автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Совершенствование технологий длительного хранения овощного сырья

На правах рукописи

ВАЖЕНИН Евгений Игорьевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ ОВОЩНОГО СЫРЬЯ

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

. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

15 ЯНВ 2015

Краснодар-2014

005557643

005557643

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ В ПО «КубГТУ»)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Касьянов Геннадий Иванович Официальные оппоненты: Щербакова Елена Владимировна,

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технологии хранения и переработки растениеводческой продукции ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» Куннн Григорий Анатольевич, кандидат технических наук, заведующий отделом хранения и комплексной переработки сельскохозяйственного сырья ФГБНУ «Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной

продукции»

Ведущая организация: ФГБНУ «Всероссийский научно-

исследовательский институт технологии консервирования»

Защита состоится «29» января 2015 г. в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» но адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г-248

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Автореферат разослан «26» декабря 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук, доцент

В.В. Гончар

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность темы. Овощи являются основным видом пищевой продукции, употребляемым населением в свежем виде. Это обуславливается наличием в овощах всех необходимых для здоровья человека пищевых веществ: различных витаминов, минеральных веществ, пектиновых и других веществ. Существует множество проблем, связанных с использованием данного вида продукции в качестве товара для розничной торговли, а также сырья для производства пищевых продуктов. К одной из таких относится проблема длительного хранения.

Степень разработанности данной проблемы в настоящее время невысокая, так как в мире еще не до конца освоены технологические приемы, позволяющие эффективно осуществить процесс длительного хранения овощного сырья без использования химических реагентов, модифицированных газовых сред или низких температур, что в свою очередь ухудшает показатели качества овощей во время хранения, приводит к порче овощной продукции.

В связи с этим необходимо совершенствовать используемые в настоящее время технологии длительного хранения овощного сырья и предложить аппаратурно-технологические решения, позволяющие осуществить весь процесс хранения овощей без воздействия на них химическими реагентами, модифицированными газовыми средами или низкими температурами, при этом сохранить показатели их качества, а также избежать больших материальных затрат на сам процесс хранения.

Исходя из этого, выполнение совершенствования технологий длительного хранения овощного сырья является актуальным и соответствует задачам государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы, от 14 июня 2012 г. № 717.

1.2 Цель и задачи исследований. Целью данной работы явилось совершенствование технологий длительного хранения овощного сырья, позволяющих эффективно осуществить процесс хранения овощей без использования различных химических реагентов, модифицированных газовых

сред или низких температур, не допуская при этом больших потерь массы сырья, снижения показателей качества овощей, а также больших материальных затрат на сам процесс хранения.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследовать влияние ЭМП КНЧ на сохранность и показатели качества наиболее распространенных видов овощей, выращиваемых в Краснодарском крае;

- исследовать влияние ретрансляции резонансных частот колебаний ЭМП С02-экстрактов, получаемых из пряно-ароматического сырья, обладающих выраженными асептическими свойствами, с помощью специального устройства, на сохранность и показатели качества наиболее распространенных видов овощей Краснодарского края;

- разработать способы длительного хранения различных видов и сортов овощей с использованием предварительной обработки сырья соответствующими режимами ЭМП КНЧ, асептических упаковочных материалов, а также постоянной (на протяжении всего периода хранения) ретрансляции резонансных частот колебаний ЭМП С02-экстрактов, полученных из пряно-ароматического сырья, обладающих высокими асептическими свойствами на хранимое овощное сырье;

- провести апробацию усовершенствованных технологий длительного хранения различных видов и сортов овощей, разработать техническую документацию и рассчитать ожидаемый экономический эффект от их внедрения в пищевую индустрию Краснодарского края.

1.3 Научная новизна. Впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и эффективность использования разных типов формирования ЭМП КНЧ в процессе длительного хранения различных видов и сортов овощей. Сформулированна гипотеза о том, что различные режимы обработки ЭМП КНЧ отрицательно влияют на клеточную оболочку микроорганизмов, вызывающих микробиологическую порчу овощного сырья во время длительного хранения, а также нарушают ферментативную активность клеток данных микроорганизмов, что

способствует увеличению сроков хранения овощей, сохранению показателей их качества, а также сокращению потерь сырья во время длительного хранения.

Впервые теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и эффективность использования ретрансляции резонансных частот колебаний ЭМП С02-эксграктов из пряно-ароматического сырья, обладающих выраженными асептическими свойствами на овощное сырье в процессе длительного хранения. Установлено, что ретрансляция данных частот колебаний ЭМП отрицательно влияет на микроорганизмы, вызывающие микробиологическую порчу овощей, за счет выраженных асептических свойств пряно-ароматического сырья, из которого изготовлены используемые С02-экстракты, что способствует увеличению сроков хранения сырья, а также сокращению его потерь во время длительного хранения и сохранению потребительских свойств. Кроме того установлено, что ретрансляция резонансных частот колебаний ЭМП СОг-экстрактов из пряно-ароматического сырья, обладающих выраженными асептическими свойствами положительно влияет на биохимические показатели овощей во время длительного хранения, за счет антиоксидантных свойств используемых СОг-экстрактов, что способствует сохранению данных показателей овощного сырья по окончанию процесса хранения.

