Совершенствование технологии консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста

Способы совершенствования технологии консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для получения продукта высокой пищевой и биологической ценности для детей раннего возраста. Особенности рецептурных композиций новых видов консервов.

Рубрика Производство и технологии
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 02.05.2018
Размер файла 240,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

26

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Совершенствование технологии консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста

05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

Лукашевич Ольга Николаевна

Краснодар - 2009

Работа выполнена в ГНУ "Всероссийский НИИ консервной и овощесушильной промышленности" Россельхозакадемии

Научный руководитель: доктор технических наук Ломачинский Вячеслав Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Устинова Александра Васильевна

доктор технических наук, профессор Касьянов Геннадий Иванович

Ведущая организация: ГУ "Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции" Россельхозакадемии

Защита состоится 5 марта 2009 г. в 13.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г - 251

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета

Автореферат разослан "4 февраля" 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук В.В. Гончар

1. Общая характеристика работы

1.1 Актуальность работы. Основным назначением продуктов детского питания является максимально полное удовлетворение организма ребенка в полезных и сбалансированных для усвоения веществах и энергии. Здоровое питание создает благоприятные условия для нормального развития и функционирования детского организма, выполняет функции защиты организма от неблагоприятных воздействий внешней среды.

Тема детского питания, как одного из основных факторов формирования здоровой нации, нашла свое отражение в Федеральной целевой программе "Дети России" на 2007-2010 г, имеющей статус президентской и утвержденной Правительством РФ от 26.01.2007 г № 79-р.

Выпуск отечественных продуктов питания промышленного производства для детей раннего возраста по группе консервов на фруктовой основе в 2008 г. составил только 16 % от потребности. Поэтому в стране необходимо осуществить ряд мер по разработке, внедрению прогрессивных технологий и увеличению объемов производства на промышленной основе пюреобразных консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для детей раннего возраста.

Стабильное производство продуктов прикорма промышленного производства на фруктовой основе для детского питания независимо от сезонности может быть обеспечено только при наличии сырья высокого качества, т.е. из полуфабрикатов асептического консервирования, полученных с применением прогрессивных технологий, по специально разработанным рецептурам, с учетом особенностей обмена веществ и пищеварения детей раннего возраста.

Диссертационная работа выполнена в рамках Межведомственной координационной программы по научному обеспечению АПК на 2006-2010 г. г., утвержденную Президиумом РАСХН от 25.12.2005 г. "Разработать и создать технологию и оборудование для производства стерилизованных плодоовощных консервов с использованием поточных процессов"; и тематического плана НИР ГНУ ВНИИКОП по теме "Оптимизировать технологические приемы тепловой обработки консервируемых продуктов для детского питания с целью лучшего сохранения качества" (№ ГР 10.03.02.01.)

1.2 Цель работы. Целью диссертационной работы явилось совершенствование технологии консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для получения продукта высокой пищевой и биологической ценности для детей раннего возраста.

1.3 Основные задачи исследования. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

разработка научно обоснованных требований к качеству фруктовых полуфабрикатов асептического консервирования (ФПАК) и обоснование выбора ФПАК в качестве основного компонента при производстве консервов на фруктовой основе для детского питания;

обоснование требований к молочным ингредиентам, используемым с целью обогащения консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста;

разработка рецептурных композиций новых видов консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов, с целью расширения ассортимента многокомпонентных консервов повышенной пищевой и биологической ценности для детей раннего возраста;

совершенствование технологии изготовления консервов на основе фруктовых полуфабрикатов асептического консервирования с добавлением молочных компонентов для детей раннего возраста с целью максимального сохранения пищевой и биологической ценности продукта;

разработка технологической схемы и аппаратурного оформления поточного кратковременного комбинированного способа производства консервов;

рецептурная композиция фруктовый молочный

разработка оптимальных параметров поточного кратковременного комбинированного способа стерилизации консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для детей раннего возраста, выработка опытно-промышленных партий консервов;

проведение комплексной оценки качества разработанных консервов; исследование изменения органолептических показателей, пищевой и биологической ценности консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов в зависимости от способа стерилизации и длительности хранения;

разработка нормативной документации: ГОСТа Р на консервы на фруктовой основе для питания детей раннего возраста;

разработка комплекта технической документации, включающей ТУ, ТИ и РЦ на производство фруктовых полуфабрикатов асептического консервирования, а также на консервы, изготавливаемые на их основе с добавлением молочных компонентов, для детей раннего возраста;

оценка экономической эффективности от внедрения разработанных технологических решений в производство.

1.4 Научная новизна. Теоретически и экспериментально обоснованы оптимальные параметры поточного кратковременного комбинированного про-цесса стерилизации консервов на фруктовой основе, исключающего использование автоклава, обеспечивающего промышленную стерильность готового продукта и высокий уровень сохранности в нём нативных биологически активных веществ исходного сырья.

Впервые установлена зависимость накопления 5-оксиметилфурфурола (5-ОМФ), характеризующего качество и безопасность продукта, в пюреобразных консервах на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов от способа стерилизации и длительности хранения.

Установлена зависимость изменения антиоксидантной активности (АОА) в консервах на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов от температурно-временного фактора при их стерилизации.

1.5 Практическая значимость работы. Разработан и апробирован в производстве поточный кратковременный комбинированный процесс стерилизации консервов взамен традиционного периодического способа стерилизации в автоклаве. Разработана и утверждена техническая документация на новый ассортимент, рецептуры и усовершенствованную технологию изготовления консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для детей раннего возраста. Разработан и утвержден ГОСТ Р 52475-2005 "Консервы на фруктовой основе для питания детей раннего возраста".

Техническая новизна выполненных исследований подтверждена 4 патентами РФ на изобретения. Усовершенствованная технология производства консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста удостоена медали 10-го форума Всероссийского выставочного центра "Золотая осень" (2008 г.).

