автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Роль технологических режимов сублимационной сушки творога в сохранении летучих жирных кислот

ВВЕДЕНИЕ . #

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Вкусовые и ароматические вещества в молочных продуктах и их значение . в

1.2. Обзор литературы по вопросам потери летучих компонентов при сублимационной сушке пищевых и молочных продуктов

1.3. Механизм сохранения летучих компонентов при сублимационной сушке . /

1.4. Пути сохранения ароматических веществ пищевых (молочных) продуктов при сублимационной сушке . ЗУ

1.5. Цель и задачи работы. зв

П. МЕТОДИКА ПРОБЩЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

ПЛ. Общая схема экспериментальных экспериментов . зв

П.2. Методы исследования летучих жирных кислот . зз

П.З. Методы исследования летучих карбонильных соединений

Г1.4. Лабораторная сублимационная установка. ^

П.5. Методика проведения экспериментов

П.6. Установление времени экспериментов

Ш. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УДАЛЕНИЯ ЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ СУБЛИМАЦИОННОЙ СУШКИ ТВОРОГА Ш.1. Снижение кислотности творога при сублимационной сушке

1.2. Потери Л1К при сублимационной сушке различных способов замораживания

Ш.З. Удаление Л1К на различных этапах сушки . &

Ш.4. Общие потери МК при сублимационной сушке творога

DL5. Потери летучих карбонильных соединений J1KC при сублимационной сушке творога

ВЫВОДЫ . /сь

Проблеме увеличения объема производства, улучшения качества и ассортимента пищевых продуктов, их высоким вкусовым и ароматическим показателям, придается большое внимание, особенно в высокоразвитых странах, в том числе и в Советском Союзе, где такая задача ставится в важнейших партийных и правительственных документах /I, 2/.

Творог, белковый, кисломолочный продукт, содержащий все незаменимые аминокислоты /20/,пользующийся большим спросом из-за высоких питательных и вкусовых качеств /39/. Он является универсальным продуктом, так как отличается высокой усвояемостью /7, 33, 34/.

В Иракской Республике, особенно в северных районах, творог давно известен как продукт, пользующийся спросом у населения. Недавно налажено промышленное производство творога и ожидается дальнейшее расширение его.

Как известно, все виды творога являются скоропортящимися продуктами, хранение которых в свежем виде возможно только при температурах, не превышающих 8°С в течение 2-3 дней. Сезонность поступления молока и климатические условия выдвигают вопрос о необходимости резервирования и консервирования творога для снабжения населения в зимний период года, когда снижается количество молока, поступающего в переработку, и обеспечения возможности транспортировки в места, где творог не производится.

Из всех известных методов консервирования творога сублимационная сушка признана наилучшим способом хранения. Одно из достоинств этого метода заключается в максимальном сохранении внешнего вида, вкусовых и ароматических качеств сублимирован ного продукта по сравнению с продуктами,высушенными другими методами сушки. Однако^это не исключает, что и при этом методе теряется достаточное количество летучих компонентов, что в конечном счете отразится на вкусовых и ароматических достоинства продукта, а это в свою очередь является актуальным вопросом, который нуждается в изучении. Свидетельство тому, возросший интерес к этой проблеме в работах исследователей за последние 20 лет.

Отсутствие единого мнения о причинах потерь летучих компонентов, а также отсутствие работ, направленных на изучение этого вопроса при сублимационной сушке творога, сделало актуальным изучение вопроса потери летучих компонентов при сублимационной сушке творога.

Среди многочисленных факторов, влияющих на процесс потери летучих компонентов, на которые указывает изученная литература, можно выделить способы замораживания и условия проведения разных этапов сушки как наиболее важные.

Главной задачей настоящей работы было выявление влияния этих факторов, то есть способа замораживания и режимов сушки на потери летучих жирных кислот (как наиболее важные компоненты вкуса и запаха кисломолочных продуктов) с целью выдвижения практических рекомендаций, направленных ца улучшение вкусовых и ароматических показателей сублимированного продукта.

В результате экспериментов доказано, что наблюдаемое сниже ние кислотности высушенного творога вызвано удалением летучих компонентов, главным образом. Показано также существование механизма, удерживающего летучие компоненты от полного удаления во время сушки.

Эксперименты показывают преимущество способа предвари тельного замораживания перед способом самозамораживания, в плане сохранения ЛЖК, а также показана целесообразность ведения периода сублимации льда при более низких температурах, а период досушки до температур,непревышающих 30-40°С.