Усовершенствованная технология длительного хранения овощного сырья позволяет избежать больших потерь сырья, снижения потребительских свойств, показателей его качества, а также значительно увеличить сроки хранения и сократить материальные затраты на процесс хранения.

1.4 Практическая значимость работы. Усовершенствованы технологии длительного хранения овощного сырья, позволяющие увеличить срок хранения, сохранить потребительские свойства, основные показатели качества, а также сократить потери сырья во время длительного хранения при комнатной температуре, без использования химических реагентов, модифицированных газовых сред или низких температур.

Сконструировано и апробировано специальное устройство для длительного хранения различных видов овощного сырья, позволяющее увеличить его срок хранения, сохранить потребительские свойства и основные

показатели качества, а также сократить потери во время длительного хранения при комнатной температуре за счет использования генератора сигналов специальной формы, а также устройства для ретрансляции резоиасных частот колебаний ЭМП различных веществ.

Усовершенствована технология производства С02-экстрактов из пряно-ароматического сырья (Патент РФ №100731).

Усовершенствована технология производства асептических упаковочных материалов (Патент РФ №117354). Разработана новая рецептура асептической упаковочной стрейч-пленки.

Разработан проект технической документации на новые виды С02-экстрактов из пряно-ароматического сырья (ТУ 9169-379-02067862-2014; ТИ 9169-083-02067862-2014). Разработан проект технической документации на новые виды асептических упаковочных материалов (ТУ 229791-381-020678622014; ТИ 229791-084-02067862-2014).

Апробация усовершенствованных технологий, а также устройства для длительного хранения овощного сырья было проведено на овощехранилище ООО «Комбинат детского питания» (Краснодарский край, ст. Крыловская); промышленные испытания усовершенствованной установки для газожидкостной экстракции сырья растительного происхождения, а также получение новых видов С02-экстрактов из пряно-ароматического сырья проведено на экстракционном заводе ООО «Компания Караван» (г. Краснодар). Ожидаемый экономический эффект от реализации разработанной технологии длительного хранения томатов и огурцов составляет соответственно 7,1 и 6,9 тыс. руб., картофеля и моркови - 4,3 и 4,1 тыс. руб. на 1 тонну заложенной на хранение продукции.

1.5 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены, обсуждены и одобрены на научно-практических семинарах кафедры технологии продуктов питания животного происхождения ФБГОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», на 4-й Международной конференции «Наука в центральной России» (г. Тамбов, декабрь, 2013 г.), 6-й Международной дистанционной научной конференции «Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения» (г. Липецк, 26-

27 декабря 2013 г.), Международной научно-технической Интернет-конференции «Современные научные исследования и инновации в области применения суб- и сверхкритических технологий» (Краснодар, 21 мая 2014).

1.6 Публикации. Основные результаты выполненных исследований опубликованы в 12 научных работах, в числе которых 1 монография, 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России, получено 2 патента на полезные модели (1Ш).

1.7 Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора отечественной и зарубежной научно-технической и патентно-информационной литературы, методического раздела, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы, и приложений.

Основная часть работы изложена на 149 страницах компьютерного текста, включает 31 таблицу и 16 рисунков. Список литературных источников состоит из 124 наименований, в том числе 31 иностранного источника.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований. В качестве объектов исследований были использованы основные виды овощей Краснодарского края, наиболее используемых в качестве сырья для производства пищевых продуктов, а также товара для. реализации в розничной торговле. А именно томаты сортов «Новинка Кубани» и «Кубанские казаки», «Подарочный» (красные, бурые), огурцы сортов «Р1 -Маша» и «Конкурент», картофель сортов «Ароза» и «Мустанг», морковь сортов «Шантане 2461» и «Несравненная». Кроме того, в процессе исследований использовались новые виды С02-экстрактов из пряно-ароматического сырья, а также асептических упаковочных материалов.

Анализируемое сырье отвечало основным требованиям технического регламента Таможенного союза к его качеству по критериям повышенной питательности, эффективности и полезности.