1.6 Реализация полученных результатов в промышленности. Технология изготовления полуфабрикатов асептического консервирования внедрена на Динском (ст. Динская, Краснодарского края), Лебедянском (г. Лебедянь) и Вологодском (г. Вологда) консервных заводах.

Выработаны опытно-промышленные партии консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста на Молочном комбинате "Пензенский" (г. Пенза).

Достигнуто снижение затрат при изготовлении фруктовых консервов по усовершенствованной технологии, в сравнении с базовой, на 88,2 руб. /т готового продукта, получаемых в результате снижения капитальных вложений и увеличения годового объема производства за счет сокращения продолжительности производственного цикла стерилизации с 40 до 8 минут, т.е. в 5 раз.

1.7 Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертационной работе были представлены, обсуждены и одобрены на межд. научно-практ. конф. "Плодоовощные консервы: технология, оборудование, качество, безопасность" (Москва-Видное, 2004г.); 12-ой Всероссийской научно-практ. конф. "Проблемы создания продуктов здорового питания. Наука и технологии" (г. Углич, 2006 г.); 6-ой межд. научно-техн. конф. "Техника и технология пищевых производств" (г. Могилев, 2007г.); межд. научно-практ. конф. "Технологические и микробиологические проблемы консервирования и хранения плодов и овощей" (Москва-Видное, 2007г.); научно-практ. конф. "Интеграция фундаментальных и прикладных исследований - основа развития современных аграрно-пищевых технологий" (г. Углич, 2007г.); межд. форуме по детскому питанию "Индустрия детского и школьного питания", Экспоцентр, (Москва, 2007г.); IV межд. научно-практ. конф. "Совершенствование технологий и оборудования пищевых производств" (г. Минск, 2007г.); межд. научно-практ. конф. "Перспективные нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения" (г. Краснодар, 2007 г.); 10-й межд. научной конф. памяти В.М. Горбатова (Москва, 2007г.); межд. научно-практ. конф. "Экологизация продуктов питания" (г. Углич, 2008 г.); межд. научно-практ. конф. "Инновационные технологии в области холодильного хранения и переработки пищевых продуктов" (г. Краснодар, 2008 г.)

1.8 Публикации. По результатам исследований опубликовано 13 научных работ, в том числе 4 научных статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ, получено 4 патента РФ на изобретения.

1.9 Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора научно-технической и патентной литературы, методического раздела, экспериментальной части, выводов, списка использованных литературных источников и приложений. Материал изложен на 140 страницах компьютерного текста, содержит 26 таблиц и 10 рисунков. Библиография включает 197 наименований работ, в том числе 49 - зарубежных авторов.

2. Объекты и методы исследований

2.1 Объекты исследований. В соответствии с целью и задачами работы в качестве объектов исследований использовали образцы консервов: пюре из яблок и персиков со сливками и сахаром "Неженка", пюре из яблок и груш с творогом и сахаром, пюре из яблок и слив с творогом и сахаром, изготовленные на основе фруктовых пюре-полуфабрикатов асептического консервирования следующих наименований: пюре грушевое, пюре персиковое, пюре сливовое, пюре яблочное и молочных компонентов (сливки, творог, кварк).

2.2 Методы исследований. При проведении исследований по определению показателей безопасности и качества сырья, полуфабрикатов и готовых консервов использовали стандартизованные и общепринятые методики химических, биохимических, микробиологических и органолептических исследований. Антиоксидантную активность определяли по методу Я.И. Яшина, Л.Я. Яшина, Н.И. Черноусовой (ОАО НПО "Химавтоматика") с использованием прибора Цвет Яуза-01-АА. Содержание 5-ОМФ определяли методом ВЭЖХ на жидкостном хроматографе Perkin-Elmer при длине волны 283 нм; оптическую плотность мето-дом ВЭЖХ на жидкостном хроматографе Perkin-Elmer при длине волны 420 нм.

Разработку режимов стерилизации проводили по методике "Положение о разработке режимов стерилизации и пастеризации консервов и консервированных полуфабрикатов, вырабатываемых предприятиями Минплодоовощхоза СССР, утвержденной МПОХ СССР 30.06.83г.

Исследования проводили в лабораториях и испытательном центре ГНУ ВНИИКОП, ГУ КНИИХП и производственных лабораториях консервных заводов "Динской", "Лебедянский" и "МК "Пензенский". Полученные результаты исследований обрабатывали с использованием методов математической статистики. Достоверность полученных данных подтверждена трехкратностью опытов и анализов с учетом погрешностей и доверительной вероятности > 95%.

Исследования проводили по структурной схеме, представленной на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема проведения исследования

3. Экспериментальная часть

3.1 Разработка научно обоснованных требований к качеству фрукто-вых полуфабрикатов асептического консервирования (ФПАК) и обоснование выбора ФПАК в качестве основного компонента для производства консер-вов на фруктовой основе для детского питания. Теоретически и эксперимен-тально обоснован выбор ФПАК по технологии ранее разработанной нами, в качестве основного сырья для производства консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для детей раннего возраста, исследован качественный состав и пищевая ценность этих полуфабрикатов, сформулированы основные требования к ним. Пюре-полуфабрикаты из фруктов, изготовленные по данной прогрессивной технологии, сохраняют природный цвет, вкус и аромат, т.к. способ асептического консервирования позволяет значительно снизить окисление полифенольных веществ кислородом воздуха за счет применения режима кратковременного теплового воздействия, позволяющего максимально сократить температурно-временную нагрузку на консервируемый продукт. Количественная оценка физико-химических показателей и пищевой ценности исследуемых видов ФПАК, по сравнению со свежими фруктами, представлена в таблице 1.

