЧ

обработками в среднем по сортам потери сока были в 1,5 - 2,0 раза ниже, чем при комнатной температуре.

3.3. Влияние продолжительности хранения и диффузии влаги на качество быстрозамороженных ягод при хранении

В технологии холодильного хранения быстрозамороженных ягод существенной проблемой является образование конгломератов из слипшихся ягод.

При этом определяющим качество продукта может служить время, за которое образуются конгломераты из слипшихся ягод. Предпосылкой этого явления может служить свободная влага, достигшая внешней поверхности ягоды. При этом экспериментальное время, необходимое для образования подобных конгломератов сильно зависит от вида ягод, а также от температуры хранения (с повышением ее время слипания уменьшается).

В связи с этим представляется, что температура хранения различных видов ягод должна быть неодинаковой, а именно, обеспечивающей отсутствие слипания ягод данного вида в течение заданного срока хранения. В настоящее время, температура длительного хранения всех видов ягод Международным институтом холода рекомендуется -18°С. Исходя из этого, нами определены оптимальные сроки хранения ягод земляники без образования конгломератов.

Таблица 3 - Определение сроков хранения ягод с учетом продиффундированпой

влаги во время замораживания и хранения

Сорта Влагосо- Влагосо- Суммарная концентрация Сроки

держание держание растворенных веществ, хранения,

мякоти, кожицы моль/л ДНИ

кг влаги/кг ягод

продукгга

Елизавета 0,84 0,72 0,91 0,97 183

Гигантела 0,71 0,86 0,89 0,90 152

Хани 0,85 0,76 0,79 0,84 164

Лорд 0,73 0,69 0,88 0,90 170

Виктория 0,81 0,82 0,91 0,93 181

м0{т0-т)

С учетом влагосодержания мякоти и кожицы ягод и суммарной концентрации растворенных веществ по формуле (1) нами рассчитано (табл.3), что оптимальная продолжительность хранения без слипания ягод при температуре -18°С для сортов Елизавета и Лорд составляет 183 и 181 дня соответственно. Для сортов Хани и Виктория сроки хранения составили 164 и 170 дней. Самые меньшие сроки хранения установлены для сорта Гигантела -152 дня.

Таким образом, не только технологические параметры холодильной обработки и хранения, определяют конечное качество продукции, но и сроки хранения.

3.4. Влияние низкотемпературного замораживания и хранения на биохимический состав ягод

С целью оценки качества и пищевой ценности ягод мы определяли содержание в них растворимых сухих веществ, титруемых кислот, Сахаров, пектиновых веществ, витаминов С и РР, минеральных элементов.

Как видно из рис.3, больше всего растворимых сухих веществ в свежих ягодах обнаружено в сорте Гигантела - 12,6%. Низкое содержание растворимых сухих веществ наблюдается у сорта - Хани 9,6%. Шоковая заморозка при -40°С не изменила содержание сухих веществ в сорте Елизавета, в то время как в остальных сортах потери составляли от 2,7 до 7,5%.

Влияние замораживания и хранения на содержание сухих веществ ягод земляники, %

Рисунок 3 - Влияние замораживания и хранения на содержание растворимых сухих

веществ земляники, %

В среднем по сортам, как видно из рисунка, потери сухих веществ за весь период хранения составили от 14 до 30%.

Быстрое замораживание и длительное низкотемпературное хранение привело к снижению массовой концентрации Сахаров в ягодах земляники в пределах от 25 до 29%. Высокие потери Сахаров за весь период хранения наблюдаются у сорта Лорд - более 35,6%, наименьшие потери Сахаров установлены у сорта Гигантела - 25,9% (табл.4).

Таблица 4 - Изменение химического состава ягод земляники при низкотемпературном __замораживании и хранении_

Сорта

Нутриенты Варианты

Елизавета Гигантела Хани Лорд Викторш

1 10,6 11,6 9,4 9,0 8,4

Сумма Сахаров, % 2 10,4 11,2 9,1 8,9 8,2

3 9,4 10,3 8,2 7,4 7,1

4 7,8 8,6 6,9 5,8 5,9

Титруемые 1 1,27 1,05 1,67 1,30 1,18

кислоты, % 2 1,27 1,09 1,58 1,25 1,28

3 1,30 1,25 1,14 1,32 1,30

4 1,38 1,31 1,10 1,35 1,34

1 0,23 0,25 0,29 0,21 0,27

Витамин РР, мг% 2 0,22 0,24 0,29 0,20 0,25

3 0,12 0,14 0,20 0,11 0,18

4 0,11 0,12 0,15 0,10 0,16

1 2,67 1,53 2,31 1,95 2,16

Пектиновые 2 2,52 1,45 2,30 1,88 2,02

вещества, % 3 1,98 0,92 1,47 1,38 1,63

4 2,12 0,83 1,58 1,45 1,49

Примечание: 1-до замораживания; 2-сразу после замораживания; 3-после 4-х мес. хранения; 4-после 10 мес. хранения.

Наряду с сахарами, важную роль в формировании органолептических свойств играют титруемые кислоты. Как видно из таблицы, за весь период хранения в зависимости от сорта наблюдалось как понижение, так и повышение содержания кислотности. Так по всем сортам, кроме сорта Хани, отмечено повышение массовой концентрации титруемых кислот от 2,3% до 6,2%.

Исследуемые сорта земляники отличались друг от друга уровнем накопления пектиновых веществ. После 10 месяцев низкотемпературного хранения ягод земляники содержание пектинов во всех сортах в конце хранения было ниже, чем в свежих (в среднем по сортам около 30%).

Лидерами по содержанию витамина РР являются сорта Хани (0,29 мг%) и Виктория (0,27 мг%). Сохранность витамина РР в течение всего времени хранения составило от 48% у сорта Гигантела до 59% у сорта Виктория.

Нами определена корреляционно-регрессионная зависимость (рис.4) изменения кислотности и пектиновых веществ в зависимости от сроков низкотемпературного хранения.

Между сроком хранения ягод земляники сорта Гигантела и кислотностью установлена сильная прямая зависимость, описываемая уравнением у= 0,0258х +1,0784, которая показывает, что с увеличением срока хранения на каждый месяц содержание кислотности увеличивается на 0,78%. А между сроком хранения и потерями пектиновых веществ ягод земляники сорта Хани существует сильная линейная обратная зависимость, описываемая уравнением у=-0,0781х+2,2079.

