Удосконалення методології експертизи пористих харчових продуктів: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра техн. наук : 05.18.15 – Товарознавство

Abstract

Дисертація присвячена розробці методології, теоретичного обґрунтування і самих фізичних методів контролю споживних властивостей пористих харчових продуктів. Доведено, що саме якість пористої структури – співвідношення макро- і мікрокапілярів у дисперсній фазі, діапазон радіусів пор, ступінь їх монодисперсності – визначає як їх органолептичні властивості (смак, консистенцію, запах), так і тривалість зберігання. Запропоновано класифікацію найбільш відомих методів, які використовуються для визначення дисперсності пористих харчових продуктів. Запропоновано теорію втрат вологи під час зберігання курячих яєць, яка дозволяє прогнозувати за коефіцієнтом проникності шкаралупи термін зберігання яєць. Надано наукове обгрунтування просочення цукрового сиропу в рослинну сировину під час виробництва цукатів. Запропоновано метод визначення теплоти сорбції за однією (опорною) ізотермою сорбції в пористих харчових продуктах. Запропоновано оригінальну методику визначення коефіцієнта дифузії вологи в рослинній сировині. Зроблено аналіз розроблених у роботі методів при удосконаленні методології товарознавчої експертизи, який показує, що серед них є: методи, що замінюють побічне визначення показників якості на пряме, – визначення паропроникності яєчної шкаралупи (δ = 2%), розпушеності дріжджового тіста (δ = 0,5%); методи, що підвищують точність або є менш трудомісткими, – визначення ДФР у мікропоровій області (10…12%), теплоти адсорбції вологи пористими продуктами (δ = 10…15%), пористості сушеної продукції (δ = 2%), розчинних сухих речовин у цукатах (δ = 0,65%), пористості хлібобулочних та борошняних кондитерських виробів (δ = 2%); методи, які замінюють органолептичне визначення показника на інструментальне, – метод визначення ДФР і ступеня однорідності пор у макропоровій області хлібобулочних та борошняних кондитерських виробів (δ = 10%).

