WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА К ПЕРЕРАБОТКЕ ДИКОРАСТУЩИХ ЯГОД КЛЮКВЫ И БРУСНИКИ ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования и наук

и РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

«Кемеровский технологический институт пищевой

промышленности»

На правах рукописи

ОВСЯННИКОВА ЕВГЕНИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА К ПЕРЕРАБОТКЕ

ДИКОРАСТУЩИХ ЯГОД КЛЮКВЫ И БРУСНИКИ

05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

Доктор технических наук, профессор Киселева Татьяна Федоровна Кемерово – Содержание Введение…………………………………………………………………...……..… Глава 1. Аналитический обзор информационной литературы……………… 1.1 Напитки функциональной направленности…………………………… 1.2 Характеристика полуфабрикатов дикорастущего плодово-ягодного сырья, используемых в безалкогольном производстве

1.3 Обоснование целесообразности использования дикорастущих ягод клюквы и брусники для промышленной переработки……………….. 1.3.1 Характеристика сырьевых запасов Западно-Сибирского региона… 1.3.2 Характеристика и свойства экстрактивных веществ плодово-ягодного сырья………………..…………………..….…....... 1.4 Основы процесса экстрагирования и его расчета………………..…… 1.5 Способы повышения выхода экстрактивных веществ……………….. Заключения по первой главе………………………………………..…….... Глава 2. Методика проведения эксперимента……………………………….... 2.1 Организация работы………..…………………………………..…..…… 2.2 Объекты и методы проведения исследований……………….....……... Глава 3. Исследование потребительских предпочтений на рынке функциональных напитков……………………..………………....….. Глава 4. Использование дикорастущего плодово-ягодного сырья при производстве экстрактов и безалкогольных напитков на их основе

4.1 Оценка потребительских свойств замороженного плодовоягодного сырья………………………………….………...…………...... 4.2 Разработка технологии экстрактов на основе замороженных ягод и оценка их потребительских качеств….




..…...... 4.2.1 Исследование влияния гидромодуля на процесс экстрагирования……………………………………………………..... 4.2.2 Влияние температуры обработки на процесс экстрагирования……………………………………………………….. 4.2.3 Определение влияния степени размораживания на процесс экстрагирования………………………………………………….….... 4.2.4 Установление влияния ферментативной обработки на процесс экстрагирования………………………………………….………….... 4.2.5 Изменение диффузионных свойств сырья в зависимости от параметров экстрагирования…………………………………..….. 4.2.6 Влияние использования водно-спиртовых растворов на выход экстрактивных веществ……………………………………………… 4.2.7 Изучение возможности применения роторно-пульсационного аппарата для проведения процесса экстрагирования…………….… 4.3 Разработка технологии и оценка товароведных качеств безалкогольных напитков.………………………………...………......... Глава 5. Обоснование целесообразности комплексной переработки замороженных ягод клюквы и брусники……………….……...…..... 5.1 Использование плодово-ягодных выжимок при производстве мучных кондитерских изделий…..…………………………………..… 5.2 Разработка схемы комплексной переработки дикорастущих ягод клюквы и брусники…………………………………………..…..….…. Заключение………………………………………………………………..………... Список используемой литературы.………………………………………...….... Приложения

Введение Актуальность темы. На современном рынке пищевых продуктов актуальным является вопрос обеспечения населения качественными и полезными продуктами. Стабильная работа предприятий пищевой и перерабатывающей продовольственного обеспечения и, что очень значимо, продовольственной промышленности в последнее время стало производство обогащнных продуктов питания, оказывающих благотворное влияние на здоровье населения. Среди таких продуктов особое место отводится напиткам, потребление которых составляет до трх литров ежедневно.

продуктов питания может быть достигнуто за счт вытеснения с рынка низкокачественных пищевых продуктов и расширения ассортимента продуктов, производимых с использованием местного растительного сырья. Использование растительного сырья для создания новых продуктов питания имеет ряд преимуществ за счт высокой биоактивности и биодоступности содержащихся в нм эссенциальных компонентов питания; выраженного сорбционного эффекта общеукрепляющего действия на организм в целом.

На территории Кузбасского региона произрастают большие объемы дикорастущих плодов и ягод, которые подлежат промышленному сбору и заготовке. В приоритетах региональных властей находится развитие промышленного сбора этого вида сырья. В областном бюджете ежегодно предусматривается поддержка отрасли по заготовке и переработке дикорастущего сырья. Кроме того, заняться сбором плодов и ягод в промышленных масштабах производственные предприятия и это реальное решение их социальных проблем.

Но, несмотря на эти меры, только небольшая часть собранного плодовоягодного сырья подвергается переработке и реализуется населению. Основная часть скупается предприятиями других регионов или даже стран.

необходимо разработать технологическое решение по его промышленной переработке. Это позволит получить натуральные продукты с повышенной пищевой ценностью, заложенной самой природой.





В связи с этим, исследования по разработке способов переработки плодовоягодного сырья Сибирского региона как источника полезных биологически активных веществ являются актуальными.

систематизированы в работах современных ученых: Хабарова С.Н., В.М.

Позняковского, Л.А. Маюрниковой, Т.Ф. Киселевой, В.А. Помозовой и др..

Исследования, посвященные вопросам экстрагирования, и использованию роторно пульсационного аппарата для проведения процесса отражены в работах В.М. Лысянского, С.М. Гребенюка, В.Н. Иванца, А.Н. Потапова, Г.Е. Иванец и др.. Значительный интерес представляют прикладные исследования данных авторов по разработке продуктов питания массового спроса на основе растительного сырья. Однако указанное направление должно и дальше развиваться, привлекая новые источники растительного сырья и современные инновационные методы и способы его комплексной переработки, что, существенным образом, повлияет на качество жизни населения и положительно отразится на показателях экономического развития региона.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с региональной губернаторской программой на период до 2015 г. по улучшению питания и здоровья населения Кузбасса «К здоровью – через питание».

Цели и задачи. Целью диссертационной работы является разработка комплексного подхода к переработке дикорастущих ягод клюквы и брусники с точки зрения их потребительских характеристик для получения полуфабрикатов и готовых продуктов питания.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

дать оценку структуре потребительских предпочтений на функциональные напитки;

технологические свойства ягод клюквы и брусники с целью обоснования их использования для получения экстрактов в качестве полуфабрикатов для производства функциональных напитков;

оценить степень воздействия биокаталитической обработки и двухступенчатой экстракции с использованием роторно-пульсационного аппарата при получении экстрактов;

исследовать факторы, обуславливающие качество плодовоягодных экстрактов и напитков на их основе;

исследовать состав выжимок после экстрагирования для оценки возможности их использования с целью получения продуктов питания;

разработать схему комплексной переработки ягод клюквы и брусники.

исследований состоит в системности подхода к решению проблемы комплексной переработки местного дикорастущего плодово-ягодного сырья, формирующего повышенную пищевую ценность вырабатываемых на его основе продуктов питания.

диссертационной работы:

обоснована эффективность использования биокаталитической обработки с целью интенсификации экстракционных процессов ягод клюквы и брусники;

плодово-ягодного сырья в процессе экстрагирования;

получены математические зависимости выхода сухих веществ от параметров процесса экстрагирования на основании исследования диффузионных свойств сырья;

исследован процесс двухступенчатого получения экстрактов с использованием роторно-пульсационного аппарата;

на основе анализа фракционного состава пектиновых веществ обоснована возможность применения выжимок после экстрагирования для производства продуктов питания.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая ценность данного исследования заключается в применении научно обоснованного комплексного подхода к переработке плодово-ягодного дикорастущего сырья.

Практическая значимость результатов диссертационной работы заключается в разработке безотходной технологии переработки ягод клюквы и брусники.

Разработаны технологические инструкции на получение экстрактов из ягод клюквы и брусники (Приложение В), рецептуры напитков на их основе, а также мучных кондитерских изделий с добавлением ягодных выжимок.

Разработанные напитки апробированы в условиях производства и рекомендованы к внедрению. Акт производственных испытаний приведен в Приложении Д.

Результаты научных исследований используются в учебном процессе при обучении студентов по направлениям подготовки бакалавров и магистров «Технология продуктов питания из растительного сырья» и «Товароведение», что подтверждено актом (приложение А).

Методология и методы исследования. Методология исследования основана на научных методах сравнительного факторного анализа с использованием системного товароведного подхода.

В работе использованы методы сбора, сравнительного анализа и систематизации научной информации и лучших мировых практик, маркетинговых исследований в формате социологического опроса, лабораторного анализа стандартными физико-химическими методами, сенсорного анализа общепринятыми методами, результаты которых обрабатывались методами математической статистики.

Положения, выносимые на защиту.

Обоснование комплексного подхода к переработке дикорастущего плодовоягодного сырья (на примере клюквы и брусники) на основании оценки его сырьевых запасов в Западносибирском регионе и пищевой ценности.

Способ двухступенчатого получения экстрактов с использованием биокаталитического воздействия на сырье, с учетом его диффузионных свойств в роторно-пульсационном аппарате.

Степень достоверности результатов. Экспериментальная часть выполнена общепринятых методов исследований. В работе использованы статистические методы обработки экспериментальных данных. Результаты исследований прошли практическую апробацию и рекомендованы для внедрения.

диссертационной работы представлены и обсуждены на научных международных и всероссийских конференциях: «Пищевые продукты и здоровье человека»

(Кемерово, 2011 и 2012); «Инновационный конвент: Кузбасс - образование, наука, инновации» (Кемерово, 2011, 2012 и 2013); «Пища. Экология. Качество»

(Краснообск, НСО, 2012 и 2013); «Приборное и научно-методологическое обеспечение исследований и разработок в области инновационных технологий производства продуктов питания функционального назначения» (Кемерово, 2012); «Новые технологии в промышленности и сельском хозяйстве: материалы 1ой всероссийской научно-практической конференции» (Бийск, 2012);

«Производство и переработка сельскохозяйственной продукции: менеджмент качества и безопасности» (Воронеж, 2012), «Студенческий научный форум 2013»

(www.scienceforum.ru/2013/).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения и пяти глав, включающих обзор литературы, методологию проведения и результаты исследований, выводы, список использованных источников и приложения. Основная часть работы изложена на 130 страницах. Диссертация содержит 43 рисунка и 31 таблицу. Библиографический список включает публикаций отечественных и зарубежных авторов.

ГЛАВА 1. Аналитический обзор информационной литературы Природа – источник жизни, материального и духовного благополучия. По данным специалистов экологическая ситуация в России далека от благополучной.

Это является следствием активного вмешательства человека в естественные природные процессы. В течение последнего столетия в России сведены тысячи гектаров хвойного леса, добыты миллионы тон полезных ископаемых, сильно загрязнены воды и атмосфера. В свою очередь, загрязнение воздуха, почвы и воды стало причиной многих заболеваний людей.