Рисунок 4 - Корреляционно-регрессионная зависимость изменения кислотности и пектиновых веществ в зависимости от сроков низкотемпературного хранения

В формировании органолептических качеств и биологической ценности ягод большое значение имеет наличие в них витамина С. Как видно из рис.5, непосредственно в процессе быстрого замораживания отмечаются минимальные потери витамина С (от 0,4% у сорта Лорд до 3,8% у сорта Гигантела).

Основные потери витамина С происходят в процессе низкотемпературного хранения. Так за 10 месяцев хранения сохранность витамина С составила от 37,3% у сорта Хани до 66,7% у сорта Лорд.

90.00

80.00

¿70.00 5

||50,00

150,00 г

§40,00 £

" 30.00 20,00 10,00 0,00

Рис.5. Содержание витамина С в Рис.6. Зависимость между потерями

ягодах земляники витамина С и сроком хранения

ягод земляники сорта Лорд

Нами выявлена зависимость между потерями витамина С и сроком низкотемпературного хранения ягод земляники сорта Лорд, для чего был проведен корреляционно - регрессионный анализ.

Как видно из рис.6, между сроком низкотемпературного хранения ягод земляники сорта Лорд и потерями витамина С существует сильная линейная обратная зависимость, описываемая уравнением у= -2,73х + 75,741. С помощью полученного уравнения регрессии корреляция может быть изображена

графически в виде теоретической линии регрессии, пользуясь которой можно прогнозировать значение функции У (потери витамина С) при любой величине аргумента X (срок хранения).

Кроме вышеуказанных показателей биохимического состава, в ягодах исследовался и состав минеральных веществ, которые являются одним из важных элементов питания. Анализ результатов исследования минерального состава опытных образцов свежих ягод показал наличие в них широкого спектра макро- и микроэлементов, необходимых для нормального течения метаболических процессов.

: Ш!

шее.....:

им к* , Сл*;

М^роэР^ехты, ¿(¿ж

CutJ | ZnH >лементы. лтй/ка.

Рисунок 7-Содержание минеральных веществ в свежих ягодах земляники

Содержание макроэлемента натрий больше в землянике сортов Елизавета и Гигантела (29 мг/кг). Лидерами по содержанию калия являются сорта Елизавета и Хани - 105 мг/кг и IOS мг/кг. В сортах Елизавета и Хани содержание Са составило 39 мг/кг, в сорте Виктория 32,6мг/кг при среднесуточной норме 1000мг. Наименьшее содержание Са установлено в сорте Гигантела 29,0 мг/кг. Содержание магния во всех сортах примерно одинаковое, в среднем от 7,7 до 8,2 мг/кг. Лидером по содержанию меди и цинка является сорт Елизавета, а по содержанию йода на первое место выходит сорт Хани 0,09 мг/кг. Максимальное содержание в исследуемых образцах ягод железа, составляет у сорта Лорд 1,9 мг/кг, и сорта Гигантела - 1,7 мг/кг при среднесуточной норме 14мг. Марганца в наибольшем количестве содержится в сорте Елизавета 1,3 мг/кг.

3.5. Органолептическая оценка замороженных ягод

Для определения рационального режима размораживания быстрозамороженной ягодной продукции наибольшее значение имеет сенсорная оценка, включающая анализ внешнего вида, окраски, аромата, консистенции и вкуса исходной ягоды. Результаты органолептической оценки ягод земляники, размороженных разными способами представлены в табл.5.

Таблица 5 - Органолеитическая оценка сортов земляники при разных способах дефростации

Сорта Оценка качества, балл

внешний вид окраска аромат конснстенцня вкус Общая оценка

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Размораживание при комнатной температуре

Елизавета 4,2 4,2 4,0 4,2 4,9 4,8 4,4 4,2 4,7 4,4 3,7 4,1 4,4 4,4 4,3 4,2 4,1 4,0 3,7 3,4 4,5 4,4 4,0 4,1

Гигантела 4,5 4,5 4,4 4,3 4,1 4,2 4,4 4,1 4,0 3,9 3,7 4,0 3,9 4,0 4,1 4,0 3,5 3,4 3,7 3,9 4,2 4,1 4,1 4,1

Хани 3,6 3,5 3,4 3,8 4,0 4,0 4,3 4,0 3,9 3,9 4,0 4,4 3,6 3,5 3,5 3,8 4,4 4,0 3,7 3,6 3,9 3,8 3,8 3,9

Лорд 4,4 4,3 4,5 4,1 4,3 4,2 4,2 4,1 4,4 4,3 4,1 4,0 4,5 4,2 4,0 3,9 4,4 4,4 4,2 3,9 4,6 4,5 4,3 4,2

Виктория 4,8 4,7 4,1 4,2 4,6 4,5 4,4 4,3 4,4 4,4 4,2 3,9 4,6 4,4 4,1 4,0 4,7 4,6 4,3 3,9 4,4 4,2 4,0 3,9

Размораживание СВЧ токами

Елизавета 4,2 4,3 4,2 4,9 4,5 4,3 4,7 3,7 4,1 4,4 4,4 4,5 4,1 3,9 4,0 4,5 4,2 4,4

Гигантела 4,5 4,5 4,4 4,1 4,4 4,1 4,0 4,1 4,4 3,9 4,2 4,0 3,5 4,1 4,0 4,2 4,3 4,3

Хани 3,6 4,4 4,2 4,0 4,4 4,0 3,9 4,3 4,3 3,6 4,0 3,9 4,4 4,3 4,1 3,9 4,4 4,2

Примечание: 1 - в свежем виде;

2 - сразу после замораживания;

3 - после 4-х месяцев низкотемпературного замораживаиия и хранения;

4 — после 10 месяцев низкотемпературного замораживаиия и хранения

Ягоды земляники размораживали двумя способами: при комнатной температуре на воздухе - время размораживания 1час 40 минут; сверхвысокочастотными токами - время размораживания 4-5 мин..

Общую дегустационную оценку выводили из суммы оценок всех показателей. Сорта Елизавета, Лорд и Гигантела в конце хранения имели оценки выше, чем остальные сорта. Самые высокие результаты оказались у ягод сорта Елизавета, размороженных в СВЧ печи - общая оценка 4,2 балла в конце хранения. Остальные сорта также получили наивысшие баллы при этом способе размораживания. Ягоды при этом в наибольшей мере сохраняют вкус, аромат, цвет, консистенцию.

