Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №94 (июнь) 2021
Разделы: Сельское хозяйство
Размещена 27.06.2021. Последняя правка: 07.07.2021.
Просмотров - 631

Интенсификация производства сухих кулинарных добавок из дикого фруктово-ягодного сырья

Микаберидзе Малхаз Шотаевич

Кандидат технических наук, профессор, Член Академии Экологических Наук Грузии, Академик

Государственный Университет Акакия Церетели

Академический доктор, профессор,

Аннотация:
Данная статья посвящена получению сушенных полуфабрикатов с высокими антиоксидантными свойствами из диких сортов фруктово-ягодного сырья с использованием энергий инфракрасного (ИК) излучения. Многочисленные эксперименты показали, что технологический метод термической обработки фруктов и ягод – сушка в поле ИК лучей, целесообразно и перспективно. Интенсивность процесса увеличивается 5-6-раз и более по сравнению с существующими методами сушки, что положительно влияет на количество и качество антиоксидантных веществ в полуфабрикате; Улучшается качество и устойчивость хранения продукта, упрощается технологический процесс и др.


Abstract:
This article is devoted to obtaining dried semi-finished products with high antioxidant properties from local resources of fruit and berry raw materials using infrared energy. The proposed technological method of heat treatment of fruits and berries is drying in the field of infrared rays, it is expedient and promising. The intensity of the process increases 5-10 times or more in comparison with existing drying methods, which of course has a positive effect on the quantity and quality of antioxidant substances; The quality and stability of product storage is improved, etc.


Ключевые слова:
сушенные полуфабрикаты; антиоксидантные свойства; энергия инфракрасного излучения; дикие фрукты

Keywords:
dried convenience foods; antioxidant properties; infrared energy; wild fruits


УДК 66-9

Введение

      На сегодняшний день во всем мире используется до 2000 пищевых добавок. Пищевые добавки обусловливают: внешний вид и органолептические свойства необходимые для пищевых продуктов; Снижают поверхностное натяжение сырья; Используется как: пищевые красители, красители для упаковки и тары, ароматизаторы, как эссенции - с токсикологической точки зрения, как «оживители вкуса», как ароматизаторы для табачных изделий; Используется в качестве приправ и других ароматизирующих веществ, специй, подсластителей, пищевых кислот, пищевых добавок, ингибирующих микробиологическое и окислительное действие, ускорителей технологических процессов, ферментов, технологических добавок и т. д [2, 7, 8].

       Химические добавки встречаются все более и более распространенными в пищевых продуктах, как с точки зрения количества, так и с точки зрения композиции. Для производства „здоровых продуктов“ целесообразно пищевые добавки заменить натуральными компонентами растительного происхождения. В частности, натуральными добавками, которые помимо функции пищевых добавок будут наделены высокими антиоксидантными свойствами.

     Фрукты и овощи - богатый источник антиоксидантов. Однако плоды подобных диких сортов содержат больше полезных биологический активных веществ, обладают повышенной сочностью, приятным ароматом, вкусом, имеют большую концентрацию углеводов, пектиновых веществ, органических кислот, минералов и витаминов (B1, B2, C, D, E, P), что повышают их диетические, лечебно-профилактические, пищевые ценности [5].

        К диким фруктам относятся: дикие груши, дикие яблоки, черешня, дикие сливы, ягоды, шелковица, боярышник, спаржа, барбарис, земляника, малина, ежевика, черника и многие другие. К счастью, эти растения в изобилии встречаются на равнинах и в горах Грузии, и можно сказать, что они представляют собой неиспользованное сырьевое богатство.