На протяжении последних лет основным направлением научноисследовательских работ в безалкогольной отрасли является создание напитков для массового потребления на натуральной основе. B качестве компонентов для них могут быть использованы сахар, соки, настои, эссенции, а также композиции из плодово-ягодного или другого вида растительного сырья, пищевых кислот и красителей [5, 6, 8, 9, 42, 44, 51].

Вс большим спросом среди населения пользуются пищевые продукты, имеющие благоприятное воздействие на организм человека. Это так называемые безалкогольные напитки, предназначенные для систематического употребления в составе пищевых рационов, сохраняющие и улучшающие здоровье и снижающие риски развития заболеваний.

Эти свойства напитки приобретают благодаря наличию функциональных ингредиентов в их составе. Эти ингредиенты способны оказывать благотворное воздействие на физиологические функции и обменные процессы в организме человека. Обогащенные биологически активными веществами напитки обладают широким спектром действия, не повышая калорийности рациона, ликвидируют дефицит микронутриентов, потребность в которых у больного человека увеличивается [5, 11, 15, 33, 34, 44, 49, 50, 51,72, 73, 116].

биодоступностью содержащихся в напитках эссенциальных компонентов питания; выраженным сорбционным эффектом по отношению к токсичным металлам за счт мелкодисперсности и высокой степени структурированности пищевых волокон; выраженным общеукрепляющим действием на организм в целом; возможностью длительного применения и отсутствием побочных эффектов.

Разработка функциональных напитков предусматривает решение двух основных задач:

Обеспечение заявленной функциональности;

Создание стабильного по стойкости и органолептическим свойствам В общем случае на первой стадии разработки нового функционального напитка выбирают его основу, от которой в значительной степени будет зависеть обоснование выбора функциональных ингредиентов и добавок, обеспечивающих потребительские свойства напитка.

Основным способом обеспечения заявленных потребительских свойств является введение в рецептуру дополнительных аналогов одного или нескольких функциональных пищевых ингредиентов, выбор которых определяется позиционированием напитка как носителя заявленного физиологического эффекта и осуществляется с учтом типа пищевой основы, т.е. особенностей его состава и свойств.

Для выполнения данной задачи при производстве функциональных напитков используют витамины, витаминоподобные и минеральные вещества в составе витаминно-минеральных премиксов, комплексов различных функциональных ингредиентов, водорастворимых растительных экстрактов, увеличивающих адаптивные возможности организма [47, 51, 74].

Группы напитков, подлежащих обогащению витаминами, были определены институтом питания РАМН:

газированные безалкогольные напитки, рекомендуемая доза витамина аскорбиновой кислоты – 150-160; тиамина – 1,0-1,2; рибофлавина – 0,5-1,0;

пиридоксина – 1,5 –2,5. При употреблении обогащенных напитков в количестве 200 см3 должно удовлетворяться 30 – 50% суточной потребности в витамине С, потребности в витаминах группы В приблизительно 20 % [53, 76, 82, 83, 84].

За рубежом в качестве добавок к безалкогольным напиткам широкое применение нашли водорастворимые витамины. В США и странах Западной Европы распространены витаминизированные напитки, такие как Кола и Оранж.

В эти напитки добавляются витамины группы В, аскорбиновая кислота, аминокислоты, фосфаты. Регламентируемое содержание на 100 см3 напитков составляет: аскорбиновой кислоты - 30 мг, витаминов группы В - 0,25 мг [76, 96, 100].

водорастворимых витаминов до суточной потребности, в основе которого яблочный, виноградный и ананасовый соки [76].

Фирма Kajo является основным производителем диетических обогащенных напитков в Германии. Фирмой производятся напитки с использованием натуральных соков с мякотью и без мякоти и добавлением аскорбиновой кислоты, ниацина, токоферолов и пиридоксина.

Другая фирма - «Делер» предлагает витаминные комплексы, которые содержат комплекс водорастворимых витаминов в количестве 35 - 100 % от суточной нормы [123].

В Великобритании выпускают напитки для детей, обогащенные водо- и жирорастворимыми витаминами, минеральными веществами (железом, йодом, кальцием, магнием, цинком, медью) [76, 78].

Серия поливитаминных комплексов и продуктов на их основе разработана институтом питания РАМН: концентрат напитка «Золотой шар» с содержанием суточной дозы 12 витаминов и -каротина в 1 стакане; для больных диабетом разработан аналогичный концентрат на основе фруктозы и подсластителя аспартама; обогащенные витаминами и минеральными веществами (железом, магнием, кальцием) концентраты напитков «Золотой шар»; обогащенный витаминами, железом, йодом витаминизированный сироп шиповника «Золотой шар» [56, 76, 129].

ООО «НПО «Русской инновационной компанией» для изготовления напитков разработан витаминный премикс серии «Вторая жизнь», который нашл применение на многих предприятиях Российской Федерации. Норма внесения премикса составляет 0,32 кг на 100 дал напитка. В его состав входят витамины С, В1, В3, В6 и РР. Стакан напитка, полученного с обогащением премиксом, восполняет 42,5 - 72,5 % от суточной нормы потребления витаминов группы В и на 5 % - витамина С [129].

специального назначения для спортсменов и энергетические напитки с добавлением соков, кофеина, экстрактов, препаратов женьшеня, лимонника и других природных адаптогенов. Для людей с различными заболеваниями разработана широкая серия напитков и порошкообразных смесей для напитков с содержанием композиций из растительного сырья, обладающих лечебнопрофилактическими свойствами.

В качестве богатейшего источника биологически активных веществ широко используется плодово-ягодное сырье. Плоды и ягоды могут быть использованы как самостоятельные продукты при лечебно-профилактическом питании, так и в качестве обогащающих составляющих при производстве различных напитков, хлебобулочных изделий и кондитерских и т.д. [2, 6, 42, 56, 58, 95].

Плоды и ягоды играют исключительно важную роль в качестве богатейшим источников природных антиоксидантов и антирадиантов. Антиоксидантами называются химические вещества, которые способны тормозить процессы окисления, протекающие в клетках. Наиболее известными антиоксидантами являются витамины А, С и Е, -каротины и антоцианидины. Антиоксиданты могут оказывать различное специфическое действие на организм. Ягоды клюквы обладают высокой антиоксидантной активностью. Она занимает высокое положение по содержанию антоцианидинов, проантоцианидинов [65, 75, 95, 105, 116].

Одним из главных достоинств плодово-ягодного сырья является наличие в них, так называемых балластных веществ – не усвояемых организмом углеводов, оказывающих благоприятное воздействие на процесс пищеварения [35, 37, 61, 87].

Пектиновые препараты и пектинсодержащие продукты нашли широкое применение для профилактики металлоинтоксикации, как радиопротекторные средства.

1.2 Характеристика полуфабрикатов дикорастущего плодово-ягодного сырья, используемых в безалкогольном производстве В качестве полуфабрикатов безалкогольного производства можно использовать такие полупродукты, как экстракты, концентрированные соки, морсы и спиртованные соки. Общей особенностью в технологии их производства является предварительная обработка измельченного сырья (мезги), которая производится с целью облегчения и увеличения выхода сухих веществ [40, 78, 99, 121].

Спиртованные соки и морсы (ГОСТ 28539-90). Спиртованные соки — это плодовые и ягодные соки, в которых содержится 25 % об. спирта. Спирт используется в данном случае как консервант.

Спиртованные морсы получают настаиванием на свежих и сушеных плодах и ягодах водно-спиртового раствора. Содержание спирта в них 45 % об. [28, 40].

Спиртованные соки и морсы, в основном, используются в производстве ликероводочных изделий. Их можно также вводить в купаж безалкогольных напитков, но предварительно удалив из них спирт. В связи с этим необходимо вводить в технологическую схему дополнительное тепловое оборудование, что повлечет за собой дополнительные и энергетические затраты.

Растительные и плодово-ягодные экстракты (ГОСТ Р 51074-2003) по внешнему виду представляют собой прозрачную жидкость без осадка после отстаивания в течение 2-х часов. Вкус и запах – свойственные исходному плодово-ягодному сырью, из которого изготовлен экстракт, без посторонних привкуса и запаха. Цвет – близкий цвету натуральных плодов, из которых изготовлен экстракт. Обычно, для уменьшения объема готового продукта, экстракты концентрируются. Также, известны сухие (порошкообразные) экстракты [29, 40].

Массовая доля сухих веществ, не менее: для виноградного — 62 %;

клюквенного — 54 %; черносмородинового — 44 %; остальных — 57 % [19, 89].

Концентрированные плодово-ягодные соки (ГОСТ Р 52185-2003) являются наиболее удобным в использовании плодово-ягодным полуфабрикатом.

Внешний вид и консистенция концентрированного сока напоминает густой сироп, по цвету схожий с цветом плодово-ягодного сырья, из которого он получен. Неосветлнные плодово-ягодные соки с мякотью и замороженные соки имеют еще более густую консистенцию.

Концентрированные соки изготавливаются путем переработки соков прямого отжима [29, 76]. Существует несколько способов концентрирования соков прямого отжима: упаривание, вымораживание, мембранный метод.

Упаривание может проводиться с улавливанием или без улавливания летучих ароматических веществ. Для максимального сохранения органолептических показателей натурального сока, упаривание ведут под вакуумом в выпарных установках.

Концентрированные соки с улавливанием ароматических веществ получают по схеме:

концентрирование ароматических веществ;

осветление деароматизированного сока;

Соки, как правило, концентрируют до содержания массовой доли сухих веществ 70 %, разливают в металлическую тару или полимерную с полиэтиленовыми вкладышами. Температурный режим хранения – от 0 до 10 0С.

Это связано с тем, что в данном температурном диапазоне наиболее полно сохраняются их вкус и цвет. Концентрированные ароматические вещества хранятся отдельно, и вносятся в сок в количестве 2 % уже непосредственно на производстве готовых напитков [16, 40, 76, 123].

Концентрирование вымораживанием основано на охлаждении сока прямого отжима ниже температуры его замерзания. В результате в жидкой фазе образуются ледяные кристаллы, а массовая доля сухих веществ в ней повышается [76].

Мембранные методы основаны на применении принципа обратного осмоса.

Метод заключается в разделении воды и растворенной фазы (сухих веществ) через полупроницаемые мембраны под избыточным давлением. Размер пор в мембранах соизмерим с размером молекул воды, поэтому через такие мембраны проходят только молекулы растворителя (воды) и остаются молекулы растворенных веществ, в результате чего концентрация сухих веществ повышается [32, 40, 41, 76].

При использовании мембранных методов и способа вымораживания в концентрированном соке максимально сохраняются такие ценные компоненты, как ароматические вещества и витамины, однако можно получить концентраты с содержанием сухих веществ не более 35-50 %. Для получения соков более концентрированных необходимо дополнительное упаривание [76].

Содержание растворимых сухих веществ в концентрированных соках должно быть не менее 20 % от общего количества сухих веществ. Чем выше содержание растворимых сухих веществ в концентрированном соке, тем больше из него можно изготовить восстановленного сока с заданным значением массовой доли сухих веществ.

