автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка технологии консервирования плодоовощного сырья с применением консервантов нового поколения на натуральной основе

На правах рукописи

А

ГРАЧЕВА АНАСТАСИЯ ЮРЬЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПЛОДООВОЩНОГО СЫРЬЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОНСЕРВАНТОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ НА НАТУРАЛЬНОЙ ОСНОВЕ

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

2 8 НОЯ 2013

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

005541543

Москва-2013

005541543

Работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности

Научный руководитель.:

доктор технических наук, профессор Гореньков Эдуард Семенович

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Бурмистров Геннадий Павлович

доктор технических наук, профессор, Научно-промышленная фирма

«ЛИОНИК», директор направления специальных пищевых технологий и функциональных рационов питания

Жирова Вера Владимировна

кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского», профессор кафедры «Технологии бродильных производств и виноделие»

ГНУ ВНИИ пищеконцентратной промышленности и специальной пищевой технологии

Защита состоится «25» декабря 2013 года в 10°° часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского» по адресу: 109029, Москва, ул. Талалихина, д.31, ауд.36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГУТУ имени К.Г Разумовского.

Отзывы направлять по адресу: 109004, г Москва, ул. Земляной вал, д. 73 Автореферат разослан: «22» ноября 2013 года

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212. 122.02, кандидат технических наук, доцент

Конотоп Н.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ухудшение экологической обстановки на нашей планете и связанный с этим уровень загрязнённости пищевых продуктов радионуклидами, токсичными химическими соединениями, биологическими агентами, микроорганизмами способствуют нарастанию негативных тенденций в состоянии здоровья населения. Согласно Доктрине продовольственной безопасности РФ и приоритет)' развития страны выделено направление развития отрасли - улучшение состояния здоровья всех возрастных групп населения за счет высокого качества и безопасности потребляемых продуктов питания. В связи с этим необходимо осуществить ряд мер по внедрению прогрессивных технологий и увеличению объемов производства плодоовощных консервов с использованием новых консервантов на основе натуральных компонентов с целью снижения режимов высокотемпературной стерилизации при обеспечении требуемой стерильности готовой продукции. Приоритетами развития отрасли намечен путь совершенствования и освоения новых технологий в тесной связи науки и промышленности России, обеспечивающий высокое качество и полную безопасность плодоовощных консервов, основанный на фундаментальных исследованиях в области биохимии, пищевой химии, микробиологии, а также гигиены питания. Следует отметить значение результатов прикладных исследований и ряда опытно- конструкторских работ по созданию прогрессивных технологий и технических средств для переработки сельскохозяйственного и других видов сырья.

В эпоху XXI века наиболее перспективным и развивающимся направлением является индустрия быстрого питания. В настоящий момент ассортимент «быстрых» продуктов вырабатывается предприятиями молочной, кондитерской, мясной отраслей промышленности, однако в плодоовощной отрасли спектр данных продуктов весьма мал и требует дополнительных средств для их изготовления. Выработка десертных и основных блюд плодоовощной продукции быстрого употребления является приоритетной задачей отрасли. Плодоовощная продукция является важнейшим источником витаминов, минералов, аминокислот, пищевых волокон и других полезных веществ. При регулярном их употреблении нормализуется обмен веществ и состав крови, организм очищается от шлаков, канцерогенов и токсичных веществ,

улучшается состав сердечно-сосудистой системы, деятельность пищеварительного тракта.

Выработка продукции по разработанной технологии позволит:

- уменьшить количество транспортных поставок в сел. магазинов, в том числе для общественного питания, а также на предприятия, за счет увеличения сроков хранения плодоовощной продукции;

- использовать даш1>то продукцию для «быарого» питания;

- использовать фруктовую продукцию в качестве начинок при изготовлении различных изделий, как на предприяпмх, так и в домашних условиях;

- использовать, как продукт легкого или диетического питания, так и для страдающих сахарным диабетом, вследствие отсутствия в рецегпуре сахара или сахарозаменигслей.

Цель исследований. Разработка технологий консервирования плодоовощного сырья с применением безопасных для здоровья человека консервантов на натуральной основе - Дилактина Форте плюс, лактоферрина, хитозана с целью максимального сохранения свойств исходного сырья, а также качества и пищевой ценности готового продукта.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: -провести обзор литературных и патентных данных по применению и использованию консервирующих агентов на натуральной основе с целью максимального снижения теплового воздействия на разрабатываемые продукты;

- определить объекты исследований с изучением и подбором сортового состава сырья, ассортимента стерилизованных и не стерилизованных продуктов, со сниженным температурным воздействием на продукт;

- научно обосновать применение консервантов на натуральной основе с определением сроков хранения и стабильности действия препаратов, влияния консервантов на термоустойчивость культур и исследованиями модельных образцов плодоовощной продукции с применением консервантов;

- научно обосновать и разработать новый способ использования консервантов в технологии производства плодоовощной продукции;

- выработать опытные образцы готовой плодоовощной продукции с созданием нормативно-технической документации.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Полученные результаты применения натуральных консервирующих растворов на основе хитозана, Дилактина Форте плюс и лактоферрина, обеспечивающих сохранность плодоовощной продукции, используя их антимикробные свойства, и результаты анализов активности натуральных консервирующих агентов в разных концентрациях; способных подавлять развитие возбудителей микробиологической порчи продуктов;

2. Теоретически и практически научно-обоснованные результаты усовершенствования технологии производства плодоовощной продукции с использованием консервантов на натуральной основе, позволяющие продлить сроки хранения плодоовощной продукции;

3. Научно-обоснованные параметры процесса, влияющие на качество и сроки хранения не стерилизованной и стерилизованной плодоовощной продукции.

Научная концепция. Технология производства плодоовощной продукции основывается на комплексном подходе к выбору сырья и ряда технологических решений, дающих возможность применения в производственном процессе консервантов нового поколения на натуральной основе.

Научная новизна. Впервые получены научно-обоснованные экспериментальные данные о свойствах новых композиций консервантов на натуральной основе с целью применения их в производстве различных видов не стерилизованной плодоовощной продукции и продуктов, подвергнутых тепловой обработке по сниженным тепловым параметрам.

Научно-обоснованы варианты использования консервантов на натуральной основе, обеспечивающие микробиологическую стабильность продукции и соответствие с требованиями нормативно-технической документаци. Дилактии Форте плюс показал эффективность использования его водного раствора с концентрацией 0,2%. Растворы хитозана также показали эффективность применения для плодоовощной продукции. Наиболее оптимальными оказались для свежей продукции - водный раствор хитозана в янтарной кислоте в концентрации по 0,2%, для стерилизованной и не стерилизованной фруктовой продукции - 0,08%-ный раствор кислоторастворимо-го хитозана в аскорбиновой кислоте. Разработан новый режим стерилизации, обес-

печивающий микробиологическую стабильность консервов в период всего срока хранения готового продукта. Установлены новые сроки хранения свежей не стерилизованной овощной продукции - 10 суток, фруктовой не стерилизованной и стерилизованной - 6 месяцев.

Впервые обоснованы и разработаны технологические параметры производства консервированной плодоовощной продукции с применением хитозана. Экспериментально доказана возможность снижения температурного режима, позволяющая повысить качество выпускаемой продукции за счет лучшей сохранности нативных свойств сырья и снижения затрат тепловой электроэнергии.

