Розробка технології соусів з дикорослих та культивованих ягід з йодвміщуючими добавками: дис. на здобуття наук. ступеня д-ра філософії: 181 - Харчові технології

Abstract

Дисертаційну роботу присвячено розробці та науковому обґрунтуванню технології соусів із дикорослих та культивованих ягід із введенням йодвміщуючих добавок. Як ягідну основу для проведення досліджень було взято кизил, журавлну, обліпиху, чорницю та калину, що у великій кількості вирощуються на території України. Як йодвміщуючі добави використовували морські водорості, адже на сьогодні саме вони вважаються найбільшим натуральним джерелом харчового йоду. У результаті огляду літературних джерел систематизовано підходи до використання водоростей у харчових продуктах. Уперше запропоновано в технології соусів поєднувати дикорослі та культивовані ягоди із водоростевою сировиною. Оцінено споживчі властивості ягідних соусів за умови використання морських водоростей. Дослідження показали, що в хімічному складі водоростевої сировини, окрім йоду, міститься значна кількість білків і амінокислот. Вуглеводи водоростей представлені, зокрема, альгіновою кислотою та фукоїданами, що можуть виступати в ролі структуроутворювачів. Їх здатність формувати структуру була підтверджена шляхом визначення реологічних характеристик соусів. Установлено, що використання ламінарії, фукусу, ундарії перистої позитивно впливає на консистенцію та структуру готової продукції, що дозволяє не використовувати в рецептурах крохмаль або інші загусники та, таким чином, зменшити енергетичну цінність соусів. Так, дослідні зразки з 3 внесенням гідратованої ламінарії (8%), фукусу й ундарії перистої (3%) мають подібну до контрольних зразків консистенцію. Соуси з дослідними добавками краще відновлюють структуру порівняно із соусами на традиційних структуроутворювачах. Внесення запропонованих морських водоростей сприяє також поліпшенню структурних властивостей соусів під час пастеризації, що можна пояснити структурними змінами, які відбуваються з альгінатами під впливом підвищених температур. Ягідній сировині, що використана в роботі, притаманна висока харчова цінність. У ній міститься значна кількість пектинових речовин, флавоноїдів, каротинів, токоферолів, альгінатів, аскорбінової кислоти, що не лише позитивно вплине на технологічний процес приготування соусів, але й збагатить їх есенціальними речовинами. Високий вміст у ягідній сировині флавоноїдів, сахарози, глюкози, органічних кислот був підтверджений ІЧ-дослідженнями. У результаті розшифровок ІЧ-спектрів було доведено, що технологічні чинники не впливають на руйнування йоду у внесеній йодвміщуючій сировині, що є вкрай актуальним аспектом збагачення продукції цим мікроелементом. Для максимального використання технологічного та фізіологічного потенціалу кизилу, журавлини, чорниці, калини та обліпихи запропоновано їх поєднувати в рецептурах соусів. Установлено, що таке технологічне рішення дозволяє підвищити харчову цінність, у тому числі вміст флавоноїдів у всіх розроблених соусах. Зокрема, доведено, що їх вміст в чорнично-журавлинному соусі з соком калини на 85% вище порівняно з контрольним зразком соусу. Для забезпечення високої якості продукції, додаткового її збагачення йодом та зниження енергетичної цінності доцільним вважали використовувати морські водорості як загущувач. Розроблено технології соусів: кизилово-чорничного з соком калини; чорнично-журавлинного з соком калини; чорнично-обліпихового з соком калини. 4 Завдяки використанню в технологічному процесі морських водоростей, розроблені соуси є збагаченими на йод. Для більш точного контролювання його вмісту у водоростевій сировині й у соусах із її використанням, у дисертаційній роботі описано розроблений мікроекстракційно-спектрофотометричний метод визначення йоду. Чутливість запропонованого методу на два порядки вища, ніж у стандартної методики. До того ж запропонований метод передбачає використання в 100 разів меншої кількості органічного розчинника – 100 мкл замість 10 мл. За цими ознаками він належить до методів «зеленої» аналітичної хімії. У запропонованому методі об’єм використаного органічного розчинника було зведено до мінімуму з метою збільшення коефіцієнта попереднього концентрування та зменшення несприятливого впливу органічного розчинника на довкілля. Запропоновано використання мікрокювети, що дозволило мінімізувати кількість