промышленности существует огромное разнообразие полуфабрикатов переработки плодово-ягодного сырья. Выбор конкретного полуфабриката зависит, как от технологии производства самого напитка, так и его технологических и органолептических особенностей.

1.3 Обоснование целесообразности использования дикорастущих ягод клюквы и брусники для промышленной переработки 1.3.1 Характеристика сырьевых запасов Западно-Сибирского региона Сибирский регион располагает огромными природными ресурсами, среди которых особое место принадлежит местному растительному сырью, как культивируемому, так и дикорастущему. Растительные объекты служат для человека источником сахаров, витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых волокон, а также и других соединений [77, 106].

По данным Ботанического института им. В. Л. Комарова, валовой урожай дикорастущих в России составляет (млн. т): ягоды – 9,8, в том числе плоды клюквы до 1,3. По подсчетам ЦСУ РФ, промышленные заготовки дикорастущих плодов и ягод составляют 130–140 тыс. тонн в год. Для личного потребления населением заготавливается до двух раз больше, т.е. объемы сбора доходят до тыс. тонн, или 3,6 % от валовых ресурсов. Спрос на лесные ягоды в стране устойчиво растет [120, 126].

На протяжении последних лет в Кузбасском регионе происходило повышение инвестиций для увеличения объемов заготовки и переработки дикорастущего сырья. Не смотря на это, власти признают, что потенциал местного растительного сырья реализуется недостаточно. Основная причина этого в недостатке технологий сбора и переработки дикорастущего сырья.

В процессе заготовки дикорастущего сырья участвуют организации различных форм собственности, в большинстве свом это предприятия малого бизнеса. Областная потребительская кооперация ежегодно производит закупку дикорастущих плодов и ягод.

Специалисты областного потребительского союза постоянно ищут новые производственных предприятиях. Согласно достигнутому соглашению кооператоры области поставляют в ближайшие регионы Алтайского края и Томской области свежемороженую ягоду, выращенную на территории Кемеровской области, не имея возможности переработать на собственных производственных мощностях. Постоянными клиентами на продукцию из дикорастущего сырья являются предприятия общественного питания, высшие учебные заведения, санатории, а также горнолыжные и оздоровительные комплексы Кузбасса. Есть тенденция к увеличению спроса [124, 125].

На сегодняшний день основными предприятиями системы Кемеровского областного союза потребительских обществ являются НПО ООО «Ягода Сибири», ООО «Здоровое питание», ООО «ПНТЦ Пантикапей-Агро» и ИП Жданов О.Б..

Предприятия потребкооперации осуществляют реализацию дикорастущей и плодово-ягодной продукции в своей сети магазинов, а также сотрудничают с предприятиями общественного питания (столовые, кафе). В настоящее время происходит поиск новых рынков сбыта.

переработку плодово-ягодного сырья, а также овощей, занимается производством конфитюров, джемов, повидла, расфасовывает замороженные ягоды и овощи под торговой маркой "Деметра". Готовая продукция реализуется через систему магазинов "Чибис", МАУ "Школьное питание".

ООО "НПО "Здоровое питание" (п. Металлплощадка) специализируется на выпуске сухих витаминизированных киселей на основе соков прямого отжима из плодово-ягодного сырья. Большая часть готовой продукции реализуется для нужд социальной сферы: в МАУ "Школьное питание", комбинаты питания, больницы, дома инвалидов и оздоровительные лагеря.

Индивидуальный предприниматель Жданов О.В. (г. Осинники) создал предприятие по переработке плодово-ягодной продукции: замораживанию и расфасовке, а так же производству компотов.

(Кемеровский район) организован пункт по первичной переработке плодов и ягод - установлен контейнер шоковой заморозки и рефконтейнер - накопитель для хранения. Заготовленная плодово-ягодная продукция направляется в цех по электронной очистке, сортировке и калибровке. Готовая продукция поставляется для нужд социальной сферы и на предприятия торговли.

Также созданы цеха по заморозке и переработке ягоды, овощей на базе предприятия «Прокопьевский хладокомбинат», растт интерес частных предпринимателей к вопросу заготовки, переработки и реализации дикорастущего плодово-ягодного сырья [124].

Все перечисленные предприятия обладают небольшими мощностями и:

если и имеются отдельные виды переработки, то только в малых объемах и с недостаточной степенью использования полезных веществ исходного сырья.

Продукты, созданные из местного растительного сырья, оказывают значительно больший эффект людям, проживающим на соответствующей территории. Эти продукты увеличивают устойчивость организма к экстремальным ситуациям, нормализуют умственную и физическую работоспособность [62, 75, 92, 94].

Дикорастущие растения, в том числе плодово-ягодные, такие как клюква, брусника, голубика, калина, рябина красная, в Сибири имеют стабильные урожаи в среднем до 50 кг с га, немного меньше – черника, морошка. Основу заготовок на сегодняшний день составляют клюква и брусника, занимающие значительные площади лесных массивов Кузбасса. Брусника наиболее распространена в преимущественно в сосновых борах. Наиболее крупные заросли встречаются в Юргинском районе [125]. Но переработка этого сырья в данных районах не производится.

1.3.2 Характеристика и свойства экстрактивных веществ Ягоды клюквы и брусники содержат большие количества биологически активных веществ, обладают хорошими вкусовыми качествами и дают устойчивые урожаи [13, 54, 55, 80, 86, 90, 91].

Проблема внедрения в производство безалкогольных напитков продуктов переработки плодово-ягодного сырья и полуфабрикатов на его основе в настоящее время является актуальной и для региона Западной Сибири с развитым агропромышленным комплексом и выраженной неблагоприятной экологической ситуацией. Для поддержания состояния здоровья жителей подобных районов необходимо создание новых видов обогащенных напитков, предпочтительно с использованием местного и растительного сырья.

Для реализации этого направления, необходимы знания о самих растениях, как о товаре, показателях их качества, химическом составе. Следовательно, требуется проведение большого количества исследований в области состава и потребительских свойств местного дикорастущего плодово-ягодного сырья для производства напитков, которые могут оказывать лечебное или лечебнопрофилактическое воздействие на организм человека. Химический состав клюквы и брусники [4, 48, 66, 72, 73, 75, 80] представлен в таблице 1.1.

Анализируя представленные данные, можно сделать вывод о разнообразии химического состава ягод, который зависит от вида, сорта, условий произрастания и сроков сбора урожая.

Как видно из приведенных данных, основной компонент сухих веществ – сахара. Моносахара, представленные в плодово-ягодном сырье, всегда находятся с минеральными солями, что оказывает положительное влияние на скорость ассимиляции их организмом. Содержание в ягодах глюкозы и фруктозы примерно одинаковое, сахарозы практически нет [39, 75, 76].

Таблица 1.1 – Химический состав ягод клюквы и брусники [39, 75, 76] Полифенольные вещества, мг/100г 560-1100 860- Основные макроэлементы, мг/кг Основные микроэлементы, мг/кг:

Витамины, мг/100г:

Органические кислоты наряду с сахарами определяют вкус плодов. Роль органических кислот для организма человека заключается в поддержании кислотно-щелочного баланса, от которого зависит здоровье человека. Кислоты оказывают влияние на все реакции, которые протекают в организме, в том числе на обмен веществ, что положительно сказывается на состоянии здоровья. Они принимают участие в пищеварительных процессах, стимулируют работу желудка, поджелудочной железы, увеличивают моторную функцию кишечника.

В ягодах наиболее представленными являются нелетучие кислоты:

лимонная, яблочная, щавелевая, янтарная. Терпкость создается хинной кислотой.

Некоторые органические кислоты даже в небольших концентрациях придают ягодам специфические свойства. Например, бензойная кислота в клюкве, бруснике, обладая бактерицидными свойствами, препятствует их порче и забраживанию. Также клюква содержит оксоглутаровую, хинную и тритерпеновые кислоты – урсуловую, олеаноловую. Среди органических кислот брусники идентифицированы глиоксиловая, пировиноградная, оксипировиноградная, оксоглутаровая кислоты [59, 75, 77, 98].

органические кислоты в незначительных количествах: уксусная, муравьиная, капроновая и др. Данная группа кислот отвечает за аромат свежих ягод и плодов [75, 98].

Азотистые вещества играют второстепенную роль, так как содержатся в ягодах в незначительных количествах. Они представлены, в основном, аминокислотами. Особое место отводится ферментам, из которых наиболее важное значение имеют гидролитические и окислительно-восстановительные. В свежих плодах и ягодах присутствуют пектолитические ферменты, благодаря действию которых структура ягод размягчается при созревании.

Плодово-ягодное сырь является основным источником полифенольных веществ в пищевом рационе человека. Разнообразие структуры разных групп полифенольных соединений характеризует разносторонность их действия.

Идентифицировано более 8000 природных фенольных соединений, содержащих одну и более фенольных групп (остатков), большая часть которых представлена в плодово-ягодном сырье.

Фенольные соединения подразделяют по числу атомов углерода на фенолы (С6), фенолокислоты (С6–С1), фенилуксусные кислоты (С6 –С2), гидроксикоричные кислоты, кумарины и хромоны (С6 –С3), нафтохиноны (С6 –С4), ксантоны (С6 –С1С6), стильбены и антрахиноны (С6 –С2 –С6), флавоноиды (С6 –С3–С6), лигнаны и неолигнаны ([С6–С3]2), бифлавоноиды ([С6–С3–С6]2), лигнины ([С6–С3]n), меланины ([С6] n) и конденсированные таннины ([С6–С3–С6]n) [114].

Химическая структура некоторых фенольных соединений представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Химическая структура некоторых фенольных соединений Полифенольные соединения придают окраску плодам и ягодам. Гликозиды антоцианидинов, или антоцианы, формируют в плодах пигменты синего и красного цвета различных оттенков. Антоцианы меняют окраску при изменении температуры, а также при ферментативных процессах. Характерным свойством антоцианов является способность к полимеризации. Этот процесс ускоряется в присутствии кислорода, хотя может проходить и без него [2, 12, 49, 103, 104].

Фенолокuслоты - это химические соединения по крайней мере с одним ароматическим кольцом, на котором расположены одна и более гидроксильных (гидроксибензойная, галловая, ванильная), гидроксикоричные (феруловая, гидроксифенилуксусная) кислоты. В растениях эти соединения выполняют аллеопатическую роль. Потребляемые с пищей, фенолокислоты обладают антимикробным и антигрибковым действием благодаря ингибированию ферментов окисленными соединениями [4, 97, 102].

Производные гидроксикоричной кислоты (кофейная, хлорогеновая, антиоксидантным потенциалом благодаря ингибированию окисления липидов и выполнению функции «ловушки активного кислорода» [114].

Флавоноиды представляют собой наиболее многочисленную (около соединений) группу фенольных соединений растительного происхождения.

