автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка технологий мармеладно-пастильных изделий лечебно-профилактического назначения

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

РГ6 од

На правах рукописи УДК 664.143:664.292:637.344.8

ЧЕКАНЮК ИРИНА СТАНИСЛАВОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ КАРМЕЛАДО-ПАСТИЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.18.01 - Технология хлебопекарных,

макаронных и кондитерских продуктов

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Московском Государственном заочном институте пищевой промышленности

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор, академик МАИ Т.Е. Цыганова

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор З.Г. Скобельская

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Л.Н. Шатнюк

Ведущая организация:

АОЗТ "Экотехнологин1

и

Защита состоится 14 июня 1996 г. в 14.00 часов на заседании Диссертационного Совета К.063.45.Об Московского Государственного заочного института пищевой промышленности (МГЗИПП).

Просим Вас принять участие в заседании Диссертационного Совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, по адресу: 109803, Москва, Земляной Вал, 73.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГЗИПП.

Автореферат разослан 14 мая 1996 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, доктор технических нау?

профессор

Р.И. Тер-Минасян

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. В связи с прогрессирующей загрязненностью сферы обитания человека, наличием в воздухе и пищевых продуктах целого ряда органических и неорганических веществ, обладающих токсичностью, одним из приоритетов развития науки и научного обеспечения в пищевых отраслях ЛПК России является разработка технологий кондитерских изделий лечебно-профилактического назначения, обогащенных пектинами, белками, витаминами и другими веществами, повышгхжми устойчивость организма к неблагоприятным воздействиям внешней среди.

Пектин и белок являются одними из основных видов сырья, применяемых в производстве мармеладо-пастидьных изделий. Изменение их содержания в рецептуре, а также использование пектина с высокими дэ-токсикационнымн свойствами и белка с повышенной биологической ценностью, позволяет разработать изделия лечебно-профилактического назначения.

Современным достижением науки России является "холодная" технология получения пектина, основанная на мембранных и акустических процессах, позволяющая сохранять высокую нативность природного полисахарида, а, следовательно, улучшить его студнеобразующие и детокси-кационные свойства.

Сывороточные белки, 8 частности концентрат белков творожной сыворотки, получают методам ульграфильтрации из молочной сыворотки на ряде молочных комбинатов России. Продукт обладает высокой биологической ценностью, а также способностью к ценообразованию.

В этой связи, весьма целесообразным и актуальным является использование отечественного сырья высокого качества в технологии мармелада-пастилыюй продукции, способствующего решению комплекса экономических и экологических проблем, а также созданию новых видов конкурентоспособной продукции с лечебно-профилактическими свойствами.

- г -

Цель н задачи исследований. Целью работы явилась разработка на основе системного подхода рецептур и технологий приготовления марме-мало-настильных изделий лечебно-профилактического назначения с де-токсикадионными свойствами и повышенной биологической ценностью за счёт высокого содержания пектина "холодной" технологии и использования в качестве пенообразователя концентрата белков творожной сыворотки (КБТС).

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

- научно обосновать возможность использования пектш(а "холодной" технологии, полученного из арбузного сырья, в производстве мар-меладо-пастильных изделий лечебно-профилактического назначения путём изучения его физико-химических, технологических и детоксикационных свойств;

- научно обосновать возможность использования КБТС в качестве пенообразователя в технологии приготовления зефира лечебно-профилактического назначения путём изучения технологических и детоксикационных свойств белка, а также детоксикационных свойств смесей, содержащих пектин и КБТС;

- на основе системного подхода разработать научно обоснованные технологии желейного мармелада и зефира лечебно-профилактического назначения путём исследования влияния содержания арбузного пектина "холодной" технологии в рецептуре на показатели качества изделий и эффективность технологических потоков их производства;

- разработать и оптимизировать рецептуру зефира с повышенным содержанием арбузного пектина "холодной" технологии на основе КБТС;

- исследовать адгезионные свойства желейного мармелада и зефира лечебно-профилактического назначения в процессе выстаивания, а также сроки хранения изделий;

- рассчитать пищевую ценность желейного мармелада и зефира лечебно-профилактического назначения;

- осуществить опытно-промышленную апробацию разработанных видов мармеладо-пастильных изделий лечебно-профилактического назначения.

Научная новизна работы. На основании комплексных исследований физико-химических, технологических и детоксикационных свойств арбузного пектина "холодной" технологии и концентрата белков творожной сыворотки дано научное обоснование их применения в технологии мармеладо-пастильных изделий лечебно-профилактического назначения:

- на основе анализа ИК и УФ спектров поглощения различных пектинов установлено, что арбузный пектин "холодной" технологии обладает повышенной комплексообразующей активностью в сравнении с цитрусовым пектином традиционной технологии, что позволило рекомендовать арбузный пектин к применению в производстве желейного мармелада и зефира лечебно-профилактического назначения;

- методом УФ-спектроскопии выявлено усиление детоксикационных свойств растворов пектинов в присутствии КБТС, что положено в основу разработки рецептуры и технологии зефира лечебно-профилактического назначения;