Ранее мы отмечали, что на рынке сегодня доминирует импортная замороженная продукция, в основном фирм польского происхождения Hortex и Bauer.

В связи с этим нами была проведена сравнительная органолептическая оценка замороженных ягод земляники польского и местного производства табл.6.

Таблица 6 - Сравнительная органолептическая оценка замороженных ягод земляники

польского и дагестанского производства

Наименование продукта Место изготовлен ия Оценка качества по пятибалльной системе

внешн ик вид окраска аромат КОН систе ниия »кус Обшая оценка

Земляника замороженная (Дагестан)

(Елизавета) ДГСХА 4,5 4,7 4,5 4,4 4,7 4,6

Земляника замороженная (Дагестан)

(Лорд) ДГСХА 4,6 4,8 4,4 4,5 4,6 4,6

Земляника замороженная (Польша)

Hortex 4,3 4,6 4,4 4,6 3,9 4,4

Земляника замороженная (Польша) 4,0 4,5 4,2 4,5 4,0 4,2

Bauer

Как видно земляника местного производства почти по всем показателям, кроме консистенции, получила баллы выше, чем земляника импортного производства. Всеми дегустаторами отмечено значительное превосходство вкуса, аромата, внешнего вида ягод земляники местного производства, что свидетельствует о высокой конкурентоспособности быстрозамороженной продукции из местных сортов ягод.

3.6. Разработка продуктов переработки из ягод земляники и изменение биохимического состава замороженных продуктов

Исследования товарно-технологических, биохимических и органолептических достоинств ягод земляники, послужили основой для

разработки продуктов переработки из земляники с использованием низкотемпературного замораживания. При этом учитывались требования, предъявляемые к данному типу продукта по стабильности вкусовой и пищевой ценности в процессе низкотемпературной обработки и хранения. Для придания стабильности и гармоничности вкуса в продукты переработки из земляники добавляли сахар и мёд. Замораживание производили в стеклянных банках емкостью 500 г. и в полистироловых упаковках, емкостью 250-300 г.

Нами разработаны и заложены на низкотемпературное хранение следующие продукты переработки из земляники: ягоды в сахаре; ягоды в сахарном сиропе, 20%; ягоды в пульпе без сахара; ягоды в пульпе с сахаром, 20%; ягоды в меде.

Наиболее важными показателями химического состава, характеризующими качество и полезность данных продуктов, на наш взгляд, являются органолептическая оценка, стабильность витамина С и кислотность замороженных объектов. Замораживание и длительное низкотемпературное хранение привело к снижению С-витаминности во всех опытных образцах, кроме ягод всех сортов, замороженных в меде (табл.7).

В целом у всех продуктов переработки наблюдаются небольшие потери витамина С по сравнению с их исходными данными, от 3 до 35%. Также установлено, что сохранность витамина С в продуктах переработки выше, чем в ягодах замороженных россыпью.

Таблица 7 - Пищевая ценность продуктов переработки из земляники

Титруе Дегуста

Наименование продукта / сорта Время проведения Витамин мая ционная

исследований С, мг% кислота опенка

ость, %

Елизавета: до замораживания 70,4 1,27 4,5

1.Ягоды в сахаре после хранения 62,3 1,18 4,3

2.Ягоды в сахарном сиропе, 20% после хранения 68,4 0,58 4,3

3.Ягоды в пульпе без сахара после хранения 45,6 1,45 3,9

4.Ягоды в пульпе с сахаром, 20% после хранения 59,2 1,36 3,9

5.Ягоды в меде после хранения 72,8 0,57 4,6

б.Ягоды россыпью после хранения 28,3 1,38 4,1

Гнгантела: до замораживания 73,9 1,05 4,2

1.Ягоды в сахаре после хранения 61,3 0,93 4,3

2-Ягоды в сахарном сиропе, 20% после хранения 69,8 0,32 4,2

З-Ягоды в пульпе без сахара после хранения 48,1 1,21 3,8

4.Ягоды в пульпе с сахаром, 20% после хранения 62,4 1,16 3,9

б.Ягоды в меде после хранения 78,6 0,99 4,5

6.Ягоды россыпью после хранения 43,5 1,31 4,1

Хани: до замораживания 63,0 1,67 3,9

1.Ягоды в сахаре после хранения 55,8 1,56 4Д

2.Ягоды в сахарном сиропе, 20% после хранения 58,3 0,98 4,2

3.Ягоды в пульпе без сахара после хранения 46,7 1,92 3,8

4.Ягоды в пульпе с сахаром, 20% после хранения 53,2 1,75 3,8

5.Ягоды в меде после хранения 76,4 1,02 4,7

б.Ягоды россыпью после хранения 23,5 1,10 3,9

Лорд: до замораживания 77,5 1,30 4,6

1.Ягоды в сахаре после хранения 65,2 1,21 4,2

2.Ягоды в сахарном сиропе, 20% после хранения 71,5 0,84 4,4

3.Ягоды в пульпе без сахара после хранения 53,1 1,62 3,9

4.Ягоды в пульпе с сахаром, 20% после хранения 60,6 1,57 3,9

5.Ягоды в меде после хранения 83,6 0,88 4,8

б.Ягоды россыпью после хранения 51,7 1,35 4,2

Виктория: до замораживания 73,7 1,18 4,4

1.Ягоды в сахаре после хранения 64,1 1,09 4,5

2.Ягоды в сахарном сиропе, 20% после хранения 68,9 1,02 4,2

3.Ягоды в пульпе без сахара после хранения 51,3 1,46 3,7

4.Ягоды в пульпе с сахаром, 20% после хранения 66,4 1,32 3,9

5.Ягоды в меде после хранения 80,7 0,86 4,8

б.Ягоды россыпью после хранения 46,4 1,34 3,9

При изучении содержания титруемых кислот нами зафиксированы как потери, так и прирост титруемых кислот. Понижение кислотности наблюдается у ягод, замороженных в сахаре, в сахарном сиропе и меде. В варианте ягоды в пульпе без сахара по всем сортам отмечается устойчивое повышение массовой концентрации титруемых кислот к концу низкотемпературного хранения.

Уровень общей оценки качества продуктов переработки при органолептической оценке в зависимости от варианта составлял 3,7-4,8 балла.

По всем сортам наилучшим вариантом по вкусоароматическим показателям, внешнему виду и окраске оказался образец ягоды в меде. Также высокой дегустационной оценкой характеризуются варианты ягоды в сахаре и в сахарном сиропе. Худшим оказался вариант ягоды в пульпе без сахара.