Установлено, что удаление ЛЖК не связано с их физико-химическими свойствами, а если и существует связь, то она является совокупностью нескольких факторов и, в том числе, свойства самого продукта, его структуры и те изменения, которые происходят в результате замораживания и сушки. Другими словами, в этом отношении не следует ожидать простых зависимостей как, например, те, что наблюдаются в модельных системах или продуктах менее сложной структуры, чем творог. Практическое значение работы заключается в том, что фактически без каких-либо изменений в технологическом цикле процесса сушки можно способствовать существенному улучшению сохранения летучих компонентов и тем самым улучшить вкусовые и ароматические показатели высушенного творога. На защиту выносятся следующие положения:

1 - Способ предварительного замораживания более приемлем для лучшего сохранения летучих ароматических веществ творога при сублимационной сушке.

2 - Потеря ЛЖК на начальных стадиях зависит от количества испаренной влаги. Эта зависимость нарушается на этапе сублимации льда.

3 - Удаление ЛЖК на различных стадиях сушки разное. Оно наивысшее на этапе самозаморакивания.

4 - Выделение ЛЖК при сублимационной сушке творога не связано с их физико-химическими свойствами. Оно регулируется множеством факторов, связанных со способом замораживания, условиями проведения того или другого этапа сушки.

5 - Механизм удаления летучих компонентов не может быть объяснен с позиций одной определенной теории.^Можно предположить, что в период самозамораживания перенос ЛЖК и их удаление из продукта происходит путем диффузии, резкое уменьшение потерь ЛЖК в период сублимации льда может быть объяснено с позиций теории микрорегионов.

выводы

1. При сублимационной сушке творога происходит снижение кислотности восстановленного продукта на 7,5°Т за счет удаления СО^ (на 2-2,5°Т) и удаления ЛЖК (на 5°Т).

2. Во всех периодах сублимационной сушки творога происходит потеря ЛЕК таких, как муравьиная, уксусная, пропионовая и масляная. В отдельных образцах творога были обнаружены в незначительных количествах валериановая, изовалериановая, капроновая кислоты.

3. При самозамораживании творога потери ЛЖК увеличиваются при повышении начальной температуры творога и понижении конечной температуры замораживания. Самозамораживание творога при ва-куумировании приводит к значительным потерям ЛЖК (около 50%), а поэтому не может быть рекомендовано для практического использования. Более предпочтителен метод предварительного замораживания в камерах перед сушкой.

4. Установлено наличие связи между потерей отдельных ЛЖК и их начальным содержанием в твороге. Относительное содержание ЛЖК в исходном твороге и конденсате, выделенном из творога при сушке, близки между собой.

Прямой связи между потерей отдельных ЛЖК и их физико-химическими свойствами не установлено.

5. Для лучшего сохранения ЛЖК целесообразно применять низкие температуры периода сублимации льда и низкие положительные температуры досушки (30-40°С).

При соблюдении указанных выше условий, общая потеря ЛЖК не должна превысить 30% от их начального содержания.

6. В периодах охлаждения, замораживания и досушки существует пропорциональная зависимость между потерей ЛЖК и количеством

- /о?, удаленной влаги. В периоде сублимации льда такой зависимости не выявлено. Потери ЛЖК в этом периоде увеличиваются по мере повышения температуры сублимации.

7. Потери ЛЖК в различных периодах сублимационной сушки творога не одинаковы, а происходит с различной интенсивностью. Наибольшие потери наблюдаются в периоде самозамораживания (33%) то есть более половины всех потерь (с интенсивностью 1,85 мг/г испаренной влаги).

В периоде сублимации льда потери ЛЖК составляют меньшую величину (12%), а интенсивность выделения составляет 0,25 мг/г испаренной влаги. В периоде досушки творога потери ЛЖК минимальные (9%), но интенсивность выделения несколько больше, чем в периоде сублимации и составляет 0,5 мг/т испаренной влаги.

8. Удаление летучих карбонильных соединений ЛКС подчиняется в общих чертах тем же закономерностям, что и ЛЖК. Метод предварительного замораживания обеспечивает большую их сохранность. Их потеря тем меньше, чем ниже температура досушки.

- /0 8»

1. Материалы ХХУ1 съезда КПСС. М.: Политическая литература, 1981, с.169.

2. Продовольственная программа СССР на период до 1990 года и меры по ее реализации. Материалы майского Пленума ЦК КПСС 1982 г. Изд-во "Правда", 1982, с.37.

