автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Совершенствование промышленной технологии плодоовощных пюре и соков с применением ферментных препаратов

Введение

СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. Аналитический обзор литературы.

1.1. Общие понятия о сокоматериалах, как о гетерогенных системах.

1.2. Методы осветления плодово-ягодных сокоматериалов.

1.3. Роль ферментных препаратов в производстве плодоовощной консервной продукции.

1.3.1. Применение мацерирующих ферментных препаратов

1.3.2. Использование ферментных препаратов для осветления сокоматериалов.

Глава 2. Объекты и методы исследований

2.1. Объекты исследований.

2.2. Методы определения показателей качества сырья и получаемых продуктов.

2.3. Методы определения активности ферментных препаратов.

2.4. Определение оптимальных условий действия и стабильности ферментных препаратов.

Глава 3. Экспериментальная часть

3.1. Изучение технологических аспектов применения ферментных препаратов мацерирующего действия в производстве пюре, соков и нектаров с мякотью.

3.1.1. Результаты испытаний препарата Рохамент Р (Rochament Р).

3.1.2. Испытание отечественного препарата Фитолиаза в производстве пюре, соков и нектаров с мякотью.

3.1.3. Испытание отечественных препаратов Пектомацерин, Пекталлиацин и Протопекталлиацин мацерирующего действия

3.1.3.1. Испытание отечественных препаратов Пектомацерин с различной активностью. ^

3.1.3.2. Испытания отечественных ферментных препаратов Пекталлиацин и Протопекталлиацин.

3.1.4. Цитологические исследования ферментолиза растительной ткани.

3.1.5. Испытание в полупроизводственных условиях препаратов мацерирующего действия, выработка опытно-промышленных партий продукции.

3.2. Изучение технологических аспектов применения ферментных препаратов для осветления сокоматериалов.

3.2.1. Испытание в лабораторных условиях новых ферментных препаратов различного действия при производстве соков.

3.2.1.1 Амилолитические препараты.

3.2.1.2. Пектолитические препараты.

3.2.1.3. Протеолитические препараты

3.2.2. Обоснование разработки промышленной технологии осветления яблочного сока ферментными препаратами.

3.3. Технологический процесс осветления сока на непрерывнодействующей установке.

Актуальность работы. Разработка способов наиболее полного использования плодоовощного сырья, побочных продуктов и отходов является одним из основных факторов развития перерабатывающей промышленности.

Сокращение отходов и потерь как основных, так и вспомогательных материалов можно достигнуть, применяя ферментативную обработку мезги, выжимок, а также путем внедрения в производство поточных технологий.

Ферментные препараты - биологические катализаторы, обладающие специфическим действием к определенным субстратам. Основным показателем, характеризующим эффективность применения ферментных препаратов, является их активность, зависящая от температуры и рН среды.

Использование ферментных препаратов в консервной отрасли для осветления и стабилизации соков осуществлялось периодическим способом, имеющим ряд недостатков, связанных со значительными эксплуатационными и другими расходами.

Основным условием эффективного действия ферментных препаратов является наличие полиэнзимного комплекса, способного биокаталитически воздействовать на многокомпонентные субстраты плодоовощного сырья.

Наибольшее развитие научных исследований эффективности применения ферментных препаратов в соковой промышленности в нашей стране отмечалось в 80-х годах прошлого столетия. Однако, в период спада объемов переработки плодов для производства соков прямого отжима и использования импортных концентратов, ферментативная обработка практически не применялась.

Известно, что сок, полученный на прессах различного типа, представляет собой сложную систему, состоящую из грубых дисперсных частиц в виде остатков клеток ткани, определяющих значительное количество взвесей в соке. Для производства прозрачных натуральных соков, особенно, когда требуется удаление коллоидной фракции, механические способы очистки недостаточно эффективны. Требуются биохимические методы, к которым от4 носится использование ферментных препаратов различного действия. В настоящее время начинает восстанавливаться производство новых ферментных препаратов. Появились более чистые ферментные препараты с высокой активностью.