- впервые по!сазана возможность использования КБТС в качестве пенообразователя в технологии пастельных кондитерских изделий; экспериментально установлена зависимость пенообразующей способности и устойчивости пены КБТС от концентрации белка в растворе, продолжительности сбивания, температуры, содержания сахара; выявленные параметры получения устойчивых пенных систем позволили оптимизировать рецептуру и разработать технологию зефира лечебно-профилактического назначения с использованием КБТС в качестве пенообразователя;

- на основании анализа операторных моделей технологических систем производства желейного мармелада и зефира выявлены зависимости эффективности технологических потоков от содержания арбузного пектина "холодной" технологии в рецептурах изделий, позволяющие разработать рецептуры и технологии желейного мармелада и зефира лечеб-

но-профилактического назначения;

- впервые получена математическая модель, описывающая влияние содержания в рецептуре зефира арбузного пектина "холодной" технологии, КБТС и сахара на плотность зефирной массы; на основе математической модели оптимизирована и разработана рецептура зефира лечебно- профилактического назначения;

- установлены зависимости адгезионных напряжений от продолжительности выстаивания различных видов желейного мармелада и зефира, показывающие, что стабилизация адгезионных свойств разработанных изделий, в сравнении с контрольными образцами, наступала быстрее, что подтвердило целесообразность исключения процесса сушки в технологии желейного мармелада и зефира лечебно-профилактического назначения.

Практическая ценность. В результате проведённых исследований научно обоснованы рецептуры и технологии приготовления мармела-до-пастильных изделий лечебно-профилактического назначения: желейного мармелада и зефира на основе пектина "холодной" технологии; зефира на основе пектина "холодной" технологии и концентрата белков творожной сыворотки.

Разработаны проекты НТД на мармелад "Арбузный" желейный лечебно-профилактический и зефир "Возрождение" лечебно-профилактический.

Разработана и утверждена в установленном порядке НТД на "Пектин сухой", вырабатываемый по "холодной" технологии. Получен гигиенический сертификат [1а "Пектин сухой" N 1-П/11-1248.

Основные результаты исследований подтверждены опытно-промышленной апробацией в опытном цехе "Здоровые продукты питания" АОЗТ "Эко-технология" г. Москвы.

Актуальность, новизна и практическая ценность диссертационной работы подтверждены решениями НЮТПЗ о выдаче патентов на изобретения по заявкам: N 94-001643/13 (001540) от 21.03.95 г., N 94-001642/13 (001541) от 24.03.95 г.

Апробация работы. Материалы работы в виде готовых изделий экспонировались на выставках: "Товары народного потребления" (Нижний Новгород, 1993), "Технические вузы Москвы - городу" (Москва, 1994).

Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на научной конференции "Проблемы рационального питания детского и взрослого населения, проживающего на территориях, пострадавших в результате аварий на Чернобыльской АЭС" (Брянск, 1993), на Международной конференции "Экоресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья" ( Москва-Астрахань, 1993), на Третьем Международном симпозиуме "Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания" ( Москва, 1994), на Международной конференции "Научно-технический прогресс в перерабатывающих отраслях АПК" (Москва, 1995), на Четвертом Международном симпозиуме "Экология человека: пищевые технологии и продукты" (Москва-Видное, 1995).

Публикации. По материалам исследований опубликовано 8 печатных работ, получено 2 решения о выдаче патентов РФ на изобретения.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка литературы, приложений. Работа изложена на 184 страницах основного текста включает 27 таблиц, 27 рисунков. Список литературы содержит 234 источника, из которых 54 иностранных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводили в лабораториях: кафедры технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств Московского Государственного заочного института пищевой промышленности, научно-производственной лаборатории хлебозавода N 24, производственной лаборатории Московской кондитерской фабрики "Ударница", лаборатории

спектральных исследований института нефтехимического синтеза им. A.B. Топчиева РАН.

Объектами исследований явились: пектин цитрусовый, отвечающий требованиям ГОСТ 29186-91; пектин, полученный по "холодной" экстрак-ционно-мембранной технологии из кормовых арбузов урожая 1993 г. в СТОО "Семибугоринское" Астраханской области; концентрат белков творожной сыворотки, выработанный методом ультра/фильтрации на молочном комбинате г. Владимира и отвечающий требованиям ТУ 49 1096-84; операторные модели технологических систем производства желейного мармелада и зефира на пектине.

В работе применяли как общепринятые, так и специальные методы оценки качества сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, в том числе: ИК-спектроскопии для идентификации функциональных групп пектинов и КБТС; кондуктометрического титрования для определения массовой доли пектовой кислоты и функциональных групп пектинов; УФ-спектроско-пии для исследования детоксикационных свойств пектинов, КБТС и их смесей; а также международный метод определения студнеобразующей способности пектинов SAG с использованием прибора риджелиметра, и методы определения реологических свойств желейного мармелада и зефира на электронном приборе "Структурометр".