3.7. Микробиологическая и токсикологическая характеристика продуктов переработки из ягод земляники при низкотемпературном

хранении

Целью исследований на описываемом этапе являлось определение микробиологической чистоты опытных образцов одного из лучших вариантов -ягоды замороженные в сахарном сиропе трех сортов: Елизавета, Гигантела и Виктория. Как видно из таблицы 8, продукт по всем показателям соответствует требованиям нормативной документации.

Таблица 8 - Уровень мнкробиальной чистоты ягод земляники замороженных в 20% __ сахарном сиропе после дефростации _

Номера опытных образцов Темп-ра хран-я, "С Время хран-я после дефрост., часы Масса продукта, г/см3, в которой обнаружены (не обнаружены)

Патогенные м/орг.,в т.ч. салмонеллы БГКП (коли формы) Дрожжи КОЕ/г КМАФ АнМ КОЕ/г

Образец:

№1 +5 2 В 25,0 г В 0,01 г 1x10'

№2 +5 24 не не 2x10' 1х103

№3 +5 36 обнаружены обнаружены 3x101

Также нами проведена сравнительная микробиологическая оценка замороженных ягод земляники местного и польского производства, произведенная компанией НСЖТЕХ. Результаты анализов представлены в табл.9.

Таблица 9 - Уровень мнкробиальной чистоты замороженных ягод земляники местного

и импортного производства после дефростации

Наименование показателен Значение показателей НД на методы испытании

гигиенический норматив земляника

местная ПОЛТЕХ (Польша)

Микробиологические показателя

КМАФАнМ,КОЕ/г, не более 50000 Не обнаружено 20000 ГОСТ 10444.15-94

БГКП (колн формы), в 0,1 г Не допускается Не обнаружено ГОСТ Р 52816-2007

Патогенные микроорг., в т.ч. сальмонеллы, в 25,Ог Не допускается Не обнаружено ГОСТ Р 52814-2007

Плесени, КОЕ/г 500 Не обнаружено ГОСТ 10444.12-88

Дрожжи, КОЕ/г 200 Не обнаружено ГОСТ 10444.12-88

Сравнительная микробиологическая оценка замороженных ягод земляники местного и польского происхождения компании НСЖТЕХ показала, что в замороженных ягодах импортного производства обнаружено повышенное содержание количества мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), но оно не превышает допустимого уровня. По остальным требованиям эти ягоды соответствуют нормативной документации.

В цель ■ наших исследований входило также определение нитратов и пестицидов в ягодах земляники, как элементов представляющих большую опасность для здоровья человека.

Как видно из рисунка 8 в конце 10 месячного хранения, содержание нитратов в исследуемых образцах снизилось практически до минимума. В среднем по сортам содержание нитратов снизилось от 60 до 80%.

Влияние замораживания и хранения на содержание нитратов в землянике, ыг;кг

Елизавета

Виктория

Одо замораикивашя » сразу fli

J ' " ' < |

Рисунок 8 - Влияние замораживания и хранения на содержание нитратов в землянике

При хроматографическом изучении содержания пестицидов изучаемых ягод земляники, произрастающих в Дагестане, установлено, что остаточное количество пестицидов находится ниже предела чувствительности прибора: менее 0,001 мг/кг гексахлорциклогексана (а-, 0-, у- изомеры), менее 0,008 мг/кг ДДТ и его метаболитов, гептахпор, альдрин и кельтан не обнаружены (ДУ согласно СанПин 2.3.2.1078-01 соответственно не более 0,05; 0,1 мг/кг).

Таким образом, проведенные исследования показателей безопасности позволяют констатировать безопасность замороженных ягод земляники, как для непосредственного потребления так и для различных видов переработки.

3.8. Компьютерное проектирование смесей из различных ягод, оптимизированных по аминокислотному составу

Одно из важнейших направлений исследований по обогащению пищи -повышение биологической ценности растительных белков. Для создания таких комбинированных продуктов перспективны белково-витаминные композиты (БВК) из растительного сырья, сбалансированные по содержанию незаменимых аминокислот, обогащенные витаминами, пищевыми волокнами, макро- и микроэлементами и обладающие высокой функциональной активностью.

Известен общепризнанный международный стандарт FAO/WHO, в котором представлено процентное содержание незаменимых аминокислот в соотношениях, идеальных для человеческого питания. Хорошо изучено процентное содержание важнейших аминокислот в растительных белках извлекаемых из ягод различных культур.

В табл.10 представлено содержание незаменимых аминокислот в растительных белках, получаемых из ягод земляники, ежевики, смородины, облепихи и малины, а также в идеальном белке по стандарту FAO/WHO.

Таблица 10 - Содержание незаменимых аминокислот в белке ягод различных __культур, % от суммы аминокислот__

Аминокислота Стан. FAO/ WHO Земляника Ежевика Смородина Облепяха Малина

Изолейцин 4,0 3,7 3,3 4,5 3,7 3,5

Лейцин 7,0 5,6 6,7 7,8 8,8 6,8

Лизин 5,4 5,9 2,9 6,4 5,6 3,8

Мегионин+ цистин 3,5 4,3 4,0 2,6 4,1 4,0

Фенилаланин+ тирозик 6,1 7,1 7,5 8,1 6,1 7,8

Треонин 4,1 3,9 2,9 3,9 3,3 3,2

Триптофан 1,0 0,9 1,1 1,3 1,2 0,8

Валин 5,0 4,1 4,4 4,8 • 5,5 4,7

Сумма 36,0 4,4 4,1 4,9 4,8 4,3

С учетом этого нами спроектированы оптимизированные смеси различных растительных белков, в которых 8 важнейших незаменимых аминокислот оказались бы в соотношениях, предельно близких к стандарту FAOAVHO. В качестве примеров такого проектирования рассчитаны следующие четырехкомпонентные смеси: 1 - земляники, ежевики, смородины и облепихи; 2 - земляники, ежевики, смородины и малины; 3 -ежевики, смородины, облепихи и малины.

Расчеты выполнены при помощи программы Excel «Поиск решения» (Solver).

В табл.11 приведены результаты расчетов четырехкомпонентных смесей растительных белков трех вариантов.