Практическая значимость работы:

- установлено консервирующее действие растворов хитозана на свежую продукцию: салат, морковь, лук;

- разработана технология использования растворов хитозана в производстве свежей не стерилизованной и стерилизованной продукции;

- уточнен комплекс требований к сырью для производства плодоовощной продукции;

- разработана технология, ТУ и ТИ для производства новых продуктов с применением исследуемых консервантов.

Апробация результатов: Работы выполнены в рамках Межведомствешюй координационной программы по научному обеспечению АПК на 2006-2010 г. и тематического плана НИР ГНУ ВНИИКОП по темам 2008-2013 гг. с практической проверкой.

Основные положения диссертационной работы доложены и опубликованы на конференциях и отчетах по НИР ГНУ ВНИИКОП. Выработку экспериментальных партий проводили на опытно-промышленном стенде ГНУ ВНИИКОП. Опытно-промышленные партии охлажденных салатов и фруктового пюре выработаны на ООО «Империя вкуса».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 3 - в журналах, рекомендуемых ВАК РФ; 5 - в материалах Международных конференций, 5 - в материалах российских научно-практических конференций.

Структура н объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6-х глав, заключения, списка литературы и Приложений. Объем диссертации - 133 страниц, в том числе таблиц 34 и 15 рисунков. Приложения к диссертации содержат методические и нормативные документы, имеющие непосредственное отношение к технологии производства плодоовощной продукции. Библиографический список включает в себя 150 наименований. В Приложении приведены ТУ и ТИ, акты выпуска продукции и протоколы её испытаний.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. Обзор литературы

Данные отечественных и зарубежных источников показали, что применение

консервантов на натуральной основе для консервирования плодоовощной продукции весьма ограничено. В настоящий момент известны единичные исследования относительно не стерилизованной и стерилизованной продукции из плодов и овощей с консервантами, в то время, как в других областях народного хозяйства такие консерванты применяются достаточно широко. В зависимости от вида исходного сырья используются консерванты разной природы.

Проведен анализ патентно-информационной литературы, позволивший определить систему требований, предъявляемых к новым консервантам на основе биологически-активных компонентов. По литературным источникам рассмотрены и проанализированы накопленные сведения о применении консервирующих препаратов. Они применяются в безалкогольной, мясной, молочной, хлебопекарной отраслях промышленности. Проанализированы свойства применяемых консервирующих препаратов и распространённость их применения в плодоовощной промышленности и в технологиях смежных отраслей.

Показаны основные возможности дальнейшего применения этих препаратов. Изучены и освоены современные методы, позволяющие контролировать качество и безопасность консервов. Отмечается, что отечественными научно-исследовательскими учреждениями разрабатываются технологии применения новых консервирующих агентов на натуральной основе.

Особенно значимыми являются исследования Албулова А.И., Варламова В.П., Немцева C.B., Ежовой Е.А., Сафроновой Т.М, Максимовой С.Н и других.

2. Материалы и методы исследований

2.1 Объекты исследования. Для экспериментов были отобраны следующие группы плодоовощного сырья: салат - сорта «Айсберге, Пекинская капуста, Батавия, Китайская капуста; морковь сортов - Нантская, Семко, Чемпион, Дордонь, Шантенэ; лук сортов - однолетний Грибовский, Даниловский, Каба; яблоки сортов- Антоновка, Папировка, Белый налив, Коричное полосатое, Джонатан, Ренеты (Орлеанский, Шампанский, Симиренко); груши сортов- Дюшес, Вильсон, Конференс, сливы сортов - Венгерка, Ренклод. Исследованиями установлено, что для производства консервированной продукции пригодны морковь сортов - Чемпион и Дордонь; салат -Айсберг; лук однолетний - Грибовский, Даниловский, Каба; груши сортов: - Дюшес, Вильсон, Конференс; яблоки сортов -Коричное полосатое, Ренет Симиренко, Джонатан; сливы сортов - Венгерка, Ренклод.

На данном этапе проводился подбор сырья, параметров технологического процесса, способы внесения консервантов, определение новых сроков хранения и оценка готовой продукции в соответствии с действующей нормативно-технической документацией. Для последующего сравнения пищевой и биологической ценности продукта был изучен пищевой и химический состав сырья различных видов, используемого для консервирования (таблицы 1,2).

Таблица 1- Пищевая ценность и химический состав исходного свежего овощного сырья на 100 г продукта

Показатель Калорийность Единица измерения к кал Салат «Айсберг» 14 Морковь 41 Лук репка" 40

Белок г 0.9 0.93 1,1

Жиры г 0,14 0,24 0,30,1

Углеводы г 1.77 6,78 7.64

Витамин С мг 2.8 5,9 7,4

Са мг 18 33 23

Р мг 20 35 29

К мг 141 320 146

Ыа мг 10 69 4

Мя мг 7 12 10

Ре мг 0,41 0,3 0,21

Требования к овощному сырью:

Лук- должен содержать массовую долю сухих веществ - от 6 до 10%, эфирных масел - более 200мг/100г., витамина С - не менее 10 мг/100 г.

Морковь - должна содержать массовую долю сухих веществ от 7,7 до 16,9%, Сахаров 2,9%, каротина 4,9-25 мг/100г от сырой массы.

Салаты -должны содержать массовую долю сухих веществ - не менее 8,5%, Сахаров - не менее 4,7%, витамина С - 2,8 мг/100г.

Таблица 2- Пищевая ценность и химический состав исходного плодового сырья

и фруктового пюре на 100 г продукта

Показатель Единица Све- Яблоч- Све- Груше- Све- Сливо-

измере- жие ное жая вое жая вое

ния яблоки пюре груша пюре слива пюре

Калорийность Ккал 47 82 47 52 49 77

Белок Г 0,4 0,6 0,4 0,2 0,8 0,1

Жиры Г 0,4 ОД 0,3 0 0,3 0

Углеводы г 9,8 19 10,3 13 9,6 19

Витамин С Мг 10 1,6 5 13,9 10 0.4

Са Мг 16 12 19 233 20 4,2

Р Мг 11 17 16 19 4 4

К Мг 278 124 155 233 20 24.1

Ыа Мг 26 1 14 2 18 3

м& Мг 9 7 12 25 9 0,9

Ре Мг 2,2 0,2 2,3 0,3 0,5 0,08

Требования к плодовому сырью: яблоки различных сортов -содержат в плодах:

массовую долю сухих веществ от 7,5 до 20,9%, Сахаров - от 5,2 до 15,2%, органических кислот -от 0,2 до 2,0%; пектиновых веществ - от 0,13 до 1,43%, (в том числе растворимого пектина примерно 40% общего количества), аскорбиновой кислоты -от 1,2 до 3,0 мг/ 100 г, полифенольных соединений - от 140 до 300 мг/100г. Плоды с низкой кислотностью имеют пресный вкус и, как правило, получают низкую дегустационную оценку. Плоды груши -должны содержать массовую долю сухих веществ - от 7,8 до 19,3%, общее количество Сахаров — от 5,8 до 15,2%, органических кислот -от 0,1 до 0,93% , пектиновых веществ - от 0,17 до 2,18%, аскорбиновой кислоты - от 2,0 до 16,0 мг/100 г. Плоды сливы -должны содержать массовую долю сухих веществ - не менее 18%, Сахаров - не менее 10%, кислоты - не менее 1,5 %; пектиновых веществ - не менее 1%.