Достоверность полученных результатов подтверждена методами математического планирования и статистической обработки экспериментальных данных.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АРБУЗНОГО ПЕКТИНА "ХОЛОДНОЙ" ТЕХНОЛОГИИ И КБТС В ПРОИЗВОДСТВЕ МАРМЕЛАДО-ПАСТИЛЫ1ЫХ ИЗДЕЛИЙ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

С целью определения возможности использования арбузного пектина "холодной" технологии в качестве сгуднеобразователя и КБТС в качестве пенообразователя в производстве мармеладо-пастильных изделий ле-

- ? -

чебно-профилактического назначения, изучали физико-химические, технологические и детоксикационные свойства биополимеров.

Исследование свойств арбузного пектина "холодной" технологии проводили а сравнении с цитрусовым пектином, полученным традиционным способом (контроль).

3.1. Изучение физико-химических и технологических свойств различных пектинов и КБТС Согласно литературным данным, в решении вопроса об использовании пектина и белка в технологии мармеладо-пастильных изделий лечебно-профилактического назначения определяющим является исследование функционального состава биополимеров, обусловливающего их физико-химические и технологические свойства: студнеобразующие, комплексооб-разующие, пенообразующие и другие.

Изучение функциональных групп пектинов и КБТС, проведённое путём анализа полос поглощения их ИК спектров (рис.1,2,3) показало,что форма полос поглощения ИК спектров пектинов идентична на протяжении рассматриваемого диапазона частот. Однако, спектры поглощения арбузного пектина интенсивнее, что свидетельствует о более высокой степени его очистки от балластных веществ в сравнении с цитрусовым пектином. Спектры поглощения пектинов при значениях волнового числа 16001800 см"1 вызваны валентными колебаниями карбоксильных групп, ответственных за реакции комплексообразования. В области высоких частот, 3000-4000 см-1, ИК спектров исследуемых пектинов и КБТС присутствуют сигналы свободных гидроксильных групп, обусловливающих способность биополимеров к комплексообразованию и интерполимерным взаимодействиям.

Результаты определения массовой доли функциональных групп и студнеобразующей способности пектинов (табл. 1), подтверждают данные ИК-спектроскопии о более высоком качестве и повышенной способности к комплексообразованию арбузного пектина "холодной" технологии в сравнении с цитрусовым пектином.

Рис. 1. Ж спектр цитрусового пектина

Рис. 2. ИК спектр арбузного пектина "холодной" технологии

Рис. 3. ИК спектр концентрата белков творожной сыворотки 1. Массовая доля функциональных групп и студнеобразующая способность пектинов

Пектин

Массовая доля, %

Пектовой кислоты

Карбоксильных групп (-СООН)

~г

Меток- | силь ных| групп |

Ацетильных групп

С-СНзО)|(-СНэСО)I

|Степень (Студне-|зтерифи-|образу-|кации, %|юшая | |способ-

| |ность,

I "SAG

Цитрусовый Арбузный

79,7+1,4|5,8б+0,31 85,4+1,5|7,10+0,37

8,6+0,49|0,5+0,03|68,4+1,21153+4,4 7,3+0,45|0,5+0,03|60,5+1,1|151+4,3

Исследование водопоглотительной способности и растворимости пектинов косвенно свидетельствовало о более высокой молекулярной массе полисахарида, выделенного из арбузного сырья по "холодной" технологии, в сравнении с цитрусовым пектином.

Критерием оценки возможности использования белка в производстве пастидьных кондитерских изделий являются его пенообразующие свойства. В этой связи, изучали пенообразующую способность концентрата белков творожной сыворотки и устойчивость пены , полученной из него, в зависимости от концентрации КВТС в растворе, продолжительности сбивания раствора, температуры, содержания сахара.

Результаты исследований показали, что оптимальными показателями пенообразующей способности (??9~780 20 и устойчивости пени (79-80 %) характеризуются пенные системы, содержащие КБТС - 100-120 X, сахар -100-125 1 к массе белка, полученные при сбивании в течение 13-17 мин. при температуре 70-80°С.

Приведённые результаты исследований свидетельствуют о целесообразности использования арбузного пектина "холодной" технологии в качестве студнеобразователя и КБТС качестве пенообразователя взамен яичного белка в производстве мармеладо-пастельных изделий.

3.2. Исследование детоксикационных свойств пектинов, КБТС и их смесей

При создании ассортимента мармеладо-пастельной продукции лечебно- профилактического назначения важную роль играют детоксикационные свойства пектина и белка, входящих в состав изделий.

Согласно литературным данным, никель и свинец относятся к группе тяжёлых металлов, попадание которых в организм человека выше ПДК вызывает сильные интоксикации. В этой связи, способность пектинов, КБТС и их смесей связывать ионы и РЬг+ изучали по УФ спектрам модельных систем, концентрацию исследуемых веществ в которых опреде-

ляли экспериментально на основании чувствительности прибора.

УФ спектры пектинов имели максимумы поглощения в области 278-280 нм. Внесение в раствор пектинов ионов Н12+ и РЬ2+ вызвало батохромное смещение максимумов на 10-15 нм, что обусловлено процессами комплексообразования.