Анализ таблицы показывает, что при асептическом консервировании наиболее рациональным способом термической обработки является кратко-временная стерилизация при оптимальных температурах, в результате которой практически полностью сохраняются нативные биологически активные вещества используемого сырья (микроэлементный, полифенольный и витаминный состав), а также физико-химические показатели. Проведенные исследования сохранности витамина С в ФПАК свидетельствуют о том, что она значительно выше в полуфабрикатах асептического консервирования. При хранении в течение одного года сохранность аскорбиновой кислоты для яблочного пюре составила 55,7%, для персикового пюре - 43,3 %, для сливового и грушевого - 50%. В пюре-полуфабрикатах, полученных способом горячего розлива, через 12 месяцев сохранилось менее 10 % аскорбиновой кислоты.

Полученные результаты исследования дают основание сделать заключение о высоком качестве изготовленных асептических пюре-полуфабрикатов из груш, персиков, слив и яблок, отвечающих требованиям промышленной стерильности по группе Г, согласно СанПиН 2.3.2.1078-01.

Таблица 1 - Физико-химические показатели и пищевая ценность исследуемых ФПАК в сравнении со свежим сырьем

Показатели

Пюре из свежих груш

П/ф грушевое пюре асептика

Пюре из свежих персиков

П/ф персиковое пюре асептика

Пюре из свежих слив

П/ф сливовое пюре асептика

Пюре из свежих

яблок

П/ф яблочное пюре асептика

Сухие вещества, %

10,3

+0,5

10,0

+0,5

9,5

+0,4

9,2

+0,4

10,8

+0,5

10,4

+0,5

10,5+0,5

10,0

+0,5

Титр. кислотность

(по яблочной кислотете), %

0,3+

0,01

0,4+

0,02

0,4+

0,02

0,5+0,03

0,5+

0,03

0,6+

0,02

0,6+0,02

0,7+

0,01

Углеводы, всего %

10,8

+0,5

10,5

+0,5

10,7

+5

10,4+0,5

10,9

+0,5

10,5

+0,5

11,3+0,6

10,8

+0,5

Массовая доля этил. спирта, %

-

0,05+0,002

-

0,07+

0,004

-

0,09+0,005

-

0,1+0,005

Массовая доля аскорбиновой кислоты, мг %

5,0+

0,2

3,2+

0,1

7,1+

0,3

5,2+0,2

9,1+

0,4

6,3+

0,3

9,8+0,5

7,0+

0,3

Общие полифенолы, мг %

201,5+10

190,9

+9

325,7+16

311,4+15

310,7+15

293,2+14

247,6+12

232,3+11

Лейкоантоцианы, мг%

112,7+5,4

105,1+6,3

143,5

+7,2

132,8+6,6

120,4

+5,9

113,8

+5,6

236,4+11,8

219,8

+10,8

Катехины,

мг %

51,4

+2,5

48,1

+2,4

70,4

+3,5

66,2+3,2

49,5

+0,4

46,3

+0,3

59,7+2,9

55,8

+0,8

Флавонолы,

мг %

7,9+

0,4

7,1+

0,3

8,2+

0,4

7,8+0,4

10,5+

0,5

9,9+

0,5

12,4+0,8

10,3+

0,7

Na, мг %

14+

0,7

13+

0,7

30+

1,4

28+

1,3

18+

0,8

17+

0,8

26+

1,2

24+

1,1

К, мг %

155+

8

140+

7

363+

18

330+

16

214+

11

200+

10

278+

14

250+

12

Mg, мг %

12+

0,5

11+

0,5

16+

0,7

14+

0,6

9+

0,4

8+

0,4

9+

0,4

8+

0,4

Ca, мг %

19+

0,8

18+

0,8

20+

1,1

18+

0,8

20+

1,1

18+

0,8

16+

0,7

14+

0,6

Fe, мг %

2,3+

0,1

2,1+

0,1

0,6+

0,03

0,5+

0,03

0,5+

0,03

0,4+

0,02

2,2+

0,1

2,0+

0,1

Р, мг %

16+

0,8

14+

0,7

34+

1,7

31+

1,6

20+

1,1

18+

0,8

11+

0,5

10+

0,5

Для оценки качества пюре-полуфабрикатов, используемых для производства консервов детского питания, нами выбраны еще два показателя, которые характеризуют правильность ведения технологического процесса изготовления ФПАК с использованием щадящих режимов термической обработки исходного сырья. Эти показатели: массовая концентрация 5-оксиметилфурфурола (5-ОМФ) и антиоксидантная активность (АОА).

Для обеспечения требуемого качества готовых консервов АОА, показывающая сохранность в полуфабрикатах биологически-активных веществ, должна быть не ниже данных, полученных нами в процессе хранении ФПАК в течение 12 месяцев при температуре от 0 до 25°С. Для грушевого пюре АОА в среднем составила 0,720,80 мг/кг; для персикового пюре - 1,11,2 мг/кг; для сливового - 1,241,35 мг/кг; для яблочного пюре - 0,981,17 мг/г.

В результате проведенного нами мониторинга, получены данные о предельно допустимом содержании 5-ОМФ в ФПАК: массовая доля 5-ОМФ не должна превышать 2,4 мг/кг для изготовления консервов детского питания гарантированного качества и безопасности.

Таким образом, теоретически и экспериментально обоснован выбор ФПАК в качестве основного вида сырья для производства консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для питания детей раннего возраста, исследованы физико-химические показатели, пищевая и биологическая ценность ФПАК, основные требования к ним сформулированы в разработанной и утвержденной технической документации.

3.2 Обоснование требований к молочным ингредиентам, используемым в целях обогащения консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста. С целью повышения пищевой ценности консервов на фруктовой основе для питания детей раннего возраста в качестве обогащающих добавок жировыми и белковыми для консервов на фруктовой основе нами выбраны сливки питьевые классические - по ГОСТ Р 52091-2003 с показателем жирности 20% и содержанием белка 2,6 % и творог - по ГОСТ Р 52096-2003 9% -ной жирности с содержанием белка 3,0% или кварк - по ТУ 922-006-00435637-03 с содержанием жира 3,5-12 % и белка - 8,0-9,0 %, полученный с помощью методов мембранной технологии, позволяющих получить продукт высокой микробиологической стабильности и пищевой ценности, с ограничением по кислотности: сливок - не выше 17°Т, творога - не выше 220°Т, кварка - не выше 150°Т.

