Наукове обґрунтування та розробка технології кулінарної продукції з використанням напівфабрикатів функціональних композицій на основі полісахаридів: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня д-ра техн. наук: 05.18.16 – технологія продуктів харчування

Abstract

Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню та розробці технології кулінарної продукції з використанням напівфабрикатів функціональних композицій (ФК) на основі полісахаридів. Запропоновано наукову концепцію та можливі напрями з її реалізації. Розроблено і досліджено теоретичну модель отримання напівфабрикатів ФК крохмаль-некрохмальний гідроколоїд (НГК), визначено механізми та закономірності утворення структури напівфабрикатів ФК, досліджено умови досягнення ними квазірівноважного стану. З використанням методів системного аналізу визначено параметри інтенсифікації розчинення і підвищення агрегативної стійкості метилцелюлози (МЦ) у розчинах, науково обгрунтовано технологію напівфабрикатів ФК МЦ-цукор-НГК. Вперше комплексно досліджено фізико-хімічні, структурно-механічні, функціонально-технологічні та мікробіологічні характеристики напівфабрикатів ФК крохмаль-НГК, екструдат-НГК, МЦ-цукор-НГК, визначено їх харчову цінність, обгрунтовано умови та терміни зберігання. Розроблено наукові основи технології кулінарної продукції з емульсійною, драглеподібною та пінною структурою на основі напівфабрикатів ФК. Визначено основні показники якості та безпеки кулінарної продукції та їх зміни в технологічному потоці. Проведено комплекс заходів щодо впровадження розроблених технологій в підприємствах ресторанного господарства України. Доведено соціально-економічну ефективність виробництва кулінарної продукції на основі напівфабрикатів ФК.