Флавоноиды подразделяют на флавоны (например, апигенин, лютеолин и хризоэриол), флавонолы (кверцетин, кемпферол и изорамнетин), флаваноны (нарингенин и гесперетин), катехины (катехин и эпигаллокатехин), антоцианы (пеларгонидин, цианидин, дельфинидин и мальвидин), изофлавоны (генистеин, дайдзеин) и халконы (бутеин и флоретин).

Большинство флавоноидов растений связаны с сахарами и представлены в виде гликозидов [110]. Многие флавоноиды - антоцианы, халконы и флавоны – представляют собой растительные пигменты, которые определяют цвет плодов и ягод.

противовоспалительными, антигистаминными и антиоксидантными свойствами.

Имеются данные, что они ингибируют образование перекисных соединений липидов, служат ловушкой свободных радикалов и образуют комплексы с ионами железа и меди (последние могут катализировать образование свободных радикалов), а также модулируют клеточные сигнальные пути [4, 11, 97, 105, 113].

Флавоноиды защищают липопротеины низкой плотности от окисления, предупреждая образования на стенках артерий атеросклеротических бляшек. Они стимулируют деятельность ферментов, участвующих в детоксикации канцерогенных веществ, и ингибируют воспалительные процессы, обусловленные локальным образованием свободных радикалов [36, 38, 90, 106].

противотуберкулезными свойствами [118]. Большинство флавоноидов имеют горьковатый или вяжущий (терпкий) вкус, а также горький вкус со сладким послевкусием [102].

Важным свойством фенольных соединений является способность к окислению. Фенолы способны образовывать ярко окрашенные комплексы с тяжелыми металлами. Этим обусловлена антиоксидантная активность фенольных соединений [81].

Пищевые антиоксиданты - это компоненты пищевых продуктов, которые существенно снижают негативное воздействие активных (реакционноспособных) форм кислорода и азота при нормальной физиологической функции организма человека [75, 90, 95, 102, 103]. Реакционноспособные формы кислорода (ионы кислорода, свободные радикалы, пероксиды) и азота (ангидрид азотистой кислоты, пероксинитрит и радикал диоксида азота) вызывают окисление, нитрование, галогенирование и дезаминирование всех типов биомолекул, включая липиды, белки, углеводы и нуклеиновые кислоты, с образованием токсичных и мутагенных продуктов реакций [74, 103].

Антиоксиданты задерживают начало образования свободных радикалов или снижают скорость их образования. Для этих соединений характерны способность отдавать атом водорода (электрон или протон) или образовывать хелатные реакционноспособных форм кислорода [103].

Наличие в пищевых продуктах данной группы веществ определяет их антиоксидантную активность (АОА), основанную на способности подавлять реакции свободнорадикального окисления связыванием свободных радикалов (таких, как –ОН, О2, -ROO-, -NO-и др.) с образованием стабильных химических соединений. Исследования АОА пищевых продуктов в настоящее время приобретают важное значение, так как около 50 известных болезней связаны с окислительным стрессом, а, следовательно, и выбросом свободных радикалов в кровь [121].

Уровень АОА определяется многими факторами. Один из них – природа исходного сырья. Ученные самарского государственного технического университета провели исследования по определению АОА различных плодовоягодных концентратов, среди которых были клюквенный и брусничный.

Определение АОА было проведено двумя методами: окисление линолиевой кислоты по обесцвечиванию -каротина и фосфомолибдатным методом. По полученным данным АОА концентрата клюквы равна приблизительно 88 %, а брусники – 85 % (метод окисления эмульсии) и соответственно 692,7 и 675,7 моль аскорбиновой кислоты/г исходного вещества (фосфомолибдатный метод). При сравнении результатов исследований концентраты клюквы и брусники отнесены к лидирующим по АОА, что дает возможность говорить о применении их для напитков с направленным антиоксидантным действием [12, 45].

Для многих полифенольных веществ, присутствующих в плодах и ягодах, характерна Р-витаминная активность, их называют биофлаваноидами. В группе Рактивных фенольных соединений насчитывается около 150 форм. Они обладают разносторонним фармакологическим действием. Кроме нормализации и укрепления состояния капилляров и повышения их прочности, биофлавоноиды способны активизировать окислительные процессы в тканях и усиливать восстановление дегидроаскарбиновой кислоты в высокоактивную аскорбиновую кислоту, что повышает обеспеченность организма витамином С [72, 73, 75].

Считается, что наибольшей Р-витаминной активностью обладают катехины, флавонолы, в частности рутин, флавоны, лейкоантоцианы. Антоцианы и рутин обладают антиоксидантными свойствами [109, 114, 118].

Наиболее изученной группой флавоноидов являются катехины. Их окисление значительно ускоряется под действием окислительных ферментов.

катехинами, но их содержание выше. Считается, что именно лейкоантоцианы консервировании [4, 38].

Полимерные фенольные соединения в растительном сырье представлены дубильными веществами. Молекулярная масса дубильных веществ составляет 1000...5000.

гидролизуемые и негидролизуемые. К первой группе веществ принадлежат полиэфиры фенолкарбоновых кислот и сахаров. Они способны расщепляться на простые фрагменты при нагревании с минеральными кислотами. Характерным представителем являются танины. Танины состоят из смеси полимеров, образованных конденсацией от 2 до 10 элементарных молекул флавоноидов (катехинов и лейкоантоцианидинов). Каждый полимер имеет разные свойства, в частности, разным вяжущим вкусом [121].

Вторая группа - конденсированные дубильные вещества, они являются производными катехинов и лейкоантоцианидинов.

В производстве напитков на основе плодово-ягодного сырья ценятся антисептические свойства дубильных веществ, важные при хранении сырья, а также способность придавать напиткам свежесть и полноту вкуса. Дубильные вещества способствуют осветлению плодово-ягодных полуфабрикатов и напитков, осаждая белковые вещества [7, 8, 12].

производстве напитков. Они принимают участие в технологических процессах, оказывают влияние на стойкость и вкусовые качества продукта.

Витамины плодов и ягод являются одной из групп биологически активных веществ. При содержании в незначительных количествах, они обладают достаточно высокой активностью и оказывают огромное влияние на биологические процессы, протекающие в организме человека. В плодах и ягодах присутствуют в основном водорастворимые витамины: аскорбиновая кислота, витамины группы В, витамин Р (биофлаваноиды). Из жирорастворимых витаминов присутствуют каротиноиды, токоферол, витамины K и F [10, 75, 98, 109, 111, 117].

Особое место среди витаминов занимает аскорбиновая кислота (или витамин С), которая имеет важное физиологическое значение как для человека, так и для самих растений. Витамин С увеличивает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям и неблагоприятным внешним воздействиям окружающей среды, а также обладает антиоксидантным действием и повышает уровень работоспособности. Присутствие в сырье Р-активных фенольных соединений позволяет витамину С наиболее полно проявить свою биологическую роль [59, 75, 112, 119].

Представленные в плодах и ягодах минеральные вещества входят в состав многих ферментов, гормонов и обуславливают их активность. В плодово-ягодном сырье минеральные вещества находятся в легкодоступной форме. Кроме того, в некоторые плоды и ягоды содержат такие элементы, которые редко встречаются в других продуктах.

Общее количество минеральных веществ (зола) колеблется в зависимости от районов произрастания, почвенного состава и составляет 0,5 – 3,0 % (на абсолютно сухое вещество). Больше всего калия, натрия, фосфора.

Из микроэлементов в золе ягод обнаружены: никель, кобальт, молибден, барий, титан, ванадий, цирконий, хром, медь, марганец и др.

Ещ одной составляющей сухих веществ сырья являются полисахариды, входящие в состав клеточных стенок плодов и ягод и формирующие их структуру, а также обуславливающие жесткость и прочность растительных клеток [115].

гемицеллюлозы, целлюлоза и, в небольших количествах, крахмал [35, 37, 75,76].

Целлюлоза, являясь компонентом клеточной стенки, обеспечивает прочность клеточных структур. Организмом человека целлюлоза и гемицеллюлоза не усваиваются, но выполняют функцию пищевых волокон, то есть своеобразного «наполнителя» пищевых продуктов. Также они играют роль «пребиотика» для кишечной микробиоты и таким образом полезны для здоровья человека.

Функцию пищевых волокон выполняют и другие углеводы, в частности пектиновые вещества, которые играют особую роль в характеристике пищевой ценности и в технологическом процессе. В среднем их количество составляет от 0,5 до 3,3 %.

Пектиновые вещества представляют собой гликаногалактуронаны, основную цепь которых образуют производные полигалактуроновой кислоты.

галактуроновой кислоты, связанные 1--4-связями. Основная цепь имеет точки разветвления, в которых 1,2 -связями присоединяются звенья L-рамнозы, кроме того, в состав боковых цепей могут входить нейтральные полисахариды, образованные D-ксилозой, L-арабинозой, D-галактозой и др. [36, 38, 75, 76, 106].

Карбоксильные группы полигалактуроновой кислоты в разной степени этерифицированы остатками метилового спирта.

Полигалактуронан (иначе – уронидная составляющая) образует кислую полисахаридную фракцию, сахаридный комплекс – нейтральную.

Пектиновые вещества разных растительных продуктов имеют различное строение, молекулярную массу, а, следовательно, и свойства [76].

К пектиновым веществам относят:

Протопектин, который представляет собой полигалактуроновую кислоту, соединенную с другими веществами, например, пентозанами (арабаном, галактаном), крахмалом, целлюлозой и др. Протопектин нерастворим в воде, входит в состав первичных клеточных стенок, определяет жесткую структуру плодовой ткани. По мере созревания плодов протопектин под воздействием протопектиназы переходит в растворимый пектин, благодаря чему плодовая ткань размягчается. Протопектин до настоящего времени мало изучен, так как не выделен в нативном виде.

Растворимый пектин (пектин) – эта группа пектиновых веществ является наиболее изученной. Пектин - полимер, состоящий из остатков d-галактуроновой кислоты, соединенных связями -1,4. Основная цепь полигалактуроновой кислоты соединена через эфирные связи с остатками метилового спирта.

В пектин кроме d-галактуроновой кислоты входят нейтральные углеводы:

галактоза, арабиноза, рамноза и др. Пектин растворим в воде, образуя коллоидные растворы с высокой вязкостью, также способен образовывать желе. Свойства пектина зависят от его молекулярной массы и степени метоксилирования (доля Высокометоксилированный пектин, со степенью метоксилирования более 70 % хорошо растворим в воде, обладает лучшими желирующими свойствами.

Низкометоксилированный пектин, со степенью метоксилирования менее 50 % плохо растворим и слабо желирует.

Пектиновая и пектовая кислоты. Пектиновая кислота – частично деметоксилированный пектин, плохо растворима в воде. Пектовая кислота (полигалактуроновая кислота) полностью деметоксилированный пектин, в воде практически не растворим. Пектовая и пектиновая кислоты могут присутствовать также в виде солей [76].

