CC BY
86
Таблица
Компонент рецептуры Содержание, кг/100 кг готовых пресервов
В горчичном соусе В масле В маринаде
Филе рыб Овощи: 61,0 63,0 59,2
огурцы 7,0 - 6,0
зеленый горошек - 5,0 5,0
лук репчатый 6,0 7,0 6,0
капуста 5,0 4,0 4,0
оливки - 4,0 3,0
пастернак 5,0 4,0 2,0
СО2-экстракты 0,06 0,05 0,09
Соль поваренная 1,65 1,8 2,1
Сахар-песок 2,6 2,37 2,8
Юглон 0,17 0,18 0,17
Кислота уксусная 0,32 - 0,64
Горчица 2,2 - -
Оливковое масло - 8,6 -
Вода 9,0 - 9,0
65 : 35 (ТУ 9272-031-01729186-99), укупоривали и направляли на созревание.
Созревание рыборастительных пресервных изделий проводили при 0...-2°С, хранение - при 0...-8°С.
Рецептуры фаршевых изделий для производства рыборастительных пресервных изделий из берша и толстолобика пестрого приведены в таблице.
Таким образом, разработанная технология рыбоовощных пресервов позволяет производить доступную по цене высококачественную продукцию из рыб внутренних водоемов Краснодарского края.
Кафедра технологии мясных и рыбных продуктов
Поступила 07.02.07 г.
664.8.047
ТЕХНОЛОГИЯ КРИОКОНСЕРВИРОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ
Р.И. ШАЗЗО, Л.А. РУСАНОВА, О.П. САЗОНОВА
Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции
Улучшение вкуса и аромата пищевых полуфабрикатов и готовой продукции без изменения их качественного состава - одно из важнейших направлений работы специалистов пищевых отраслей и общественного питания. Природные ароматизаторы, красители и другие биологически активные вещества должны характеризоваться привычными для потребителя вкусовыми нюансами, не вызывать в организме человека нежелательных биохимических последствий.
Широкое использование за рубежом синтетических ароматизаторов, пищевых красителей и добавок, обеспечивающих продукту высокие внешние коммерческие показатели, зачастую не способствует поддержанию его потребительской ценности.
В России в качестве добавок активно применяют ставшие традиционными пряности: отечественные -лавровый лист, кориандр, перец красный жгучий, укроп, тмин, анис и др. - и импортные - гвоздику, корицу, перец черный горький, перец душистый, кардамон,
имбирь, мускатный орех и мускатный цвет. Однако разработанные способы использования пряностей в натуральном виде имеют ряд недостатков: низкий коэффициент использования ароматических и вкусовых веществ; высокая бактериальная обсемененность, вызывающая преждевременную порчу продуктов, не прошедших стерилизации; трудоемкость использования в производстве из-за применения ручного труда; вредное воздействие высоких концентраций ароматических и пряных веществ на организм работающего.
Для минимизации конкуренции с синтетическими материалами, обеспечения защиты отечественного потребителя следует разрабатывать и применять альтернативные технологии, например экстракционную, позволяющую получать экстракты заданного состава и свойств. При этом необходимо применение более широкого ассортимента натуральных видов сырьевых источников растительного и животного происхождения.
Анализ отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы показал перспективность использования сжиженных и сжатых газов для глубокой переработки сырья различных видов. Однако научно-технический опыт выявил ряд препятствий к
распространению таких технологий. Так, отсутствует единая система научно обоснованного применения наиболее перспективного для использования в пищевой промышленности сжиженного газа - диоксида углерода (по ГОСТ 8050-85). Известные единичные способы использования диоксида углерода не соответствуют современным представлениям о непрерывнодействующем производстве, существующие технологии не обеспечивают возможности получения ценных продуктов, на базе которых путем составления композиций и их последующего использования возможен выпуск новых видов конкурентоспособных продуктов пищевой и парфюмерно-косметической промышленности.
В КНИИХП выполнен цикл исследований по созданию и развитию нового научного направления в области СО2-технологий обработки сырья растительного и животного происхождения, проведена промышленная апробация созданных технологий и оборудования, полученные ценные вещества использованы в производстве пищевых и других потребительских продуктов.
Цель работы, проводимой нами в последние годы, -создание научных основ и научного обоснования применения и использования СО2-технологий, изучение и реализация способов СО2-обработки сырья, поиск эффективных и недефицитных видов отечественного сырья, разработка и изготовление оригинального оборудования.
Работа выполнялась в соответствии с государственными научно-техническими программами и координационными планами Минсельхоза РФ, координационными планами научно-исследовательских работ Рос-сельхозакадемии «Научное обеспечение отраслей АПК», государственными научно-техническими программами «Перспективные процессы в перерабатывающих отраслях АПК».