Учитывая. ЧТО в реальных условиях даже для современных предприятий потери и отходы от производства соковой продукции из свежего сырья могут достигать 25 - 30%, использование уникальных свойств различных ферментных препаратов с пррименением непрерывно-действующих установок является важным направлением в области совершенствования промышленной технологии плодоовощных пюре и соков с применением ферментных препаратов.

Исходя из выше изложенного, тема диссертационной работы становится особенно актуальной.

Целью исследований являлось: разработка технологических процессов производства плодоовощных пюре и соков с мякотью с улучшенными органолептическими показателями и с минимальным образованием неиспользуемых отходов в соковом производстве; разработка промышленной технологии непрерывной ферментативной обработки сокоматериалов, получение исходных технологических данных для проектирования установки, обеспечивающей проведение указанного процесса.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: провести исследования влияния различных дозировок ферментных препаратов на выход пюреобразных соковых продуктов; изучить влияние температуры среды и продолжительности процесса на эффективность производства продуктов переработки плодов, ягод и овощей; установить параметры непрерывного технологического процесса осветления сокоматериалов с использованием различных ферментных препаратов; разработать проект технологической инструкции по применению ферментных препаратов в производстве осветленных соков и соков с мякотью.

Научная новизна исследований заключается в научном обосновании способа интенсификации процессов производства и осветления сокоматериалов, в получении данных об эффективности действия новых ферментных препаратов пектолитического и протеолитического действия.

Практическая значимость результатов выполненной работы заключается в получении достоверных значений параметров эффективных технологических процессов мацерирующей и осветляющей обработки плодово-ягодного при производстве пюре, соков и нектаров. Разработаны рекомендации по применению ферментных препаратов.

В рамках Программы Союзного государства (Россия - Республика Беларусь) разработаны исходные данные для проектирования и изготовления установки для непрерывной обработки ферментными препаратами сокоматериалов. Применение этого технологического оборудования позволит создать поточное производство осветленных соков. Экономический эффект определяется за счет снижения отходов и потерь, сокращения эксплуатационных расходов при непрерывном способе производства готовой продукции.

Защищаемые положения:

- данные об эффективности применения мацерирующих ферментных препаратов;

- технологические параметры применения осветляющих ферментных препаратов, имеющих комплексную пектолитическую и протеолитическую активность;

- технология непрерывной ферментативной обработки для осветления сокоматериалов.

ВЫВОДЫ:

1.Испытанный препарат Протофоетидин ПЮх ускоряет процесс ферментации сока по сравнению с препаратом Пектофоетидин ПЮх.

2. Предлагаемая схема осветления сокращает продолжительность ферментации на 20 - 30 мин.

3. Для удаления коагулированных осадков из сока после ферментации необходимо применить сепарирование или фильтрование.

От АООТ «Славянский консервный завод

Зав. лабораторией

Петриченко Л.Ю.

От ВНИИКОП

Старший научный сотрудник, кандидат биологических наук

Старший научный сотрудник, аспирант

Козлова Н.А.

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности ВНИИКОП

1. Агеева Н.М, и др. Ферментные препараты фирмы Novozymes Ferment A/G. // Виноград и вино России. - 2001, № 4, с. 52-53.

2. Бравова Г.Б.,Самойлова М.В. Мацерирующие ферменты. - М: - ОН- ТИЭИмикробиопром, 1982, с. 9 - 12.

3. Воробьева Е.В. Характеристика некоторых ферментных препаратов, применяемых в виноделии. - М: PC «Винодельческая промышлен-ность», вып. 8, ЦНИИТЭИпищепром, 1973. - с.7.

4. Гореньков Э.С., Горенькова А.Н., Усачева Г. Г. Технология консерви- рования. - М . : Агропромиздат, 1987. - с. 351.

5. Датунашвили Е.Н., Павленко П.М. Протеолитические ферментные препараты в виноделии. В сб. «Вопросы виноградарства и виноделия»,Симферополь, 1971.-с. 351.

6. Датунашвили Е.Н., Сейдер А.П. Процессы, происходящие в сусле и винах под действием пектолитических ферментных препаратов. В сб.«Вопросы виноградарства и виноделия», Симферополь, 1971. - с. 406.