3.3 Разработка рецептурных композиций новых видов консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов. С целью расширения ассортимента консервов на фруктовой основе и повышения их пищевой ценности для детей раннего возраста, разработаны рецептурные композиции новых видов консервов с учетом показателей пищевой ценности фруктового сырья и молочных ингредиентов: пюре фруктовые с творогом (фруктовая часть - 80%, творог - 13%, сахар - 7%) и со сливками (фруктовая часть - 82%, сливки - 10%, сахар - 8%). Результаты исследований приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Пищевая ценность разработанных консервов с добавлением молочных компонентов в сравнении с фруктовой основой

Наименование

показателя

Пюре ябл. - персиковое со сливками

Пюре ябл. - грушевое с творогом

Пюре ябл. - сливовое с творогом

фруктовый

купаж

со сливками

фруктовый

купаж

с творогом

фруктовый

купаж

с творогом

Белки, г/100г

0,38±0,02

0,72±0,04

0,37±0,02

2,48±0,12

0,41±0,02

2,51±0,13

Жиры, г/100г

-

2,0±0,1

-

1,17±0,06

-

1,17±0,06

Углеводы, г/100г

9,34±0,4

10,05±0,5

9,82±0,5

8,62±0,4

9,86±0,5

8,64±0,4

Вит. А, мг/100 г

-

1,5±0,1

-

0,65±0,04

-

0,65±0,04

Витамин В2, мг

2,32±0,1

3,04±0,2

2,14±0,1

5,88±0,3

2,86±0,2

5,96±0,3

Кальций, мг/100г

16,0±0,7

22,8±1,1

15,6±0,8

34,7±1,7

15,5±0,8

34,9±1,7

Фосфор, мг/100г

16,1±0,7

19,8±0,9

11,6±0,6

38,6

11,7±0,6

38,5±1,9

Железо, мкг/100г

2,55±0,1

4,23±0,2

2,05±0,1

2,27

2,0±0,1

2,25±0,5

Энергетическая ценность, Ккал

38,9±1,9

61,1±3,1

40,8±2,0

54,9±2,9

41,1±2,1

55,1±2,8

Сравнительный анализ пищевой ценности разработанных рецептурных композиций показывает, что при добавлении сливок в продукте почти в 2 раза увеличивается содержание белка, а внесение творога (кварка) повышает содержание белка в готовом продукте в 7 раз, при одновременном обогащении его хорошо усваиваемыми молочными жирами, витаминами А и В2. В готовом продукте увеличилось содержание кальция, фосфора и железа, что также повышает пищевую ценность и сбалансированность разработанных композиций.

3.4 Совершенствование технологии изготовления консервов на основе фруктовых полуфабрикатов асептического консервирования с добавлением молочных компонентов для детей раннего возраста. С целью максимального сохранения пищевой и биологической ценности продукта нами усовершенствована базовая технология изготовления консервов для питания детей раннего возраста на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов, отработанная в ГНУ ВНИИКОП, включающая следующие процессы: приемка и хранение пюре-полуфабрикатов, фасованных в стеклянную тару горячим розливом, вытаривание, финиширование, дозирование и смешивание компонентов, гомогенизацию подготовленной смеси, деаэрацию, подогрев до 80°С, фасование в стеклянную тару, укупорку, стерилизацию в автоклаве при температуре: 100°С - для пюре со сливками и 110°С - для пюре с творогом, в течение 20 мин. и охлаждение до 40°С (общее время тепловой нагрузки 40 минут при фасовании в с/б IV-51-190), далее - концевые операции.

Взамен традиционных технологических процессов термической обработки (подогрева перед розливом и стерилизации укупоренного продукта в автоклаве) при изготовлении новых видов консервов, обоснован и введен комбинированный способ стерилизации консервов, включающий две стадии: мгновенный подогрев продукта в потоке до температуры стерилизации и выдержку его при этой температуре заданное время, охлаждение до температуры фасования в стеклянную тару и дополнительную пастеризацию укупоренного продукта в пастеризаторе непрерывного действия (ПНД).

3.5 Разработка технологической схемы и аппаратурного оформления поточного кратковременного комбинированного способа производства консервов. На рисунке 2 приведена усовершенствованная схема производства консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для детей раннего возраста.

Рисунок 2- Усовершенствованная технологическая схема поточного комбинированного способа производства консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для детей раннего возраста (** жирным шрифтом выделены новые технологические процессы)

На рисунке 3 представлена новая аппаратурно-технологическая схема поточного кратковременного комбинированного способа производства консервов.

Рисунок 3 - Новая аппаратурно-технологическая схема поточного процесса производства консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для детей раннего возраста

Взамен автоклавов периодического действия в аппаратурно-технологической схеме при поточном способе стерилизации введено новое оборудование: 11 - Установка стерилизации продукта с трубчатым выдерживателем П-8-ОСО-К и 17 - Туннельный пастеризатор охладитель для банок НДП-5.

Таким образом, новая схема поточного процесса производства консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста исключает термическое воздействие при предварительном подогреве продукта перед фасованием и длительный периодический процесс стерилизации консервов в автоклаве.

3.6 Разработка оптимальных параметров поточного кратковременного комбинированного способа стерилизации консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста.

При проведении микробиологических исследований и расчетов по разработке оптимальных параметров стерилизации консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста требуемую летальность для определённой партии FT0 рассчитывали по формуле

где: С0 - начальная концентрация спор тест-культуры (число спор/мл) в отношении которой рассчитывают режимы стерилизации консервов;

V0 - объём продукта в одной упаковке, мл;

А - число упаковок, соответствующих промышленной стерильности;

S - допустимый бактериологический брак, %;

х - поправочный коэффициент, который уточняется на основе производственной проверки.