Таблица 11 - Смеси, близкие по своему составу к стандарту по содержанию

незаменимых аминокислот

Амииокислота Стандарт FAOAVHO, % в белке Смесь включающая

28,1% белка земляники, 22,9% ежевики, 42,2% смородины и 6,8% облепихи 33,0% белка земляники, 23,5% ежевики, 43,0% смородины и 0,9 % малины, 18,5% белка ежевики, 38,9% смородины, 42,6% облепиха и 1,2% малины

Изолейцин 4,0 4,0 4,0 4,0

Лейцин 7,0 7,0 6,9 7,6

Лизин 5,4 5,4 5,4 5,4

Метионин+цистин 3,5 3,5 3,4 3,5

Фенилаланин+тирозин 6,1 6,5 7,2 7,0

Треонин 4,0 3,8 3,8 3,8

Триптофан 1,0 0,9 1,1 1,1

Валин 5,0 4,9 4,7 5,0

Сумма 36,0 36,0 36,0 37,4

Как видно, с помощью компьютерного моделирования получены белковые смеси, близкие по своему составу к стандарту РАО/ШЮ по содержанию незаменимых аминокислот. Таким образом, установлено, что методом линейного программирования, возможно, проектировать смеси растительных белков, оптимизированных не только по содержанию незаменимых аминокислот, но и других биологически ценных веществ.

3.9. Экономическая эффективность производства продуктов переработки из ягод земляники Произведена калькуляция себестоимости ягод земляники замороженных россыпью и в сахарном сиропе с расшифровкой затрат на производство 1 тонны и 1 туб продукции.

Расчеты велись в соответствии с разработанными техническими условиями и по фактическим затратам.

Уровень рентабельности производства продукции рассчитывали как процентное соотношение прибыли, полученной от реализации 1 тонны и 1000 условных единиц продукции, и затрат, требуемых для производства и реализации продуктов питания функционального, диетического и профилактического назначения. Затраты на закупку сырья, вспомогательных материалов, а также цена произведенной продукции были взяты в расчет согласно рыночному уровню цен в 2011 году. В табл.12 приведена экономическая эффективность производства 1 т. замороженных ягод земляники.

Таблица 12-Экономическая эффективность производства 1 тзамороженных __ягод земляники (в ценах на 01.06.2011)

Показатели

1

Сумма, руб

1. Сырье

2. Транспортные расходы

3. Тара и тароупаковочные материалы

4. Выработка холода

5. Прочие затраты

6. Полная себестоимость

7. Реализационная цена

8. Прибыль

9. Рентабельность

50000 2500 5500 1550 1500 61050 150000 88950 145,7%

Расчет экономической эффективности показал, что производство замороженных ягод земляники экономически выгодно. Прибыль на 1 т. замороженных ягод земляники составляет 88950 руб. при уровне рентабельности 145,7%. Это дает возможность говорить о том, что в перерабатывающих предприятиях Дагестана возможно наладить выпуск нового вида продукции из замороженных ягод.

В таблице 13 приведен расчет экономической эффективности производства 1 туб продуктов из ягод земляники.

Таблица 13 - Экономическая эффективность производства 1 туб продуктов из ягод земляники, замороженных в 20%сахарном сиропе (в ценах на 01.06.2011)

Показатели Сумма, руб

1 2

1. Сырье 2. Вспомогательные материалы (сахар) 3. Тара и тароупаковочные материалы 4. Прочие затраты 5. Полная себестоимость 6. Реализационная цена 7. Прибыль 8. Рентабельность 8825 1060 2100 3700 15685 35000 19315 123,1 %

Установлено, что экономическая эффективность технологий производства новых видов питания функционального, диетического и профилактического назначения значительно выше по сравнению с продукцией общего назначения. Так, прибыль от реализации 1 туб продукции «Ягоды земляники замороженные в сахарном сиропе» составляет 19315 руб. при уровне рентабельности 123,1%.

Как видно из проведенных расчетов, производство продуктов переработки из ягод земляники имеет высокий экономический эффект. Их можно рекомендовать для круглогодового потребления и доставки в отдаленные регионы с целью расширения ассортимента и рационализации структуры питания населения. Данные виды продуктов могут обеспечить импортозамещаемость и обладают значительным экспортным потенциалом.

ВЫВОДЫ

1. В Республике Дагестан имеется богатая сырьевая база для производства замороженных ягод земляники, а также продуктов переработки на их основе, обладающих высокими пищевкусовыми свойствами

2. Выявлено, что оптимальным режимом по влагоудерживающей способности для замораживания ягод земляники является применение температуры -40°С с дальнейшим хранением при -18°С. Дефростацию проводить в электромагнитном поле сверхвысокочастотными токами, при мощности 150 Вт в течение 4-5 мин.

3. С учетом продолжительности хранения и диффузии влаги исследуемых сортов земляники установлено, что оптимальная продолжительность хранения без слипания ягод при температуре -18°С для сортов Елизавета и Лорд составляет 183 и 181 дня соответственно. Для сортов Хани и Виктория сроки хранения составили 164 и 170 дней. Самые меньшие сроки хранения установлены для сорта Гигантела (152 дня).

4. Установлено, что ягоды земляники после низкотемпературного замораживания и длительного хранения отличались высокой стабильностью химического состава и пищевкусовых качеств. Уровень сохраняемости

сухих веществ, Сахаров, кислот, витаминов С и РР, пектиновых веществ и минерального состава в зависимости от сорта составляет от 60 до 80 %. Причем основные потери биохимических показателей происходили в процессе длительного хранения. Дегустационная оценка подтверждает высокие органолептические показатели замороженных ягод земляники, которые оценены от 3,8 до 4,9 баллов.

5. С учетом содержания биологически активных веществ, органолептических показателей, выделены 5 видов замороженных продуктов переработки из ягод земляники, из которых особый интерес представляют 3 варианта с лучшими вкусоароматическими показателями и пищевой ценностью: ягоды замороженные в сахаре; ягоды замороженные в 20% сахарном сиропе; ягоды замороженные в меде.

6. Установлено, что обработка низкими температурами приводит к снижению уровня микробиальной обсемененности и содержания нитратов. Замороженные ягоды земляники, а также продукты переработки из них по микробиологическим и токсикологическим показателям соответствовали требованиям Сан Пин. Содержание нитратов и пестицидов не превышает допустимых норм.

7. С помощью компьютерного моделирования спроектированы гомогенизированные ягодные смеси, сбалансированные по содержанию незаменимых аминокислот в идеальном белке по РАОЛУНО.