7. Кожухова М.А. Теркун А.Н. Ферментативная обработка сырья при по- лучении соков и напитков с мякотью. // В сб. тезисов докладов Между-народной научной конференции «Прогрессивные пищевые технологии- третьему тысячелетию». - Краснодар, 2000. - с. 136.

8. Марх А.Т. Биохимия консервирования плодов и овощей. - М.: «Пище- вая промышленность», 1973.-371 с.

9. Мельничук П.Т. Влияние иектопротеолитических ферментных препа- ратов на превращения полимеров при хранении вина. - М: PC «Вино-дельческая промышленность», вып. 8, ЦНИИТЭИпищепром, 1973. -С.10.

10. Метлицкий Л.В. Биохимия плодов и овощей. - М.: «Экономика», 1970. - 2 7 1 с .

11. Миндадзе Р.К. Обесцвечивание антоцианов грибными ферментными препаратами. - - М: PC «Винодельческая промышленность», вып. 8,ЦНИИТЭИпищепром, 1973.-с. 13.128

12. Насонова М.Н., Ежов В.Н. Действие ферментных препаратов на поли- сахариды виноградного сока при брожении. - М: PC «Винодельческаяпромышленность», вып. 8, ЦНИИТЭИпищепром, 1973. - с. 11.

13. Оке М.И., Владимиров Г, // Исследование возможности улучшения со- стояния полидисперсных систем цитрусовых концентратов (Влияниеобработки мацерирующими .ферментными препаратами). // Изв.ВУЗов. Пищевая технология. - 1997. - №6, с. 57-60.

14. Пасынский А.Г. Коллоидная химия. - М.: «Высшая школа», 1968. - 230 с.

15. Покровский А.В. и др. Обработка мезги комплексно-устойчивых сор- тов винограда ферментными препаратами. // Виноград и вино России. -2000, №4,0.38-39.

16. Применение ферментных препаратов в производстве плодоовощных соков. « Консервная, овощесушильная и пищеконцентратная промыш-ленность. Обзорная информация. - М . АгроНИИТЭИ, 1990. 17. Рид Дж. Ферменты в пищевой промышленности. - М.:»Пищевая про- мышленность», 1971. - 414 с.

18. Рохленко Г., Калунянц К.А., Гребешова Р.Н., Кишковский З.И. По- лучение плодово-ягодных вин с помощью пектолитических фермент-129ных препаратов. // В кн. : «Ферменты. Получение и применение в на-родном хозяйстве». - М., 1972, вып. 1, с. 284 - 298.

19. Самсонова А.Н., Ушева В.Б. Фруктовые и овощные соки (Техника и технология) - М.: Агропромиздат, 1990. - 287 с.

20. Сейдер А. И. Особенности производства столовых вин с использовани- ем пектолитических ферментов. // Автореф. дисс. канд. техн. наук. -Краснодар, 1976.-20 с.

21. Технология консервирования плодов, овощей, мяса и рыбы. — М., «Ко- лос», 1993 (учебник под ред. Б.Л. Флауменбаума). - 320 с.

22. Тимофеева В.Н., Черепанова А.В., Березко Ю.В. Исследование влияния ферментативной обработки плодов шиповника на выход сока. «Хране-ние и переработка сельскохозяйственного сырья», 2005, №1, с. 28-29.

23. Фан-Юнг А.Ф. Изменение коллоидов при выработке сока из виногра- да и яблок. «Виноделие и виноградарство СССР», 1957, №1

24. Фан-Юнг А.Ф. Коллоидная система фруктово-ягодных соков, «Вино- делие и винофадарство СССР», 1953, №6

25. Фан-Юнг А.Ф., Флауменбаум Б.Л,, Изотов А.К. Технология консерви- рования плодов и овощей, - М.: Пищепромиздат, 1961. - 518 с.

26. Фогарти В.Н. Микробные ферменты и биотехнология. - М.: Агро- промиздат, 1986. - 207 с.