2.2 Методы исследований. При проведении экспериментальных исследований использовались стандартные методики по оценке качественного состава овощного сырья, а также современные методы физико-химического

анализа. В работе были использованы методы органолептической оценки овощного сырья, проводимые согласно ГОСТ 1725-85, ГОСТ 1726-85, ГОСТ Р 51808-2001, ГОСТ Р51782-2001. Определение микробиологических показателей сырья проводилось согласно ГОСТ 10444.15-94, ГОСТ 10444.12-88. Для определения реологических свойств исследуемого сырья использовался текстуроанализатор «Структурометр СТ-2». Биохимические показатели исследуемого сырья определялись согласно ГОСТ 28561-90, ГОСТ 24556-89, ГОСТ 8756.13-87, ГОСТ Р 51434-99. Данные исследования проводились в научно-исследовательских лабораториях ФГБОУ ВПО «КубГТУ».

Электромагнитную обработку исследуемого сырья проводили с помощью генератора сигналов специальной формы ГСС-05 по технологической инструкции данного устройства. Процесс ретрансляции резонансных частот колебаний ЭМП С02-экстрактов из пряно-ароматического сырья, обладающих высокими асептическими свойствами, проводили с помощью устройства для биорезонансной терапии «ТРАНСФЕР-П». В процессе проведения экспериментов, измерения температуры и влажности в лабораторных помещениях проводили с помощью стандартных сертифицированных измерительных устройств. Измерения напряженности электрического и магнитного полей проводили с помощью приборов ИЭП-05 и ИМП-05 согласно госстандарту. Новые виды С02-зкстрактов из пряно-ароматического сырья были изготовлены согласно ТУ 9169-379-02067862-2014; ТИ 9169-08302067862-2014. Новые виды асептических упаковочных материалов были изготовлены согласно ТУ 229791-381-02067862-2014; ТИ 229791-084-020678622014. Для планирования экспериментов использовался метод математического планирования эксперимента в условиях неоднородности факторов, способных повлиять на результаты эксперимента. Статистическая и математическая обработка экспериментальных данных проводилась эмпирическим методом совместно с расчетами ошибок воспроизводимости результатов опытов с использованием программ «Microsoft Excel 2007» и «STATISTIKA 8» фирмы Microsoft. На рисунке 1 представлена структурная схема исследований.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Т

Изучение процессов, происходящих в овощном сырье во время длительного хранения Изучение характеристики микроорганизмов, вызывающих порчу овощного сырья во время длительного хранения

Изучение характеристики заболеваний овощей во время длительного хранения Изучение характеристики используемых в настоящее время технологий длительного хранения овощного сырья

Рисунок 1 - Структурная схема исследований

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 3.1 Исследование влияния ЭМП КНЧ на сохранность и показатели качества наиболее распространенных сортов овощей Краснодарского края. Данные научно-исследовательские работы было решено провести на примере томатов, т.к. томат является самой распространенной и употребляемой овощной культурой Краснодарского края. Вначале эксперимента, с помощью специальных микробиологических методик и оборудования были выведены культуры плесневых микроорганизмов, которые вызывают микробиологическую порчу томатов двух степеней спелости сорта Подарочный (красные, бурые) во время длительного хранения, а именно Alternaria solani (альтерназиоз), Gloeosporium musarum (антракноз), Botrytis cinerea (ботритиоз). Далее образцы данных культур были обработаны различными режимами ЭМП КНЧ в нескольких повторностях. В ходе чего был установлен наиболее оптимальный режим обработки ЭМП КНЧ для данных культур микроорганизмов, а именно однократная обработка неоднородным ЭМП, частотой 38 Гц, величиной магнитной индукции 6 мТл в течение 50 минут. В результате использования данного режима обработки было зафиксировано снижение числа микроорганизмов всех трех указанных культур на 6 порядков (с 1*107 до 1*10) во всех четырех повторностях эксперимента.

Далее было исследовано влияние ЭМП КНЧ в частотном диапазоне 18 -40 Гц на сохранность и показатели качества самих томатов сорта Подарочный.

Сырье хранили в сезон 2009 года в течение одного месяца при температуре 2 - 6 °С, а также относительной влажности воздуха 90 - 92 % для обеих степеней спелости. Все сырье перед закладкой на хранение подвергалось воздействию различных режимов ЭМП КНЧ. Кроме того для сравнения результатов эксперимента были также заложены на хранение томаты, не обработанные ЭМП (контрольные образцы). При этом обработка всех образцов томатов проходила в четырех повторностях каждого использованного режима ЭМП КНЧ.

В таблицах 1 и 2 приведены показатели товарного качества томатного сырья двух степеней спелости сорта Подарочный, обработанных ЭМП перед закладкой на хранение, а также контрольных образцов.