Результаты экспериментальных исследований и научных расчетов по обоснованию режимов тепловой обработки консервов, которые проводились в два этапа: разработка параметров стерилизации подготовленного продукта (рецептурной смеси) в потоке; расчет параметров пастеризации укупоренного продукта в ПНД, фасованного в стеклянные банки IV типа с укупоркой типа ПТ вместимостью 190 см3, для промышленных образцов новых видов консервов с добавлением молочных компонентов, приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Требуемая и фактическая летальность микроорганизмов для фруктовых пюре с добавлением молочных компонентов при стерилизации комбинированным способом

Культура

Темпе-

ратура

Среда для выявления жизнеспособности

В потоке

В

ПНД

прогрева 0С

прогретых спор

Стерилиз. эффект, мин.

Требуемая летальность FTz

B. мacerans,

B. polymyxa

110

Пюре на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов

0,54

Asp. fischeri

90

Стеклянные банки для фасования

2,35

Фактическая летальность Lтz

B. мacerans,

B. polymyxa

110

Пюре на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов

0,56

Asp. fischeri

90

Стеклянные банки для фасования

6,49

Из данных таблицы 3 можно сделать заключение, что величина требуемой летальности меньше фактической, что свидетельствует о правильности выбранного режима.

На рисунке 4 представлены кривые изменения температуры в консервах "Пюре из яблок и персиков со сливками "Неженка" при стерилизации двумя способами: комбинированным и в автоклаве.

Сравнительный анализ этих кривых и полученные результаты показывают преимущество комбинированного способа стерилизации перед стерилизацией в автоклаве, как по времени, так и по тепловой нагрузке. Общее время основного термического воздействия при стерилизации образцов консервов комбинированным способом составляет: при температуре стерилизации в потоке 110оС - 1 минута плюс 7 минут пастеризации при температуре 90оС в ПНД (вместо 40 минут в автоклаве, в т. ч. при температуре собственно стерилизации 100-110оС в течение 20 минут). Таким образом, усовершенствованная технологическая схема позволяет отказаться от подогрева продукта в теплообменнике перед фасованием и от стерилизации консервов в автоклаве периодического действия, заменив эти процессы кратковременной стерилизацией в потоке и дальнейшей дополнительной пастеризацией укупоренного продукта в ПНД.

Рисунок 4 - График изменения температуры в консервах "Пюре из яблок и персиков со сливками и сахаром "Неженка" при различных способах стерилизации

Консервы, изготовленные по разработанному комбинированному способу стерилизации, успешно прошли промышленную проверку и по микробиологическим показателям соответствуют требованиям промышленной стерильности к консервам группы А, согласно СанПиН 2.3.2.1078-01.

3.7 Проведение комплексной оценки качества разработанных консервов. Исследование изменения органолептических показателей, пищевой и биологической ценности консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов в зависимости от способа стерилизации и длительности хранения. Для комплексной оценки качества разрабатываемых консервов использовали количественные характеристики термолабильных биологически активных веществ, в частности полифенольных веществ в комплексе, витамина С, антиоксидантной активности, а также 5-ОМФ. Эти характеристики, вместе со стандартизованными физико-химческими и органолептическими показателями, позволяют наиболее полно охарактеризовать изменения пищевой и биологической ценности консервов. Исследования, проведенные в этой области, представлены в таблицах 4-5 и на рисунке 5.

Таблица 4 - Содержание полифенольных веществ в исследуемых видах консервов, в зависимости от способа стерилизации

Наименование

консервов

Содержание флавоноидов, мг/100 г

общие полифе-нолы

катехины

(флавано-лы)

лейкоанто-

цианы

флавонолы

(кверцетин)

Содержание полифенольных веществ в рецептурной смеси перед стерилизацией,

мг/100 г

Пюре из яблок и персиков со сливками

215,4+8,6

49,1+2,1

152,4+6,1

7,7+0,4

Пюре из яблок и груш с ворогом.

177,6+7,1

43,1+1,7

152,9+6,2

7,6+0,4

Пюре из яблок и слив с ворогом.

209,5+8,4

42,4+1,7

150,4+6,0

8,2+0,4

Содержание полифенольных веществ после стерилизации различными способами, мг/100 г

Пюре из яблок и персиков со сливками с сахаром «Неженка»

- после стерилизации в автоклаве

- после стерилизации в потоке

120,6+6,1

189,6+9,4

26,1+1,4

42,2+2,2

89,8+4,4

125,1+6,4

4,7+0,2

7,1+0,4

Пюре из яблок и груш с творогом

- после стерилизации в автоклаве

- после стерилизации в потоке

99,5+5,1

156,4+7,3

22,8+1,2

37,1+1,9

90,2+4,6

125,4+6,3

4,6+0,2

7,0+0,3

Пюре из яблок и слив с творогом

- после стерилизации автоклаве

- после стерилизации в потоке

117,3+5,7

171,8+8,4

22,5+1,1

36,5+1,8

88,7+4,3

123,3+6,2

5,1+0,2

7,5+0,4

Анализ данных таблицы 4 для исследуемых видов пюре показывает, сохранность полифенольных веществ при стерилизации по комбинированному способу выше на 23-33%, чем при стерилизации в автоклаве.

Полученные результаты изменения содержания флавоноидов представлены на диаграмме (рисунок 5). Потери флаваноидов при стерилизации комби-нированным способом значительно ниже, чем после стерилизации в автоклаве: общих полифенолов - на 32 %, лейкоантоцианов - на 23 %, флавонолов - на 31 %, катехинов - на 33 %. Это подтверждает тот факт, что стерилизация консервов по новому способу позволяет значительно повысить пищевую и биологическую ценность продукта за счет сохранения нативных биологически активных веществ, обладающих Р-витаминной активностью.