27. Воск W., Bielig n.,Wolff У. Fermentation von Mohrenmaische zur Ent- saftung durch Dekanter. - Flussiges Obst,1973, N 10,413-417

28. Bock W., M. Krausse, Dougowskig. Verfahren zur nerstellung von

29. Bock W., Dougowski G., Krause M, Nutzung des Tomatenensym- komplexes zur Herstellung von trinkfertigen Mischmazeraten aus Gemuseund Obsts Nahrung, No 7, 1973, 757

30. Bock W. Pohl A. Yukov K. Verflussigung und Paprika nach Tomaten- misclmazerat-Verfaharen unter Nutzung der fruchteigenen pektolytischenEnzymen, Lebensmittelindustrie, No.2, 1985, 69-71

31. Bott E. Der Einsatz von Separatoren and Dekantem bei der Yerarbeitung vonFruchten, Flussiges Obst, No. 10, 1986, 504-512131

32. Busak S. Targonski S. Baraniak A. Przemysel Fermentacygny Owocowo Wamywny, No.5, 1982, 28-30

33. Dongowski G., Book W. Untersuchungen zur Maischefermentierung von Schwarzen Johansbeeren, Lebensmittelindustriee No. 3, 1987,129-133

34. Endo A. Agr. Biol. Chem. (Tokyo), 1964,28,234 - 238.

35. Endo A. Agr. Biol. Chem. (Tokyo), 1964, 28, 535 - 542.

36. Endo A. Agr. Biol. Chem. (Tokyo), 1964,28, 543 - 550.

37. Endo A. Agr. Biol. Chem. (Tokyo), 1964, 28, 551 - 558.

38. Endo A. Agr. Biol. Chem. (Tokyo), 1964, 28, 639 - 645.

39. Endo A. Agr. Biol. Chem. (Tokyo), 1964, 28, 757 - 764.

40. Endo A. Agr. Biol. Chem. (Tokyo), 1965,29,129 - 136.

41. Endo A. Agr. Biol. Chem. (Tokyo), 1965, 29, 137 - 143.

42. Endo A. Agr. Biol. Chem. (Tokyo), 1965, 29, 222-228.

43. Endo A. Agr. Biol. Chem. (Tokyo), 1965, 29, 229 - 233.

44. Erfahrungsbericht, Flussiges Obst, No 12, 1986, 653-656 63,Gastonyi-Nagy M., H. Zetelaki. Effect of pH and temperature on the activityof varius pectolytic enzymes. - Acta Allimentaria, 14,1985, No. 1, p.77

45. Gherardi S. et al. Wirkung von VerOussigungeuzuaen auf Bimenpures: Be- ziehungen swischen analitisches Zusamensetzung und rheologischen Eigen-schaften, - Flussiges Obst, 1985, No 12,639-644

46. Gherardi S. et al. Wirkung von Verflussigungsensamen auf Bir-nenpurees. - Flussiges Obst, 1985, No 12, 739-644132

47. Grampp E., Krebs J,, H. Uhlig. Majzerieren von frucht oder Gemuse- mark (Rohm GmbH). - Pat, BRD No 1805808, Cl. A 23L 1/212 1968-79

48. Hotsontner H.J., S. Gherardi. Zura Inhalts- stoffgeflige von Karotten und draus hergestellten Saft und Puree. — Flussiges Obst, 1985, No 11, 572-579

49. Horvati H., Zetelaki K. et al. Effect of Endo- Pg treatment on the mineral content of red beet juice. - Acta Aliaentaria, vol.14,1985, No 1, 74-76

50. Janda W., Dorreich K. Optiemierte Maischeenzymierung von Apfel.— Flussiges Obst, 1934, N 12, 640-643

51. Janda W. Uberlegungen zur Optimierung der Herstellung voa Apfelsaft und - konzentrat. - Flussigts Obst, 1986, No 2, 67-70

52. Janda W, Weitere Erfahrung uber den Einsatz von Verflussigungsenzymen zur Erhohung der Apfelsaftausbeute mit verschiedenen Pressystemen. - Con-fructa,1985. No 11, 125-127

53. Janda W. Optimale Fuhrung der Horizontalpresse bei der Mai- scheenzymierung, - Flussiges Obst, 1985, No 12, 637 - 638