3. Алексеев Н.Г. Исследование технологического режима сублимационной сушки творога.-Дис.канд.технич.наук.- Л, 1966с.

4. Алексеенко А.А. Исследование и разработка технологии гранули рованного творога сублимационной сушки: Автореф.дис.канд. технич.наук. М, 1974. - 22 с.

5. Андреева Л.В., Финкельштейн З.И., Беляев С.С. Определение низших жирных кислот в природных объектах методом микротонкослойной хроматографии. Прикладная биохимия и микробиология, 1974, вып.2, с.308-312.

6. Берчфилд, Сторрс. Газовая хроматография в биохимии.- М.: Мир, 1964, с.78.

7. Богданова Е.А., Богданова Г.И. Производство цельномолочных продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, с.100.

8. Валеева А.Н. Качество и стойкость топленого масла. Автореф. дис.канд.технич.наук.- 1966,

9. Головня Р.В. Проблемы исследования запаха пищевых продуктов и создания имитаторов. Успехи химии, XI, У, 1976, вып.Ю, с.1895-1916.

10. Ю.Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, с.308-323.- s&S?

11. Гринбург H.X., Поповский В.Г. Сохранение аромата при сублимационной сушки яблочного пюре,- Консервная и овощесу-шильная промышленность, № II, 1976, с.41,30.

12. Гринберг H.I., Поповский В.Т., Колесниченко А.И. Исследование сохраняемости компонентов аромата абрикосового пюре при сублимационной сушке и гранулировании, Консервная и овощесушильная промышленность 1977, № 7, с.38-40.

13. Грязнов А.А. Исследование процессов молекулярной сушки пищевых продуктов и метода конструктивного оформления сушильных установок. Автореф.дисс.канд.технич.наук.- М,1952.

14. Грязнов А.А. Основы расчета и конструктирования установок молекулярной сушки.- В сб.: Сушка в пищевой промышленности -Всесоюзное совещание по интенсификации . отраслях про-мыш.-Профиздат. М., 1958, с.106-119.

15. Гуйго Б.И.,Гуляева А. Сублимационная сушка казеина.-Молочная промышленность. 1950, № 8, с.

16. Гуйго Э.И. Исследование процесса сушки из замороженного состояния под вакуумом. Автореф.дис. канд.технич.наук. -JI., 1931*

17. Гуйго Э.И. Механизм сушки влажных материалов сублимацией. В сб.трудов ЛТИХП, т.9, 1955, с

18. Гуйго Э.И., Алексеев Н.Г. Вакуумное охлаждение творога. -Молочная промышленность, 1962, №7, с.18-22.

19. Диланян З.Х., Генич Г.Ф. Динамика накопления вкусовых и ароматических веществ в украинском сырье,- Молочная промышленность, 1970, № 10, с.15-17.

20. Дьяченко П.Ф., Коваленко М.С., Грищенко А.Д., Чебатарев А.И. Технология молока и молочных продуктов. М. Пищеваяпромышленность, 1974, с.78.

21. Евстратьева Е.Д., Курячьев А.П. Консервирование творога методом сублимационной сушки,- Молочная промышленность, 1958, Ш 8, с.

22. Ибрагимова А.З., Яковлев Д.А., Горшкова Э.И. Определение соотношения диацетила и ацельалдегида в стептококковых заквасках газожидкостной хроматографией.

23. Каминарская А,К., С.А., Оленев Ю.А. Сублимационная сушка пищевых продуктов.-М., Госторгиздат, 1963;с.

24. Карадимов Д.С. Сублимационная сушка гранулированного болгарского Йогурта.-Автореф.дис.канд.технич.наук.-М.,1974, 18 с.

25. Карадимов Д.С., Карадимова З.А. Исследование потерь летучих веществ, при сублимационной сушке гранулированного йогуртав выброкипящем слое.-Науч.Тр.Высш.Инст-т хронительнойпром-сти, 1979, 23, № I, с.305-313.

26. Каухчешвели ЭЛ. Исследование процесса сушки и замораживания мясопродуктов в условиях глубокого вакуума.-Автореф.дис.канд.технич.наук.- М., 1950, с.

27. Каухчешвели Э.й. Конденсация водяных паров в условиях высокого вакуума.- Труды МТИММП. ВыпЛ.М., 1952, с.

28. Климовский И.И., Сергеева Е.Г., Белов А.Н. Количественное определение летучих кислот жирного ряда в сырье.- Молочная промышленность, 1971, № 8, с.10-12.