Новое технологическое оборудование для внедрения СО2-технологий создавалось в сотрудничестве с коллективами НПО «Молния», Московским государственным университетом пищевых производств, машиностроительными заводами пищевого и химического профиля.
В процессе исследований определены многочисленные направления использования диоксида углерода в различных фазовых состояниях для обработки сырья растительного и животного происхождения.
Реализация научных разработок в области обработки пищевого сырья с использованием диоксида углерода осуществлялась путем создания и промышленного освоения созданных технологий.
Научные разработки по созданию высоких технологий экстрагирования базировались на теории селективной экстракции, в качестве основной задачи которой рассматривали возможность осуществления прогноза изменения состава экстракта во времени. Для создания продуктивной теории приняли, что внутренний массоперенос в твердой фазе подчиняется законам молекулярной диффузии, это позволило использовать основы теории многокомпонентной диффузии в форме уравнения Максвелла - Стефана.
Модернизация этого уравнения путем ввода в рассмотрение условий связанности градиентов концентрации и потоков веществ в среднеобъемной системе координат позволила получить форму решения в виде системы для трехкомпонентной матрицы. Полученные коэффициенты диффузионной матрицы и их коррект -ный анализ дали ряд новых теоретических выводов. Так, кроме диффузионных свойств при экстракции смешанными растворителями меняется глубина извлечения отдельных компонентов из растительного сырья сложного химического состава. На основе теоретических и экспериментальных исследований экстракции применительно к ромашке аптечной, хмелю, кориандру с использованием смешанного растворителя - жидкой двуокиси углерода и этанола - показано, что подбор смеси растворителей - один из наиболее эффективных путей решения задачи селективной экстракции.
Практическое использование полученных теоретических зависимостей возможно при знании матрицы коэффициентов свободной молекулярной диффузии с оценкой сопротивления твердой фазы - коэффициента в линейном соотношении между коэффициентом свободной молекулярной диффузии и коэффициентом внутренней диффузии. При теоретическом анализе установлено, что характеристики кинетических кривых экстрагирования отдельных компонентов и однокомпонентного экстракта идентичны.
Следовательно, определение эффективного коэффициента диффузии для многокомпонентной системы можно проводить теми же методами, которые разработаны для определения коэффициентов внутренней диффузии для отдельных компонентов.
Поскольку коэффициенты диффузии зависят от со -става сырья, задачу экстрагирования рассматривали как нелинейную. Для ее решения разработана методика определения зависимости коэффициента диффузии от времени и концентрации, которая нашла примене -ние при последующей обработке экспериментальных данных по кинетике экстракции.
Как известно, в растительном и животном сырье значительный пространственный объем занимает твердая фаза, а структура ценных химических компонентов имеет различные физико-химические показатели и локализацию. Поэтому значительный объем оригинальных исследований направлен на теоретическое описание экстракции с учетом структуры твердой фазы. При этом особое внимание уделено степени связанности экстрактивных веществ с твердой фазой.
Поставленная задача была решена с помощью системы дифференциальных уравнений параболического типа с соответствующими краевыми условиями. Результаты работы нашли применение при анализе опытных данных по кинетике обработки различных видов растительного сырья.
В процессе теоретических исследований рассмотрели проблему использования ограниченного количества растворителя по отношению к экстрагируемому сырью. Это целесообразно как по экономическим соображениям, так и исходя из того, что в ходе процесса концентрация экстракта в окружающем сырье раство-
рителе будет возрастать соответственно степени извлечения экстрагируемых веществ. В последнем случае продолжительность процесса возрастает, что технологически неэффективно.
Изучали бактерицидные свойства СО2-экстрактов пряностей и ароматических веществ, добавляемых для улучшения вкуса и аромата в консервы, маринады, соусы и приправы, мыла, кремы и косметические пасты.
Наибольший бактерицидный эффект характерен для смесей СО2-экстрактов из различных пряностей -купажа. Например, раствор экстрактов гвоздики, корицы и кардамона с концентрацией 2000 мкг/см исключает развитие всей патогенной микрофлоры. Такие свойства С02-экстрактов позволяют использовать их в производстве открытых консервов - соусов, кетчупов, приправ - и для смягчения режимов стерилизации других консервов.
Использование уникальных свойств диоксида углерода позволяет проводить переработку сырья в среде химически пассивного газа в широком диапазоне рабочих температур от +20 до -65°С, интенсифицировать процессы, сократить продолжительность их протекания, снизить энергоемкость процессов и обеспечить выпуск экологически чистой высококачественной пищевой продукции.
Полученные в процессе опытных и промышленных испытаний СО2-экстракты могут последовательно вытеснять из пищевой и парфюмерно-косметической отраслей промышленности синтетические ароматические и красящие вещества, поставляемые в Россию зарубежными фирмами.
Разработанная теория селективного экстрагирования ценных компонентов из сырья позволила произвести масштабное описание процессов переработки широкого ассортимента растительного сырья и применить общие методы анализа кинетики процесса, создав теоретическую базу опытно-промышленных исследований и промышленного производства.