УФ спектр раствора КБТС характеризовался поглощением в области

275 нм. Внесение в раствор белка ионов Ш*"*" и РЬ2+ способствовало смещению максимума поглощения в сторону увеличения длин волн на 6-8 нм, что свидетельствовало о способности КБТС к комплексообразованию.

При разработке технологий мармеладо-пастильной продукции лечебно-профилактического назначения с повышенным содержанием пектина и использованием в качестве пенообразователя КБТС необходимо принять ео внимание свойства биополимеров к интерполимерным взаимодействиям. В этой связи, изучали УФ спектры поглощения растворов, содержала«: КБТС-цитрусовый пектин, КБТС-цитрусовый пектин-Ы1г+, КБТС-цитрусовый пектин-РЬ2*, КБТС-арбузный пектин, КБТС-арбузный пектин-М12+,

КБТС.-арбузный пектин-РЬ

2+

л 1.0

о 0.9 о

^ 0.8

г; 0.1

Е-

О 0.3

4, 5 )■

1.0

о О.У

о

X' рн 0.9

о

ЕГ; С 0.7

К ей 0. 6

й

О 0,5

0)

гг

X

Е-

С 0.3

О

0.2

0.1

0

• : .

: / ■ У/ ; / X/.

?,50 250 ?.?0 280 290 300 350

Длина волны, нм

Рис. 4. УФ спектры растворов смесей:

1 - КБТС-цитрусовый пектин; ?

2 - КБТС-цитрусовый пектин-Я!

3 - КБТС-цитрусовый пектин-Рб

с50 260 270 230 290 300 35«

Длина волны, нм

Рис. 5. УФ спектры растворов смесей:

1 - КБТС-арбузный пектин; о

2 - КБТС-аобузный пектин-МГ? ;

3 - КБТС-арбузный пектин-Рв

УФ спектры растворов, содержащих белково-пектиновые смеси, имели максимумы поглощения в области 275-278 нм, т.е. сдвиг полосы поглощения относительно раствора пектинов или раствора КБТС отсутствовал. Это может свидетельствовать или об очень слабом молекулярном взаимодействии биополимеров, или об отсутствии данного процесса. Однако, введение в растворы белково-пектиновых смесей Н!2"1" и РЬ2+ вызывало батохромное смещение спектра поглощения на 15-18 им. Причем, в случае содержания в растворе цитрусового пектина смещение происходило на 15-18 нм, а при наличии в смеси арбузного пектина сдвиг максимума поглощения составлял 21-24 им.

Таким образом, присутствие КБТС в пектиновых растворах повышает их детоксикациокные свойства, т.е. можно предположить, что пастиль-ные изделия, содержащие в своем составе арбузный пектин "холодной" технологии и КБТС,будут обладать усиленными детоксикационными свойствами, что на практике будет проявляться как более полное выведение токсичных элементов.

Глава 4. СКСТЕШШ ПОДХОД К РАЗРАБОТКЕ НАУЧНО ОБОСНОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ МАРМЕЛАДО- [1АСТИЛЫШХ ИЗДЕЛИЙ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Комплексное исследование физико-химических, технологических V детоксикационных свойств пектинов и КБТС позволило сделать вывод с целесообразности применения арбузного пектина "холодной" технологи! и КБТС в производстве мармеладо-пастильных изделий лечебно-профилактического назначения.

Рациональным методом системного подхода к разработке научкс обоснованных технологий кондитерских изделий является построение операторных моделей.

Операторные модели технологических систем производства желейного мармелада и зефира на пектине приведены на рис. 6, 7.

Пищевая кислота,

Рис.

6

Операторная модель технологической системы желейного мармелада на пектине

производства

1ищевая кислота, эссенция, краситель

Вторичный' Вторичный пар пар

Рис. 7 • Операторная модель технологической системы производства

зефира на пектине

Главными подсистемами в рассматриваемых операторных моделях являются подсистемы В и Л, так как в этих подсистемах происходят процессы, главным образом, влияющие на качество готовых изделий.

В рамках системного анализа технологических потоков производства желейного мармелада и зефира лечебно-профилактического назначения одной из объективных оценок их функционирования является степень приспособленности для выполнения поставленной цели. Такой оценкой является показатель эффективности технологического потока (качества процесса), являющийся вероятностной мерой соответствия текущих характеристик продукции базовым, стандартным значениям.

Поставленная цель - разработка рецептур и технологий желейного мармелада и зефира с повышенным содержанием арбузного пектина "холодной" технологии, потребление небольшого количества которых обеспечивало бы суточную лечебно-профилактическую дозу пектина. Критерием оценки степени соответствия получаемых изделий требованиям стандарта приняли обобщённый показатель качества продукции (К), являющийся количественной характеристикой эффективности технологического потока производства желейного мармелада и зефира лечебно-профилактического назначения, рассчитываемый на основании относительных показателей клчества выходов главных подсистем (Кв.Кд).

4.1. Разработка рецептуры и технологии желейного мармелада лечебно-профилактического назначения на основе арбузного пектина "холодной" технологии Как известно из многочисленных литературных данных, пектины признаны эффективным средством для повышения сопротивляемости организма человека к неблагоприятным экологическим факторам, выведения из организма токсичных веществ. На основании клинических обследований пациентов установлена суточная доза потребления пектина в лечебно-профилактических целях: 5-6 г.