Рисунок 5 - Изменение содержания полифенольных веществ в консервах на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов, в зависимости от способа стерилизации, %

Показатели, характеризующие безопасность продукта и его лабильные биологически активные вещества, представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Содержание 5-ОМФ, витамина С и антиоксидантная активность консервов а фруктовой основе с добавлением молочных компонентов в зависимости от способа их изготовления

Наименование

консервов

Массовая концентрация

5-ОМФ, мг/кг

Антиоксидантная активность, мг/г

Массовая доля витамина С, мг /100г

до стер-ции

автоклав

комб.

способ

до стер-

ции

автоклав

комб.

способ

до стер-

ции

автоклав

комб. способ

Пюре из яблок и персиков со сливками

1,65

+

0,07

6,8

+

0,3

4,0

+

0,2

0,073

+

0,004

0,047+

0,002

0,069

+

0,003

5,2

+

0,3

2,8

+

0,1

4,0

+

0,2

Пюре из яблок и груш с творогом

1,3

+

0,06

7,5

+

0,4

4,2

+

0,2

0,075

+

0,003

0,044+

0,002

0,071

+

0,002

4,5

+

0,2

2,9

+

0,1

3,8

+

0,2

Пюре из яблок и слив с творогом

1,2

+

0,06

7,1

+

0,4

4,1

+

0,2

0,086

+

0,004

0,053+

0,003

0,076

+

0,004

5,1

+

0,3

3,2

+

0,2

4,35+

0,2

Анализ этих данных показывает, что новый комбинированный способ стерилизации позволяет уже на стадии стерилизации снизить накопление 5-ОМФ на 40-43% в консервах на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов, а повышение уровня антиоксидантной активности продукта на 28-30 % и содержания витамина С на 20-25 % подтверждает преимущество комбинированного способа стерилизации. При сохранении антиоксидантов в процессе хранения, снижается неферментативное потемнение продукта, что напрямую коррелирует с органолептическими показателями, особенно цветом. Уровень сохранности аскорбиновой кислоты в консервах, как при их изготовлении, так и при хранении, характеризует оптимальность используемых тепловых нагрузок.

Микробиологические исследования опытных партий образцов показали, что все образцы, заложенные на хранение, полностью отвечают требованиям промышленной стерильности консервов по группе А согласно СанПин 2.3.2.1078-01. Следовательно, с точки зрения безопасности, новый комбинированный способ стерилизации может быть рекомендован для стерилизации консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для питания детей раннего возраста, с рН 3,7 - 4,2, фасованных в стеклобанки IV-51-190 (180).

При сравнительной оценке физико-химических показателей в процессе хранения исследуемых видов консервов с образцами, изготовленными по базовой технологии, выявлено значительное качественное преимущество консервов, изготовленных по новому комбинированному способу (таблица 6).

Таблица 6 - Изменение физико-химических показателей консервов "Пюре из яблок и персиков со сливками с сахаром "Неженка" в зависимости от длительности хранения

Наименование показателей

ПФАК

После стерилизации

в автоклаве

комбинированным способом

После изгот.

3 мес.

6 мес.

12 мес.

после изгот.

3 мес.

6 мес.

12 мес.

Пюре из яблок и персиков со сливками с сахаром "Неженка"

Массовая доля сухих веществ, %

14,7

+0,6

14,8+0,7

14,6

+0,7

14,6

+0,7

14,5

+0,7

14,7

+0,6

14,6

+0,7

14,6

+0,7

14,6

+0,7

Массовая доля сахаров, всего, %

14,0

+0,5

13,9+0,5

13,8+0,7

13,7+0,6

13,6

+0,6

14,0

+0,7

13,9

+0,7

13,9

+0,7

13,9

+0,7

Массовая доля

титруемыех кислот

(на яблочную), %

0,60

+0,03

0,60

+0,03

0,57

+0,02

0,57

+0,02

0,56

+0,02

0,60

+0,03

0,59

+0,02

0,58

+0,02

0,58

+0,02

Массовая доля аскорбиновой кислоты, мг/100г

5,2

+0,2

2,8

+0,1

2,0

+0,1

2,0

+0,1

1,0

+0,1

4,0

+0,2

3,2

+0,2

3,2

+0,2

3,1

+0,2

Активная кислотность, рН

3,75

+0,2

3,8

+0,2

3,8

+0,2

3,9

+0,2

4,0

+0,2

3,8

+0,2

3,8

+0,2

3,8

+0,2

3,9

+0,2

5-ОМФ, мг/кг

1,65

+0,1

6,8

+0,4

8,4

+0,4

15,6

+0,8

18,1

+0,9

4,0

+0,2

5,1

+0,3

7,2

+0,4

8,4

+0,4

Цвет (единицы оптической пл-ти)

0,12

+0,01

0, 20

+0,01

0,28

+0,01

0,32

+0,02

0,41

+0,02

0,14

+0,01

0,17

+0,01

0,17

+0,01

0, 19

+0,01

Из приведенных в таблице 6 данных видно, что массовая доля сахаров при стерилизации в автоклаве и дальнейшем хранении снизилась на 2,9 %, в то же время при комбинированном способе - лишь на 0,7 %; содержание титруемых кислот - на 7% и на 3% соответственно. Особенно значительны потери аскорбиновой кислоты, так при стерилизации в автоклаве сразу после изготовления они составляют - 46%, а после хранения 3 мес. - 62 %. При комбинированном способе стерилизации - 23% и 38 % соответственно. Проведенные нами исследования влияния технологических параметров стерилизации на накопление 5-ОМФ во фруктовых пюре при производстве и хранении показали, что внедрение новых технологических параметров при производстве консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста позволяет получить пюре с содержанием 5-ОМФ в 1,7 - 2,2 раза ниже. Эти данные коррелируют с результатами органолептической оценки образцов исследуемых видов консервов в процессе хранения. Так, консервы, стерилизованные комбинированным способом, имеют показатель цвета единицы оптической плотности (характеризующий степень потемнения продукта, как следствие глубины протекания реакции Майяра) после 12 месяцев хранения в 2 - 2,2 раза ниже, по сравнению с консервами, стерилизованными в автоклаве.