Таблица 1 - Показатели товарного качества томатов сорта Подарочный (красные), обработанные неоднородным ЭМП КНЧ

Способ хранения сырья

Показатели качества томатов Контроль неод-ое ЭМП Г=38,0 Гц, Р=6 мТл, 1=10 мин неод-ое ЭМП Г=38,0 Гц, (3=6 мТл, И20 мин неод-ое ЭМП Г=38,0 Гц, р=6 мТл, 1=30 мин неод-ое ЭМП Г=38,0Гц, р=6 мТл, 1=50 мин

Естественная убыль, % 4,2 3,0 3,5 0,9 3,3

Микробиологическая порча, % 42,5 14,9 40,5 0 4,0

Сумма потерь, % 46,7 17,9 44,0 0,9 7,3

Максимальный выход товарной продукции, % 53,3 82,1 56,0 99,1 92,7

Таблица 2 — Показатели товарного качества томатов сорта Подарочный

(бурые), обработанные однородным и неоднородным ЭМП КНЧ

Показатели качества томатов Способ хранения сырья

Контроль одн-ое ЭМП Г= 18,0 Гц, р=6 мТл, (=50 мин неод-ое ЭМП Г=18,0 Гц, р=6 мТл, 1=50 мин одн-ое ЭМП Н8 Гц, Р=6мТл, 1=50 мин неод-ое ЭМП Г=38 Гц, Р=6 мТл, 1=50 мин

Естественная убыль, % 3,5 3,2 1,2 3,2 1,6

Микробиологическая порча, % 50,0 17,0 18,8 12,1 7,0

Сумма потерь, % 53,5 20,2 20,0 15,3 8,6

Максимальный выход товарной продукции, % 46,5 79,8 80,0 84,7 91,4

Таблица 3 - Биохимические показатели качества томатов сорта Подарочный

(красные), обработанные однородным и неоднородным ЭМП КНЧ

Показатели качества томатов Способ хранения

сырье Контроль ЭМП (неоднородное Г=38,0 Гц, р=6 мТл, 1=30 мин) ЭМП (неоднородное Т=38,0 Гц, р=6 мТл, 1=50 мин)

Сухие вещества, растворимые, % 5,7 5,5 5,6 5,6

Общий сахар, % 4,2 3,32 3,54 3,49

Общая кислотность, % 0,40 0,55 0,49 0,47

Витамин С, мг % 23,6 19,4 23,2 22,8

Таблица 4 - Биохимические показатели качества томатов сорта Подарочный _ (бурые), обработанные однородным и неоднородным ЭМП КНЧ

Показатели качества томатов сырье Контроль ЭМП (одн-ое) ^ 18,0 Гц, Р=6 мТл, 1=50 мин ЭМП (неод-ое) £=18,0 Гц, Р=6 мТл, 1=50 мин ЭМП (одн-ое) Р=38 Гц, Р=6 мТл, 1=50 мин ЭМП (неод-ое) Р=38 Гц, Р=6 мТл, 1=50 мин

Сухие вещества, растворимые, % 5,8 5,5 5,6 5,7 5,6 5,9

Общий сахар, % 3,8 3,30 3,40 3,47 3,44 3,50

Общая кислотность, % 0,42 0,43 0,47 0,50 0,50 0,55

Витамин С,мг % 1 17,6 20,2 22,0 23,0 .22,3 23,3

Убыль массы сырья в опытных образцах составила 0,9 - 3,3 % в красных томатах сорта Подарочный и 1,2 - 3,2 % в бурых, а в контрольных образцах

убыль массы сырье за аналогичный срок составила - 4,2 % и 3,5 % соответственно.

В таблицах 3 и 4 приведены биохимические показатели качества томатов сорта Подарочный (красные, бурые), обработанные ЭМП КНЧ перед закладкой на хранение, а также контрольных образцов.

Из полученных данных можно сделать вывод о том, что в томатах, обработанных неоднородным ЭМП КНЧ все биохимические показатели остались стабильными после 1 месяца хранения.

Таблица 5 - Органолептические показатели томатов сорта Подарочный после 1

месяца хранения

Органолептические показатели сырья после 1 месяца хранения, % Томаты сорта Подарочный (красные) Томаты сорта Подарочный (бурые)

Контроль Обработанные однократно неоднородным ЭМП, Г=38,0 Гц, р=6 мТл, 1=30 мин Контроль Обработанные однократно неоднородным ЭМП, Г=38,0 Гц, р=6 м'Гл, 1=50 мин

Вкус неприятный 46,7 0,9 53,5 8,6

приятный 53,3 99,1 46,5 91,4

Цвет, наличие гнилостных образований тусклый, с гнилостными образованиями 46,7 0,99 53,5 8,6

яркий, без гнилостных образований 53,3 99,1 46,5 91,4

Запах неприятный 46,7 0,99 53,5 8,6

приятный 53,3 99,1 46,5 91,4

Структура водянистая 46,7 0,99 53,5 8,6

плотная | 53,3 99,1 46,5 91,4

В таблице 5 приведены органолептические показатели в процентном соотношении томатов обеих разновидностей сорта Подарочный (красные, бурые) обработанных наиболее эффективными режимами ЭМП КНЧ перед закладкой на хранение после одного месяца хранения, а также контрольных

образцов. Исходя из данных этой таблицы можно сделать вывод о том, что процентное соотношение качественного по указанным органолептических показателям сырья к некачественному гораздо выше наблюдается у томатов, обработанных подобранными наиболее оптимальными режимами обработки ЭМП КНЧ.