Б этой связи, с целью разработки рецептуры и технологии желей-

ного мармелада лечебно-профилактического назначения, в 100 г которого содержалась бы суточная лоза, потребления пектина, проводили серию опытов приготовления желейного мармелада увеличивая содержание арбузного пектина с 1,3% (как в традиционных изделиях) до 8,0 7,. При этом, анализируя операторную модель технологической системы производства желейного мармелада, изучали влияние содержания арбузного пектина в изделиях на показатели качества выходов главных подсистем.

Выход подсистемы В (желейный мармелад в виде отдельных изделий) оценивали контролируя единичные показатели качества: содержание сухих веществ, массовую долю редуцирующих веществ, активную и титруемую кислотности, на основании которых рассчитывали относительный показатель качества 1<в- Выход подсистемы Л (готовые изделия) оценивали анализируя единичные показатели качества: продолжительность студне-образования, прочность студня, на основании которых определяли относительный показатель качества Кд, а также контролировали органолеп-тические показатели качества выхода подсистемы А.

Анализ полученных результатов исследований и расчётов позволил получить данные, представленные на рис. 8, согласно которым при содержании в 100 г изделий арбузного пектина 6,0 %, т.е. в количестве равном суточной лечебно-профилактической дозе его потребления, показатели качества 1<в и Кд имели значения 0,77 и 0,72 соответственно, обобщённый показатель К - 0,75, а готовые изделия характеризовались кислым вкусом. Для повышения показателей Кв, Кд и К, и улучшения ор-ганолептических показателей качества из рецептуры изделий полностью исключили лимонную кислоту, при этом был ликвидирован кислый вкус мармелада, значение 1<в увеличилось до 0,94, К - до 0,83, а показатель Кд остался неизменным.

Анализ литературных данных свидетельствовал о том, что для достижения наивысшей степени эффективности технологического потока необходимо снизить концентрацию пектиновых молекул в мармеладной массе.

к

0,5

0,6

0,?

0,9 0,8

1,0

1 ' -' I ,.....— ни

затели каиест желейного мар! лада при искл! чении из рецеI туры лимонной кислоты

- по;

1,3 2,0 4,0 6,0 8,0 Содержание арбузного пектина, % Рис. 8. Зависимость показателей качества желейного мармелада: К, Кд, Кц.от содержания в нем арбузного пектина

В этой связи, проводили серию опытов приготовления желейног мармелада уваривая пектино-сахаро-паточный сироп до содержания с) хих веществ 76, 72, 68, 64, 60, 56 %. При этом,максимальная зффе! тивность технологического потока достигалась при содержании сух! веществ в пектино-сахаро-иаточном сиропе 64+1 %. Осуществление эта изменения позволило получить желейный мармелад, характеризующий максимальным соответствием единичных показателей качества базовьп стандартным значениям, о чем свидетельствовали относительные показ ■гели качества выходов подсистем В и А, имеющие значения 0,94 и 1,; соответственно, и обобщенный показатель качества готовой продукци достигающий значения 0,9?.

Анализ влажности полученного желейного мармелада свидетельств вал о том, что в процессе сушки этот показатель, практически, не и менялся и составлял 35-37 %. Что можно объяснить ранее получение результатами, показывавшими высокую водопоглотительную способное арбузного пектина. Это позволило сделать выводоцелесообразности V

ключения процесса сушки (оператор 111 подсистемы А) в технологии приготовления нового вида деленного мармелада.

Исследование, в сравнении с контролем, адгезионных свойств желейного мармелада лечебно-профилактического назначения в процессе выстаивания, а также его физико-химических и органолептических показателей качества в течение 3-х месяцев хранения в лабораторных условиях подтвердило целесообразность исключения процесса сушки в технологии желейного мармелада с повышенным содержанием арбузного пектина.

4.2. Разработка рецептур и технологий зеф)гра лечебно-профилактического назначения на основе арбузного пектина "холодной" технологии и КБТС С целью разработки рецептуры и технологии зефира, в 100 г которого содержалась бы суточная лечебно-профилактическая доза пектина, составляющая 5-6 г, проводили серию опытов приготовления изделий увеличивая содержание арбузного пектина с 1,2 I (так в традиционных изделиях) до 8,0 %. При этом, анализируя операторную модель технологической системы производства зефира, изучали влияние содержания арбузного пектина в изделиях на показатели качества выходов главных подсистем: В (зефир в виде отдельных изделий) и А (готовые изделия).

Выход подсистемы В оценивали контролируя единичные показатели качества: содержание сухих веществ, массовую долю редуцирующих веществ, активную и титруемую кислотности, плотность зефирной массы, на основании которых рассчитывали относительный показатель качества Кд- Выход подсистемы А оценивали анализируя органолептические показатели качества. Обобщённый показатель качества готовой продукции К явился относительным показателем качества 1<в, так как выход подсистемы А оценивали по органолептическим показателям, не имеющим количественного выражения.