8. Расчет экономической эффективности свидетельствует о высоком уровне рентабельности (145,7%) производства замороженных ягод земляники, а также продуктов переработки из них (123,1%).

9. На основании проведенных исследований разработаны и рекомендованы для внедрения технические условия ТУ-9165-005-00493600-11 «Производство замороженных ягод земляники» и ТУ- 9165-006-00493600-11 «Быстрозамороженные продукты питания на основе ягод земляники» и технологическая инструкция по производству быстрозамороженных ягод земляники.

Рекомендации производству

1. Рекомендовать для промышленного производства быстрозамороженных продуктов ягоды земляники сортов: Елизавета, Гигантела и Виктория.

2. С целью сокращения потерь пищевой ценности готовой продукции предлагается проводить замораживание при 1=-40°С, с дальнейшим хранением в морозильной камере при 1=-18°С в полистироловой упаковке. Дефросгацию проводить в электромагнитном поле СВЧ печи, с частотой микроволн 2,450 МГц, при мощности 150 Вт в течение 4-5 мин.

3. Для круглогодового потребления в лечебно-профилактических целях рекомендуются продукты переработки из ягод земляники: ягоды в сахаре; ягоды в сахарном сиропе (20%); ягоды в меде.

4. Использовать разработанный метод компьютерного моделирования для создания продуктов, сбалансированных по биологической ценности.

5. Использовать разработанные технические условия для производства новых видов готовой продукции с целью импортозамещения и расширения ассортимента продуктов питания с повышенной пищевой ценностью.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации: в научных журналах из перечня ВАК:

1. Улчибекова H.A., Мукаилов М.Д. Органолептическая оценка качества замороженных продуктов переработки из ягод земляники // Проблемы развития АПК региона. -2011. -№2 (6). - С.59-62 (0,3/0,2 п.л)

2. Улчибекова H.A., Мукаилов М.Д. Компьютерное моделирование смесей ягод, оптимизированных по содержанию незаменимых аминокислот // Пищевая промышленность. -2011. -№11. - С.26-28 (0,2/0,1 п.л)

3. Улчибекова H.A., Мукаилов М.Д. Влияние низкотемпературного замораживания и хранения на биохимический состав ягод земляники // Проблемы развития АПК региона. - 2011. - №4 (8). - С.56-59 (0,3/0,2 п.л)

в материалах международных, всероссийских, региональных и республиканских конференций

4. Наврузбекова (Улчибекова) H.A., Мукаилов М.Д. Проблемы длительного хранения скоропортящейся ягодной продукции // Биологические и гуманитарные ресурсы горных регионов: матер, междун. науч.-практ. конфер. - Махачкала, 2009. - С.226-227 (0,15/0,1 п.л)

5. Улчибекова H.A., Мукаилов М.Д. Анализ российского рынка замороженных плодов и ягод // Научное обеспечение аграрного производства в современных условиях: матер, междун. науч.-практ. конфер., посвященной 35-летию ФГОУ ВПО «Смоленская ГСХА» - Смоленск, 2010. - С. 219-221 (0,2/0,1 п.л)

6. Улчибекова H.A., Мукаилов М.Д. Пригодность некоторых сортов земляники для замораживания в условиях Дагестана // Современные проблемы и перспективы развития аграрной науки: мат. междун. научно-практ. конф. посвященной 65-летию Победы в ВОВ. - Махачкала, 2010. -4.2.-С. 48-51 (0,3/0,2 п.л)

7. Улчибекова H.A., Мукаилов М.Д. Влияние низкотемпературного хранения на содержание нитратов в ягодах земляники // Наука и молодежь: мат. междун. научно-практ. конф., посвященной 65-летию Победы в ВОВ. -Волгоград, 2010. - С. 100-102 (0,2/0,1 п.л)

8. Улчибекова H.A., Мукаилов М.Д. Минеральный состав некоторых сортов земляники, пригодных для замораживания в условиях РД // Стратегия устойчивого развития и инновационные технологии в садоводстве и виноградарстве: мат. междун. научно-практ. конф., посвященной 80-летию, д. с.-х. н., Алиева H.A. - Махачкала, 2010. - С. 368-370 (0,2/0,1 п.л)

9. Улчибекова H.A., Мукаилов М.Д. Органолептическая оценка замороженных ягод земляники // Современные проблемы, перспективы и инновационные тенденции развития аграрной науки: мат. междун. научно-практ. конф. посвященной 80-летию со дня рождения члена-корреспондента РАСХН, д.в.н., профессора М.М. Джамбулатова. - Махачкала, 2010. - 4.2. - С. 423428 (0,4/0,3 п.л)

Подписано в печать 10.01.12г. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная Усл.п.л.1,5 Тираж 100 экз. Зак. № 1 Размножено в типографии ИП «Магомедалиева С.А.» г. Махачкала, ул.М.Гаджиева,176

ФГБОУВПО

«Дагестанская государственная сельскохозяйственная академия» имени

М.М. Джамбулатова

Оптимизация технологии замораживания ягод

земляники и производство продуктов, сбалансированных по биологической ценности

05.18.01 - технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

61 12-6/224

На правах рукописи

Улчибекова Назима Абдулкафаровна

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Мукаилов М.Д.

Махачкала - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ................................................................................4

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ..................................................10

1.1. Состояние и перспективы развития садоводства и

ягодоводетва в России и Дагестане.............................................10

1.2. Пищевая и биологическая ценность ягодной продукции...................20

1.3. Низкотемпературное замораживание - один из эффективных способов консервирования растительного сырья............................32

ГЛАВА И. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.....................49

2.1. Характеристика объектов исследования........................................49

2.2. Методы и условия проведения исследований................................ .54

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ................................60

3.1. Фенологические особенности произрастания земляники в

условиях Республики Дагестан..................................................60

3.2. Товарно-технологическая оценка исследуемых сортов земляники.......64

3.3. Выбор оптимальных режимов замораживания и дефростации

ягод земляники.......................................................................67

3.4. Влияние продолжительности хранения и диффузии влаги на качество быстрозамороженных ягод при хранении..........................78

3.5. Влияние низкотемпературного замораживания и хранения

на биохимический состав ягод...................................................83

3.6. Органолептическая оценка замороженных ягод.............................101

3.7. Разработка продуктов переработки из ягод земляники и

изменение биохимического состава замороженных продуктов.........111

3.8. Органолептическая оценка качества замороженных продуктов

из ягод земляники..................................................................120