Таким образом, плоды и ягоды являются ценным видом сырья, однако, переработку их лучше проводить на специализированных консервных заводах.

Предприятия безалкогольной промышленности используют, как правило, полуфабрикаты, полученные из плодово-ягодного сырья, которые могут длительно храниться и транспортироваться на большие расстояния [12, 46].

На основе анализа литературных источников, можно сказать, что наиболее доступным и массовым в современных условиях источником биологически активных веществ могут стать продукты переработки дикорастущего плодовоягодного сырья. Полуфабрикаты из растительного сырья могут служить основой для производства безалкогольных напитков, ежедневное потребление которых составляет 2 – 3 литра ежедневно [10, 37, 60, 85, 96, 116].

К тому же, с экономической точки зрения использование именно полуфабрикатов, а не свежих плодов и ягод является наиболее целесообразным.

Это позволит существенно упростить технологию производства пищевых продуктов, в частности безалкогольных напитков, снизив при этом их себестоимость.

Для дальнейшей работы в рамках данного диссертационного исследования предлагается использовать следующие виды дикорастущего сырья: клюква и брусника. Выбор сырья обусловлен его уникальным химическим составом и ареалом произрастания на территории Кузбасского региона, что позволяет судить о возможности заготовки данного сырья в достаточных для переработки объмах.

Таким образом, анализ приведнной информации позволяет сделать вывод о том, что Западно-Сибирский регион обладает достаточными сырьевыми запасами дикорастущего плодово-ягодного сырья для промышленной переработки. Однако отсутствие необходимых производственных мощностей не позволяет должным образом осуществлять переработку этого ценного вида сырья. Поэтому данное исследование, посвященное разработке комплексной схемы переработки дикорастущих ягод клюквы и брусники, является актуальным и обладает определенной практической значимостью.

1.4 Основы процесса экстрагирования и его расчета Экстрагирование – это процесс извлечения одного или нескольких компонентов из твердого тела с помощью растворителя, который способен растворять только те целевые компоненты, которые необходимо выделить.

Процесс экстрагирования, таким образом, cвязан с переносом вещества в каждой из фаз и из одной фазы в другую и, следовательно, подчиняется законам массообмена [1].

Движущей силой экстрагирования является разница концентраций экстрагируемого вещества в жидкости, заполняющей поры твердого тела, и в основной массе экстрагента, находящегося в контакте с поверхностью твердых частиц.

Механизм процесса экстрагирования в общем случае включает следующие основные стадии: 1) проникновение экстрагента в поры сырья;

2) растворение одного или нескольких целевых компонентов;

3) перенос экстрагируемого вещества из глубины твердых частиц сырья к поверхности раздела фаз: в простейших случаях процесс происходит с помощью молекулярной диффузии, а при осложнении этого процесса - другими явлениями (растворением, набуханием и др.) – с помощью массопроводности;

4) перенос вещества от поверхности раздела фаз вглубь экстрагента с помощью массоотдачи (конвективной диффузии) [15].

Таким образом, на последних двух стадиях перенос извлекаемого вещества осуществляется молекулярной и конвективной диффузией.

Основным законом молекулярной диффузии является закон Фика:

где D – коэффициент молекулярной диффузии, м2/с;

j – плотность диффузионного потока;

dс/dn – градиент концентрации на выделенной в пространстве поверхности dF.

Однако этот закон справедлив только в случае стационарной диффузии. В процессе экстрагирования из тврдых тел имеет место нестационарная диффузия, т.е. поле концентраций непрерывно меняется, а, следовательно, уравнение (1.1) не дат возможность определить количество вещества, перешедшего через нестационарной диффузии (1.2), можно решить данную задачу На последней стадии процесса экстрагирования перенос вещества происходит под действием конвективной диффузии. Данный процесс является весьма сложным и в упрощенном виде описывается уравнением массоотдачи (1.3):

где j – плотность диффузионного потока;

- коэффициент массоотдачи, м/с;

СП – концентрация извлечнного вещества на поверхности тврдого тела, % мас.;

С’ – концентрация ключевого компонента в экстрагенте, % масс [1].

Скорость экстрагирования определяется движущей силой процесса и диффузионным сопротивлением на каждой отдельной его стадии. При этом сложность анализа и расчета процесса экстрагирования заключается в том, что на скорость процесса с одной стороны влияет множество факторов, а с другой – многие из факторов, увеличивая скорость процесса на одной из стадий, могут тормозить его на других, а общая скорость процесса зависит от сопротивления на той стадии, на которой скорость переноса вещества минимальна.

Так, например, дробление материала увеличивает поверхность раздела фаз, уменьшая при этом внутреннее диффузионное сопротивление, что способствует ускорению экстрагирования; однако при этом слой дроблнных частиц может стать более уплотннным, что ухудшает контакт частиц с окружающим экстрагентом и может привести к неравномерности процесса в отдельных зонах слоя частиц и ухудшить массообмен от частиц к жидкости, т.е. затормозить другую стадию процесса. Общая скорость процесса при определенной степени дробления может при этом уменьшиться. Также, дробление затрудняет разделение жидкости и твердых частиц, что требует значительных энергетических затрат и определенным образом влияет на эффективность процесса [1, 57].

Увеличение массы экстрагента по отношению к массе сырья (гидромодуль) способствует увеличению движущей силы процесса экстрагирования и следовательно увеличивает скорость процесса. Однако, чем больше соотношение между массами экстрагирующей жидкости и твердых частиц сырья, тем больше становятся энергетические затраты на выделение целевого компонента в чистом виде в процессе концентрирования, транспортирование жидкости по аппарату.

Кроме того, это приводит к увеличению размеров аппарата, что в целом отрицательно сказывается на эффективности процесса и оборудования.

Известно, что все массо- и теплообменные процессы, в которых есть место взаимодействия между двумя фазами, наиболее выгодно проводить при строгом противотоке этих фаз. Однако в тех случаях, когда лимитирующей стадией процесса является массоотдача от поверхности частиц к экстрагенту, возникает необходимость применять перемешивание, псевдоожижениие, вибрации и другие средства, приводящие к интенсификации процесса массоотдачи. При этом, как правило, нарушается противоток, что в итоге может привести к общему замедлению, а не ускорению процесса.

На эффективность процесса экстрагирования также оказывает влияние способ подготовки сырья к процессу экстрагирования. Сюда кроме дробления или гранулирования, которые обеспечивают нужную форму, размеры и дисперсный состав частиц, можно отнести увлажнение, термохимическую и другие виды обработки, способные повлиять на диффузионные и механические свойства частиц сырья.

Так, растительная клетка представляет собой как бы двухслойный мешок, заполненный соком. Оболочка клетки имеет микропористую структуру и, следовательно, является проницаемой для воды и растворенных в ней веществ.

Цитоплазменная мембрана имеет ультрапористую структуру. Отверстия в ней настолько малы, что через них могут проходить молекулы небольших размеров, например молекулы воды. Более крупные молекулы, например молекулы сахара и соли, через них не могут пройти. Таким образом, получается, что цитоплазматическая мембрана является полупроницаемой и имеет большое значение при проведении процессов экстрагирования в пищевых производствах [1].

Полупроницаемость присуща только живой, неповрежденной цитоплазме.

При воздействии на не внешних раздражающих факторов цитоплазма стремится сократить свою поверхность. В таких случаях коллоидные частицы сближаются друг с другом, слипаются и создаются предпосылки для коагуляции белковых веществ, составляющих основную массу цитоплазмы. Коагуляция белков увеличивает клеточную проницаемость, сок проходит через образовавшиеся поры оболочки наружу, а давление в клетке падает. Если раздражение не достигает критического уровня, то при устранении источника внешнего воздействия происшедшие изменения цитоплазмы являются обратимыми.

Из всех видов предварительной обработки сырья наиболее эффективно влияет ферментация, которая почти на порядок увеличивает коэффициент внутренней диффузии. Кроме упомянутых способов обработки сырья применяют ещ обработку ультразвуком, ионизирующими излучениями и механическими вибрациями [1, 3, 57].

Разрушающее, дробящее воздействие на растительные клетки оказывает ультразвук. Плодовую мезгу обрабатывают ультразвуком с использованием магнитострикторов.

Работа этих приборов основана на создании вибрации за счет изменения линейных размеров некоторых материалов (никеля и его сплавов) под действием магнитного поля. При ультразвуковой обработке выход экстрактивных веществ увеличивается на 8-9 %. Однако необходимый эффект – увеличение выхода сока – достигается в том случае, если обрабатываемая мезга погружена в сок из этих плодов, что значительно усложняет процесс. Кроме того, обработка ультразвуком требует сравнительно большого расхода энергии.

Обработка ионизирующими излучениями производится в специальных аппаратах – облучателях. Действие ионизирующих излучений повышает клеточную проницаемость. Это связано с воздействием облучения на пектиновые вещества сырья. Обработка плодово-ягодного сырья в облучателях повышает выход сока на 7-10 %.

На 10 % сокоотдачу увеличивает механическая вибрация с частотой 2500мин-1, которая осуществляется в вибрационных установках.

При предварительной обработке мезги переменным электротоком содержание антоцианов в экстракте значительно увеличивается. В результате обработки также происходит частичная мацерация тканей кожицы, денатурация белковых веществ протоплазмы клеток, увеличивается проницаемость клеточных оболочек, облегчается перенос их веществ в окружающую среду. Для эффективного проведения процесса электроплазмолиза используется ток силой 25- токоустойчивость. Косточковое сырье менее устойчиво к действию переменного тока, чем семечковое [1, 122].

Сильное повреждающее действие на растительную ткань оказывает замораживание. При этом в клетках и межклетниках ткани образуются кристаллы льда из свободной воды сырья, которые занимают больший объм, чем вода. Это приводит к разрыву оболочек клетки, ее обезвоживанию и гибели. Низкие температуры, как и высокие, вызывают денатурацию протоплазмы, что при оттаивании замороженных продуктов облегчает выделение из них сока.

Температура замораживания колеблется от -5 0С до -40 0С [64].

При обработке сырья теплом протоплазма его клеток денатурируется и сжимается, внутриклеточное давление понижается, что значительно облегчает переход экстрактивных веществ из клетки в окружающую жидкую среду. Между продолжительностью размягчения мезги и температурой тепловой обработки соответственно [1, 3, 93, 122].

Все перечисленные факторы, а также и ряд других по-разному влияют на отдельные стадии процесса экстрагирования и при этом находятся во взаимодействии между собой. С целью наиболее полного анализа и оценки влияния важнейших факторов на отдельные стадии процесса экстрагирования и их совокупное действие в целом, прежде всего, необходимо выразить эти зависимости количественно с помощью соответствующих математических моделей.