Анализ полученных результатов исследований и расчётов позволил получить данные, представленные на рис. 9.

к

1,0 0,9 0,8 0,7

- обобщённый по казагель качества зефира при исключен из рецептуры молочн кислоты

1,3 2,0 4,0 6,0 8,0 Содержание арбузного пектина, % Рис. 9. Зависимость обобщенного показателя качества зефира К от содержания в нём арбузного пектина

Как видно из рис. 9, при содержании арбузного пектина в 100 изделий 6,0 1, т.е. в количестве равном суточной лечебно-профилакти ческой дозе его потребления, значение обобщённого показателя качест ва составило 0,78, а зефир характеризовался кислым вкусом. Для повь шения эффективности технологического потока и улучшения органолегт ческих показателей качества из рецептуры изделий полностью исключи; молочную кислоту, в результате кислый вкус изделий был ликвидирова! а значение показателя К увеличилось до 0,88. Однако, плотность з< фирной массы имела высокое значение - 605 кг/м3.

С целью повышения степени соответствия плотности зефирной мае стандартному значению, проводили серию опытов приготовления зефир увеличивая содержание яичного белка на 10, 20, 30, 40, 50, 60 1. П этом, максимальная эффективность технологического потока производст (К=0,96) достигалась при увеличении содержания яичного белка на 5С

Для получения продукта высокой биологической ценности и с ус ленными детоксикационными свойствами, методом многофакторного комг эиционного униформ-ротатабельного планирования эксперимента провод ли серию опытов приготовления зефира на основе арбузного пеклч "холодной" технологии и использованием в качестве пенообразовате КВТС. Варьируемыми факторами были содержание в рецептуре: КВТС (Х:

сахара (Хг), арбузного пектина (Хз). В качестве функции отклика (У) выбрали плотность зефирной массы, которую минимизировали. Получена следующая математическая модель:

7=477,465-50,028 Х1+2,859 Х2+35,310 Х3-7,375 ХгХ3+-+ 19,072 Х12+7,579 Х22+-23,316 Х32

Согласно цели исследований, определено оптимальное соотношение

вышеуказанных рецептурных компонентов, %: КБТС - 5,28, сахара -42,11, арбузного пектина - 6,0.

Анализ влажности зефира с содержанием арбузного пектина 6,0 % как на основе яичного белка, так и на основе КБТС, показал, что в процессе сушки этот показатель, практически, не изменялся и составлял 32-34 %. Что подтвердило результаты исследований водопоглоти-тельной способности арбузного пектина и позволило сделать вывод, что, в связи с высокой концентрацией макромолекул пектина в зефире, в технологии новых видов изделий целесообразно исключить процесс сушки (оператор III подсистемы А).

Исследование, в сравнении с контролем, адгезионных свойств з процессе выстаивания зефира с повышенным содержанием арбузного пектина как на яичном белке, так и на основе КБТС, изучение физико-химических и органолептических показателей качества изделий в течение одного месяца хранения в лабораторных условиях подтвердило целесообразность исключения процесса сушки в технологии их приготовления.

4.3. Опытно-промышленная апробация мармеладо-пастильных изделий лечебно-профилактического назначения

Проведённые исследования позволили разработать и утвердить в установленном порядке НТД на "Пектин сухой! получаемый по "холодной" технологии, а также проекты НТД на новые виды изделий. При этом, расчёт пищевой ценности разработанных сортов желейного мармелада и зефира подтвердил их лечебно-профилактическое назначение, так как, при сниженном содержании сахарозы, в 100 г изделий содержится 5,12 г

пектина (но сухим веществам), а в изделиях, вырабатываемых промышленностью - 0,97-1,04 г; биологическая ценность новых видов зефира превышает биологическую ценность традиционных изделий.

Производственные испытания, проведённые в опытном цехе "Здоровые продукты питания" в АОЗТ "Экотехнология" г. Москвы, показали,что желейный мармелад и зефир имели хорошие органолептическме показатели приятный вкус и запах без постороннего привкуса и запаха, правильную с чёткими контурами форму. Желейный мармелад обладал студнеобразной упругой консистенцией, чистым полупрозрачным видом в изломе; зефир -мягкой, слегка тянущейся при разламывании консистенцией, равномерной, ыелкопористой структурой. Физико-химические показатели качества изделий соответствовали требованиям, представленным в проектах НТД.

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. На основе теоретических и экспериментальных исследований, а также системного подхода разработали научно обоснованные рецептуры и технологии производства мармеладо-пастилъных изделий лечебно-профилактического назначения с детоксикационными свойствами и повышенной биологической ценностью с использованием арбузного пектина "холодной" технологии и КБТС.

2. Научно обоснована возможность применения арбузного пектина "холодной" технологии в производстве мармеладо-пастильных изделий лечебно-профилактического назначения.

3. Методами ИК-спектроскопии и кондуктометрического титрования установлено, что арбузный пектин "холодной" технологии характеризуется более высокой степенью очистки от балластных веществ, большей массовой долей свободных карбоксильных групп, более высокими комп-лексообразующими свойствами при, практически, одинаковой студнеобра-зующей способности в сравнении с цитрусовым пектином, полученным

традиционным способом.