Нами был определен ассортимент, разработаны технологические параметры, обеспечивающие выпуск продукции хорошего качества. Ассортимент включает в себя свежую овощную продукцию: лук репчатый мелкой нарезки; морковь палочками; салат листовой «Айсберг» крупной нарезки. Консервированная нестерилизован-

ная и стерилизованная продукция предложена в виде пюре в следующем ассортименте: пюре яблочное, пюре сливовое, пюре яблочно - грушевое.

Изучение литературных источников по различным консервантам показало достаточно большой спектр препаратов на натуральной основе, применяемых в пищевой промышленности. Наиболее привлекательными, на наш взгляд, оказались препараты, не используемые ранее в плодоовощной отрасли: кислоторастворимый хи-тозан в уксусной, янтарной, аскорбиновой кислотах, водорастворимый хитозан, Ди-лактин Форте плюс и лактоферрин.

2.2 Методы исследования. Исследования качественных показателей продукции проводили в лабораторных условиях с использованием физико-химических, ор-ганолептических и микробиологических методов. В экспериментальной работе использовали нормы и правила производства плодоовощной продукции, применяемые в отрасли. В работе освоены и применены следующие нормативные документы: определение растворимых сухих веществ в плодах и овощах - по ГОСТ 28562-90, определение величины титруемой кислотности в пересчете на яблочную кислоту по - ГОСТ 51455-99, определение показателя активной кислотности рН по - ГОСТ 26188-84, отбор проб для микробиологического анализа пищевых продуктов по -ГОСТ Р 51446-99, «Пищевые продукты. Методы определения количества мезофиль-ных и факультативно-анаэробных микроорганизмов» по - ГОСТ 104444.15-94, «Продукты пищевые. Методы определения бактерий группы кишечной палочки» по ГОСТ Р 50474-93, Технический регламент 021/2011, «Консервы. Метод определения промышленной стерильности» по ГОСТ 30425-97, «Продукты пищевые и вкусовые. Подготовка проб для микробиологического анализа» по ГОСТ 26669-85, Определение патогенных микроорганизмов методом ПЦР- анализа.

3. Научное обоснование темы диссертационной работы. Тепловая обработка плодоовощной продукции применяется для получения полноценных, безвредных и стабильных продуктов по отношению к действию микроорганизмов, хотя для полного разрушения некоторых термофильных микроорганизмов может потребоваться нагревание от 80°С до 125' С в течение нескольких минут. При этом вегетативные клетки бактерий обычно легко и быстро разрушаются. Во многих случаях требуется сильное нагревание, что вызывает изменения органолептических и пита-

тельных показателей, и получаемый продукт в результате этого имеет малое сходство с исходным пищевым сырьем. В каждой отрасли исходные полуфабрикаты имеют специфическую микрофлору и, соответственно, актуальным является научно-обоснованный подбор соответствующих консервантов. Вследствие этого, возникла необходимость проведения исследовательской работы с целью изыскания возможностей снижения режимов тепловой обработки. Объектами исследований являлись не стерилизованные и стерилизованные плодоовощные продукты с использованием натуральных консервантов.

Теоретический этап исследований

т

Изучение возможности применения консервантов на натуральной основе для плодоовощной продукции

Изучение литературных источников по теме диссертационной работы

—--V

Постановка целей и задач исследований ;

Экспериментальный этап исследований

т

Разработка нормативной документации. Выработка опытных партий

Рисунок 1 -Структурная схема исследовании

Для решения поставленных задач разработана функциональная схема (рисунок 1) методов комплексного исследования влияния исследуемых растворов на характеристики и критерии безопасности плодоовощной продукции.

4.Результаты исследований и их анализ

Работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности в отделах: микробиологии, контроля качества и стандартизации, технологии функционального питания, на экспериментальном стенде и в Московском государственном университете технологий и управления имени К.Г. Разумовского испытательный лабораторный центр.

4.1 Научное обоснование применения консервантов: хитозана, Дилактина Форте плюс и лактоферрина

4.1.1 Сроки хранения препаратов

Исследования проводили на растворах хитозана в связи с тем, что сроки его хранения не установлены производителем, в отличие от Дилактина Форте плюс и лактоферрина.

Рисунок - 2 Сроки хранения растворов хитозана

Наблюдение за препаратами на основе хитозана осуществляли в течение 6 месяцев в каждом эксперименте по стерильной сохранности рабочих растворов в условиях комнатной температуры (рисунок 2).

Растворы хитозана в янтарной кислоте желтеют, сохраняя при этом стерильность. Растворы хитозана в уксусной кислоте мутнеют, при этом отмечается микробиологическая обсемененность растворов. Срок хранения установлен производителями - для Дилактина Форте плюс- 6 месяцев, для лактоферрина - не более 12 месяцев.

Сроки хранения 1%-ных растворов хитозана

■ 1% раствор хитозана в уксусной

■ 1% раствор хитозана в янтарной кислоте

кислоте

4.1.2 Определение стабильности действия препаратов на чистые культуры микроорганизмов, вызывающих порчу готовой продукции

Целью данного этапа являлось определение степени угнетения чистых культур

исследуемыми консервантами.

Для исследований выделены микроорганизмы, вызывающие порчу плодоовощной продукции. Путем определения норм требований технического регламента 021/2011 и выделением микроорганизмов из консервов были установлены причины микробиологической порчи плодоовощного сырья и готовой продукции.

Идентификацию чистых культур из фруктового пюре проводили методом предельных разведений и глубинных посевов с использованием регенерированные жидкие и агаризованные питательные среды. Чистые культуры выделяли на регенерированных питательных средах путем культивирования микроорганизмов, с последующим получением отдельных колоний и идентификации их путем определения морфологических и биохимических свойств.

В ходе исследований были использованы следующие виды культур: Е. coli -как санитарный показатель качества свежей продукции; В. subtilis и В. macerans. вызывающие порчу консервированной продукции, культуры группы Aspergillus fischery, вызывающие плесневение готовой продукции. Результаты учитывали в соответствии с условиями и характером роста исследуемых культур. Контрольными образцами служили питательные среды без использования консервантов. Эти результаты показаны на рисунке 3.

Эффективность угнетения чистых культур препаратами на натуральной основе.

В Контроль

■ Дилактин

Форте плюс в хитозан

В лактоферрин

В subtilis

Рисунок 3 - Эффективность угнетения чистых культур

Лактоферрин в отношении угнетения микроорганизмов Е.соН показал эффективность бактерицидного действия 3,2%- ного раствора. Исследования по использованию Дилактина Форте плюс показали эффективность снижения роста микроорга-

13

низмов на 2-3 порядка. Обработка тест-культур хитозансо держащим и растворами привела к выраженному подавлению роста микроорганизмов. Наивысший эффект подавления роста тест-культур для Е. coli достигали при концентрации 0,1% раствор хитозана в 0,1% растворе янтарной кислоты (сукцинат хитозаиа), для В. тасегапсе и В. subtilis - при концентрации 0,2% раствора хитозана в 0,2% растворе уксусной кислоты (ацетат хитозана). По отношению к плесеням хитозан не показал своей активности.