3.9. Микробиологическая и токсикологическая характеристика продуктов переработки из ягод земляники при низкотемпературном хранении.....127

3.10. Компьютерное проектирование смесей из различных ягод,

оптимизированных по аминокислотному составу...........................138

2

ГЛАВА IV. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ЗАМОРОЖЕННЫХ ЯГОД ЗЕМЛЯНИКИ И

ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗ НИХ.........................................147

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ..........................151

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.............................154

ПРИЛОЖЕНИЯ..........................................................................177

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ИЗ ЯГОД ЗЕМЛЯНИКИ.......................................178

ВВЕДЕНИЕ

Доктрина продовольственной безопасности РФ, утвержденная указом президента РФ от 30 января 2010 г., №120, ставит задачу формирования здорового типа питания, которая требует развития научных исследований по оценке безопасности новых источников пищи, внедрение новых технологий, наращивания производства новых обогащенных, диетических и функциональных пищевых продуктов.

Одним из направлений доктрины является создание новых технологий глубокой и комплексной переработки продовольственного сырья, методов хранения и транспортировки сельскохозяйственной продукции.

В связи с ухудшением экологической обстановки, возникает потребность в обеспечении населения экологически чистыми пищевыми продуктами с высоким содержанием биоактивных веществ.

В целях обеспечения населения экологически чистыми продуктами диетического и лечебно - профилактического назначения возникает необходимость подбора культур и разработки высокоэффективных технологий быстрого замораживания плодов и ягод, что позволит получить продукт, отвечающий по качеству мировым стандартам, скомпенсирует существующий дефицит, связанный с ограниченной географической зоной и сезонностью их выращивания. Исходным сырьем, отвечающим выше перечисленным требованиям, могут быть плоды и ягоды.

Республика Дагестан отличается благоприятными природно -климатическими условиями, позволяющими возделывать широкий ассортимент плодов и ягод.

Плоды и ягоды играют важную роль в питании человека. По богатству своего состава, многообразию незаменимых питательных веществ и их физиологической роли они относятся к продуктам, которые должны потребляться в течение круглого года. На качество плодов и ягод влияют различные факторы. Одним из важных является условия хранения.

Холодильный метод хранения наиболее перспективный для скоропортящихся плодов и ягод.

В последнее время в мире придается большое значение такому перспективному направлению в хранении ягод, как быстрое (низкотемпературное) замораживание, которое позволяет хранить продукцию в течение года с минимальными потерями качества. Благодаря техническому прогрессу производство замороженных продуктов в мире стремительно растет. Внедрение низкотемпературных транспортных средств и торгового холодильного оборудования дают возможность доставлять замороженные продукты в любые населенные пункты.

Быстрозамороженная растительная продукция, занимающая значительное место в торговле высокоразвитых стран мира, приобретает все больший спрос и в России, благодаря её существенным преимуществам, к которым можно отнести: (по данным ВНИХИ, ВНИИКОП, Росмясомолторга и других организаций РФ и зарубежных фирм):

■ снижение потерь растительного сырья на этапах переработки, хранения и реализации;

■ возможность длительного (до 8... 12 мес.) сохранения высокой пищевой и питательной ценности;

■ расширение ассортимента растительной продукции, реализуемой в межсезонный период;

■ повышение производительности труда при производстве готовых блюд в общественном питании и в домашнем хозяйстве;

■ возможность использования нестандартной растительной продукции на различные продукты переработки.

Высокая степень сохранения пищевой ценности и органолептических

свойств позволяет считать, что замороженные плоды и ягоды мало

отличаются от свежих. Важнейшие показатели пищевой ценности свежих

плодов и ягод остаются без значительных изменений даже при длительном

хранении. Это связано с тем, что замораживание ингибирует не только

5

биохимические процессы в клетках, но и значительно тормозит развитие микрофлоры. Ассортимент замороженных плодов и ягод довольно широкий. Но повышенный спрос для населения представляют такие плоды: земляника, черная смородина, вишня, абрикосы, черешня, слива.

Чтобы прогнозируемое потребление быстрозамороженных плодово-ягодных продуктов стало реальным, необходимо, наряду с увеличением масштабов и соответствующим развитием всей инфраструктуры скороморозильной отрасли, целенаправленное формирование спроса на эту продукцию путем научно - обоснованной рекламы и публикации специальной литературы в широкой печати.

Развитие производства замороженных продуктов играет также важную социальную роль, поскольку продукцию этой отрасли отличает высокая степень готовности, сводящая к минимуму затраты времени на приготовление пищи в домашних условиях, а также в сети общественного питания.

Хранение ягод различных видов в замороженном виде, не исключает хранение ягод в свежем виде. Но разработка и внедрение технологии низкотемпературного замораживания ягод и продуктов их переработки будет способствовать более равномерному распределению потребления ягод в течение года, а также позволит снабжать ими районы Крайнего Севера и Дальнего Востока.

Республика Дагестан - это ведущий регион плодоводства РФ, который обладает значительной сырьевой базой плодов и ягод и дикорастущих культур. Дикорастущие плоды и ягоды являются одним из резервов пищевого сырья, который предлагает нам природа. В мировом фонде их насчитывается 5320 видов, относящихся к 55 родам из 22 семейств, из которых для переработки используют 818 видов. Умелая организация заготовок и переработки плодов и ягод из местной сырьевой базы открывает перспективы создания запасов на межсезонный период, способствует расширению ассортимента натуральных, полезных для здоровья продуктов питания.

В нашей республике использование низкотемпературного хранения плодово - ягодной продукции еще не нашло должного применения, хотя научные исследования, проведенные в последние годы (Мукаилов, 1998-2008; Магомедов, 2004; Гусейнова, 2005; Алиев, 2009) свидетельствуют о том, что это проблема является весьма актуальной и экономически обоснованной.

В соответствии с Государственной программой развития сельского хозяйства и регулирования рынка сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008-2012 гг., регулирование рынка сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия осуществляется с целью повышения конкурентоспособности российской сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия для поддержания доходности отечественных сельскохозяйственных товаропроизводителей.

В республике налаживается выращивание плодов и ягод в больших объемах, что в свою очередь, требует от предприятий наладить систему хранения и замораживания плодов и ягод с целью поставки их на рынки и супермаркеты республики и уменьшить зависимость от импортной продукции.