4. Водопоглотительная способность исследуемых пектинов достигала максимума и составляла 9,93-10,0 мг/г при концентрации в растворе 8-12 %, а растворимость с увеличением концентрации пектинов в растворе уменьшалась с 56-60 % до 0 причём, водопоглотительная способность арбузного пектина "холодной" технологии была несколько выше, а растворимость ниже в сравнении с цитрусовым пектином, что косвенно может свидетельствовать о более высокой молекулярной массе полисахарида, выделенного из арбузного сырья.

5. Научно обоснована возможность использования КБТС в качестве пенообразователя в технологии приготовления пастильных кондитерских изделий лечебно-профилактического назначения.

6. Методом ИК-спектроскопии установлена способность КБТС к комплексообразованию и мелсмолекулярным взаимодействиям с другими биополимерами.

7. Экспериментально определены технологические параметры, при которых КБТС проявляет наилучшие пенообразующие свойства (пенообра-зующую способность 779-780 % и устойчивость пены 79-80 7.): концентрация белка в растворе 100-120 %, содержание сахара 100-125 % к массе белка, продолжительность сбивания 13-17 мин., температура 70-80°С. Получены математические зависимости,адекватно описывающие пенообра-зующую способность и устойчивость пены КБТС от технологических параметров проведения сбивания.

3. Методом УФ-спектроскопии установлено: макромолекулы пектинов и КБТС обладают способностью связывать ионы поливалентных металлов, причем, арбузный пектин "холодной" технологии обладает повышенной комплексообразующей активностью в сравнении с цитрусовым пектином традиционной технологии, что подтверждает данные ИК-спектроскопии и результаты кондуктометрического определения функциональных групп пектинов; процесс комплексообразования с ионами поливалентных метал-

лов при наличии в растворе белково-пектиновой смеси протекает глубже - батохромное смещение составило 15-24 нм -, чем в системе пектин-металл или КБТС-металл.

9. На основе системного анализа операторных моделей технологических систем производства желейного мармелада и зефира разработаны рецептуры и технологии производства желейного мармелада и зефира с содержанием арбузного пектина "холодной" технологии 6,0 7.. При этом, для достижения наивысшей степени эффективности технологических потоков производства изделий, в случае желейного мармелада - из рецептуры полностью исключили лимонную кислоту, процесс уваривания пекти-но-сахаро-паточного сиропа проводили до содержания сухих веществ 84±1 в случае приготовления зефира - из рецептуры полностью исключили молочную кислоту и увеличили содержание яичного белка на 50 2.

10. Методом многофакторного композиционного униформ-ротатабель-ного планирования эксперимента получена математическая зависимость, адекватно описывающая влияние содержания в рецептуре зефира арбузного пектина "холодной" технологии, КБТС и сахара на плотность зефирной массы. Математическая модель позволила оптимизировать и разработать рецептуру зефира с повышенным содержанием арбузного пектина и применением в качестве пенообразователя КБТС, которая предусматривает содержание арбузного пектина - 6,0 X,КБТС - 5,2 7. сахара - 4.2,117,

11. Анализ влажности желейного мармелада и зефира, как на основе яичного белка, так и на основе КБТС, с содержанием арбузного пектина 6,0 7. после проведения процесса сушки показал, что этот показатель не изменялся и составлял для желейного мармелада 35-37 X, для зефира 32-34 %. Что можно объяснить высокой концентрацией в изделиях макромолекул пектина, обладающих повышенной водопоглотительной способностью. Данный факт позволил сделать вывод о целесообразности исключения процесса сушки в технологии изделий с повышенным содержанием арбузного пектина.

12. На основании исследований адгезионных свойств желейного мармелада и зефира, приготовленных с повышенным содержанием арбузного пектина "холодной" технологии и использованием в качестве пенообразователя КБТС,установлено, что адгезионное прилипание вышеперечисленных изделий в процессе выстаивания имело меньшее конечное значение, а стабилизация адгезионных свойств наступала быстрее в сравнении с контрольными образцами, что подтвердило целесообразность исключения процесса сушки в технологии желейного мармелада и зефира с повышенным содержанием арбузного пектина "холодной" технологии.

13. Исследование физико-химических и органолептических показателей качества желейного мармелада и зефира с повышенным содержанием арбузного пектина как на основе яичного белка, так и на основе КБТС, в сравнении с контролем, в течение грех месяцев хранения в лабораторных условиях в случае мармелада, и в течение одного месяца хранения в лабораторных условиях в случае зефира показало, что, не смотря на высокую влажность, качество изделий, также как и контрольных образцов оставалось неизменным.