Диссертация посвящена разработке методологии, теоретического обоснования и самих физических методов контроля потребительских свойств пористых пищевых продуктов. Доказано, что именно качество пористой структуры – соотношение макро- и микрокапилляров в дисперсной фазе, диапазон радиусов пор, степень их монодисперсности – определяет как их органолептические свойства (вкус, консистенцию, запах), так и длительность хранения. Предложена классификация наиболее известных методов, которые используются для определения дисперсности матричных пищевых продуктов. Сопоставление бесструктурных и структурированных пористых продуктов показывает, что последние имеют более сложное пористое строение, широкий диапазон радиусов пор, различные соотношения макро- и микрокапилляров, тогда как бесструктурные ограничены размерами микрочастиц. Дано теоретическое обоснование метода и создан прибор для определения дифференциальной функции распределения (ДФР) пор по радиусам в макропоровой области, который основан на пропрессовывании воздуха через образец, поры которого заполнены инертной жидкостью – керосином. В совокупности с новым показателем качества – коэффициентом вариации – этот метод позволяет оценивать влияние пищевых добавок при их внесении в рецептуру пищевых продуктов и оценивать степень однородности их пор. Модифицирован сорбционный метод определения ДФР в микропоровой области: предложен аналитический вид уравнения, которое описывает изотермы сорбции-десорбции, постоянные которого одновременно являются постоянными и для уравнения ДФР пор по радиусам. Предложена теория потерь влаги при хранении куриных яиц, которая позволяет прогнозировать по коэффициенту проницаемости скорлупы сроки хранения яиц и сортировать куриные яйца изначально. Разработан динамический способ нахождения паропроницаемости яичной скорлупы, позволяющий научно обосновать сроки хранения куриных яиц. Для повышения экспертизы введен новый показатель качества яиц – коэффициент проницаемости яичной скорлупы, позволяющий прогнозировать сроки хранения яиц изначально, а не по высоте воздушной камеры. Дано научное обоснование пропитки сахарного сиропа в растительное сырье при производстве цукатов. Доказано, что на скорость пропитки сахарным сиропом влияет частота наложения внешнего поля и пористость сырья. Предложен метод определения теплоты сорбции по одной (опорной) изотерме сорбции в пористых пищевых продуктах. Рассмотрено его использование в технологии изделий фарша из овощных пюре и измельченных овощных масс, рассмотрено изменение их пористой структуры под воздействием технологических факторов и при хранении, а также с целью управления качеством комбинированных пищевых полуфабрикатов «Аналог кальмара» и «Аналог филе рыбьего». С учётом изменения пористости теста при брожении установлена зависимость электропроводности дрожжевого теста от его разрыхленности, что положено в основу нового метода оценки разрыхленности теста и позволяет в непрерывном потоке контролировать стадию процесса брожения теста. Разработана схема и изготовлена установка для контроля процесса брожения теста в производственных условиях. Установлено, что использование различных пищевых добавок существенно влияет на дифференциальную и общую пористость полуфабрикатов и изделий из дрожжевого теста. Введение низких концентраций добавок с более высокой дисперсностью улучшают пористую структуру, а грубодисперсные фракции, вносимые в значительных весовых количествах, снижают качество мякиша готовых изделий. Подтверждено, что использование пищевых добавок позволяет существенно варьировать показателями пищевой ценности хлебобулочных изделий и повысить биологическую ценность готовых изделий, то есть улучшить их качество и потребительские свойства в целом, расширить ассортимент булочных изделий. Показано, что разработанные новые методы и методология определения общей и дифференциальной пористости могут применяться для объективной оценки состояния мякиша и дисперсности хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. Предложена оригинальная методика определения коэффициента диффузии влаги в растительном сырье. Доказано, что значения коэффициента диффузии воды для растительного сырья могут быть рассчитаны по ДФР и кривой водопоглощения. Доказано, что сорбционный гистерезис, вид сушки оказывает существенное значение на ДФР сушеной продукции и ее коэффициент диффузии. Проанализировано влияние порообразования на процессы, определяющие формирование качества пористых продуктов питания. Показано, что для прогнозирования гарантированного качества таких продуктов необходим контроль процесса порообразования на всех стадиях их создания. Сделан анализ разработанных в работе методов для усовершенствования методологии товароведной экспертизы, который показывает, что среди них есть: методы, которые заменяют побочное определение показателей качества на прямое, – определение паропроницаемости яичной скорлупы (δ = 2%), разрыхленности дрожжевого теста (δ = 0,5%); методы, которые повышают точность или являются менее трудоемкими, – определение ДФР в микропоровой области (δ =10…12%), теплоты адсорбции влаги пористыми продуктами (δ = 10…15%), пористости сушеной продукции (δ = 2%), растворимых сухих веществ в цукатах (δ = 0,65%), пористости хлебобулочных и мучных кондитерских изделий (δ = 2%); методы, которые заменяют органолептическое определение показателя на инструментальное, – метод определения ДФР и степени однородности пор в макропоровий области хлебобулочных и мучных кондитерских изделий (δ = 10%). Исследованиями и внедрением в научную работу, производство и учебный процесс доказана высокая эффективность разработанных в диссертации методов.

Dissertation is devoted to the development of methodology, theoretical ground and physical methods of control of consumer properties of porous food products. It is namely proved that exactly quality of porous structure is the correlation macro- and mіcrocapіllaries in a dispersion phase, range of radiuses of pores, the degree of their monodispersion determines both their organoleptic properties (taste, consistency, smell) and shelf-life of storage. Classification of the best known methods which are used for determination of dispersion of porous food products is offered. The theory of losses of moisture during storage of chicken eggs is offered, it allows to forecast the term of storage of eggs according to the coefficient of permeability of shell. The scientific ground of percolation of saccharine syrup into vegetable raw during the production of the candied fruits is given. The method of determination of warmth of sorption according to one (to fulerum) isotherm of sorption in porous food products is offered. The original method of determination of coefficient of diffusion of moisture in vegetable raw is offered. The analysis of the methods for the increase of commodity expert investigation which were developed in this dissertation is done. It shows that among them there are methods which replace side determination of indexes of quality to direct one – the determination of steam penetration of egg-shell (δ = 2%), fluffing of yeast dough (δ = 0,5%); methods which raise exactness or are less labor-intensive – determination of DFP in a micropores field (10…12%), warmth of adsorption of moisture by porous products (δ = 10…15%), to porosity of the dried products (δ = 2%), soluble dry production in the candied fruits (δ = 0,65%), porosity of bakeries and flour confectionary (δ = 2%); methods which replace organoleptic determination of index to instrumental one - a method of determination of differential function of division of pores according to the radiuses (DFP) and degree of homogeneity of pores in the macropores field of bakeries and flour confectionary (δ = 10%)