29. Кокшарова Т.Е. Исследование технологических режимов подготовки и сублимационного высушивания твердых сычужных сыров. -Автореф.дис.канд.технич.наук.- М., 1975, 19 с,

30. Липатов Н.Н. Пища, не знающая запретов,-творог. Наука и жизнь, 1968, № 8, с.77-80.

31. Липатов Н.Н. Производство творога.-М., Пищевая промышленность, 1978, с.4-14.

32. Лонин М., Мерсон Р. Основные процессы пищевых производств. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, с.30.

33. Лыков А.В., Грязнов А.А. Молекулярная сушка.-М.: Пищепром-издат, 1956, с.

34. Максимова А.К. Интенсификация процесса ароматообразования в закваске для маела.-Автореф.дис.канд.технич.наук.-М., 1964, .:

35. Мохначёв И.Г., Кузьмин М.П. Летучие вещества пищевых продуктов.- М.: Пищевая промышленность, 1966, с.3910 пищевой ценности творога. "Товароведение". Респ.межвед. научн.технич.сборник. Вып.2, 1967, с.69-74.s/я

36. Павлов И.И. Изучение процесса сушки сублимацией. Труды Ш1ТИ, вып.9, 1958.

37. Силантьева Л.А. Исследование процесса непрерывного сквашивания молока с различным содержанием сухих веществ молочнокислыми стр епт ок окками. -Авт ор еф. д ис. канд. т ехнич. наук. -Л., 1975 с.

38. Скородумова A.M. Практическое руководство по технической микробиологии молока и молочных продуктов.-М.: Пищепром-издат, 1963, с.227-228.

39. Сулеева Б. , Куравская Н.К. Газохроматографическое определение содержаний летучих жирных кислот в мясе сублимационной сушки.- В сб.: Науч.Тр.аспирантов, соискателей и молодых ученых по итогам научно-исследовательских работ. МТЙММП. М., 1973, с.169-170.

40. Сушка молочных продуктов методом сублимации.- ЦНИИТЭИ. Обзорная информация, серия: Молочная промышленность. М., 1973, 48 с.

41. Титов Н.Н. Новейшая аппаратура для высушивания под вакуумом. -В сб.: Мясная и молочная промышленность. М.: Пищепромиздат, 5,17, 1946.

42. Тёпел А. Химия и физика молока.-М.: Пищевая промышленность, 1979, с.569.

43. Уголев Д.А. Квалиметрия молочных продуктов детского питания.» Автореф.дис.канд.технич.наук.Л., 1982, с.10.

44. Чижов Г.Б. Физические основы сушки замораживания биопрепаратов.- Холодильная техника, 1948, К° 4, с.

45. Чужова З.П. Приготовление закваски ароматообразующих культур. Молочная промышленность, 1969, № 2, с.9-12.

46. Шмелева Л.И., Яковлев Д.А., Ибрагимова А.З. Определение диацетила в заквасках.- Молочная промышленность, 1974, № 2, с.21-23.

47. Шолохова В.В., Белов А.Н., Бузов И.П., Звячинцев В.И. Исследование содержания некоторых продуктов распада молочного белка и жира в плавленых сырах.- Труды ВНЙИМС " "Биологические методы совершенствования технологии сыра", 1974, вып. 16, с.3.6.

48. Berkler K.F., Reineccins G.A. Flavor isolation from fatty-foods via solvent extraction and membrane dialysis. J. Food Sci., 1980, 45, N 4, 1084-1085/.59* Bills D.D., Day E.A. Dehydragenase activity of lactic strep-tovocci, 1964, v. 47, 755.

49. Bomben J.L., Bruin S., Thijessen H.A.C., and Merson R.L. Aroma recovery and retention in concentration and drying of foods. Adv. Food Res., 1975, 20, 1.111.

50. Buttry R.G., Bomben J.L., Guadagni D.G. and Ling L.C. Some consideration of the volatilities of organic flavor compounds in floods. J. Agr. Food Chem., vol. 19, N 6, 1971, 10451046.

51. Chirife J., Karel M. Contribution adsorption to volatile retention in a Freeeie-dried food model containing HP. « J1, of Food Sci., vol. 521 (1975), 768-771.

52. Dickes, Geoffry James, Nicolas, Peter Victor Gras Chromoto-graphy in Food analysis. « London. Boston. Butterworth 1978. 595 c.