Таким образом, после проведенной научно-исследовательской работы по определению влияния ЭМП КНЧ на сохранность и основные показатели качества томатов можно сделать вывод о том, что предварительная обработка томатов сорта Подарочный (красные, бурые) ЭМП КНЧ способствует сохранению товарного качества в течение 1 месяца хранения, сокращению потерь сырья от заболеваний, вызванных плесневыми микроорганизмами, сохранению всех основных показателей качества сырья.

Кроме того, удалось определить оптимальные режимы обработки ЭМП КНЧ для томатов сорта Подарочный перед закладкой на хранение:

— для красных томатов сорта Подарочный - обработка неоднородным ЭМП с частотой 38 Гц, индукцией В = 6 мТл в течение 30 минут;

— для бурых томатов сорта Подарочный - обработка неоднородным ЭМП с частотой 38 Гц, индукцией В = 6 мТл в течение 50 минут.

Далее были проведены исследования по определению наиболее эффективных режимов обработки ЭМП КНЧ всех остальных видов и сортов овощного сырья Краснодарского края, которые были выбраны в качестве объектов исследований данной работы, а именно томаты сортов Новинка Кубани, Кубанские казаки, огурцы сорта П -Маша и Конкурент, морковь сорта Шантане 2461 и Несравненная, а также картофель сорта Ароза и Мустанг.

В ходе проведения данной части исследований использовались десятичные доли величины частот колебаний ЭМП (пример: 38,0 Гц, 38,1 Гц, 38,2...). При том, вначале опытов проводилась обработка томатов ЭМП КНЧ, а затем с уже с поверхности обработанных овощей брались пробы для микробиологических исследований и впоследствии определялись число КМАФАМ (КОЁ/г) и число дрожжевых и плесневых микроорганизмов (КОЕ/г).

Таким образом, были установлены наиболее оптимальные режимы обработки ЭМП КНЧ для всех использованных образцов овощного сырья:

- для красных томатов сорта Подарочный - однократная обработка неоднородным ЭМП с частотой 38,1 Гц, индукцией В = 6 мТл в течение 30 минут;

- для бурых томатов сорта Подарочный - однократная обработка неоднородным ЭМП с частотой 38,5 Гц, индукцией В = 6 мТл в течение 50 минут;

- для огурцов сорта Б1-Маша - однократная обработка неоднородным ЭМП с частотой 38,5 Гц, магнитной индукцией В = 6 мТл в течение 30 минут;

- для огурцов сорта Конкурент - однократная обработка неоднородным ЭМП с частотой 38,9 Гц, магнитной индукцией В = 6 мТл в течение 30 минут;

- для моркови сорта Шантане 2461 - однократная обработка однородным ЭМП с частотой 21,5 Гц, магнитной индукцией В = 6 мТл в течение 15 минут;

- для моркови сорта Несравненная - однократная обработка однородным ЭМП с частотой 21,1 Гц, магнитной индукцией В = 6 мТл в течение 15 минут;

- для картофеля сорта Ароза - однократная обработка однородным ЭМП с частотой 21,5 Гц, магнитной индукцией В = 6 мТл в течение 15 минут;

- для картофеля сорта Мустанг - однократная обработка однородным ЭМП с частотой 21,5 Гц, магнитной индукцией В = 6 мТл в течение 20 минут. 3.2 Исследование влияния ретрансляции резонансных частот

колебаний ЭМП С02-экстрактов из пряно-ароматического сырья, создаваемой с помощью специального устройства, на сохранность и показатели качества наиболее распространенных сортов овощного сырья Краснодарского края. Далее был проведен лабораторный эксперимент с использованием медицинского устройства для биорезонансной терапии «ТРАНСФЕР-П».

Данное устройство было использовано в процесс хранения томатов сорта Новинка Кубани (красные). Томаты выбранного сорта были завернуты в металлическую фольгу, после чего к половине из них подсоединили провода от вышеуказанного устройства, а вторую половину оставили в качестве контрольного образца, при этом в приемную часть используемого устройства была помещена емкость с небольшим количество ССЬ-экстракта из базилика эвгенольного.