Полученные модели зависимостей позволяют сочетать аналитические методы с экспериментальными, что помогает находить оптимальные режимы проведения процесса с учетом особенностей строения сырья и изменения его в процессе экстрагирования, подбирать тип аппарата, наиболее подходящий для данного вида сырья и условий проведения процесса, рассчитывать его параметры.

Главная особенность процесса экстрагирования из пищевого сырья состоит в том, что физические свойства сырья в процессе экстрагирования претерпевают значительные изменения, что оказывает значительное влияние на все стадии процесса. В лабораторных и промышленных условиях за основу анализа и расчета процесса экстрагирования принят интервальный метод расчета [1, 3, 14, 57].

Интервальный метод расчета состоит в том, что по времени весь процесс делится на n интервалов такой длины, чтобы на каждом из них значения кинематических коэффициентов D и и соотношение расхода фаз q можно было бы полагать постоянными величинами. Обычно это 10-20 интервалов.

Целью расчета является определение необходимой длительности процесса для получения заданной степени извлечения вещества из твердого тела =ск/сн.

Для граничных условий третьего рода (1.4) с учетом их осевой симметрии решение уравнения нестационарной диффузии (1.2) примет вид (1.5) где z – отношение избыточных концентраций на интервале, отсчитанном от начала процесса;

P=f(BiD) – табулированная функция критерия Био.

Для частиц, имеющих форму неограниченной пластины По основному уравнению расчта (1.7) для частиц тврдой фазы, приведнной к форме пластины, с учтом значения qi и соответствующих Bi корням характеристического уравнения n на интервале подбирается значение критерия Фурье -Foi. Далее рассчитывается коэффициент диффузии:

где Ri – эквивалентный размер частиц на i-ом интервале;

I=i-i-1 – продолжительность i-го интервала времени.

Все известные способы экстрагирования подразделяются на статические и предусматривается постоянная смена либо экстрагента, либо экстрагента и сырья.

используемые многими изготовителями, достаточно экономичны и просты, однако позволяют извлекать небольшое количество биологически активных веществ, часть из которых разрушается во время концентрирования и сушки.

Увеличить выход сухих веществ можно, используя современные методы экстракции. Одним из них является использование центробежного экстрактора – фильтрующей центрифуги. За счет центробежных сил первичный сок удаляется из клеточного материала, на его место подается свежий экстрагент, который вновь удаляется из материала. Экстрагент циркулирует до насыщения, а затем заменяется новым [3, 92, 122].

1.5 Способы повышения выхода экстрактивных веществ В настоящее время существует множество способов повышения выхода экстрактивных веществ. Однако наиболее эффективными являются способы биокаталитического воздействия на сырье.

Применение ферментных препаратов в различных отраслях пищевой промышленности дат возможность интенсифицировать технологические процессы, улучшить качество готовой продукции, увеличить е выход, а также сэкономить ценное пищевое сырье.

Особое внимание специалистов, перерабатывающих растительное и животное сырь, привлекают окислительные (оксидоредуктазы) и гидролитические ферменты. При обработке пищевого сырья происходит разрушение клеток сырья, что ведт к увеличению доступа кислорода к измельчнным тканям, создавая тем самым благоприятные условия для действия оксидоредуктаз, а высвобождающиеся гидролазы расщепляют основные Обработка ферментными препаратами мезги значительно ускоряет гидролиз белков и полисахаридов, входящих в состав клеточной стенки. Как следствие, повышается выход сухих веществ. На производстве используется два режима обработки плодово-ягодной мезги ферментными препаратами:

ферментного препарата (выдержка при этой температуре от 30минут до - обработка мезги ферментным препаратом без предварительного подогрева (выдержка при температуре окружающей среды 12 часов и Для обработки сырья, обычно используют ферментные препараты пектолитического, протеолитического и цитолитического действия. Норма их внесения зависит от активности ферментного препарата и в большинстве случаев составляет 0,02-0,03 % к массе обрабатываемого сырья [40, 121].

Основным биохимическим процессом, протекающим в мезге плодов и ягод, а также их соке при обработке их пектолитическими ферментными препаратами или при одновременной термической обработке и ферментировании является гидролиз пектиновых веществ. При этом также происходят превращения и других компонентов сырья: белков, целлюлозы, гемицеллюлозы.

Поэтому для получения полностью осветленных соков из любого плодовоягодного сырья используемые ферментные препараты должны содержать в свом составе не только пектолитические ферменты, но и ферменты для гидролиза других коллоидных соединений, обуславливающих опалесценцию соков и отсутствие стойкости вырабатываемых из них вин и безалкогольных напитков [7, 41, 43, 52, 76].

В настоящее время в мировом производстве существует достаточно широкий спектр ферментных препаратов пектолитической направленности. В качестве основных продуцентов пектолитических ферментов следует назвать A.

niger, A. oryzae,A. wenti, A. foetidus, P. Italicum, P. Expansum, Rhizopus spp.

Основными ферментными препаратами пектолитического действия зарубежного производства на российском рынке являются [130]:

Пектинекс 5ХЛ - Пектолитический энзимный препарат, содержит, главным образом, пектинтранселиминазу, полигалактуроназу и пектинэстеразу.

Применяется в производстве фруктовых соков, где требуется быстрая и полная депектинизация. Дозировка 30-50 см3/1000 гл сока.

Пектинекс Ультра Mash - высокоактивный пектолитический энзимный препарат, специально разработанный для депектинизации фруктовых соков таких как яблочные и грушевые. Дозировка 50-150 см3/1000 кг мезги.

Пектинекс Ультра SPL - высокоактивный пектолитический энзимный препарат, обладает пектилитической и рядом гемицеллюлолитических активностей. Специально разработан для обработки фруктовой и овощной мезги. Дозировка 40-80 см3/1000 кг мезги.

Пектинекс Ультра Color - высокоактивный пектолитический энзимный виноградных соков, улучшает прессуемость и обеспечивает равномерность дальнейшей переработки способствуя приготовлению мезги, почти не содержащей пектина. В результате этого экстрагируются красящие вещества и сохраняется их стойкость. Дозировка 200 – 300 см3/1000 кг пектинэстеразу и полигалактуроназу. С использованием этого ферментного препарата красящие компоненты экстрагируются из мезги и остаются стабильными в соке.

Фруктоцим П6-Л - жидкий высококонцентрированный пектолитический ферментный препарат для быстрого и полного разрушения пектина во фруктовой мезге и фруктовом соке. Дозировка 5 – 150 см3/100 дал сока.

Из-за наличия белковых соединений некоторые соки из плодово-ягодного сырья и вина на их основе трудно осветляются и часто мутнеют при хранении.

Поэтому для многих видов сырья в процессе осветления соков большое значение играют протеолитические ферменты - протеиназы, что обязывает иметь в наличии кислые протеиназы наряду с ферментами пектолитического действия [76].

При выработке соков с мякотью плодовая ткань подвергается измельчению механическим путем. При этом измельчение мякоти часто производится недостаточно тонко, и сок имеет неоднородную и расслаивающуюся структуру при хранении. С целью получения однородных, нерасслаивающихся при хранении соков с мякотью целесообразным является использование ферментных препаратов, которые расщепляют протопектин и не снижают вязкость сока.

Ферментные препараты пектолитического действия, применяемые с целью повышения выхода и осветления соков, не могут использоваться при производстве соков с мякотью, так как эндополигалактуроназа, являющаяся основным ферментом в них, сильно снижает вязкость сока.

Целлюлаза и гемицеллюлаза способствуют получению гомогенной консистенции соков с мякотью.

Глюкозооксидаза с присутствием каталазы, как обязательного компонента, применяется с расчтом на улучшение качества и стабилизации соков из плодовоягодного сырья, безалкогольных напитков и вин за счт удаления кислорода в результате реакции окисления глюкозы. Таким образом, этот ферментный препарат способствует предотвращению окислительных процессов и развитию микробиологической порчи под воздействием аэробных микроорганизмов.

Таким образом, в настоящее время в пищевой и перерабатывающей промышленности используется большое количество микробных ферментных препаратов. Эти препараты, обладающие разной биокаталитической направленностью, стали неотъемлемой частью при переработке разнообразного плодово-ягодного сырья, так как их использование не только способствует повышению выхода сока, но и получению стойких при хранении продуктов за счет гидролитического расщепления высокомолекулярных коллоидов.

На основании анализа отечественных и зарубежных источников информации можно сделать вывод о том, что плодово-ягодное сырь имеет уникальный химический состав и является одним из богатейших источников витаминов, полифенольных соединений, минеральных и биологически активных веществ, которые необходимы для поддержания нормального функционирования организма человека. Входящие в состав плодов и ягод разнообразные группы полифенольных соединений имеют огромное значение для организма человека ввиду того, что они являются мощными антиоксидантами, способствующими блокированию свободных радикалов и тем самым, позволяющие нейтрализовать их агрессивное воздействие на организм человека.

Дикорастущее плодово-ягодное сырье, широко распространенное на территории Западносибирского региона, может стать источником перечисленных выше полезных биологически активных компонентов при переработке его в разнообразные полуфабрикаты, такие как экстракты, соки и другие. Эти полуфабрикаты, получаемые на основе местного плодово-ягодного сырья, можно производить без использования искусственных консервантов, красителей и ароматизаторов. Технология их производства позволяет сохранить витамины и другие биологически активные компоненты, которые содержатся в исходном сырье. Следовательно, продукты, изготовленные на основе таких полуфабрикатов, будут обладать всеми полезными свойствами используемого натурального сырья. Наиболее целесообразно подобного рода полуфабрикаты использовать для производства напитков, так как именно они являются одной из основных частей пищевого рациона и потребляются в большом объеме.

В связи с вышесказанным можно заключить, что изучение возможности использования дикорастущего плодово-ягодного сырья, произрастающего на территории Западной Сибири, для его комплексной переработки с целью получения функциональных пищевых продуктов, потребление которых будет способствовать повышению жизненного уровня потребителей Сибирского Федерального Округа, является актуальным и своевременным.

Основная часть диссертационного исследования выполнена на базе кафедры «Технология бродильных производств и консервирования» ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». Часть исследований была осуществлена на лабораторной базе кафедры «Процессы и аппараты пищевых производств» ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», в частности, с использованием роторнопульсационного аппарата. Ряд анализов по определению показателей безопасности проводился в аккредитованной лаборатории ФБУ «Кемеровский ЦСМ».

На основании поставленной цели и обозначенных задач, исследования были проведены в 5 этапов. Схема проведения исследований приведена на рисунке 2.1.

На первом этапе был проведн анализ информационных источников по теме диссертационного исследования, где был обоснован выбор дикорастущих ягод клюквы и брусники в качестве сырья для производства полуфабрикатов используемых в безалкогольной промышленности, также проведн анализ потребительских предпочтений и уровня знаний о функциональных напитках жителей г. Кемерово.

На втором этапе была произведена товароведная оценка замороженного плодово-ягодного сырья. С этой целью были определены потребительские свойства, физико-химические, микробиологические показатели и показатели безопасности замороженных ягод клюквы и брусники для возможного их использования в производстве пищевых экстрактов.