екстрагенту. Досліджено органолептичні та фізико-хімічні показники якості соусів на основі дикорослих та культивованих ягід з використанням водоростевої сировини. Установлено, що всі дослідні соуси мають високі органолептичні показники якості, відповідають вимогам нормативної документації за фізико-хімічними показниками. Доведено відповідність розробленої продукції вимогам нормативної документації та чинного законодавства за основними показниками безпечності, зокрема за токсикологічними та мікробіологічними показниками. Також проведено дослідження, унаслідок якого встановлено відсутність ГМО в готових соусах. Крім того, для забезпечення натуральності розроблених продуктів до складу соусів не включали консерванти. Можливість виробництва соусів без консервантів підтверджено мікробіологічними дослідженнями. Якість і безпечність розроблених соусів підтверджено розрахунком комплексного показника якості. За даними економічного розрахунку встановлено, що на сьогодні, ураховуючи купівельну здатність споживачів, усі розроблені соуси є конкурентоспроможними порівняно із соусами аналогічного сегмента ринку. Так, ціна 100 г розробленого соусу кизилово-чорничного з соком калини є на 5 5,58 грн менше порівняно із ціною соусу кизилового «Преміум» ТМ Famberry; чорнично-журавлиннового з соком калини – на 19,04 грн менше порівняно із ціною соусу «Журавлиновий» ТМ «Смачні потоки» і на 23,38 грн – порівняно із ціною на соус із журавлиною ТМ BUGA’S; чорнично-обліпихового з соком калини – на 13,91 грн менше порівняно із ціною на соус «Чорничний хвойний» ТМ «Смачні потоки» і на 4,23 грн – порівняно із ціною на соус «Чорничний» ТМ «Агроматика». Усе це свідчить про доцільність і своєчасність запровадження розробленої продукції в масове виробництво. Здійснено апробацію та впровадження розроблених технологій у виробництво ТОВ «АНР ГРУП», м. Кам’янське, у наукову діяльність ФОП Большакова В.Л. та реалізацію через заклади ресторанного господарства: ФОП Мацук А.Г., ФОП Лучинська І.О. Зазначені ФОП реалізують розроблену продукцію через мережу закладів Meat in House, Fish in House Kitchen, Fish in House Shop.

The dissertation is devoted to the development and scientific substantiation of the technology of sauces from wild and cultivated berries with the addition of iodine-containing additives. Cornel, cranberry, buckthorn, blueberry and guilder-rose, which are grown in large quantities in Ukraine, were chosen as the berry base for the research. Seaweed was used as iodine-containing additives, because nowadays they are considered to be the largest natural source of dietary iodine. As a result of the review of literature sources the approaches concerning use of seaweed in foodstuff are systematized. For the first time it is proposed to combine wild and cultivated berries with seaweed raw materials in the technology of sauces. The consumer properties of berry sauces using seaweed are evaluated. Studies have shown that the chemical composition of seaweed in addition to iodine contains a significant amount of protein and amino acids. Carbohydrates of seaweed are represented in particular by algilic acid and fucoidans, which can act as structurants. Their ability to form a structure was confirmed by determining the rheological characteristics of sauces. It is established that the use of Laminaria, Fucus, Undaria pinnatifida has a positive effect on the consistency and structure of the finished product, which allows not to use starch or other thickeners in recipes and, thus, reduce the energy value of sauces. Thus, test samples with the introduction of hydrated Laminaria 8% and Fucus and Undaria pinnatifida 3% have a similar consistency to control samples. Sauces with the addition of experimental additives better restore the 7 structure compared to those on traditional structurants. The introduction of the proposed seaweed also improves the structural properties of sauces during pasteurization, which can be explained by the structural changes that occur with alginates under the action of elevated temperatures. The berry raw material used in the work contains a significant amount of pectin, flavonoids, carotenes, tocopherols, alginates, ascorbic acid, which not only has a positive effect on the technological process of preparation of sauces, but also enriches them with essential substances. The high