Следовательно, новый комбинированный способ стерилизации консервов обеспечивает сохранность нативных биологически активных веществ исходного фруктового сырья и позволяет получить продукт высокой пищевой и биологической ценности, а также гарантированной микробиологической безопасности. Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод, что все физико-химические и органолептические показатели качества новых видов консервов, стерилизованных комбинированным способом, соответствуют требованиям ГОСТ Р 52475-2005.

3.8 Разработка комплектов нормативной и технической документации. В результате данных исследований разработан и введен в действие ГОСТ Р 52475-2005 "Консервы на фруктовой основе для питания детей раннего возраста", ТИ и Дополнение № 1 к технологической инструкции к ГОСТ Р 52475-2005; ТУ 9163-261-04782324-07 и ТИ "Фруктовые пюре-полуфабрикаты асептического консервирования"; ТУ и ТИ "Консервы. Пюре плодовые, плодово-ягодные и плодоовощные с молочными наполнителями для питания детей раннего возраста" и Дополнение № 1 к технологической инструкции в части внесения технологии комбинированного способа стерилизации консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста.

Выводы

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований обоснованы требования к качеству, пищевой ценности и показателям безопас-ности фруктовых полуфабрикатов асептического консервирования (ФПАК), используемых при изготовлении консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста. Для изготовления консервов для детского питания гарантированного качества и безопасности установлено предельно допустимое содержание во ФПАК массовой доли 5-ОМФ - не более 2,4 мг/кг, и определен уровень антиоксидантной активности: для грушевого пюре - 0,720,80 мг/г; для персикового пюре - 1,11,2 мг/г; для сливового - 1,241,35 мг/г; для яблочного пюре - 0,981,17 мг/г.

2. Обосновано использование в качестве обогащающих добавок для консервов на фруктовой основе следующих молочных компонентов: натуральных пастеризованных сливок - по ГОСТ Р 52091-2003 с показателем жирности 20% и содержанием белка 2,6 %, творога - по ГОСТ Р 52096-2003 9% - ной жирности с содержанием белка 3,0% или кварка, полученного с помощью методов мембранной технологии, - по ТУ 922-006-00435637-03 с содержанием жира 3,5-12 % и белка - 8,0-9,0 %.

3. Разработаны рецептурные композиции на ассортимент консервов для детей раннего возраста: пюре фруктовые со сливками и сахаром "Неженка", пюре фруктовые с творогом, полученные в результате купажирования фруктовых пюре и молочных компонентов (сливок, творога, кварка), обладающие высокой пищевой ценностью и сбалансированностью по содержанию полифенольных веществ, витаминного, минерального, белкового и жирового состава. Техническая новизна исследований подтверждена выдачей 4 патентов РФ на изобретения.

4. Усовершенствована технология изготовления консервов на основе фруктовых полуфабрикатов асептического консервирования с добавлением молочных компонентов для детей раннего возраста. Обоснована и разработана усовершенствованная технологическая схема поточного комбинированного кратковременного способа стерилизации консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для детей раннего возраста взамен традиционного периодического процесса стерилизации консервов в автоклаве и ее аппаратурное оформление.

5. Разработаны и научно-обоснованы оптимальные параметры поточного кратковременного способа стерилизации консервов. Определены значения требуемой (FTz) и фактической (LTz) летальности при стерилизации в потоке для микроорганизмов, вызывающих порчу пюре на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов: B. мacerans, B. polymyxa при температуре стерилизации 110°С - FTz = 0,54, LTz = 0,56; и для плесеней рода Asp. fischeri при пастеризации укупоренного продукта в пастеризаторе непрерывного действия при температуре пастеризации 90°С - FTz = 2,35, LTz = 6,55

Разработанная технология позволяет обеспечить промышленную стерильность консервов при значительном снижении температурно-временной нагрузки на продукт (вместо 40 мин. - 8 мин.), и за счет этого повысить пищевую и биологическую ценность консервов.

6. Комплексная оценка органолептических, физико-химических, микробиологических показателей и показателей безопасности фруктовых консервов, изготовленных по новой технологии, подтвердила их соответствие требованиям ГОСТ Р 52475-05 и СанПиН 2.3.2.1078-01. Установлено, что комбинированный способ, по сравнению с базовой технологией, уже на стадии стерилизации позволяет снизить накопление 5-ОМФ во фруктовых пюре с добавлением молочных компонентов на 40-43%, а при дальнейшем хранении в течение 12 мес. - еще в 2-2,2 раза; повысить антиоксидантную активность готового продукта на 28-30%, обеспечить сохранность термолабильных биологически-активных веществ в процессе технологической обработки и при дальнейшем хранении на 23-33%.

8. По результатам выполненных исследований разработана, утверждена и внедрена в производство следующая нормативная и техническая документация:

ТУ 9168-261-04782324-06 и ТИ по производству "Пюре-полуфабрикатов фруктовых" способом асептического консервирования (внедрена на Динском, Лебедянском и Вологодском консервных заводах);

ГОСТ Р 52475-2005 "Консервы на фруктовой основе для питания детей раннего возраста", в который включены 12 новых наименований консервов "Неженка", Технологическая инструкция к ГОСТ Р 52475-2005 и Дополнение № 1 к ТИ в части внесения комбинированного способа стерилизации консервов;

Техническая документация на новые виды консервов ТУ 9163-006-46532417-03 "Консервы. Пюре плодовые, плодово-ягодные и плодоовощные с молочными наполнителями для питания детей раннего возраста", Технологическая инструкция и Дополнение № 1 к ТИ в части внесения комбинированного способа стерилизации (внедрена на МК "Пензенский").