На третьем этапе были исследованы факторы, участвующие в использованием биокаталитических методов. Определена номенклатура и значения показателей качества и безопасности. Разработана техническая инструкция на производство экстрактов.

На четвртом этапе были изучены факторы, принимающие участие в формировании качества разработанных на основе полученных экстрактов безалкогольных напитков. Определена номенклатура товароведных свойств, значения показателей качества и безопасности.

Пятый этап был посвящн исследованию возможности использования выжимок ягод для производства сухих мучных кондитерских смесей с введением в рецептуру плодово-ягодных выжимок. Определены рациональные параметры их производства, установлены показатели качества.

2.2 Объекты и методы проведения исследований Объектами исследования на различных этапах работы являлись:

результаты опроса респондентов в отношении их потребительских предпочтений;

замороженные дикорастущие ягоды клюквы и брусники урожая 2012 года, приобретнные в ООО «Ягода Сибири»;

ферментные препараты пектолитической направленности Fructozym Р6L, а также цитолитического действия - Biocellulasa;

плодово-ягодные экстракты из клюквы и брусники и выработанные на их основе безалкогольные напитки;

выжимки ягод и пищевые продукты с их внесением: сухие смеси мучных кондитерских изделий.

С целью решения поставленных задач были использованы стандартные методы, применяемые в консервной и безалкогольной промышленности.

Для анализа теоретических данных использовались методы группировки, систематизации, сравнительного анализа и обобщения. При обработке данных маркетингового исследования использовались статистический метод.

Сырье и материалы, которые используются при производстве напитков, должны соответствовать требованиям действующей нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке. Для приготовления напитков применяются следующие виды сырья: сахар песок по ГОСТ 21-94, вода питьевая по СанПиН 2.1.4.1074, кислота лимонная по ГОСТ 908-2004, соки концентрированные по ГОСТ Р 52185-2003 или по нормативно-техническому документу производителя [65].

Показатели качества плодово-ягодного сырья, экстрактов и готовых продуктов на их основе определялись по совокупности органолептических, физико-химических показателей и показателей безопасности.

Оценка органолептических свойств используемого сырья и продуктов его переработки была проведена дегустационным методом [17, 27].

Содержание сухих веществ в экстрактах и готовых напитках на их основе определялись рефрактометрическим методом по ГОСТ 6687.2-90 [18].

Массовая доля сухих веществ в ягодах и их выжимках определяли по ГОСТ 28561-90 высушиванием до постоянной массы [20].

Кислотность экстрактов и готовых напитков определяли по ГОСТ 12788- титриметрическим методом с помощью рН-метра [21].

Определение редуцирующих сахаров ягод и продуктов их переработки, выжимок производилось согласно [30].

Cодержание полифенольных веществ определялось методом Еруманиса [41].

Содержание рутина определяли фотоколориметрическим методом [41].

Для определения лейкоантоцианов, антоцианидов использовался колориметрический метод [41].

Для определения количества аскорбиновой кислоты использовался йодометрический метод [31].

При определении пектолитической и цитолитической активности ферментных препаратов использовался калориметрический метод [80].

Для экспериментального определения коэффициента диффузии был использован экстракционный метод [14].

Анализ физико-химических и органолептических показателей кексов и печенья по ГОСТ 15052 – 96 и ГОСТ 24901 – 89 [25, 28].

Определение токсичных элементов проводили согласно следующих стандартных методов: медь – по ГОСТ Р 51309, ГОСТ 30538, ГОСТ 4388, ПНД Ф 14.1:2:4.139-98, ПНД Ф 14.1:2.48-96; мышьяк – по ГОСТ Р 51309, ГОСТ Р 51766, ГОСТ 30538, ГОСТ 23268.14; нитраты – по ГОСТ 23268.9; нитриты – по ГОСТ 23268.8; ртуть – по ГОСТ Р 51212, ПНД Ф 14.1:2.20-95 [90]; свинец –по ГОСТ Р 51309, ГОСТ 18293, ГОСТ 30538 [61].

Определение радионуклидов - по ГОСТ Р 51730, МР N 40090.9А605 от 15.01.2009. ФГУП «ВНИИФТРИ» [76].

Методы отбора проб для микробиологических анализов – по ГОСТ 26668, подготовка проб – по ГОСТ 26669, культивирование микроорганизмов – по ГОСТ 26670 [40].

Определение микробиологических показателей (кроме P. aeruginosa) – по ГОСТ Р 52816, ГОСТ 18963, определение P. aeruginosa – по МУ 2.1.4.1184-03 [22, 23, 24, 26].

ГЛАВА 3. Исследование потребительских предпочтений на рынке Успех любого товара на рынке определяется его потребительскими характеристиками, главные из которых качество и безопасность. Развитая конкуренция толкает производителей искать новые способы продвижения своих товаров. Одни ищут способы снизить рыночную цену на свой продукт, другие пытаются привлечь потребителей особыми свойствами продукта. К таким свойствам относится функциональная направленность продукта.

Целью данного исследования было определение уровня осведомлнности о существовании, свойствах и воздействии на организм потребителей обогащнных напитков. Для этого был проведн социологический опрос, который является одним из способов исследования рынка и отличается простотой и небольшой продолжительностью, а полученная информация достаточно достоверная и легко подвергается статистической обработке.

Анкета (приложение Б), предлагаемая респондентам, включала 11 вопросов, которые отражали половозрастные характеристики, уровень образования и социальный статус, что позволяет дать обобщнную оценку потребительских предпочтений в отношении функциональных напитков.

Анкетирование проводилось осенью 2011 года. Анкета предлагалась случайным прохожим среди населения г. Кемерово.

В анкетировании приняло участие 510 человек, из которых 60,8 % составили женщины и 39,2 % мужчины. При ответах на вопросы модератором давались разъяснения участникам анкетирования о том, что такое функциональные или обогащнные напитки и их роль в организации питания.

Распределение респондентов по возрастным категориям представлено на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Распределение по возрастным категориям Уровень образования респондентов в зависимости от пола отражн на рисунке 3.2.

В соответствии с данными, приведенными на рисунках 3.1. и 3.2 можно сделать вывод, что большинство опрошенных респондентов - это женщины с высшим образованием. Скорее всего, это связано с отзывчивостью женского населения и неравнодушием в вопросах здорового питания.

респондентов (90,2 %) знают о существовании функциональных напитков.

Однако не всегда имеют представление, что скрывается за данным термином.

В качестве основных источников информации, освещающих напитки подобного рода, респонденты отметили телевидение, печатные издания и своих знакомых. Разделение источников информации об этой группе напитков по возрастным категориям опрашиваемых представлено на рисунке 3.4.

Из данных, представленных на рисунке 3.4, видно, что интернет, не самое эффективное средство рекламной информации, скорее всего он наиболее распространн как средство общения. Радио вообще не является источником информации для подавляющего большинства опрошенных ввиду того, что этот источник информации доступен либо возрастным респондентам, либо это категория водителей, слушающих радио за рулем, которая не попала в объект наших исследований. Действительно, только 6,7 % людей в возрасте от 41 до лет отметили, что слышали о функциональных напитках в информационных программах на радио.

Мнение респондентов о частоте потребления обогащнных напитков отображено на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 – Частота потребления функциональных напитков На вопрос о частоте потребления мнения людей распределились следующим образом: большая часть молодых людей (72,7 %) в возрасте 18-25 лет употребляют обогащнные напитки реже одного раза в месяц, 27,3 % приобретают такие напитки примерно один раз в неделю. Большинство опрошенных других возрастных категорий не покупают функциональные напитки вообще или покупают очень редко. Возможно, это связано с уровнем цен на данную группу напитков. Это обстоятельство следует учесть при разработке новых видов напитков.

Среди факторов, вызывающих интерес к обогащенным напиткам многие респонденты отметили «любопытство попробовать» (35,3 % всех опрошенных) и освежающее действие таких напитков (39,2 % всех опрошенных). Также большая часть опрошенных респондентов отметила, что привлекают другие свойства, в частности вкус напитка. Разделение мнений по возрастным категориям представлено на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 – Распределение предпочтений потребителей в зависимости Познания населения о том, какие полезные вещества присутствуют в функциональных напитках, разделились следующим образом (рисунок 3.7): 49 % всех опрошенных на первое место ставят углеводы, причм преобладающее большинство - это люди с неполным высшим образованием; 21,6 % и 19,6 % от всех опрошенных считают полезными антиоксиданты и витамины; 13,7 % - белки и 11,8 % всех опрошенных отмечают полезность пищевых волокон.

Рисунок 3.7 – Распределение потребительских мнений по содержанию На рисунке 3.8 представлено распределение мнений потребителей об источниках полезных веществ в функциональных напитках.

Рисунок 3.8 – Источник полезных веществ в функциональных напитках Как показали результаты опроса, половина респондентов считают, что функциональность напиткам придают пищевые добавки. Треть опрошенных считает, что это растительное сырь и 18 % считают, что напитки обогащают путем добавления витаминных комплексов.

Целью следующего вопроса являлось определение мнения респондентов об использовании растительного сырья Кузбасса для производства обогащнных напитков (рисунок 3.9).

Рисунок 3.9 – Использование местного растительного сырья При анализе полученных данных нами установлено, что большая часть респондентов считает, что местное растительное сырь вовсе не используется или используется недостаточно. Это дат возможность предположить, что разработка напитков на основе местного растительного сырья является перспективным направлением развития безалкогольной отрасли региона.

На следующем рисунке 3.10 представлены предпочтения потребителей по группам напитков, которые чаще всего употребляются респондентами.

Рисунок 3.10 – Предпочтения потребителей на рынке Как показывают данные, представленные на диаграмме 3.10, большой популярностью среди потребителей пользуются соки. Также широко распространены холодный чай, морсы и энергетические напитки. А вот спортивные напитки и напитки на основе сухих смесей не пользуются популярностью среди опрошенных респондентов.

Торговое предложение напитков, представленное на потребительском рынке г. Кемерово, пользующихся наибольшей популярностью, представлено в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Предложение напитков в торговой сети Наименование товарной Моя семья (соки, Добрый (соки, нектары) Мултон Любимый (соки, Я (соки, нектары, J7 (соки, нектары) ОАО «Вимм-Билль-Данн ОАО "ВБД Напитки" Чудо-ягода (соки, Сады придонья (соки, нектары, морсы) Фруктовый сад (соки, Продолжение таблицы 3. Наименование товарной

ОАО АПК

Золотая Русь (соки, нектары, морсы) Тонус (соки, нектары) ООО «Лебедянский» ОАО «Лебедянский»

Да (сокосодержащие Как видно из данных, представленных в таблице 3.1, выделяются несколько крупных компаний, производящих продукцию под разными брендами. Это:

Нидан Соки, Сады Придонья, ООО Лебедянский, ОАО "Вимм-Билль-Данн.