content of flavonoids, sucrose, glucose and organic acids in berry raw materials was confirmed by IR studies. Also, as a result of deciphering the IR-spectra, it was found that technological factors do not affect the destruction of iodine in the introduced iodine-containing raw materials, which is extremely relevant in the enrichment of products with this trace element. To maximize the technological and physiological potential of сornel, cranberry, buckthorn, blueberry and guilder-rose, it is proposed to combine them in sauce recipes. It is established that this technological solution allows increasing the content of flavonoids in all developed sauces. In particular, it is proved that their content in blueberry-cranberry sauce with viburnum juice is 85% higher compared to the control sample of the sauce To ensure high quality products, additional enrichment with iodine and reduce energy value, it was advisable to use seaweed as a thickener. Technologies of sauces were developed: cornel-blueberry sauce with guilder-rose juice with a content of hydrated Laminaria 8%; blueberry-cranberry sauce with guilder-rose juice with a content of hydrated Fucus 3%; blueberry-buckthorn sauce with guilder-rose juice with a content of hydrated Undaria pinnatifida 3%. Due to the use of seaweed in the technological process, the developed sauces are enriched with iodine. In this dissertation work the developed microextraction-spectrophotometric method of iodine determination for more exact control of its content in seaweed raw materials and in sauces with its use is described. The sensitivity of the proposed method is two orders of magnitude 8 greater than the standard method. In addition, the proposed method uses 100 times less organic solvent – 100 μl instead of 10 ml. According to these features, it belongs to the methods of "green" analytical chemistry. In the proposed method, the amount of organic solvent used was minimized in order to increase the pre-concentration factor and reduce the adverse effects of organic solvent on the environment. And, the use of a microcuvette was proposed, which allowed to minimize the amount of extractant. Sensory and physicochemical parameters of sauces based on wild and cultivated berries using seaweed raw materials were studied. It is established that all experimental sauces have high sensory quality indicators, meet the requirements of regulatory documentation on physical and chemical parameters. Compliance with the requirements of regulatory documentation and current legislation on the main safety indicators was proved, in particular, on toxicological and microbiological indicators and a study was conducted to establish the absence of GMOs in ready-made sauces. In addition, to ensure the naturalness of the developed products, the composition of sauces does not include preservatives The possibility of producing sauces without preservatives has been confirmed by microbiological studies. The quality and safety of the developed sauces were confirmed by the calculation of a comprehensive quality indicator. According to the economic calculation, it is established that, taking into account the purchasing power of consumers, all developed sauces are competitive compared to sauces of a similar market segment today. Thus, the price of 100 g of developed cornel-bilberry sauce with guilder-rose juice is UAH 5.58 lower compared to the price of cornel sauce "Premium" TM Famberry; blueberry-cranberry with guilder-rose juice – UAH 19.04 lower compared to the price of Cranberry Sauces TM Smachni potoky and UAH 23.38 lower compared to the price of BUGA’S TM cranberry sauce; blueberry-buckthorn sauce with guilder-rose juice – UAH 13.91 lower compared to the price of sauce "Blueberry coniferous" TM Smachni potoky and UAH 4.23 – compared to the price of sauce 9 "Blueberry" TM Agromatika. All this testifies to the expediency and timeliness of the introduction of developed products into mass production. Approbation and implementation of the developed technologies in production at LLC "ANR GROUP", Kamyanske, in scientific activity of IPE Bolshakova V. is carried out and through restaurant establishments: IPE Matsuk A., IPE Luchynska I.. These IPEs sell the developed products through a network of establishments Meat in House, Fish in House Kitchen, Fish in House Shop.