Таблица 6 - Биохимические показатели томатов сорта Новинка Кубани

Период биохимические показатели

проведения Сухие вещества, Общий сахар, Общая Витамин С,

эксперимента, растворимые, % % кислотность, %

дней %

с 1 по 5 день 5,8 4,4 0,41 23,5

с 40 по 45 день 5,7 4,3 0,4 23,2

Таблица 7 - Органолептические показатели томатов сорта Новинка Кубани в

течение всего процесса хранения

Период проведения эксперимента, дней Органолептические показатели

Вкус Наличие гнилостных образований на поверхности

Контроль Эксперимент Контроль Эксперимент

1-5 приятный (5 б.) приятный (5 б.) отсутствует отсутствует

5-10 приятный (5 б.) приятный (5 б.) отсутствует отсутствует

10-15 приятный (5 б.) приятный (5 б.) отсутствует отсутствует

15-20 неприятный приятный (5 б.) присутствует отсутствует

20-25 неприятный (3 б.) приятный (5 б.) присутствует отсутствует

25-30 неприятный (3 б.) приятный (5 б.) присутствует отсутствует

30-35 - приятный (5 б.) - отсутствует

35-40 - приятный (4 б.) - отсутствует

40-45 приятный (4 б.) - отсутствует

В таблице 7 приведены основные показатели, по которым проводилась органолептическая оценка всех образцов томатов в течение всего периода хранения.

Максимальный срок хранения томатов, которые хранились с использованием постоянной ретрансляции резонансной частоты С02-экстракта из базилика эвгенольного составил 40-45 дней, при этом потери сырья при данном сроке хранения составили 0%. Кроме того, судя по данным таблиц 6 и 7, все показатели качества экспериментальных образцов томатов сохранялись стабильно-положительными от начала до самого конца эксперимента. При этом микробиологические показатели экспериментальных образцов томатов также были стабильно-положительными на протяжении всего периода хранения. Данный эксперимент проводился в четырех повторностях и во всех случаях результат оказался стабильным (р=0,99). При этом максимальный срок хранения томатов, которые хранились без всякого воздействия составил 25-30 дней во всех повторностях из четырех.

3.3 Проведение исследований по хранению овощного сырья с использованием ЭМП КНЧ, ретрансляции резонансных частот колебаний ЭМП С02-экстрактов из пряно-ароматического сырья, а также асептических упаковочных материалов. Далее были проведены исследования по хранению всех овощей, выбранных в качестве объектов исследований данной работы, с использованием ЭМП КНЧ, ретрансляции резонансных частот колебаний ЭМП различных С02-экстрактов из пряно-ароматического сырья, а также асептических упаковочных материалов.

Рисунок 3 - Устройство для длительного хранения овощного сырья

Рисунок 4 - Схема ус тройства для ретрансляции резонансной частоты ЭМП вещества

Для проведения данных исследований было сконструировано специальное устройство для длительного хранения, изображенное на рисунке 2. На рисунке 4 изображена схема устройства для ретрансляции резонансной частоты ЭМП вещества, входящего в состав устройства для длительного хранения овощного сырья. Разработанное устройство включает в себя: общий корпус (1), камеру для сырья (2), генератор сигналов специальной формы (3), излучатель (4), дверь (5), поддоны для сырья (6), устройство для ретрансляции резонансной частоты ЭМП вещества (7), приемную часть (8), регулятор (9).

При закладке на хранение томатов и огурцов, были использованы поддоны для сырья (6) с фольгированным дном для осуществления ретрансляции резонансной частоты ЭМП С02-экстракта из Базилика эвгенольного - находящегося в приемной части (8) устройства для ретрансляции резонансной частоты ЭМП вещества (7) на нижнюю часть сырья, а сверху поддоны с сырьем герметично были закрыты асептической упаковочной стрйч-пленкой для осуществления антимикробного воздействия на верхнюю часть сырья.

В случае закладки на хранение картофеля и моркови, овощи были сначала равномерно уложены слоями в поддоны для сырья (6), при этом между слоями была равномерно застелена металлическая фольга, с помощью которой проходил процесс ретрансляции резонансной частоты ЭМП ССЬ-экстракта из Базилика эвгенольного, находящегося в приемной части (8) устройства для ретрансляции резонансной частоты ЭМП вещества (7) размещенному в поддоне сырью с помощью генератора сигналов специальной формы (3) и излучателя (4). В одном поддоне было размещено несколько слоев сырья - уложенных таких образом. После чего поддон с сырьем был заложен в камеру для сырья (2).

Во время проведения исследований с поверхности овощей с определенной периодичностью брались пробы для определения микробиологических и биохимических показателей качества сырья.

В таблице 8 приведены средние данные потерь сырья всех использованных в эксперименте образцов овощей, которые хранились с

помощью постоянной ретрансляции резонансной частоты колебаний ЭМП С02-экстракта из базилика эвгенольного.