4.13 Влияние консервантов на основе кислоторастворимого хитозана на термоустойчиво сть кулыур

Учитывая особенности процесса термической обработки при изготовлении

консервированной продукции, были проведены исследования по установлению зависимости активности препаратов на основе хитозана от термического воздействия. Известно, что при термическом воздействии препараты лактоферрина разрушаются, растворы Дилактина Форте плюс не изменяются. Исследование растворов кислоторастворимого хитозана на термоустойчивость культур проводили аналогично способу определения активности препаратов с прогревами образцов при температуре 80°С и 100°С в течение 20 минут. Для эксперимента была выбрана суточная культура микроорганизмов В. subtilis (титр 1-108). Снятие показателей микробиологической обсеменённости проводили каждые 5 минут. Результаты исследований представлены в таблице 3.

Таблица 3- Влияние активности растворов хитозана при термическом воздействии

В. subtilis

Температура,°С Продолжительность 0,1%-ный 0,2%- ный

нагревания, мин раствор раствор

хитозана хитозана

80 5 7,010' 5,0-10'

10 5,010' 3,0-10'

15 2,0'10° 7,0-10"

20 8,0" 10" 1,0'103

100 5 4,0-10° 9,0-10"

10 l,0-10o 4,0-10"

15 6,0-103 5,010'

20 7,0104 6,о-ю"

В результате эксперимента было установлено, что температурное воздействие существенно не влияет на растворы хитозана и его антибактериальные свойства.

4.1.4 Исследование эффективности применения растворов Дилактина Форте плюс и хитозана для плодоовон продукции

В качестве тест - культуры была выбрана суточная культура В. зиЫШ$ и

А. /мсксп. Образцы фруктового пюре выработаны и подготовлены в соответствии с требованиями разработанной нами технологической инструкции. Их заражали суточными культурами с добавлением консервантов на натуральной основе. В связи с тем, что лактоферрин на предыдущих этапах исследований показал неэффективность применения, в данном эксперименте его не использовали для дальнейших исследований. Микробиологические исследования, которые были проведены, позволили определить наиболее распространённую микрофлору, вызывающую порчу продуктов, и влияние термического воздействия на актнмикробную активность препаратов. Результаты исследований приведены в материалах диссертации. Существенные преимущества среди рассматриваемых нами консервирующих агентов имеют растворы на основе хитозана. Высокая эффективность антимикробного воздействия растворов хитозана по отношению к лактоферрину и Дилактииу Форте плюс послужила основанием для его использования в качестве консервирующего агента при производстве плодовых консервов.

4.2 Научное обоснование применения консервантов в технологии производства плодоовощной продукции

На данном этапе проводился: подбор технологического процесса, способы

внесения консервантов, определение новых сроков хранения и оценка готовой продукции в соответствии с действующей нормативной документацией.

Разработана операторная модель технологической системы линии производств не стерилизованных и стерилизованных продуктов (рисунок 4).

Разработанный технологический поток предусматривает следующие операции: Операция (О) - фасовка твердой фазы консервов, вторая (С) - наполнение жидкой фазой, третья (В) - герметизация пакетов и стеклянных банок. Далее происходит передача укупоренных банок на следующий процесс (А) - стерилизацию, при необходимости её проведения.

Уровень целостности технологического потока данной операторной модели можно определить по формуле: где 7 - условная стабильность соответствующих подсистем

6п-г,. г.г.»;з,1.1,=Л->.+г]г:1+Г|г;+П С1 +Пв.+Т1 в, -Ны+Л А1 -5

Е2 В1С;В2 В;С1С;Ор2 ЭгЭД&ВЗДА^!

В соответствии с разработанной операторной моделью подобрана технология производства плодоовощной продукции.

I Б - наполнение ■ твердой фазы

т

; Наполнение | 1 твердой фазы 1

ч г=п

Выработка продукции

г

Подготовка исходного сырья дли создания продукта в соответствии с рецептурой

Банки для твердой

консерванта

а!

Внесение консервирующих

Приготовление растворов для внесения его в исходный продукт

ШТ

Операторная модель технологического потока

Рисунок 4- Операторная модель технологической системы линии производства стерилизованной и не стерилизованной продукции.

В соответствии с операторной моделью технологической системы разработаны технологические схемы производства нестерилизованной и стерилизованной плодоовощной продукции с применением хитозана в соответствии с определением организации и функционирования непрерывного технологического потока.

Технология выработки свежей овощной продукции включает следующие операции: салат «Айсберг» - инспекция, отбор порченых листьев, мойка, нарезка квадратом размером 40x40 мм; морковь свежая столовая - инспекция, обрезка концов, удаление посторонних примесей, зачистка, мойка, повторная инспекция, нарезка брусочками с сечением не менее 5-7 мм; лук свежий репчатый - инспекция, очистка от листьев, мойка, нарезка полукольцами (Рисунок 5).

Овощи подсушивают, обрабатывают растворами консервирующего агента и фасуют в пакеты из полиэтиленовой пленки по ГОСТ 10354-82, марки «Пищевая», вместимостью по 200 г, вакуумируют, герметично запаивают, маркируют и отправляют на хранение, либо на предприятия общественного питания и в торговую сеть. Хранение должно осуществляться в чистых, сухих, хорошо вентилируемых помещениях при температуре 4°С.

обработка Сушка фасовка

Рисунок 5 -Технологическая схема производства свежей овощной продукции Технология консервированной нестерилизованной продукции включает в себя: приемку сырья, удаление плодоножек, мойку, сортировку, нагревание, протирание, центрифугирование, дозирование консерванта, гомогенизацию, нагревание, фасование, укупоривание, проверку герметичности, хранение (рисунок 6).

! - пошит ¡Ьп ния гтЗснсхек. 2 - Оалитшгрнся чее«ная мошм1. 3- сорт&№ч*м ггртспазтер. 4 - элесатюр. 5 - нматкоШ Зро&/кс в - 1ШРКГ/1Ш пЫЬтрр/ттр/ь 7 - пррПая прптпгчнпв нотис 3 - Гчщпв /рощтчмз ншмт. 9 - ирл^/кт^м/ нягпг. Ю - гИп/мк. V - ирнтршрум 12 дсэстар к&ссркилш У дозатор сыоухлг Ы-ассггб. Н гоиоосчизстор К тр^бчагш подосрсбстс-ъ., 16 бакууч насос. V дооопрр. 18 - мщыя 'гзроЬяуотиа] улущлОстя. 19 - сйгкпип п/юйеряа геркпучт. т

Рисунок 6 - Технологическая схема производства не стерилизованного яблочного пюре с добавлением консерванта

Технологию производства стерилизованной продукции проводили аналогично

технологии не стерилизованной, с включением процесса стерилизации в автоклавах любых моделей. В прошлые годы проводилась огромная работа по разработке режимов стерилизации для различного ассортимента продукции. Однако, вопрос снижения режимов стерилизации за счет внесения консервирующих агентов до сих пор являлся открытым. Режим стерилизации в настоящий момент для выбранного ассортимента стерилизованной фруктовой продукции составляет 20-20-20/100°С. Нами

17

разработаны новые режимы стерилизации на основании «Положения о разработке режимов стерилизации».