 

Актуальность

      

        Использование инфракрасных лучей в пищевой промышленности, включая сушку фруктов и овощей, имеет большое будущее и перспективы, учитывая специфику этой энергии. Благодаря глубокому проникновению инфракрасных лучей в материале, влияние энергии на молекулярную структуру продуктов усиливается. Тепловое движение атомов и молекул увеличивается, что приводит к интенсивному нагреву. Внутренние слои материала сильно нагреваются, поэтому градиент выделения влаги направлен от центра к периферии. Это желаемое условие для интенсивной сушки материала, поэтому в продуктах максимально сохраняется большая часть полезных веществ, аромат, вкус и внешний вид. Инфракрасные лучи полностью уничтожают вредную микрофлору, поэтому сушеные фрукты и овощи практически стерильны.

     Для термической оработки сырья (дикое яблоко, дикая груша, шелковицы, ежевики, малины и черники) нами было выбрано энергия инфракрасного излучения с учетом того, что инфракрасные лучи имеют серьезное преимущество перед другими источниками энергии: наименьшие удельные энергозатраты на испарение влаги (вдвое меньше, чем у других энергоприводах); Возможность сушки материала при низких температурах; Скорость сушки; Простота технологического устройства, возможность полной автоматизации, низкая себестоимость и многое другое. [1, 3, 4, 6].

 

Цели и задачи


       Эксперименты были проведены по предварительно составленной программе иметодике (на базе Государственного Университета Акакия Церетели – Аграрный факультет, 2017-2020гг).

       Целью исследования являплась интенсификациия процесса сушки фруктово-ягодного сырья (дикое яблоко, дикая груша, шелковицы, ежевики, малины и черники) в поле ИК лучей, определение режимов сушки, улучшение качества продукции, научное утверждение параметров и режимов данного процесса, получение сушенных полуфабрикатов с высокими антиоксидантными свойствами.

        Следует отметить, что результаты этой работы нам нужны для следующего этапа в разработки рецептуры смеси с высоким антиоксидантным свойством, которую намерены использовать в кондитерском производстве.

       С целью ус­та­но­влен­ия опти­мал­ьных режимов термической обработки диких фруктов и ягод ИК лу­ча­ми, на основе предварительных экспериментов, были  выявлены осно­вные факторы термических процессов: плотность облуч­ен­ия, P (вт/м2), рас­стоян­ие между сырьем и ИК гене­рат­ора­ми, H (см), толшина слоя материала δ (см), продо­лжит­ельность процесса, t (мин), температура процесса, T (0C), метод облучения (односторонний, двухсторонний, непрерывный) и т. д. [2, 6].

 

Научная новизна


      Нами изучены, выявлены и определены основные факторы, действующие на процесс термической обработки сырья (плотность облучения, расстояние между
генераторами и материалом, длительность процесса, плотность облучения). Ус­та­но­влены опти­мал­ьные техно­логич­еские режимы термической обработки фруктов и ягод  в поле ИК лучей.

 

Основная часть

       На основе метод­и­ки бра­ли 100 г грубо измельченное сырье и с целью сушки вно­си­ли в за­ра­нее нагретой (95 0C) лаб­орат­орной камере.В лабораторной камере температуру среды регулировали с помощью селективного включения ИК генераторов. Процесс продо­лжа­ли до тех пор, пока конечная влажность сырьевой массы не опускалась до 5-7%. Во время экспериментов использовали эстественную вентиляцию лабораторной камеры.

       Для определения оптимальных параметров сушки сырья эксперим­енты провод­и­ли в трех ва­ри­а­н­тах. Результаты экспериментов - оптимальные параметры режимов сушки диких фруктов и ягод в поле ИК лучей приведены в таблицах 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

 

                                                    Таблица 1. Варианты экспериментов (дикое яблоко)

ва­ри­а­нты

плотность облуч­ен­ия, P, Вт/м2

рас­стоян­ие между сырьем и ИК гене­рат­ора­ми, H, см

Толшина слоя материала

, мм

Начальная влажность материала

 W1, %

продо­лжит­ельность процесса,, мин

Конечная влажность материала

W2, %

темпера­ту­ра

процесса, T, 0C

I

0,20-0.25

15

10

86-87

101-104

5-7

95±5

II

0,30-0.35

25

24

86-87

75-77

5-7

95±5

III

0,35-0.45

35

32

86-87

85-87

5-7

95±5

                                                     Таблица 2. Варианты экспериментов (дикая груша)