Таблица В - Потери овощного сырья во время длительного хранения

Овощное сырье, использованное в эксперименте Срок хранения, дней Количество потерь, %

Хранение с помощью постоянной ретрансляции резонансной частоты ЭМП С02-экстракта из Базилика эвгенольного

без использования предварительной обработки ЭМП КНЧ с использованием предварительной обработки ЭМП КНЧ

Томаты сорта Новинка Кубани 45 24,4 1,86

Томаты сорта Кубанские казаки 45 24,6 2,2

Огурец сорта Р1 -Маша 30 20,93 1,9

Огурец сорта Конкурент 30 20,9 1,0

Морковь сорта Шантане 2461 270 20,94 1,0

Морковь сорта Несравненная 270 20,0 0,8

Картофель сорта Ароза 270 20,8 1,0

Картофель сорта Мустанг 270 15,94 0,8

Максимальный срок хранения, при котором сохранились положительные показатели качества большей части картофеля и моркови составил 270 дней,

огурцов - 30 дней, томатов - 45 дней. При этом средний показатель потерь сырья контрольных образцов был равен 100%; образцов, которые хранились с использованием постоянной ретрансляции резонансной частоты колебаний ЭМП СОг-зкстракта из Базилика эвгенольного, но без использования предварительной обработки сырья ЭМП КНЧ данный показатель составил 21,06 %; образцов, которые хранились с использованием предварительной обработки сырья ЭМП КНЧ данный показатель составил 1,32 %, что свидетельствует о том, что предварительная обработка овощного сырья ЭМП КНЧ перед закладкой на хранение способствует сокращению потерь сырья во время хранения.

Результаты промышленных испытаний устройства для длительного хранения и разработанных автором способов длительного хранения овощного сырья совпадают с результатами лабораторных экспериментов, что свидетельствует об их достоверности. Ожидаемый экономический эффект от реализации усовершенствованной технологии длительного хранения томатов и огурцов составляет соответственно 7,1 и 6,9 тыс. руб., картофеля и моркови -4,3 и 4,1 тыс. руб. на 1 тонну заложенной на хранение продукции.

ВЫВОДЫ

Выполнено исследование влияния использования однородного и неоднородного ЭМП КНЧ, а также постоянной ретрансляции резонансных частот колебаний ЭМП С02-экстрактов, полученных из пряно-ароматического сырья, обладающих выраженными асептическими свойствами в процессе длительного хранения различных видов овощного сырья. Предложена гипотеза о том, что различные режимы обработки ЭМП КНЧ негативно воздействует на клеточную оболочку, нарушают ферментативную активность бактериальных, дрожжевых и плесневых микроорганизмов, вызывающих порчу овощного сырья во время хранения, что приводит к их гибели и подавлению жизнедеятельности, способствует увеличению сроков хранения, сохранению потребительских свойств и показателей качества овощного сырья и сокращению потерь во время хранения.

1. Установлено, что предварительная обработка овощного сырья соответствующими режимами ЭМП КНЧ перед закладкой на длительное

хранение способствует снижению числа всех видов микроорганизмов, вызывающих его микробиологическую порчу, на 5-6 порядков.

2. Установлено, что постоянная ретрансляция резонансных частот колебаний ЭМП СОг-экстрактов, полученных из пряно-ароматического сырья, обладающих выраженными асептическими свойствами, в интервале частот от 0,5 до 1,5 кГц способствует стабилизации уровня микробиологической обсемененности и сохранению биохимических показателей качества овощного сырья во время длительного хранения.

3. Сконструировано и апробировано в производственных условиях специальное устройство для длительного хранения различных видов овощного сырья, позволяющее увеличить срок его хранения, сохранить потребительские свойства, основные показатели качества, а также сократить потери во время длительного хранения при комнатной температуре за счет использования генератора сигналов специальной формы, а также устройства для ретрансляции резонасных частот колебаний ЭМП различных веществ (подано 3 заявки на предполагаемые изобретения).

4. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность предлагаемого способа длительного хранения томатов и огурцов с применением однократной предварительной обработки сырья неоднородным ЭМП в частотном интервале 38,1-38,9 Гц и величиной магнитной индукции 6 мТл в течение 30-50 минут перед закладкой на хранение, а также асептических упаковочных материалов и непрерывной (в течение всего периода хранения) ретрансляции резонансной частоты колебаний ЭМП С02-экстракта, полученного из Базилика эвгенольного на овощное сырье, позволяющих увеличить срок хранения томатов при комнатной температуре от 30 до 45 дней, огурцов от 20 до 30 дней.

5. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность способа длительного хранения картофеля и моркови с применением однократной предварительной обработки сырья однородным ЭМП в частотном интервале 21,1-21,9 Гц и величиной магнитной индукции 6 мТл в течение 15-20 минут перед закладкой на хранение, а также непрерывной (в течение всего периода хранения) ретрансляции резонансной частоты

колебаний ЭМП СОг-экстракта, полученного из Базилика эвгенольного на овощное сырье, позволяющего увеличить срок хранения корнеплодов при комнатной температуре от 180 до 270 дней.