53. Dravnicks Andrew, 0*Dorrell. Anne. Principles and some techniques of high resolution head space analysis. J. Agr. and Food Chem. 1971, 19, No. 6, 1049-1054.

54. Durta S.M., Kuila R.K., Arora B.C., Ran Vanathan B. 1972. Effect of incubation temperature on acid and favor production in milk by lactic acid bacteria. J. Milk and Food Techn., 1972, 7, 110.

55. Flink J. and Karel M. Retention of organic volatiles in freeze-dried solutions of carbohydrates. J. Agr. and Food Chem. vol. 18, N 2, 1970, 295-297.

56. Flink J., Karel M. Effect of process variables on retention of volatiles in freeze-drying. J. Food Sci., 1970, vol.35,171 /Ii i i 0

57. Flink J., Gejl-Hansen F. Retention of organic volatiles in freeze-dried carbohydrates solutions: Microscopic observation. J. Agr. and Food Chem., vol. 20, N 3, 1972, 691-694.

58. Flink J.M., Labuza T.R. Retention of 2-Eropelen at low concentration by freeze drying carbohydrate solutions. J. Food Sci., 1972, 37, N 4, 617-618.

59. Forss D.A. The flavors of dairy fats a review. J* Amer. Oil Chem. Soc., 1971, 48, N 16, 702-750.

60. Forss D.A. Mechanisms of formation of aroma compounds in milk and milk products. J. Dairy research, 1979, 46, N 4, 691-706.

61. Hankinson С.Ъ., Harper W.I., Nikolajcik E. A gas liquid chromo to graphic method for volatile fatty acids in milk.1. У6

62. J. Dairy Sci., 1958, 41, 11, 1502-1509.

63. Heatherbell D.A., Wrolstand H.E. and Libbey L.M. Carrot vo-latiles. 1. Characterization and effects of canning and freeze-drying. J. Bood Sci., 36- 1971, 219.

64. Issenberg P., Greenstein G. and Bockovic M. Adsorption of volatile organic compounds in dehydrated food systems»

65. Measurement of thermal Isotherms at law water activities. J. Pood Sci., vol. 33 (1968), 621-625.82» Karel M., Flink J. Influence of frozen state reactions on freeze-dried foods* J. Agr. and Food Ghem., vol. 21, N 1, 1973, 16-21.

66. Karel Merely R. Do we need flavors in food? "Manuf• Con-feet.", 1980, 60, N 1, 15-16.

67. Longon B.J., Hruzek G.A. and Burns E.E. Effect of processing variables on volatile retention of freeze-dried carrots. -J. Pood Sci., vol. 39 (19740 « 1191-1194.

68. Menting Ь.О., Hoogstand B. , Thijessen H.A.C. Diffusion coefficients of water and organic volatiles in carbohydrate water system. J. Pood Technol., 1970, N 5, 111^126.

69. Menting L.C., Hoogstad B. and ThiQssen H.A.C'. Aroma retention during the drying liquid foods. J. Pood Technil., 1970, N 5, 127-139.

70. Menting L.C., Hoogstud B. volatiles retention during thedrying of aqueous carbohydrates solutions. J. Food. Sci., vol. 32 (1967), 87-90.

71. Nursten Harry. Four areas of aroma research explores International flavor and food additivies.

72. Rey L. f Bastein Mc. Biophysical aspects of freeze-drying. Drying of foods. Ed. by F.R.Fischers. Nat. Concil., Nat. Acad, of Sci., 1962.

73. Reymond D. Enrichment techniques for head spaces of food aromas. "Flavor Ind.11, 1971, 2, N 10, 575-578.

74. Thijessen H.A.C. Concentration process for liquid food containing volatiles flavors and aromas. J. Pood Technol., 1970, 5, 211-299.

75. Thijessen H.A.C. Flavor retention in driing preconcentrated food liquids. J. Appl. Chem. Biotechnol., 1971» vol. 21, December, N 2, 372-377•

76. Thio'essen H.A.C., Kerkohf P.J/A.M. Effect of temperature and water concentration during processing on food quality. J. Pood Process Eng., 1977, N 1, 129-147.

77. Watt I.C. Sorption of organic vapors Ъу Wool keratic. J. of Applied Polimer Sci. Vol. 3, 1964, 1737-1750?

78. Wientjes A.G. The influence of sugar concentrations on the vapor pressure of food odor volatiles in aqueous solutions. -J. Food Sci. , 1968, N 33, 16-17.