Разные бренды предназначены для различных по социальному статусу слов населения.

Анализируя представленные данные, можно сделать вывод, что на Кемеровском потребительском рынке наиболее широко представлены восстановленные соки. Доля таких напитков как морсы ничтожно мала, что создат предпосылки для разработки данных напитков.

Согласно техническому регламенту на соковую продукцию, приняты следующие термины [89]:

Сок - жидкий пищевой несброженный продукт. Получают его из спелых и свежих или фруктов и (или) овощей. Сок может быть осветленным.

В зависимости от способа производства и способа обработки фруктового и (или) овощного сырья соки подразделяются на:

а) сок прямого отжима – это сок, полученный с помощью механической обработки свежих или сохраненных свежими фруктов и (или) овощей;

б) свежеотжатый сок – это сок прямого отжима, полученный в присутствии потребителей;

в) восстановленный сок – это сок, произведенный из концентрированного сока или концентрированного сока и сока прямого отжима и питьевой воды;

г) концентрированный сок – это сок, полученный путем частичного удаления из сока прямого отжима содержащейся в нм воды с целью повышения количества растворимых сухих веществ как минимум в два раза по отношению к соку прямого отжима;

д) диффузионный сок – это сок, полученный путем экстрагирования при помощи питьевой воды экстрактивных веществ свежих фруктов и (или) овощей либо высушенных фруктов и (или) овощей одного вида, сок из которых не может быть получен путем их механической обработки.

2) фруктовый и (или) овощной нектар - жидкий несброженный пищевой продукт, полученный смешиванием сока, и (или) фруктового и (или) овощного пюре, и (или) концентрированного фруктового и (или) овощного пюре с питьевой водой с добавлением сахара, и (или) сахаров, и (или) меда, подсластителей или без их добавления.

3) фруктовый и (или) овощной сокосодержащий напиток – это жидкий несброженный пищевой продукт, полученный путем смешивания сока или соков и (или) фруктового и (или) овощного пюре либо концентрированного фруктового и (или) овощного пюре с питьевой водой и в котором минимальная объемная доля сока и (или) фруктового и (или) овощного пюре составляет не менее чем процентов.

4) морс – это жидкий пищевой продукт, полученный из сока и (или) пюре, полученных путм механической обработки ягод с добавлением питьевой воды, сахара, и (или) меда. Объемная доля такого сока и (или) такого пюре составляет не менее чем 15 % [89].

Таким образом, на основании приведнной терминологии, большинство представленных в торговой сети напитков не являются соками, а относятся к безалкогольным сокосодержащим напиткам. Это, несомненно, связано с огромной конкуренцией в данном сегменте рынка, большими объмами производства и, как следствие, огромными складскими запасами произведнной продукции. Кроме того, соки прямого отжима имеют более высокую стоимость, что играет очень важную роль для рядовых потребителей.

В связи с этим, производителям не выгодно вырабатывать соки прямого отжима. Поэтому на большинстве предприятий выпускают восстановленные из готовых концентрированных соков сокосодержащие напитки. В рецептуру таких напитков также входят сахар и лимонная кислота.

Существуют различные виды концентрированных соков [128]:

концентрированные соки из соков прямого отжима;

концентрированные основы для производства сокосодержащих напитков и полуфабрикаты для соков или других сокосодержащих напитков, которые необходимо только разбавить водой. Такие полуфабрикаты обеспечивают, прежде всего, стабильный вкус, согласно пожеланиям заказчика и рецептуре производителя;

концентраты, полученные на промежуточном этапе, на заводе. В этом случае декларируется чистота концентрата, однако на практике часто выявляется несоответствие этому требованию. Не редко в концентрат вводят более дешевые продукты переработки или частично заменяют на другие концентраты, или вносят сахар и ароматизатор, идентичный натуральному.

Использование таких концентратов для производства в дальнейшем из них восстановленных соков не гарантирует потребителю наличие в нем тех полезных свойств и отсутствие посторонних добавок, которые сам производитель восстановленных соков, хотя и не использует, зато их с успехом применяют производители дешевых концентрированных соков для упрощения технологии и экономической целесообразности.

В связи с вышесказанным, необходимо широко и комплексно использовать свою местную сырьевую базу для производства полуфабрикатов в виде экстрактов из ягод клюквы и брусники, которые могут являться источниками функциональных биологически активных веществ, а полученные экстракты применять при производстве функциональных напитков, в том числе и сокосодержащих.

ГЛАВА 4. Использование дикорастущего плодово-ягодного сырья при производстве экстрактов и безалкогольных напитков на их основе 4.1 Оценка потребительских свойств замороженного На данном этапе исследований были определены свойства замороженных ягод с товароведной точки зрения.

Как известно, растительные объекты служат для человека источником витаминов, органических кислот, сахаров, макро- и микроэлементов, пищевых волокон и др. В качестве такого сырья имеет смысл использовать те дикорастущие плоды и ягоды, химический состав и фармакологические свойства которых хорошо изучены. Так известно, что клюквенные напитки обладают жаропонижающим и жаждоутоляющим действием, оказывают губительное действие на кокковые формы микроорганизмов, стабилизируют секрецию поджелудочной железы. Напитки из брусники применяют в диетическом и лечебном питании: при гастритах с пониженной кислотностью, повышенным кровяным давлением, подагре, ревматизме и простудных заболеваниях [56].

Сезонность произрастания клюквы и брусники не является препятствием для промышленной переработки, благодаря развитию индустрии быстрозамороженных продуктов питания.



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«ГУЖЕЛЬ ЮЛИЯ АЛЕКСАНДРОВНА РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА НАПИТКОВ БРОЖЕНИЯ, ПОЛУЧЕННЫХ С ДОБАВЛЕНИЕМ ЭКСТРАКТА ХВОИ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного...»

«ИВАНОВ ИВАН ВАСИЛЬЕВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЧИПСОВ ИЗ МЯСА ПТИЦЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВАКУУМНОЙ ИНФРАКРАСНОЙ СУШКИ Специальность: 05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель : доктор технических наук, проф. Г.В....»

«КУЗЬМИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ЛИКЕРОВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПУТЕМ СТАБИЛИЗАЦИИ КОЛЛОИДНОЙ СИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ МОДИФИЦИРОВАННОГО КРАХМАЛА Специальность: 05.18.15 – технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель д.т.н., профессор В.А....»

«БОНДАКОВА МАРИНА ВАЛЕРЬЕВНА РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА КОСМЕТИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭКСТРАКТА ВИНОГРАДА Специальность 05.18.06 – Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов (технические наук и) Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук...»

«ГУНЬКО Павел Александрович ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЕЛКОВЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ ТВОРОЖНОЙ СЫВОРОТКИ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫМИ МЕТОДАМИ Специальность 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук...»

«ЗАВОРОХИНА НАТАЛИЯ ВАЛЕРЬЕВНА РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОЛОГИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКОВ С УЧЕТОМ СЕНСОРНЫХ ПРЕДПОЧТЕНИЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 05.18.15 –...»

«КОШЕЛЕВА ЕЛЕНА АЛЕКСЕЕВНА ИССЛЕДОВАНИЕ ЖИРОВОЙ ФАЗЫ МОЛОКА И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СЛИВОЧНО-БЕЛКОВОГО ПРОДУКТА Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств ДИССЕРТАЦИЯ на соискание степени кандидата технических наук Научный руководитель : доктор технических...»

«ШЕЛЕПИНА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА СОВРЕМЕННЫХ СОРТОВ И ФОРМ ГОРОХА Специальность 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства Диссертация на соискание ученой степени...»

«ВАГАЙЦЕВА ЕЛЕНА АЛЕКСЕЕВНА НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ДЕТСКИХ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ Специальность: 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и...»

«ЛОГИНОВ ВИТАЛИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ пропионовокислыми бактериПОЛУТВЁРДОГО СЫРА С ями. Специальность 05.18.04 – технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств ДИССЕРТАЦИЯ на соискание степени кандидата технических наук Научный руководитель :доктор технических...»

«АПЁНЫШЕВА ТАТЬЯНА НИКОЛАЕВНА РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЯГКИХ КИСЛОТНОСЫЧУЖНЫХ СЫРНЫХ ПРОДУКТОВ С РАСТИТЕЛЬНЫМ ЖИРОМ Специальность: 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических...»

«Беляева Лидия Александровна ИССЛЕДОВАНИЕ СОХРАНЯЮЩИХ ФАКТОРОВ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОДЛИННОСТИ ПРИРОДНОЙ БУТИЛИРОВАННОЙ СТОЛОВОЙ ВОДЫ Специальность 05.18.15 – технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания (технические науки) ДИССЕРТАЦИЯ На соискание ученой степени кандидата технических наук Научный...»

«КОСТИН АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ РАЗРАБОТКА, ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ПРОДУКТОВ ПРОБИОТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ 05.18.15 – Техноогия и товароведение пищевых продуктов и функционаьного и специаизированного назначения и общественного питания...»

«ПОПОВА НАТАЛИЯ ВИКТОРОВНА ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОССТАНОВЛЕННЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ МОЛОКА И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов...»

«ИГОЛИНСКАЯ ОЛЬГА АНДРЕЕВНА УСТАНОВЛЕНИЕ ПОДЛИННОСТИ СТОЛОВЫХ ВИН ПОСРЕДСТВОМ ОБНАРУЖЕНИЯ В НИХ СОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания...»

«КАЙМБАЕВА ЛЕЙЛА АМАНГЕЛЬДИНОВНА НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ И ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА МЯСА И ПРОДУКТОВ УБОЯ МАРАЛОВ Специальность: 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук Научный консультант : доктор технических наук, профессор Узаков Я.М. Улан-Удэ - СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 1.1...»

«ЛОСКУТОВА ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА ТОВАРОВЕДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДИКОРАСТУЩИХ ЯГОД СЕМЕЙСТВА ВЕРЕСКОВЫХ И ПРОДУКТОВ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ Специальность: 05.18.15. – технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата...»

«ВОЛОТКА ФЁДОР БОРИСОВИЧ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЫБНЫХ ФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ РЫБ ПРИБРЕЖНОГО ЛОВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПИВНОЙ ДРОБИНЫ Специальность 05.18.04 Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных производств Диссертация на...»

«ГРАЩЕНКОВ ДМИТРИЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ РАЗРАБОТКА БЛЮД И РАЦИОНОВ ДЛЯ ДОШКОЛЬНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ НА ОСНОВЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ РАСЧЕТОВ 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания Диссертация на соискание ученой степени кандидата...»

«Бабич Ольга Олеговна ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ БИОТЕХНОЛОГИЙ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ L-ФЕНИЛАЛАНИН-АММОНИЙ-ЛИАЗЫ 05.18.04 - Технология мясных, молочных и рыбных продуктов и холодильных...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.