6. Усовершенствована и апробирована в производственных условиях традиционная установка для получения СОг-экстрактов из пряно-ароматического сырья (Патент РФ №100731).

7. Усовершенствована традиционная установка для производства асептических упаковочных материалов (Патент РФ №117354).

8. Разработан проект технической документации на новые виды ССЬ-экстрактов из пряно-ароматического сырья (ТУ 9169-379-02067862-2014; ТИ 9169-083-02067862-2014).

9. Разработан проект технической документации на новые виды асептических упаковочных материалов (ТУ 229791-381-02067862-2014; ТИ 229791-084-02067862-2014).

10. Ожидаемый экономический эффект от реализации усовершенствованной технологии длительного хранения томатов и огурцов составляет соответственно 7,1 и 6,9 тыс. руб., картофеля и моркови - 4,3 и 4,1 тыс. руб. на 1 тонну заложенной на хранение продукции.

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

Научные статьи, опубликованные в изданиях,

рекомендованных ВАК при Минобрнаукн Росиии

1. Важенин Е.И., Касьянов Г.И., Гаджиева A.M. Влияние обработки электромагнитным полем крайне низкой частоты на сохранность и показатели качества томатов // Известия вузов. Пищевая технология.-2013.-N 1. — С. 81-82.

2. Важенин Е.И., Касьянов Г.И., Грачев A.B. Перспективы использования в пищевой индустрии технологий с применением электромагнитных полей крайне низкой частоты // Политематический сетевой электронный научный журнал КубГАУ.-2013.-Ы 85 (01). -С. 140-153.

3. Важенин Е.И., Касьянов Г.И. Совершенствование технологии хранения плодоовощного сырья // Изв.вузов. Пищ. технология.-2014.-N 1. -С. 13.

Монография

4. Касьянов Г.И., Косенко О.В., Важенин Е.И. Технология рыбоовощных продуктов. - Краснодар: Издательский дом - Юг, 2014. - 128 с.

Научные статьи, опубликованные в зарубежных изданиях

5. Особенности использования электромагнитного поля крайне низкой частоты для хранения сельскохозяйственной продукции. Касьянов Г.И., Сязин И.Е., Грачев A.B., Давыденко Т.Н., Важенин Е.И. // Journal of Electromagnetic Analysis and Applications. -2013,- N 55038. -C. 236-241.

Доклады научно-практических конференций

6. Важенин Е.И. Влияние ЭМП КНЧ на микробиологические показатели качества плодоовощного сырья // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения: матер. 6-й Межд. дистанционной научной конференции. - Липецк: - 2013. - С. 3-5.

7. Важенин Е.И. Использование эффекта энерго-информационного переноса вещества в процессе хранения томатов // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения: матер. 6-й Межд. дистанционной научной конференции. - Липецк: - 2013. - С. 5-8.

8. Важенин Е.И. Совершенствование процесса газожидкостной экстракции растительного сырья, обладающего асептическими свойствами // Наука в центральной России: матер. 4-й Межд. конференции. - Тамбов: - 2013. -С. 36-39.

9. Важенин Е.И. Совершенствование процесса изготовления асептических биразлагаемых упаковочных материалов // Наука в центральной России: матер. 4-й Межд. конференции. - Тамбов: - 2013. - С. 39-42.

10. Разработка новейших видов СОг-экстрактов из пряно-ароматического сырья / Важенин Е.И., Касьянов Г.И. // Современные научные исследования и инновации в области применения суб- и сверхкритических технологий/ Матер, межд. науч.-технич. Интернет-конференции.- Краснодар, 2014,- С.121-123.

Объекты охраны промышленной собственности

11. Патент РФ № 117354 Установка для производства биоразлагаемой упаковочной пленки / В.А. Бирбасов, Г.И. Касьянов, B.C. Коробицын, Е.И. Важенин, Е.Г. Кубенко; Заявка № 2012108337, от 05.03.12. Опубл. 27.06.12.

12. Патент РФ № 100731 Установка для газожидкостной экстракции животного и растительного сырья / Е.И. Важенин, Е.П. Франко, Г.И. Касьянов, О.Х. Гукетлова, C.B. Кицук; Заявка № 2010135989/05, от 27.08.2010. Опубл. 27.12.10.

Подписано в печать 26.11.2014. Печать трафаретная. Формат 60x84 '/,6. Усл. печ. л. 1,35. Тираж 100 экз. Заказ № 1255. ООО «Издательский Дом-Юг» 350072, г. Краснодар, ул. Московская 2, корп. «В», оф. В-120 тел. 8-918-41-50-571 e-mail: olfomenko@yandex.ru Сайт: http://id-yug.com