ва­ри­а­нты

плотность облуч­ен­ия, P, Вт/м2

рас­стоян­ие между сырьем и ИК гене­рат­ора­ми, H, см

Толшина слоя материала

δ , мм

Начальная влажность материала

W1, %

продо­лжит­ельность процесса,t , мин

Конечная влажность материала

W2, %

темпера­ту­ра

процесса, T, 0C

I

0,20-0.25

15

10

86-87

101-104

5-7

95±5

II

0,30-0.35

25

24

86-87

75-77

5-7

95±5

III

0,35-0.45

35

32

86-87

85-87

5-7

95±5

                                                       Таблица 3. Варианты экспериментов (шелковица)

ва­ри­а­нты

плотность облуч­ен­ия, P, Вт/м2

рас­стоян­ие между сырьем и ИК гене­рат­ора­ми, H, см

Толшина слоя материала

δ, мм

Начальная влажность материала

W1, %

продо­лжит­ельность процесса, t, мин

Конечная влажность материала

W2, %

темпера­ту­ра

процесса, T, 0C

I

0,20-0.25

15

10

83-85

92-95

5-7

95±5

II

0,30-0.35

25

24

83-85

67-68

5-7

95±5

III

0,35-0.45

35

32

83-85

72-73

5-7

95±5

 

                                                     Таблица 4. Варианты экспериментов (ежевика)

ва­ри­а­нты

плотность облуч­ен­ия, P, Вт/м2

рас­стоян­ие между сырьем и ИК гене­рат­ора­ми, H, см

Толшина слоя материала

δ,мм

Начальная влажность материала

W1, %

продо­лжит­ельность процесса, t мин

Конечная влажность материала

W2, %

темпера­ту­ра

процесса, T, 0C

I

0,20-0.25

15

8

75-77

95-98

5-7

95±5

II

0,30-0.35

25

20

75-77

59-62

5-7

95±5

III

0,35-0.45

35

26

75-77

72-73

5-7

95±5

 

                                                          Таблица 5. Варианты экспериментов (малина)

ва­ри­а­нты

плотность облуч­ен­ия, P, Вт/м2

рас­стоян­ие между сырьем и ИК гене­рат­ора­ми, H, см

Толшина слоя материала

δ,мм

Начальная влажность материала

W1, %

продо­лжит­ельность процесса,t , мин

Конечная влажность материала

W2, %

темпера­ту­ра

процесса, T, 0C

I

0,20-0.25

15

7

82-85

96-100

5-7

95±5

II

0,30-0.35

25

12

82-85

77-78

5-7

95±5

III

0,35-0.45

35

20

82-85

83-85

5-7

95±5

 

                                                              Таблица 6. Варианты экспериментов (черника)

ва­ри­а­нты

плотность облуч­ен­ия, P, Вт/м2

рас­стоян­ие между сырьем и ИК гене­рат­ора­ми, H, см

Толшина слоя материала

δ,мм

Начальная влажность материала

W1, %

продо­лжит­ельность процесса, t, мин

Конечная влажность материала

W2, %

темпера­ту­ра

процесса, T, 0C

I

0,20-0.25

15

10

85-87

124-126

5-7

95±5

II

0,30-0.35

25

15

85-87

82-87

5-7

95±5

III

0,35-0.45

35

22

85-87

95-98

5-7

95±5

 

                                                                  Таблица 7. Варианты экспериментов (барбарис)