По данным ЦСУ по Республике Дагестан на сегодняшний день общая площадь ягодных насаждений во всех сельхозпредприятиях Дагестана, а также в частном секторе составляет более 1000 га. Урожайность с 1 га площади насаждений в плодоносящем возрасте составляет 33,3 ц. Значительная часть ягодников находятся в частном секторе. Планируется дальнейшее расширение ягодных насаждений.

Технология производства быстрозамороженной продукции требует подбора сортов, пригодных для замораживания, разработка технологических регламентов замораживания и дефростации продукции.

Значительное расширение посадок ягодников и увеличение объемов

производства ягод в республике ограничивается отсутствием современных

мощностей и технологий хранения скоропортящейся продукции. В связи с

этим, исследования по подбору сортов земляники и совершенствованию

7

технологических регламентов замораживания и размораживания ягод, а также разработка новых продуктов питания повышенной пищевой ценности в условиях нашей республики представляются вполне актуальными.

Целью работы является подбор сортов земляники, пригодных для быстрого замораживания, оптимизация технологии быстрого замораживания и дефростации ягод земляники, и получение функциональных продуктов питания на основе ягод земляники, сбалансированных по биологической ценности.

Задачи исследований:

> технологическая, биохимическая и органолептическая оценка свежих и замороженных ягод земляники;

> подбор оптимальных параметров замораживания и дефростации ягод земляники по показателям криорезистентности;

> разработка продуктов переработки повышенной пищевой ценности на основе ягод земляники;

> динамика изменения макро и микронутриентов и органолептических свойств продукта после быстрого замораживания и низкотемпературного хранения;

> выявление уровня микробиологической обсемененности и токсикологических показателей замороженных ягод земляники и продуктов питания после замораживания и низкотемпературного хранения;

> компьютерное моделирование продуктов из различных ягод, оптимизированных по аминокислотному составу;

> изучение влияния продолжительности хранения и диффузии влаги на качество замороженных ягод земляники;

> разработка технических условий для производства быстрозамороженных ягод земляники и функциональных продуктов переработки из ягод земляники;

> определение экономической эффективности производства быстрозамороженной продукции из ягод земляники.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в Дагестане на основе товарно-технологической, биохимической, микробиологической и органолептической оценки подобраны сорта земляники, пригодные для быстрого замораживания, разработаны оптимальные режимы замораживания и дефростации ягод и на основе компьютерного моделирования спроектированы сбалансированные по биологической ценности продукты из различных ягод. Определены оптимальные сроки хранения ягод земляники без образования конгломератов из слипшихся ягод.

На защиту выносятся следующие основные положения: ^ комплексная оценка свежих и быстрозамороженных ягод земляники по технохимическим, микробиологическим, токсикологическим и органолептическим показателям;

оптимальные режимы замораживания и дефростации ягод земляники по влагоудерживающей способности; ^ разработка и оценка качества продуктов переработки на основе ягод земляники;

/ компьютерное проектирование смесей из различных ягод,

оптимизированных по аминокислотному составу.

Практическая значимость заключается в том, что подобраны сорта земляники пригодные для быстрого замораживания, обеспечивающие максимальную сохранность продукции в течении круглого года и возможность транспортировки ее на длительные расстояния. Рекомендованы оптимальные технологические регламенты замораживания и размораживания ягод земляники. Разработаны различные продукты из замороженных ягод земляники, а также предложена компьютерная модель проектирования продуктов, сбалансированных по биологической ценности.

Разработаны и утверждены технические условия ТУ- 9165-00500493600-11 и ТУ- 9165-006-00493600-11 на новые продукты питания и технологическая инструкция по производству быстрозамороженных ягод земляники.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Состояние и перспективы развития садоводства и ягодоводства в

Дагестане

Садоводство является традиционной отраслью сельского хозяйства Республики Дагестан, которая обеспечивает производство значительной части растениеводческой продукции, пользующейся большим спросом на внутреннем и внешнем рынках. Его высокая эффективность во второй половине прошлого века позволила решать многие социально-экономические проблемы: развитие перерабатывающей промышленности, занятость трудоспособного населения и т.д. (Казбеков, 2006).

В стратегии долгосрочного развития РД в качестве ключевых проблем социально-экономического развития выделены глубокие диспропорции между производством сельхозсырья, хранением и переработкой, а также неконкурентоспособность продукции перерабатывающих отраслей и сельского хозяйства. Планируется превратить Дагестан в развитую индустриально-аграрную республику, для чего намечены высокие темпы роста продукции сельского хозяйства. Так производство овощей намечено довести до 1 млн.т. плодов - до 150 тыс., винограда - до 220 тыс.т., в т. ч. производство столового винограда должно составить 50 тыс.т., из них 25-30 тыс. т на хранение и отгрузку в промышленные центры РФ (Мукаилов, 2010). Предусматривается значительное увеличение производства ягодных культур, в т.ч. земляники.

В 2011 году планируется утверждение республиканской целевой программы «Развитие садоводства в РД на 2011-2016 гг.»

Многие исследователи отмечали глубокий кризис отрасли садоводства в РД и РФ в последние годы (Алибеков, 2000; Гегечкори, 2005; Гудковский, 2000). Такая ситуация обусловлена многими причинами: экономическими, организационными, технологическими и экологическими.

В соответствии с доктриной продовольственной безопасности РФ, утвержденной президентом РФ от 30 января 2010 г., основными задачами являются:

1 .Устойчивое развитие отечественного производства

продовольственного сырья, достаточного для обеспечения продовольственной независимости страны;

2. Достижение и поддержание физической и экономической доступности для каждого гражданина страны безопасных пищевых продуктов в объемах и ассортименте, которые соответствуют установленным рациональным нормам потребления пищевых продуктов, необходимых для активного и здорового образа жизни.

3. Обеспечение безопасности пищевых продуктов.

В основу перехода сельского хозяйства в XXI веке к устойчивому развитию на основе биологизации и экологизации интенсификационных процессов должен быть положен принцип, в соответствии с которым стратегии развития природы и человеческой цивилизации должны не расходиться, а наоборот, взаимодействуя, обогащать друг друга, обеспечивая биосферосовместимость и высокое качество жизни человека. Реальность указанного направления подтверждается многочисленными примерами, как из истории земледельческой культуры, так и использования наукоемких технологий в современном сельском хозяйстве (Amurao, 1997; Ле Бот, 1996; Хайров, 2000; Ганиев, 1996, 1997; Васильева, 1999; Пулат