9. Проведены опытно-промышленная апробация усовершенствованной технологии консервов на фруктовой основе для детей раннего возраста и оценка экономической эффективности их производства.

Расчетный экономический эффект от внедрения нового комбинированного поточного способа стерилизации составляет 88,2 руб/т готового продукта. Кроме того, внедряемый вариант даст возможность увеличить годовой выпуск продукции и снизить ее себестоимость за счет сокращения продолжительности производственного цикла стерилизации с 40 до 8 минут, т.е. в 5 раз, а также сократить объем капитальных вложений.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы

1. Нариниянц Г.Р. Изготовление фруктовых пюре-полуфабрикатов в крупной таре способом асептического консервирования [Текст] / Г.Р. Нариниянц, Л.К. Пацюк, О.Н. Лукашевич, Н.И. Костромина, Е.А. Медведева, Г.П. Покудина, Б.И. Голод, З.И. Веселер // Матер. межд. научн. - практич. конф. "Плодоовощные консервы - технология, оборудование, качество, безопасность", М.: ГНУ ВНИИКОП, 2004. - С.181-190.

2. Лукашевич О.Н. Оптимизация технологии использования овощных и фруктовых полуфабрикатов при производстве продуктов детского питания [Текст] // Матер. межд. научн. - практич. конф. "Технологические и микробио-логические проблемы консервирования и хранения плодов и овощей", к 100-летию со дня рождения В.И. Рогачева, М.: Россельхозакадемия, 2007. - С.153-160.

3. Лукашевич О.Н. Зависимость качества консервированных продуктов для детского питания от используемых видов полуфабрикатов и параметров их технологической обработки [Текст] // Матер. межд. научн. - практич. конф. "Интеграция фундаментальных и прикладных исследований - основа развития современных аграрно-пищевых технологий", г. Углич: Россельхозакадемия, 2007. - С. 201-203.

4. Лукашевич О.Н. Исследование влияния изменения технологических параметров на качество консервов для детского питания [Текст] // Матер. межд. научн. - практич. конф. "Перспективные нано - и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения", г. Краснодар: КНИИХП, КубГТУ, 2007. - С.161-164.

5. Лукашевич О.Н. Влияние высокотемпературной термической обработки на качество и безопасность консервов для питания детей раннего возраста [Текст] // Сб. докл.10-й межд. научн. конф. памяти В.М. Горбатова "Актуальные пробле-мы мясной промышленности: инновации, качество, управление", М.: ВНИИМП, 2007. - С.97-99.

6. Гореньков Э.С. Разработка национальных стандартов на плодоовощные консервы для детского питания [Текст] / Э.С. Гореньков, Л.К. Пацюк, О.Н. Лукашевич // Пищевая промышленность. - 2007. - № 12. - С.22-23.

7. Лукашевич О.Н. Пюреобразные консервы для питания детей [Текст] // Пищевая промышленность. - 2008. - № 2. - С.28-30.

8. Лукашевич О.Н. Экологические аспекты производства детского питания в России / О.Н. Лукашевич, В.А. Ломачинский, Л.К. Пацюк [Текст] // Сб. докл. межд. научн. - практич. конф. "Научно-практические аспекты экологизации продуктов питания", г. Углич: Россельхозакадемия, 2008. - С.167-170.

9. Лукашевич О.Н. Проведение исследований по разработке новых режимов стерилизации консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов - для питания детей раннего возраста [Текст] // Матер. межд. научн. - практич. конф. "Инновационные технологии в области холодильного хранения и переработки пищевых продуктов", г. Краснодар: КНИИХП, КубГТУ, 2008. - С.160-163.

10. Лукашевич О.Н. О питании детей раннего возраста [Текст] // Матер. межд. научн. - практич. конф. "Инновационные технологии в области холодиль-ного хранения и переработки пищевых продуктов", г. Краснодар: КНИИХП, КубГТУ, 2008. - С.163-165.

11. Лукашевич О.Н. Производство консервов на фруктовой основе для детей [Текст] // Пищевая промышленность. - 2008. - № 10. - С.58.

12. Лукашевич О.Н. Микробиологические исследования и расчеты при разработке новых режимов стерилизации консервов на фруктовой основе с добавлением молочных компонентов для питания детей раннего возраста [Текст] // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2008. - № 11. - С.50-53.

13. Ломачинский В.А. ГОСТ Р 52475-2005 "Консервы на фруктовой основе для питания детей раннего возраста" [Текст] // В.А. Ломачинский, Э.С. Гореньков, Л.К. Пацюк, Г.Р. Нариниянц, О.Н. Лукашевич // М.: ФГУП Стандартинформ, 2006. - 15с.

14. Патент RU № 2276951, МПК А 23L 1/22. Пюре для детского питания / Л.К. Пацюк, О.Н. Лукашевич, Т.П. Юрченкова, О.И. Квасенков Заявка № 2004133839/13. Заявл. 19.11.2004. опубл.27.05.2006, Бюл. № 15.

15. Патент RU № 2276952, МПК А 23L 1/22. Пюре для детского питания / Л.К. Пацюк, О.Н. Лукашевич, Т.П. Юрченкова, О.И. Квасенков Заявка № 2004133842/13. Заявл. 19.11.2004. опубл.27.05.2006, Бюл. № 15.

16. Патент RU № 2276954, МПК А 23L 1/22. Пюре для детского питания / Л.К. Пацюк, О.Н. Лукашевич, Т.П. Юрченкова, О.И. Квасенков Заявка № 2004133848/13. Заявл. 19.11.2004. опубл.27.05.2006, Бюл. № 15.

17. Патент RU № 2278536, МПК А 23L 1/29. Пюре для детского питания / Л.К. Пацюк, О.Н. Лукашевич, Т.П. Юрченкова, О.И. Квасенков Заявка № 2004133840/13. Заявл. 19.11.2004. опубл.27.06.2006, Бюл. № 18.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.