ва­ри­а­нты

плотность облуч­ен­ия, P, Вт/м2

рас­стоян­ие между сырьем и ИК гене­рат­ора­ми, H, см

Толшина слоя материала

δ,мм

Начальная влажность материала

W1, %

продо­лжит­ельность процесса,t , мин

Конечная влажность материала

W2, %

темпера­ту­ра

процесса, T, 0C

I

0,20-0.25

15

10

85-87

103-105

5-7

95±5

II

0,30-0.35

25

24

85-87

75-76

5-7

95±5

III

0,35-0.45

35

32

85-87

85-87

5-7

95±5

 

       Выявлены основные факторы и взаимосвязь процессов термической обработки диких фруктов и ягодв поле ИК лучей: плотность облучения, расстояние между сырьем и ИК генераторами, толщина слоя, продолжительность процесса, влажность материала до и после сушки, вид облучения (двухсторонний, односторонний, непрерывный), температура процесса.

      Ус­та­но­влены опти­мал­ьные техно­логич­еские режимы термической обработки фруктов и ягод  в поле ИК лучей:

- Процесс сушки дикой яблоки -  P=0.30-35 квт/м2, H=25 см, δ=24 мм, t=75-77 мин, T=95±5 0C, облуч­ен­ие - двух­сторон­н­ее, не­прерывное;

- Процесс сушки ежевики дикой груши -  P=0,30-35 квт/м2, H=25 см, δ=24 мм, t=75-77 мин, T=95±5 0C, облуч­ен­ие - двух­сторон­н­ее, не­прерывное;

- Процесс сушки ежевики шелковицы -  P=0,30-35 квт/м2, H=25 см, δ=24 мм, t=67-68 мин, T=95±5 0C, облуч­ен­ие - двух­сторон­н­ее, не­прерывное;

- Процесс сушки ежевики -  P=0,30-35 квт/м2, H=25 см, δ=20 мм, t=59-62 мин, T=95±5 0C, облуч­ен­ие - двух­сторон­н­ее, не­прерывное;

- Процесс сушки ежевики малины -  P=0,30-35 квт/м2, H=25 см,δ =12 мм, t=77-78 мин, T=95±5 0C, облуч­ен­ие - двух­сторон­н­ее, не­прерывное;

Процесс сушки черники -  P=0,30-35 квт/м2, H=25 см, δ=15 мм, t=82-87 мин, T=95±5 0C, облуч­ен­ие - двух­сторон­н­ее, не­прерывное;

- Процесс сушки барбарис -  P=0,30-35 квт/м2, H=25 см, δ=24 мм, t=75-76 мин, T=95±5 0C, облуч­ен­ие - двух­сторон­н­ее, не­прерывное;

 

Заключение

           Нами предлагаемый технологический метод термической обработки диких фруктов и ягод – сушка в поле ИК лучей, целесообра­зно­ и перспективно. Интенсивность процесса увеличивается 5-6-раз и более по сравнению с существующими методами сушки, что положительно влияет на количество и качество антиоксидантных веществ в полуфабрикате; Улучшается качество и устойчивость хранения продукта, упрощается технологический процесс и др.

             Эксперименты продолжаются. На следующем этапе мы намерены разработать рецептуры смеси фруктово-ягодного полуфабриката с высоким антиоксидантным свойством, которую намерены использовать в кондитерском производстве.

Библиографический список:

1. Mikaberidze M. Basics of planning agro-raw food processing plants. Textbook. Publishing House - MBM-Polygraph, Kutaisi.2020, 272 p.;
2. Mikaberidze M. Basic methods of processing raw materials in the process of food production. Textbook. Publishing House - MBM-Polygraph, Kutaisi 2019 300 p.m.;
3. Микаберидзе М. «X GLOBAL SCIENCE AND INNOVATIONS: CENTRAL ASIA 2020» (GSI-Х). Интенсификация сушки томатных продуктов. Нур-Султан (Астана), Казахстан 2020. № 5(10). Август 2020 ст. 66-70 URL: http://bobek-kz.com/post/79;
4. Микаберидзе М.Ш. Сушка чернослив в поле инфракрасных лучей. Электронный периодический научный журнал "SCI-ARTICLE.RU" #68 (апрель) 2019г. ст. 169-174. URL: http://sci-article.ru/number/04_2019.pdf;
5. Микаберидзе М.Ш., Кинтсурашвили К.М. Интенсификация технологических процессов производства низкокалорийных диетических цитрусовых цукатов и функциональных добавок // Аэкономика: экономика и сельское хозяйство, 2017. №6 (18). URL: http://aeconomy.ru/science/agro/intensifikatsiya-tekhnologicheskikh/;
6. Кавецкий Г., Васильев Б. Процессы и аппараты пищевой технологии, Москва "Колос", 2000, 551 с.;
7. Chen X.D. & Mujumdar, A.S. 2008. Drying Technologies In Food Processing. Wiley-Blackwell, WestSussex, United Kingdom.4.;
8. Скрипников Ю.Г. Технология переработки плодов и ягод. Москва: Агропромиздат, 1988 - 287 с.




Рецензии:

5.07.2021, 17:37 Лакота Елена Александровна
Рецензия: Научная статья автора Микаберидзе Малхаза Шотаевича «Для производства сухих кулинарных добавок из дикого фруктово-ягодного сырья» посвящена получению сушеных полуфабрикатов с высокими антиоксидантными свойствами из диких сортов фруктово-ягодного сырья с использованием энергии инфакрасного излучения. Предлагаемый автором данной статьи технологический метод термической обработки диких фруктов и ягод, безусловно, оригинален и перспективен. Экспериментальные данные, показанные в статье, доказывают улучшение качества, устойчивость хранения получаемых продуктов, а все это, в конечном итоге, влияет на здоровье человека при употреблении такого обработанного продуктового материала в пищу. Статья интересная и актуальная, но есть некоторые замечания и предложения, которые, не умаляют ее достоинства. В статье есть отдельные некорректные выражения и опечатки. Построение статьи не соответствует требованиям журнала SCI-ARTICLE - нет актуальности, не совсем понятна новизна; разделы: результаты исследований, выводы должны быть представлены раздельно, а не вместе. На наш взгляд, название статьи рекомендуется отредактировать, например, «Производство сухих кулинарных добавок из дикого фруктово-ягодного сырья с использованием инфракрасного излучения». Это предложение на усмотрение автора. Считаю, что статья после такой небольшой доработки может быть опубликована в журнале SCI-ARTICLE, тем более, что исследования продолжаются, и было бы интересно увидеть конечный итог длительных научных изысканий. Желаю автору дальнейших творческих и научных успехов. Доктор сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник ФГБНУ «ФАНЦ Юго-Востока» Лакота Елена Александровна. г.Саратов. Россия.



Комментарии пользователей:

30.06.2021, 10:32 Зельцер Александр Меерович
Отзыв:  Автором изучено влияние различных факторов(плотность облучения, расстояние между генераторами и материалом, длительность процесса и др.) ИК сушки фруктово-ягодного сырья. Ус­та­но­влены опти­мал­ьные техно­логич­еские режимы обработки ИК фруктов и ягод в поле. Доказано, что интенсивность процесса сушки увеличивается 5-6 по сравнению с существующими методами обезвоживания полуфабрикатов. Способ обеспечивает высокую сохранность биологически активных веществ, упрощается технологический процесс, что снижает себестоимость готового продукта. Исследования имеют приоритетный характер. Считаю, что статья отвечает требованиям, предъявляемым к научным статьям журнала и может быть размещена в текущем номере. Доктор сельскохозяйственных наук Зельцер Александр Меерович


30.06.2021, 18:51 Микаберидзе Малхаз Шотаевич
Отзыв: Александр Меерович большое спасибо за отзыв


Оставить комментарий


 
 

Вверх