14. Расчёт пищевой ценности желейного мармелада и зефира лечебно-профилактического назначения показал, что для обеспечения суточной дозы потребления пектина в лечебно-профилактических целях на 85-102 X необходимо потребить 100 г изделий. Разработанные сорта желейного мармелада и зефира обладали пониженной в 1,3-1,4 раза энергетической ценностью, а зефир - повышенной биологической ценностью, в сравнении с традиционными изделиями. При этом суточная потребность организма человека в незаменимых аминокислотах покроется на (по сумме незаменимых аминокислот): 4,9 X при потреблении 100 г зефира на основе КБТС; 1,5 % при потреблении 100 г изделий на яичном белке; 1,0 % в случае потребления 100 г зефира, принятого в качестве контроля.

15. На основании исследований предложен "Способ производства

желейного мармелада", обоснованный в заявке N 94001643/13 (001540), научная новизна и актуальность которого подтверждена решением НИИГПЗ ТО от 21.03.95 г. о выдаче патента на изобретение; а также составлена заявка N 94001642/13 (001541) на "Зефир", научная новизна и актуальность производства которого подтверждена решением НИИГПЗ РФ от 24.03.95 г. о выдаче патента на изобретение.

16. Разработана и утверждена в установленном порядке НТД на "Пектин сухой", вырабатываемый из арбузного сырья по "холодной" технологии. Получено заключение института питания РАМН N 72-1146/12 с рекомендациями к согласованию и оформлению гигиенического сертификата, получен гигиенический сертификат на "Пектин сухой" N 1-П/11-1248.

17. Разработаны проекты НТД на мармелад "Арбузный" желейный лечебно-профилактический и зефир "Возрождение" лечебно-профилактический.

18. Производственные испытания, проведённые в АОЗТ "Экотехноло-гия", и расчёт затрат на сырьё для 1 т изделий подтвердили целесообразность и эффективность разработанных рецептур и технологий приготовления мармелада "Арбузный" желейного лечебно-профилактического * зефира "Возрождение" лечебно-профилактического.

19. Желейный мармелад и зефир лечебно-профилактического назначения рекомендуются как для широкого круга потребителей, так и дл? специализированного применения в диетотерапии детей и взрослых, проживающих в геопатогенных районах, при интоксикациях организма радиоактивными нуклидами, ионами тяжёлых металлов и другими отравляющим: веществами, а также людей по характеру труда контактирующих с вышеперечисленными токсичными веществами.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Цыганова Т.Б., Сиданова М.Ю., Чеканюк И.С., и др. Применение сывороточного белкового концентрата при производстве хлебных и кондитерских изделий.// Экоресурсосберегающе технологии переработки сельскохозяйственного сырья: Междунар. конф.: Тез. докл. - Москва-Астрахань, 1993. - с. 83

2. Цыганова Т.Б., Сиданова М.Ю. , Чеканюк И.С., и др. Разработка технологии мармеладных изделий лечебно-профилактического назначения. //Экоресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья: Междунар. конф.: Тез. докл. - Москва-Астрахань, 1993. - с. 50.

3. Цыганова Т.Б., Сиданова М.Ю., Чеканюк И.С., и др. Использование активированного пектина при выработке мармеладных изделий лечебно-профилактического назначения.// Проблемы рационального питания детского и взрослого населения, проживающего на территориях, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС: Материалы научн. конф. - Брянск, 1993. - с. 144.

4. Чеканюк И.С. Применение нового пенообразователя в производстве сбивных кондитерских изделий.// Биотехнология и управление. 1993. - N 2. - с. 9.

5. Чеканюк И.С., Цыганова Т.Б., Шнайдер М.А. Спектральные исследования интерполимерного белково-полисахаридного комплекса в сбивных кондитерских изделиях.// Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания: 3-й Междунар. симпозиум: Тез. докл. - М., 1994. - ч. 2. - с. 252-254.

6. Шнайдер М.А., Цыганова Т.Б., Чеканюк И.С., Сиданова М.Ю. Исследование детоксикационных свойств сбивных кондитерских изделий.// Биотехнология и управление, 1994. - N 1-4. - с. 34-37.

7. Цыганова Т.Б., Чеканюк И.С., Шнайдер М.А., Сиданова М.Ю. Идентификация функциональных групп и качества различных пектинов методом ИК-спектроскопии.// Научно-технический прогресс в перерабатывающих отраслях АПК: Междунар. конф.: Тез. докл.- М., 1995. - с.165.

8. Чеканюк К.С., Цыганова Т.Б., Сиданова М.Ю. Изучение влияния водопоглотительной способности различных пектинов на технологические параметры приготовления пастило-мармеладных изделий с детоксикацион-ными свойствами.// Экология человека: пищевые технологии и продукты: 3-й Междунар. симпозиум: Тез. докл. - Москва-Видное, 1995. - ч. 2. -с. 360-361.

9. А.з. РФ N 94-001643/13(001540) от 17.01.94 г. Способ производства желейного мармелада/ Цыганова Т.Б., Сиданова М.Ю., Голубев В.Н., Чеканюк И.С. - Решение о выдаче патента на изобретение (21.03.95 г.).

10. А.з. РФ N 94-001642/13(001541) от 17.01.94 г. Зефир/ Цыганова Т.Б., Сиданова М.Ю., Чеканюк И.С,- Решение о выдаче патента на изобретение (24.03.95 г.).