54. Junker R. Lohnt sich die Investition in eln Apfelmaischenen-zymierung, - Flussiges Obst, 1987, No 8, 435-444

55. Kertesz Z. I. N. Y. State Arg. Expt. Sta. (Geneva, N.Y.), Bull. 1930, 589.

56. Knoll, P. Neue Rohrenwarmeaustauscher fur stuige and faserhaltige Pro- dukte, - Flussiges Obst, 1984, No 1, 4 - 8

57. Liepe H., M. Jaaker. Starterkulturen - Verwendung bei Genusse Safte. - Flussiges Obst, 1984, No 3, p. 109

58. Marshall R.E. Mich. State Coll. Agr. Expt. Sta., Circ. Bull., 1952, 206

59. Mehlitz A. Biochem. Z., 1939, 221, 217 - 231.

60. Munsch М„ E. Simart, J.M. Girard. Blanchiment, Broyage et Maceration Ensymatique dans la fabrication du jus de car-rotes. - Lebensmittel-Wissenschaft uad Technologie, 1966, No 3, 229-239

61. Nikolov I. et al. Kontinuierliche Klarung von Apfelsaft// Flussiges Obst. - 1999, Jg. 66, H,8, s,427-429. (Технология осветления яблочного сока всистемах непрерывного действия (ФРГ).

62. Pflanzenmazeraten, Patentschrift No.84317 der DDR, 1971

63. Pilnik W., et al. Enzymatische Verflussigung von Obst und Gemuse. - Flus- siges Obst, 1975. No 11,448-451

64. Possmann Ph., С Sprinz. Ganzfmchtverarbeitung Herstellung von Frucht- und Gemusepuree, Frucht- und Gemusemarkkonsentrat sowie tropischenFruchtpurees fur Nektare und Trunke. - Confructa Studien, 1986, No I, 24-29

65. Pouzitie enzymov pri spracovani ovocia a zeleniny. - GSSH (resers II) 9O.Schmitt B. Neu Weg zur enzymatischen Verflussigung von Obst und Ge-muse. - Flussiges Obst, 1983, No 1, 23-27

66. Schmitt R. Wirkung топ Enzymen bei der Verflussigung von Obst und Ge- muse.-ZFL, 1985, No 5,409-414

67. Schreier P. et al. Unterzuchung VerOussigung tropischer Frucht Pulpen. - Flussiges Obst, 1985, N 7, 365-370134

68. Schreier P. et al, Untersuchungen zur enzymatischen Verflussigung tro- pischer Fruchtpulpen, - Flussiges Obst, 1985, No7, 365-370

69. Silley P. Leters In Aplied Microbiology, 1986,212,29-31

70. Strubi P. et al. - -Journal of Food Science,1978, vol.43, p.26O

71. Sule D., D.Ciric. Uprara za patents SFRY, Beograd,- N 12207 P-1657/65 (1965)

72. Sule D., Ciric D. Herstellung von Frucht und Gemusemark-Konzentraten. - Flussiges Obst, 1968, No 6,1-5

73. Sule D., Vujicic B. Untersuchungen der Wirksamkeit von Enzym- praparaten auf Pektinsubstraten und frucht und Gemusemeischen. - Flussi-ges Obst, 3, 1973, 79-39

74. Sule D., Yujicic В., Untersuchungen der Wirksamkeit von Enxympraperaten auf Pektinsubstraten uad frueht und Gemusemeischen.Flussiges Obst, 1973. No 4, 130-139

75. SuleD. Uber die Stabllitat von fruchtfleischaltigen Nektaren. -Flus- siges Obst, 1973, No 12, 450-461

76. Sule D. Gemusesafle. - Flussiges Obst, 1984, No 1, 17-29

77. Szilagi Toth E, et al. Heat conservation of drings Prepared with Enzymes/ - Acta Alimentaria,, 14, 1985, 13-28

78. СССР, а.с. №1750618, А 23 L 2/02. Способ приготовления ви- ноградного сока.//Государственный проектный институт "Казгипро-пищепром", Демурига З.А. и др., публ. 1992 г.

79. СССР. а.с. № 1700816, A23L2/02. Способ осветления сока. Все- союзный научно-исследовательский институт по переработке фруктови винофада. Коган Р.С. и др., 1991.

80. СССР, а.с. № 1496033, А 23 L 2/02, Способ получения плодово- ягодных и овощных соков.// Всесоюзный заочный институт пищевойпромышленности, Белов Н.И. и др., 1989 г.137