Разработка режима стерилизации включает в себя: -выбор параметра термоустойчивости тест-культуры;

-расчет нормативной величины требуемой летальности режима стерилизации для исследуемой банки;

- предварительный подбор режима стерилизации;

Установлены параметры стерилизации по следующим показателям:

- температура фасования;

- продолжительность подъема температуры греющей среды; -продолжительность стерилизации;

-продолжительность снижения температуры стерилизации; -температура греющей среды при стерилизации; -максимальная величина давления.

Фактическую летальность определяли для учета летального влияния на микроорганизмы всех температур, фиксируемых в процессе стерилизации. Расчет требуе-

■г-Ъ

мои летальности проводили определением показателя г ^ - нормируемый для термического процесса консервирования при температуре 100°С и выше. Расчет величины требуемой летальности рассчитывали на основании экспериментальных данных по термоустойчивости тест-микроорганизмов в исследуемом продукте (рисунок 7). Метод расчета выбирали от формы кривой выживаемости микроорганизмов после прогрева.

bJO ° г. Кривая выживаемости лликроорганизлло В

£ tufe О 4 о £ Ей3 <и 5 То ¿j 2 СО 1 - 4

--- - < ~ -Ф"

К о 1

Ш О. i 5 S 10 15 20 Продолжительность прогрева, мим. 25

Рисунок 7- Кривая выживаемости микроорганизмов (В. nivea)

С целью построения кривой прогреваемости продукта и греющей среды в автоклаве определяли давление в таре с продуктом, и разрабатывали предварительный режим стерилизации применительно к свойствам продукта. Снятие кривых прогреваемости проводили посредством датчика внутри банки в соответствии с общепринятой методикой.

Величину требуемой летальности для новых видов консервов рассчитывали на основании экспериментальных данных по термоустойчивости по следующей формуле: р* — Вт(Ьд с° ^ 10°) + X, где О, продолжительность нагрева при постоянной

температуре, в течение которого число выживших клеток уменьшается в 10 раз (выражается в минутах), С0. начальная обсемененность консервов в 1 см3, в отношении которого рассчитывают режим стерилизации консервов, V- объем продукта в одной упаковочной единице, см3, 5- допустимый бактериологический брак, в процентах, X - поправочный коэффициент для аппроксимации кривой выживаемости.

Установление фактической летальности проводили по кривой прогреваемости продукта через определенные интервалы времени, с замером температуры с расчетом по формуле соответствующего коэффициента Ь 2 т°с С целью построения кривой прогреваемости продукта и греющей среды в стерилизаторе определяли давление в таре с продуктом и разрабатывали предварительный режим стерилизации применительно к свойствам продукта. Снятие кривых прогреваемости проводили по-

средством датчика внутри банки в соответствии с общепринятой методикой.

Пюре из яблок, режим

20-15-20/100

—•—Банка, оС

О

^ 60

ш ♦Авто клав.

£ оС

О Ю 20 ЗО 40 50 ео 70

Продолжительность, мин

Рисунок 8- Условия прогрева на примере яблочного пюре при режиме стерилизации 20-15-20/100

Расчет фактической летальности определяли по следующей формуле:

где, Т0 -температура, принятая в качестве базисной, Тпр - температура продукта, для которой вычисляют величину фактической летальности, Z- температурный параметр термоустойчивости тест-штамма микроорганизма.

Фактическая летальность должна быть больше требуемой, в этом случае режим стерилизации обеспечит выпуск консервов, удовлетворяющих требованиям про-

т z

мышленнои стерильности при условии, что L т°с превышает нормативное значение летальности FZt°c на 10-20%.

Используя данные зависимости определены эффективности консервантов для использования в производстве плодоовощной продукции. Показано, что при внесении хитозана параметр термоустойчивости микроорганизмов уменьшается. Это приводит к снижению требуемой летальности с 150 у.м. (z=15, Т=80) до 100 у.м. (z=15, Т=80). В результате был выбран сокращенный режим стерилизации 20-15-20/100 (рисунке 8), обеспечивающий фактическую летальность А=109 у.м.

Апробацию готовой продукции проводили в период хранения, с установлением контрольных точек для проведения физико-химического, органолептического и микробиологического анализа изменения качества продукции.

Физико-химическая и органолептическая оценка готовых образцов в период хранения продукции с хитозаном изменилась незначительно.

Микробиологические исследования образцов продукции проводили по определению общего количества дрожжей и плесеней, а также Salmonella и L monocytogenes, бактерий группы кишечной палочки, КМАФАнМ, в соответствии с требованиями TP 021/2011 на готовую продукцию.

Для определения оценки биологической безопасности продукции проведены сличительные анализы выявления Salmonella, Listeria monocytogenes в свежей овощной продукции общепринятыми методами анализа и методами полимеразной цепной реакции (ПЦР). Используя лабораторное оборудование ВНИИКОП, исследования ПЦР проводили выделением ДНК из исследуемых микроорганизмов путем подбора специфических праймеров исследуемых микроорганизмов, временных и температурных параметров анализа. Методика апробирована на чистых культурах в соот-

ветствии с нормативной документацией. Условия ПЦР были стандартизированы и использованы в качестве сличительного анализа на свежей овощной продукции. Результаты сличительных анализов по обнаружению патогенных микроорганизмов Salmonella и Listeriay monocytogenes показали отсутствие их в исследованных созданных образцах свежей овощной продукции.

Рисунок 9- Сроки хранения не стерилизованной фруктовой продукции

Сроки хранения не стерилизованной фруктовой продукции

7

л б

zf

к 5

о

01 4

S 3

к 2

S

X 1

0J

X 0

га

о.

X

X

=£

о

о.

и

Растворы Растворы Водорастворимый

кислоторастворимого кислоторастворимого раствор хитозана

хитозана с янтарной хитозана с аскорбиновой

кислотой кислотой

и 0,01%

У 0,02% У 0,04% У 0,06% U 0,08% U0,10%

Сроки хранения стерилизованной фруктовой продукции

I 0,01%

■ 0,02% а 0,04% У 0,06% У 0,08% U 0,10%

Раствор Раствор

кислоторастворимого кислоторастворимого хитозана с янтарной хитозана с

кислотой аскорбиновой

кислотой

Водорастворимый раствор хитозана

Рисунок 10- Сроки хранения стерилизованной фруктовой продукции

Проведенные микробиологические испытания показали, что при применении растворов хитозана в плодоовощной продукции возможно увеличение сроков хранения по сравнению с контрольными образцами. Для свежей продукции - до 10 дней и нестерилизованной фруктовой продукции с применением хитозана - до 6 месяцев.

Разработаны сниженные режимы стерилизации с применением растворов хитозана, обеспечивающие гибель всех мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных бактерий, которые могут развиваться во фруктовом пюре и вызывать его порчу. Сроки хранения представлены на рисунке 9 и 10.