Диссертация посвящена научному обоснованию и разработке технологии кулинарной продукции с использованием полуфабрикатов функциональных композиций (ФК) на основе полисахаридов. Предложена научная концепция диссертационного исследования и определены возможные направления по её реализации. Разработана и исследована теоретическая модель создания полуфабрикатов ФК крахмал-некрахмальный гидроколлоид (НГК), установлены механизмы и закономерности образования их структуры, что позволило адекватно спрогнозировать увеличение продолжительности технологической стабильности кулинарной продукции на основе полуфабрикатов ФК, определить основные параметры технологических процессов, обосновать вид, концентрации крахмала и НГК. Впервые теоретически спрогнозирован и экспериментально подтвержден сорбционный механизм образования структуры полуфабрикатов ФК крахмал-НГК. Встановлено, что варьированием технологических факторов – температуры, длительности термообработки, вида и концентрации крахмала и НГК, размеров и структуры крахмальных зерен можно регулировать направленность сорбции НГК из растворов. Определением поверхностного натяжения водных растворов функционально-технологических ингредиентов (ФТИ), молекулярно-массовых характеристик их составляющих, электронным микроскопированием доказано образование структуры полуфабрикатов ФК, которая обеспечивает квазиравновесное состояние пищевых систем в технологическом потоке. Впервые комплексно исследованы физико-химические, структурно-механические, функционально-технологические и микробиологические характеристики полуфабрикатов ФК крахмал-НГК, экструдат-НГК, метилцеллюлоза (МЦ)-сахар-НГК, определена их пищевая ценность, обоснованы условия и сроки хранения. Доказана способность НГК в составе полуфабрикатов ФК стабилизировать свойства крахмальных полисахаридов, что позволяет использовать нативные крахмалы в технологиях кулинарной продукции длительного хранения. Исследованиями средневесовых молекулярных масс модельных систем в процессе хранения до 30 суток подтверждено, что НГК (на примере натрийкарбоксиметилцеллюлозы (NаКМЦ)) препятствуют агрегации крахмальных полисахаридов, о чём свидетельствует менее выраженная в 1,34 раза динамика увеличения средневесовых молекулярных масс систем “амилоза-NаКМЦ” в сравнении с амилозой (в 2,65 раза) и в 1,18 раз систем “амилопектин-NаКМЦ” в сравнении с амилопектином (в 1,47 раза). Для полуфабрикатов ФК крахмал-НГК в сравнении с ОКД встановлено повышение скорости структурирования воды с одновременным уменьшением под- вижности ее молекул, уменьшение количества водной фазы, которая испаряется при нагревании и отделяется в процессе хранения до 30 суток (в 1,7...9,3 раза) и замораживании-размораживании (в 2,4…2,8 раза). Встановлено, что использование полуфабрикатов ФК крахмал-NаКМЦ позволяет получать высоковязкие пластичные эмульсии с жироемкостью 20…89% и стойкостью 90...92%. Подтверждена высокая стабильность эмульсий во времени и при введении наполнителей растительного или животного происхождения, что позволяет на их основе создавать широкий ассортимент кулинарной продукции. Установлены закономерности образования ионотропных гелей, разработана технология термостабильных наполнителей на основе полуфабрикатов ФК крахмал (10%)-альгинат натрия (0,5...1,0%), крахмал (10%)-пектин (0,5…1,0%). Впервые на основании результатов исследований физико-химических, структурно-механических и гидродинамических характеристик установлены закономерности сорбции ионов кальция из растворов хлористого кальция. Установлена взаимосвязь между технологическими параметрами, органолептичними показателями и прочностью гелей; на основе изолиний комплексного показателя качества определены рациональные параметры процесса гелеобразования. С использованием методов системного анализа определены параметры интенсификации растворения и повышения агрегативной устойчивости МЦ в растворах. Встановлено, что длительность растворения МЦ в составе полуфабрикатов ФК МЦ-сахар уменьшается в 15…18 раз. Научно обоснована технология полуфабрикатов ФК МЦ-сахар-НГК, определены их основные физико-химические и функционально-технологические свойства. Разработаны научные основы технологии кулинарной продукции с эмульсионной, гелеобразной и пенной структурой на основе полуфабрикатов ФК. Определены основные показатели качества и безопасности кулинарной продукции и их изменения в технологическом потоке. Доказано, что использование полуфабрикатов ФК обеспечивает технологическую стабильность продукции во времени, позволяет интенсифицировать технологический процесс её производства, использовать отечественное сырье, минимизировать расходы ФТИ. Отмечено, что использование полуфабрикатов ФК позволяет получать широкий ассортимент кулинарной продукции с высокой пищевой ценностью. Выполнен комплекс мероприятий по внедрению разработанных технологий в предприятиях ресторанного хозяйства Украины. Суммарное количество произведенной продукции по состоянию на август 2005 г. составляет 5228 тонн на общую сумму 40,097 млн. грн. Доказана социально-экономическая эффективность производства кулинарной продукции на основе полуфабрикатов ФК. Отмечено, что социальный эффект разработки заключается в организации более 210 рабочих мест на новых предприятиях ресторанного хозяйства Украины, удовлетворении спроса потребителей на кулинарную продукцию длительного хранения, расширении ее ассортимента.

The dissertation is devoted to scientific substantiation and elaboration of technology for culinary products with the use of semi-finished products from functional compositions (FC) on the basis of polysaccharides. Scientific concept and possible directions of its realization are suggested. Theoretical model of receiving FC semi-finished products starch-nonstarch hydrocolloid (NHC) is worked out and investigated. Mechanism and regularities of forming FC semi-finished products structure are researched. Using methods of system analysis, parameters of dissolving and raising aggregate stability of methylcellulose (MC) in solutions are determined, technology of FC semi-finished products MC-sugar-NHC. Physicochemical, structural-mechanical, functional-technological and microbiological characteristics of FC semi-finished products starch-NHC, extrudate-NHC, MC-sugar-NHC are first investigated as a complex, also their nutritive value is defined, conditions and terms of their storage are substantiated. Scientific background of the technologies for culinary products with emulsive, jelly-like and foam structure is elaborated on the basis of FC semi-finished products. Main indexes of culinary products quality and safety as well as their changes in the technological stream are determined. Complex of measures concerning inculcation of the developed technologies at the restaurants of Ukraine is held. Social-economic efficiency of manufacturing culinary products on the basis of FC semi-finished products is proved.