Вплив мікробного полісахариду ”ксантан” на якість заморожених плодоовочевих паст в процесі їх зберігання у замороженому стані: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.18.15 – Товарознавство харчових продуктів

Abstract

Дисертація присвячена розробці наукового підходу до способу зберігання товарознавчих характеристик плодоовочевих паст. Розроблено технологію одержання паст з добавками ксантану як драглеутворюючого агента. У пастах з ксантаном і без нього проведено дослідження параметрів кристалічної решітки льоду методом рентгеноструктурного аналізу, досліджені процеси склування методом диференційної скануючої калориметрії (ДСК), і стан води – методом ядерного магнітного резонансу (ЯМР). Уся сукупність одержаних фізичними методами результатів дала можливість пояснити механізм захисної дії ксантану та обрати температури зберігання паст – мінус 18С та мінус 70С. Органолептичні характеристики продукту після зберігання за такого режиму протягом 12 місяців зберігаються на рівні вихідного продукту. Запропоновано новий спосіб зберігання плодоовочевих паст із застосуванням ксантану як стабілізуючого агента. Представлені відомості про шляхи практичної реалізації результатів роботи, а також дана оцінка економічного ефекту від їх впровадження на підприємствах харчової та переробної промисловості.

Диссертация посвящена разработке научного подхода к способу сохранения товароведных характеристик плодоовощных паст, хранящихся в замороженном состоянии. Анализ литературы показал, что перспективными для этой цели могли бы явиться гелеобразующие добавки типа камедей растительного и микробного происхождения, поскольку они способны восстанавливать гелеобразное состояние после замораживания и отогрева. Разработана технология получения паст из моркови, тыквы и яблочно-виноградной смеси с добавками ксантана как гелеобразующего агента. Экспериментально показано, что введение ксантана позволяет улучшить товароведные характеристики свежеприготовленных паст: улучшается внешний вид, вкус, консистенция становится более однородной, не наблюдается расслоения. На основании вискозиметрических и седиментационных исследований выбраны рациональные концентрации ксантана, составляющие 0,10 мас % для морковной и тыквенной паст и 0,15 мас % - для яблочно-виноградной. Изучение механизмов модифицирующего действия ксантана на пасты проводили при помощи современных физических методов: рентгеноструктурного анализа, дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК), ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Согласно результатам рентгеноструктурных исследований параметры решетки льда в пастах без ксантана больше, чем в чистом льду, а введение ксантана ведет к уменьшению параметров решетки гексагонального плотноупакованного льда. Во всех замороженных пастах, наряду с кристаллической фазой, присутствует аморфная фаза. Методом ДСК установлены значения температуры стеклования аморфной фазы в морковной, тыквенной и яблочно-виноградной пастах. Методом ЯМР показано, что в присутствии ксантана увеличивается количество невымерзающей воды в пастах при температурах ниже 0C. Вся совокупность полученных при помощи физических методов данных показывает, что в основе защитного действия ксантана лежит разбавление химически активных веществ, способных вступать в реакцию в незамороженных жидких фазах. Отсюда следует, что предпочтительным режимом хранения является хранение при температурах ниже температуры стеклования. Исходя из полученных данных, были выбраны температурные режимы хранения паст – минус 18 и минус 70C. Исследуемые пасты хранили при этих температурах в течение 12 месяцев, контролируя в них содержание каротинов, титруемую кислотность, содержание витамина C, сахаров, сухих веществ, а также органолептические и микробиологические показатели. Было установлено, что органолептические характеристики остаются на уровне исходного образца в условиях хранения при минус 70C и несколько изменяются при минус 18C в течение 12 месяцев. Контроль содержания и структурных форм каротинов проводили спектрофотометрическим методом. В процессе хранения замороженных паст увеличивается содержание цис- форм каротинов и уменьшается содержание каротинов в экстрактах из морковной и тыквенной паст. Хранение паст при минус 70C дает более стабильные результаты по данным параметрам. Показано, что во всех пастах с добавкой ксантана титруемая кислотность в процессе хранения паст без добавки увеличивается в меньшей степени. Для яблочно-виноградной пасты, хранящейся при минус 18C без ксантана, титруемая кислотность увеличивается за 12 месяцев на 0,34%, а в пасте с ксантаном – на 0,29%. В процессе хранения этих же паст при минус 70C титруемая кислотность увеличивается на 0,10% без ксантана и на 0,08% с ксантаном за этот же период. Количество общего сахара в яблочно-виноградной пасте без ксантана после года хранения при минус 18C уменьшилось на 2,2%, а в пастах с ксантаном – на 1,6%, после хранения при минус 70C этот показатель уменьшился на 1,1 и 0,9% соответственно для паст без ксантана и с ксантаном. Уменьшение содержания витамина C в яблочно-виноградной пасте без ксантана после 12 месяцев хранения при минус 18C составляет 0,80 мг%, а в пасте с ксантаном – 0,75 мг%, после хранения паст при минус 70C потеря витамина C составляла 0,52 и 0,40 мг% соответственно для паст без ксантана и с ксантаном. По данным исследования яблочно-виноградной пасты можно сделать вывод, что массовая доля сухих веществ не изменяется. В свежеприготовленных пастах, как и пастах после однократного замораживания и хранения при указанных выше режимах, содержание микроорганизмов всех групп, подлежащих контролю, не превышало допустимых уровней. Таким образом, вся совокупность полученных результатов показывает, что введение ксантана способствует лучшему сохранению физико-химических, органолептических и микробиологических показателей паст, определяющих их товароведные характеристики в процессе хранения в замороженном состоянии как при минус 18C, так и при минус 70C. При этом режим хранения ниже температуры стеклования жидкой фазы (минус 70C) является более предпочтительным. Представлены сведения о мерах практической реализации результатов работы, а также дана оценка экономического и социального эффекта от внедрения результатов работы на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности.

The thesis is devoted to the elaboration of scientific approach to the maintenance of merchandising characteristics of fruit-vegetable pastes. The technology of receiving pastes with the addition of xantan as a gelling agent is elaborated. In pastes both with or without xantan, parameters of crystalline grating of ice by rontgenostructural analysis as well as the processes of glassing by the diffusion-scanning colorimetry (DSC) method and state of water by the nuclear-magnetic resonance (NMR) are investigated. All the results received by physical methods allowed to explain mechanism of xantan’s protective activity and choose temperatures for the pastes storage from -18ºC to -70ºC. Product’s organoleptic characteristics after being stored in such conditions for 12 months are kept at the level of output. Xantan additives improve maintenance of merchandising characteristics of pastes. A new way of fruit-vegetable pastes storage with the use of xantan as stabilizing agent is proposed. Information concerning practical realization of investigation is presented as well as economic effect of their inculcation at catering and food-processing enterprises is evaluated.