Таблица 4- Пищевая ценность готовой продукции с применением хитозана

в период хранения

Показатель Единица измерения Вид пюреобразной продукции

Не стерилизованная Стерилизованная

Яблочное Сливовое Яблочное Яблочно-грушевое

Калорийность ккал 47 49 82 47

Белки г 0,4 0,8 0,6 0,4

Жиры г 0,4 0,3 0,2 0,3

Углеводы г 9,8 9,6 19 10,3

Витамин С мг 10 10 1,6 5

Са мг 16 20 12 19

Р мг И 4 17 16

К мг 278 20 124 155

N3 мг 26 18 1 14

м8 мг 9 9 7 12

Ре мг 2,2 0,5 0,2 2,3

На основании проведенных исследований и выработки модельных образцов с хитозаном разработана технология изготовления плодоовощной продукции, при которой обеспечено уничтожение микрофлоры, вызывающей порчу продукта. Для свежей овощной продукции, нестерилизованного фруктового пюре разработаны способы внесения и дозировки препарата, при разработке стерилизованного фруктового пюре - подобран способ внесения и оптимальный режим стерилизации. Таким образом, применение растворов хитозана при консервировании свежих овощей и фруктов интенсифицирует процесс стерилизации и обеспечивает сокращение его продолжительности на 7,5 %; что способствует сохранению значительного количества биологически активных веществ (витаминов, пектина) в готовом продукте, (Таблица 4) обеспечивая экономию тепловой энергии.

Оптимальными вариантами использования растворов на основе солей хитозана являются:

- для свежей овощной продукции - водные растворы кислоторастворимого хи-тозана в янтарной кислоте в концентрациях по 0,2%, сроки хранения продукции увеличиваются до 10 суток при температуре хранения образцов при минус 4"С;

- для стерилизованной и нестерилизованной фруктовой продукции оптимальными концентрациями оказались 0,08% растворы кислоторастворимого хитозана в аскорбиновой кислоте.

Установлен новый режим стерилизации, позволяющий обеспечить микробиологическую стабильность консервов, 20-15-20/100. Сроки хранения фруктовой продукции увеличены до б месяцев.

5. Создание опытных образцов готовой плодоовощной продукции,

разработка нормативно-технической документации

1. Опытные образцы нестерилизованной фруктовой продукции (пюре яблочное, сливовое, яблочно-грушевое, яблочно-сливовое), в соответствии с разработанной технологией и утвержденной ТУ, выработаны на ООО «Империя вкуса».

2. Опытные образцы стерилизованной фруктовой продукции (пюре яблочное, яблочно-грушевое), в соответствии с разработанной технологией и утвержденной ТУ, выработаны на ООО «Империя вкуса».

3. Опытные образцы свежей плодоовощной продукции (салат «Айсберг», морковные палочки, лук), в соответствии с разработанной технологией и утвержденной ТУ, выработаны на ООО «Империя вкуса».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен обзор литературной и патентной документации по применению и использованию консервирующих агентов на натуральной основе с целью максимального снижения теплового воздействия на разрабатываемые продукты.

2. Определены объекты исследований с изучением и подбором сортового состава сырья, ассортимента стерилизованных и нестерилизованных продуктов со сниженным температурным воздействием.

3. Научно обосновано применение консервантов на натуральной основе с определением сроков хранения продукта и стабильности действия препаратов, влияния консервантов на устойчивость культур и исследованиями модельных образцов плодоовощной продукции с применением консервантов.

4. Научно-обоснован и разработан новый способ применения консервантов в плодоовощной продукции.

5. Выработана опытно-промышленная партия свежей не стерилизованной и стерилизованной плодоовощной продукции, и разработана нормативно-техническая документация.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендуемые ВАК РФ

1. Гореньков, Э.С. Продление сроков хранения салатной и овощной продукции с помощью хитозановых препаратов / Э.С. Гореньков, А.Ю. Грачева // Пищевая промышленность,- 2012.- №3.- с. 36-37.

2. Гореньков, Э.С. Применение консервантов на натуральной основе в плодоовощной продукции / Э.С. Гореньков, А.Ю. Грачева, Н.В. Илюхина // Пищевая промышленность.- 2013.- № 3.- с. 44-45.

3. Самойлов, A.B. Оптимизация условий ПЦР-анализа для обнаружения бактерий в пищевых продуктах / A.B. Самойлов, А.Ю. Грачева, Е.Ю. Колпаков // Хранение и переработка,- 2013.- №8,- с. 29-31.

Материалы международных конференций

4. Илюхина, Н.В. Изучение препаратов на основе солей хитозана с целью продления сроков хранения салатной и овощной продукции. / Н.В. Илюхина, И.Н. Лейнсон, А.Ю. Грачева // Материалы международной научно-практической конференции «Плодоовощные консервы - технология, оборудование, качество, безопасность». г. Москва (Видное).-2009,-с. 159-162.

5. Илюхина, Н.В. Изучение композиций пищевых консервантов на основе солей хитозана с добавлением органических кислот в сравнении с традиционно применяемыми консервирующими агентами. / Н.В. Илюхина, А.Ю. Грачева // Материалы международной конференции «Товароведение в информационном обществе. Товароведение, экспертиза, технология и хранение продовольственных товаров» Товаровед, 2011»,- 2011,- с. 185-186.

6. Грачева, А.Ю. Продление сроков хранения салатной и овощной продукции с помощью хитозановых препаратов / А.Ю. Грачева, Э.С. Гореньков // Материалы международной конференции «Перспективные препараты и биологические процессы в технологиях продуктов питания и кормов».- 2012,- Москва,- с. 355-356.

7. Грачева, А.Ю. Исследование возможностей применения консервантов на основе натуральных компонентов в пищевой промышленности / А.Ю. Грачева, Э.С. Гореньков // Материалы 9-ой международной конференции «Техника и технология пищевых продуктов».- 2012.- Могилев,- с. 22.

8. Илюхина Н.В. Пути повышения функциональных свойств овощей без заправки с использованием препаратов на основе хнтозана. / Н.В. Илюхина А.Ю. Грачева // Материалы 8-ой международной конференции «Техника и технология пищевых производств».- 2011.- Могилев.- с. 52.

Материалы конференций и другие издания

9. Илюхина, Н.В., Изучение композиций пищевых консервантов на основе солей хитозана с добавлением органических кислот / Н.В. Илюхина, АЛО. Грачева // Материалы Всероссийской конференции «Пищевые добавки и современные технологии переработки сельскохозяйственного сырья»,- 2011,- Санкт-Петербург,- с. 4345.

10. Гореньков, Э.С. Обоснование применения консервантов в пищевой промышленности на основе биологически активных добавок / Э.С. Гореньков, А.Ю. Грачева, Н.В. Илюхина, P.A. Волкова // Материалы 6-ой конференции молодых специалистов Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции РАСХН «Фундаментальные основы и передовые технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности».- 2012.- Видное,- с. 75-78.

11. Гореньков, Э.С. Исследование применения препаратов на натуральной основе в консервной промышленности. / Э.С. Гореньков, А.Ю. Грачева, Н.В. Илюхина, P.A. Волкова // Материалы конференции «Научно-инновационные аспекты при создании продуктов здорового питания»,- 2012,- Углич,- с. 68.

12. Кирбаева, Н.В. Оптимизация условий ПЦР анализа для обнаружения бактерий в пищевых продуктах / Н.В. Кирбаева, А.Ю. Грачева., A.B. Самойлов // Материалы 6-ой конференции молодых специалистов отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции РАСХН «Фундаментальные основы и передовые технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности».- 2012.- Видное,- с. 123-129.

