Товарознавча характеристика заморожуваних напівфабрикатів із овочевої сировини та змінення їх якості під час зберігання: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук : 05.18.15 – Товарознавство харчових продуктів

Abstract

Дисертацію присвячено питанням розробки раціональних способів і режимів заморожування, тривалого зберігання паст на основі моркви і гарбуза та їх товарознавчої характеристики. Проведено дослідження впливу швидкості заморожування і температури тривалого зберігання на показники якості названих продуктів. Встановлено, що швидке заморожування зумовлює формування дрібнозернистості структури льоду в замороженому продукті, що позитивно впливає на його якість; ці умови забезпечуються під час охолодження паст у рідкому азоті. Знайдено також, що зберігання заморожених паст в морозильній камері за температури мінус 18°С веде до помітних втрат цінних харчових і біологічно активних речовин, зокрема, каротинів, уже в перші місяці зберігання. Практично повне зберігеження якості вихідного продукту можливе лише під час зберігання замороженого продукту при температурі, нижче за температури склування, яка для паст із моркви та гарбуза знаходиться в інтервалі мінус 50... мінус .600 С. Запропоновано новий спосіб зберігання швидкозаморожених паст за температур, нижчих температури склування, з використанням рідкого азоту. Основні результати роботи знайшли промислове впровадження на підприємствах переробної та харчової галузі зі значним очікуваним економічним та соціальним ефектом.

Диссертация посвящена вопросам разработки рациональных способов и режимов замораживания, длительного хранения паст на основе моркови и тыквы и их товароведной характеристики. Анализ литературы по переработке овощного сырья в пищевые полуфабрикаты показал, что тыква и морковь содержит многие ценные питательные и биологически активные вещества – витамины, углеводы, минеральные и азотистые соединения и др. Однако в питании населения Украины используется лишь часть урожаев этих культур: причина этого заключается в отсутствии налаженной материально-технической базы для хранения и переработки указанных овощей. Такая база может быть создана на основе применения методов холодильной обработки сырья и полуфабрикатов – их замораживания и длительного хранения при низкой температуре, что позволяет использовать в питании на протяжении всего года, независимо от сезонности сбора овощного сырья. Для развития этого направления необходимо систематически исследовать влияние замораживания и низкотемпературного хранения на показатели качества исходных продуктов. Такие исследования применительно к пастам из тыквы и моркови до настоящего времени не проводились. Для проведения этих исследований были выбраны современные методы изучения структурных, физико-химических и микробиологических свойств пищевых продуктов: дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК), ядерный магнитный резонанс (ЯМР), рентгеноструктурный анализ, спектрофотометрический метод. Органолептические и микробиологические показатели паст исследовались традиционными методами, многократно апробованными в лабораторной практике. Рентгеноструктурные исследования замороженных паст из тыквы и моркови показали, что микроструктурное состояние льда в них существенно зависит от скорости охлаждения во время замораживания. Медленное охлаждение со скоростью 2°С/мин приводит к образованию крупнодисперсной структуры льда вследствие протекания процесса рекристаллизации, что негативно сказывается на показателях качества паст. Поэтому следует рекомендовать быстрое замораживание – со скоростью 20°С/мин и более, при котором образуется мелкозернистая структура льда. Этот вывод был подтвержден также результатами микроскопического исследования поверхности замороженных паст. Методом ДСК были определены значения температуры плавления, стеклования и кристаллизации для паст из моркови и тыквы. В частности, температура стеклования tс после однократного охлаждения составляет для паст из моркови и тыквы минус 55,8°С и минус 54,4°С, соответственно. После циклов охлаждение-нагревание величина tс повышается примерно до минус 45°С, минус 47,50С відповідно. Таким образом, можно утверждать, что длительное хранение замороженных паст возможно лишь при температурах ниже температурного диапазона стеклования минус 50…минус 60°С, когда скорость химических реакций в пастах резко уменьшается за счет торможения молекулярной подвижности. Изучение состояния воды при охлаждении паст методом ЯМР показало, что содержание подвижной воды до минус 10… минус 15°С составляет 3 г Н2О на 1 г сухого вещества для пасты из тыквы и 2,7 г Н2О на 1 г сухого вещества для пасты из моркови. Дальнейшее охлаждение паст приводит к снижению количества подвижной воды в них и при минус 40°С составляет примерно 0,2 г Н2О/г сухого вещества, что согласуется со сделанным выше выводом о целесообразности хранения замороженных паст при температурах ниже минус 60°С. Далее было исследовано влияние температуры длительного хранения на показатели качества замороженных паст из тыквы и моркови. При хранении паст в морозильной камере при минус 18°С содержание каротинов в пастах заметно снижается уже в 1-й месяц хранения и при этом часть каротинов переходит из транс- в цис- форму (менее устойчивую). Это негативно влияет на качество хранящихся паст. При хранении паст в жидком азоте при минус 196°С потери каротинов наблюдаются лишь после 3…4 месяцев хранения. Изучение изменения физико-химических показателей качества паст показало, что кислотность паст, хранящихся при минус 18°С, заметно повышается - на 0,13%; для паст, хранящихся при минус 196°С, это увеличение составляет 0,03%, то есть более чем в 4 раза меньше. Потери витамина С и сахаров также значительно меньше при хранении в жидком азоте, чем в морозильной камере. После 6 месяцев хранения при минус 196°С качество замороженных паст практически не изменяется. Микробиологические исследования показали, что: при хранении в течение 3 месяцев при минус 196°С наблюдалось полное отмирание вредной микрофлоры в пастах; при минус 18°С содержание микроорганизмов только заметно уменьшалось, но полного отмирания микрофлоры не происходило. Таким образом, на основании поведенных исследований можно сделать вывод о преимуществах хранения замороженных паст при температуре ниже минус 50…минус 60°С; способ такого хранения с применением жидкого азота был разработан, получен декларационный патент Украины на это изобретение. Сделана оценка экономического и социального эффектов практического внедрения результатов диссертационной работы на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности

The thesis is devoted to the problems of working out the rational ways and conditions for freezing and long-term preservation of pastes on the basis of carrot and pumpkin. The authour carried out the research of the influence of freezing rate and long-term preservation temperature on the quality indices of the named products. It is stated that fast freezing causes the formation of fine-grained ice structure in the frozen product which influences positively on its quality; these conditions are ensured during cooling the pastes by the vapour of liguid hitrogen. It is also found that the preservation of frozen pastes in the freezing camera by the temperature -180 C leads to the noticeable losses of valuable nutritive and biologically active substances, in particular, carotine, already during the first months of preservation. Practically, full conservation of quality indices of the initial product is possible only during the preservation of frozen product by the temperatures lower than glass transition temperature which is in the interval -50…-600C for pastes from carrot and pumpkin. The new way of fast-frozen pastes preservation by the temperatures lower than glass-transition temperature with the use of liquid nitrogen is proposed. The basic results of the work have been practically implemented at the enterprises of food processing branch with the enormous expected economical and social effect.