13. Гореньков, Э.С. Использование композиций консервантов на основе хитозана для увеличения сроков хранения не стерилизуемых пищевых продуктов / Э.С. Гореньков, А.Ю. Грачева, Н.В. Илюхина // Всероссийская НШС «Пищевые ингредиенты и инновационные технологии в производстве продукции здорового питания».-2013,- Санкт-Петербург- с. 37-40.

Список принятых сокращений:

ПЦР- полимеразная цепная реакция.

у.м. - условных минут.

Отпечатано в типографии ООО "Франтера" Подписано к печати 20.11.2013г. Формат 60x84/16. Бумага "Офсетная №1" 80г/м2. Печать трафаретная. Усл.печ.л. 1,30. Тираж 100. Заказ 653

WWW.FRANTERA.COM

Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности

На правах рукописи

04201450565

ГРАЧЕВА Анастасия Юрьевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПЛОДООВОЩНОГО СЫРЬЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОНСЕРВАНТОВ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ НА НАТУРАЛЬНОЙ ОСНОВЕ

Специальность 05.18.01. - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции

и виноградарства

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор,

Гореньков Эдуард Семенович

Москва-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень условных введений.................................................................4

Введение..........................................................................................5

Общая характеристика работы...............................................................8

1. Аналитический обзор литературы по современному состоянию и основным тенденциям применения новых веществ, обладающих антимикробными свойствами......................................................................................12

2. Материалы и методы исследований..............................................50

3. Обоснование выбора сырьевых компонентов для создания плодоовощной продукции с применением консервантов на натуральной основе с увеличенными сроками хранения и сниженным тепловым воздействием на них.............68

4. Научное обоснование применения консервантов: Дилактина Форте плюс, лактоферрина и хитозана для плодоовощной продукции...........................73

4.1. Установление сроков хранения.....................................................74

4.2. Подбор и выделение микроорганизмов, вызывающих порчу...............76

4.3. Определение эффективности действия консервирующих препаратов на чистые культуры микроорганизмов........................................................78

4.4. Влияние теплового воздействия на стабильность активности консервантов на натуральной основе кислоторастворимого хитозана...............................79

4.5. Исследование эффективности применения консервантов на натуральной основе для плодоовощной продукции...................................................81

4.6. Определение физико-химических и органолептических показателей плодоовощной продукции с применением консервирующих растворов...............82

5. Разработка технологии и рецептур продукции с применением консервантов в технологии производства плодоовощной продукции..............................84

5.1. Подбор ассортимента выпускаемой продукции................................84

5.2. Разработка операторной модели производства не стерилизованных продуктов.............................................................................................85

5.3. Разработка технологии производства плодоовощной продукции..........87

5.4. Разработка технологических параметров нового способа консервирова-

ния................................................................................................87

5.5. Разработка аппаратно - конструкторских решений..................................94

6. Результаты исследований готовой продукции....................................96

7. Результаты оценки качества плодоовощной продукции с применением растворов хитозана, результаты и выводы.............................................118

8. Основные результаты и выводы.................................................119

Список использованной литературы.....................................................121

ПРИЛОЖЕНИЯ

Технические условия........................................................................136

Технологические инструкции............................................................138

Протоколы испытаний......................................................................140

Дегустационные листы.....................................................................148

Промышленная апробация................................................................154

Список сокращений

КМАФАнМ - количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов.

БГКП - бактерии группы кишечной палочки. ПЦР - полимеразная цепная реакция.

ВВЕДЕНИЕ

Ухудшение экологической обстановки на нашей планете и связанный с этим уровень загрязнённости пищевых продуктов радионуклидами, токсичными химическими соединениями, биологическими агентами, микроорганизмами способствуют нарастанию негативных тенденций в состоянии здоровья населения.

В современных условиях нарастающих темпов развития научно-технического прогресса, введение специальных продуктов способствует значительному увеличению продолжительности жизни людей. В большинстве стран все больше внимание обращают на улучшение структуры и качества питания, как одного из главных факторов здоровья нации.

Согласно Доктрине продовольственной безопасности РФ и приоритету развития страны выделено направление развития отрасли по улучшению состояния здоровья всех возрастных групп населения за счет высокого качества и безопасности потребляемых продуктов питания. Необходимо осуществить ряд мер по внедрению прогрессивных технологий и увеличению объемов производства плодоовощных консервов, использованию новых консервантов на основе натуральных компонентов с целью снижения режимов высокотемпературной стерилизации с обеспечением достаточной стерильности готовой продукции. Приоритетами развития отрасли намечен путь совершенствования и освоения новых технологий в тесной связи науки и промышленности России, обеспечивающий высокое качество и полную безопасность плодоовощных консервов, основанный на фундаментальных исследованиях в области биохимии, пищевой химии, микробиологии, а также гигиены питания. Следует отметить значение результатов прикладных исследований и ряда опытно- конструкторских работ по созданию прогрессивных технологий и технических средств для переработки сельскохозяйственного и других видов сырья.

Питание - один из важнейших факторов, определяющих продолжительность и качество жизни человека [45]. Для обеспечения здорового питания не-

обходим широкий ассортимент пищевых продуктов с улучшенными потребительскими свойствами, являющихся источником всех необходимых для жизнедеятельности организма нутриентов [54].

Производство полноценной и здоровой пищи во все времена было одной из самых важных задач, стоящих перед человечеством, которая не может расширяться простым увеличением количества потребляемой человеком пищи. Постоянная не сбалансированность пищевого рациона по белкам, углеводам, минеральным элементам, витаминам и пищевым волокнам, является серьезным фактором ухудшения здоровья населения, а нарушение экологической обстановки ставит задачу создания специальных пищевых продуктов, не несущих негативных тенденций для здоровья человека [55], [98].

В эпоху XXI века наиболее перспективным и развивающимся направлением является индустрия быстрого питания. В настоящий момент ассортимент «быстрых» продуктов вырабатывается предприятиями молочной, кондитерской, мясной отраслей промышленности, однако в плодоовощной продукции спектр данных продуктов весьма мал и требует дополнительных средств для приготовления. Выработка десертных и основных блюд плодоовощной продукции быстрого употребления является приоритетной задачей отрасли. Плодоовощная продукция является важнейшим источником витаминов, минералов, аминокислот, пищевых волокон и других полезных веществ. При регулярном их употреблении нормализуется обмен веществ и состав крови, организм очищается от шлаков, канцерогенов и токсичных веществ, улучшается состав сердечно-сосудистой системы, деятельность пищеварительного тракта. Выработка продукции по разработанной технологии позволяет: •уменьшить количество поставок в общественную сеть магазинов или точек общественного питания, а также на производство, за счет увеличения сроков хранения плодоовощной продукции;

• использовать данную продукцию для «быстрого» питания;

•использовать фруктовую продукцию в качестве начинок при изготовлении различных изделий как в производстве, так и в домашних условиях;

•использовать, как продукт легкого или диетического питания, так и страдающим сахарным диабетом за счет отсутствия в рецептуре сахара или сахаро-заменителей.

На зарубежном потребительском рынке широко используют консерванты на натуральной основе, в то время как на Российском рынке данная продукция находится на этапе развития. Натуральные продукты питания без использования искусственных химических соединений - необходимый продукт для современного рынка потребления. Создание натуральных, полезных для здоровья продуктов внесет свой вклад в выполнение задачи формирования здорового образа жизни.

Диссертация посвящена разработке научно-обоснованной технологии производства плодоовощной продукции на основе установления оптимальных технологических параметров и разработки рецептур, установления новых сниженных режимов стерилизации продукции, изготовленной с применением консервантов на натуральной основе.

В качестве консервирующих агентов были взяты: хитозан (кислотораство-римый и водорастворимый), Дилактин Форте плюс и лактоферрин. Применение их растворов позволит продлить сроки хранения готовой продукции, снизить режимы стерилизации и сохранить нативные свойства в готовом продукте.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Данная диссертационной работа «Разработка технологии консервирования плодоовощного сырья с применением консервантов нового поколения на натуральной основе» выполнялась с 2009 по 2013 годы в рамках Межведомственной координационной программы по научному обеспечению АПК на 2006-2010 г. и тематического плана НИР ГНУ ВНИИКОП по темам 2008-2013 гг., с практической проверкой.

Основные положения диссертационной работы доложены и опубликованы на конференциях и отчетах по НИР ГНУ ВНИИКОП. Выработку экспериментальных партий проводили на опытно-промышленном стенде ГНУ ВНИИКОП. На ООО «Империя вкуса» выработаны опытно-промышленные партии охлажденных салатов и фруктового пюре.

Цель исследований. Разработка технологий консервирования плодоовощного сырья с применением безопасных для здоровья человека консервантов на натуральной основе - Дилактина Форте плюс, лактоферрина, хитозана с целью максимального сохранения свойств сырья, качества и пищевой ценности готового продукта.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- научно обосновать применение консервантов на натуральной основе для выработки плодоовощной продукции с целью максимального снижения теплового воздействия на разрабатываемые продукты;

- научно обосновать применение консервантов на натуральной основе с определением сроков хранения и стабильности действия препаратов, влияния консервантов на термоустойчивость культур;

- исследовать влияние натуральных консервантов на модельные образцы плодоовощной продукции;

- исследовать химический состав плодоовощной продукции с использованием консервантов на натуральной основе;

-исследовать влияние консервантов на натуральной основе на микробиологическую стабильность и чистоту плодоовощных консервов;

- научно обосновать и разработать новый способ использования консервантов в технологии производства плодоовощной продукции;

- выработать опытные образцы готовой плодоовощной продукции с созданием нормативно-технической документации.

Научная концепция.

Технология производства плодоовощной продукции основывается на комплексном подходе выбора сырья и технологических решений, позволяющий применить в производственном процессе консерванты нового поколения на натуральной основе.

Научная новизна.

Получены научно-обоснованные экспериментальные и опытные результаты исследований о свойствах новых консервантов с целью применения в производстве продуктов питания, определены условия их применения для достижения микробиологической безопасности и стабильности продукции и разработаны сниженные режимы стерилизации для их выработки.

Впервые установлены варианты применения растворов относительно плодоовощной продукции: Дилактин Форте плюс рекомендуется использовать в концентрации 0,2%-ного раствора; растворы кислоторастворимого хитозана рекомендуется использовать в концентрации 0,1% раствор хитозана в уксусной кислоте для свежей овощной продукции и 0,06% раствор хитозана в аскорбиновой кислоте - для фруктовой не стерилизованной и стерилизованной продукции.

Впервые обоснованы и разработаны технологические параметры производства консервированной плодоовощной продукции с применением хитозана. Экспериментально подтверждена возможность снижения температурного режима обработки продукции, за счет сбалансированного соотношения темпера-

туры ее прогрева и воздействия консервирующего агента хитозана, позволяющие повысить показатели качества выпускаемой продукции.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Полученные результаты применения натуральных консервирующих растворов на основе хитозана, способные подавлять развитие возбудителей микробиологической порчи продуктов и обеспечивающие сохранность плодоовощной продукции.

2. Научно-обоснованны результаты усовершенствования технологии производства плодоовощной продукции с использованием консервантов на натуральной основе, позволяющие продлить сроки хранения плодоовощной продукции;

3. Научно-обоснованны параметры процесса, влияющие на качество и сроки хранения не стерилизованной и стерилизованной плодоовощной продукции.

Практическая значимость работы:

- разработана плодоовощная продукция с повышенной пищевой ценностью и

с пониженным содержание сахара в продукте;

-разработана технология производства плодоовощной продукции со сниженным тепловым воздействием;

- определена микробиологическая чистота и стабильность при хранении плодоовощной продукции с применением растворов хитозана;

- разработана технологи производства я использования растворов хитозана в производстве не стерилизованной и стерилизованной продукции;

- разработана технология, ТУ и ТИ для производства продуктов с применением исследуемых консервантов.

Апробация результатов исследований. Основные результаты исследований были доложены и обсуждены на конференциях:

- Всероссийского форума «Дни студенческой науки» в направлении «Инновации в технологиях производства продуктов питания» II Студенческая НПК «Молодежь, наука, Стратегия 2020, доклад на тему: «Применение хитозана в свежей овощной продукции». Москва.- 2010.

- VI Международного научно практического симпозиума, «Перспективные ферментные препараты и биотехнологические процессы в биотехнологиях продуктов питания и кормов», доклад на тему: «Использование композиций консервантов на основе хитозана для увеличения сроков хранения не стерилизуемых плодоовощных продуктов» , 25-26 апреля.- 2012 г.

- 6-я конференция молодых ученых и специалистов Отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции «Фундаментальные основы и передовые технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности, доклад на тему: «Обоснование применения новых консервантов в пищевой промышленности на основе биологически активных добавок».-г. Москва.-16 октября 2012 г.

- Всероссийский НПК «Пищевые ингредиенты и инновационные технологии в производстве здорового питания», доклад на тему: «Изучение композиций пищевых консервантов на основе солей хитозана для увеличения соков хранения не стерилизуемых продуктов».- г. Санкт-Петербург,-15-16мая.-2013 г.

По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 3 - в журналах, рекомендуемых ВАК РФ; 5 - в материалах международных конференций, 5 - в материалах Российских научно-практических конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 6-х глав, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертации 138 страниц, в том числе таблиц 32 и 15 рисунков. Приложения к диссертации содержат методические и нормативные документы, имеющие непосредственное отношение к технологии производства плодоовощной продукции. Библиографический список включает в себя 149 наименований. В приложении приведены ТУ и ТИ, акты выпуска продукции, протоколы испытаний продукции

1. Аналитический обзор современного состояния и основные тенденции применения новых веществ, обладающих антимикробными свойствами.

Введение специальных продуктов в повседневный рацион питания является жизненно важной необходимостью. Причина в следующем. На рубеже 50-х годов прошлого века человечество незаметно перешагнуло рубеж, за которым возможности организма сопротивляться суммарному экологическому и социальному стрессу стали ниже, чем сами нагрузки. То есть, возникла принципиально новая ситуация, при которой для нормального полноценного функционирования человеческому организму нужна помощь, прежде всего в виде сбалансированного поступления комплекса питательных веществ [82].

Правительство РФ 25 октября 2010 г. утвердило «Основы государственной политики РФ в области здорового питания на период до 2020 г.» (№ 1873-р). Одной из основных задач, определенной этим документом, является «развитие производ