На всех существующих в настоящее время технологических линиях консервирования плодоовощного сырья процесс переработки осуществляется в течение длительного времени - не менее 2-3 ч - в присутствии кислорода воздуха. Большинство технологических операций проводится при высоких режимных температурах: бланширование при 70-80, пастеризация при 95-100, стерилизация при 120°С и более.
Такие режимы подготовки и обработки приводят к значительным - до 30-60% - потерям витаминов, нежелательным изменениям жирорастворимых веществ, окислению и полимеризации термолабильных компонентов, изменению цвета, что снижает качество готовой продукции.
Для переработки легкотравмируемого, термочувствительного растительного сырья - абрикосов, винограда , вишни, клубники, облепихи, персиков, томатов, слив, яблок и др. - и лекарственного растительного сырья разработаны оригинальные технологические способы и аппаратурно-технические схемы.
Выполнены исследования по корректировке состава, а также улучшению вкуса и аромата консервиро-
ванных продуктов, обогащенных СО2-экстрактами из растительного сырья, что позволило создать сбалансированные по заданному составу консервы, в том числе лечебно-профилактического назначения. Исследовали состав и вкусовые достоинства более 60 композиций СО2-экстрактов из растительного сырья отечественной и зарубежной флоры. Созданы оригинальные композиции СО2-экстрактов для ароматизации рыбных и овощных консервов, маринадов, пресервов, мясной продукции - колбас, паштетов и др., массовой и уникальной косметической продукции - мыл, кремов, мазей, помад, лаков и др. Разработанный способ ароматизации продуктов различного назначения и происхождения успешно апробирован в нашей стране и за рубежом: на Крымском консервном комбинате и Темрюкском рыбоконсервном заводе (Краснодарский край), Краснодарском и Тихорецком мясокомбинатах, Краснодарской парфюмерно-косметической фабрике « Сувенир», парфюмерно-косметических фабриках в Москве и Новосибирске, многочисленных предприятиях пищекон-центратной промышленности.
Разработан и апробирован новый способ обработки мяса сжатым диоксидом углерода под давлением 3-5 МПа, позволяющий снизить рН мяса на 1,5-2,0 ед. При смещении рН в кислую или щелочную сторону от изоэлектрической точки набухаемость коллагена резко увеличивается. Обработка мяса в среде сжатого СО2 приводит к насыщению мяса газом по всему объему; СО2 взаимодействует с водой с образованием угольной кислоты, которая, будучи нестойкой, обратимо диссоциирует, но в целом приводит к смещению рН среды в кислую зону.
При планировании экспериментов для сокращения количества опытов использовали метод ротатабельных планов Бокса - Хантера.
Обработка сжатым диоксидом углерода привела к увеличению влагоудерживающей способности с 55 до 62% и улучшению упругих свойств обработанного мяса (АНтах = 35%).
Фазовые переходы диоксида углерода с резким снижением температуры фаз от -20 до -110°С практически возможно использовать для создания поточно-струйных способов обработки жидких и вязких пищевых продуктов растительного и животного происхождения. Под руководством В.М. Шляховецкого разработаны охлаждающие устройства - струйные газо -динамические устройства (СГДУ). Основной принцип работы СГДУ - создание в элементах устройства высокоскоростного потока рабочего тела с низкими и сверхнизкими температурами, с изменяющимся фазовым составом в рабочем теле (конденсация, выпадение твердой фазы, сублимация, испарение) и таких газодинамических условий, при которых газодинамическое воздействие потока обеспечивает дробление вводимого продукта на мельчайшие капли - 6-40 мк.
При разработке СГ ДУ учтены научные основы процессов, протекающих при взаимодействии рабочего тела и вводимого продукта, включающие составление математических моделей отдельных элементов СГДУ, описывающих совмещенные тепломассообменные и термогазодинамические процессы, протекающие в
этих элементах. При этом математические модели учитывали получение возможности формирования полидисперсности факела распыла продукта, профиля скоростей продукта, изменения формы и размера частиц. Для расчета величины движущей силы процесса охлаждения разработан аналитический метод, основанный на использовании номограмм и программ для ЭВМ.
Основное преимущество метода состоит в том, что для проведения технологических расчетов требуется только задание режимных параметров соответствующего технологического процесса и данных по физико-химическим параметрам обрабатываемого продукта.
Теоретические исследования выявили условия возникновения кристаллов в продукте и позволили оценить продолжительность процесса охлаждения при обеспечении критерия Био менее 0,1. Установлены закономерности процесса кристаллизации тартратов в
виноградном соке. Исследовано влияние условий вывода криогранул из СГДУ и сформулированы рекомендации по организации оптимальной обработки в зависимости от вида и состава продукта.
В результате исследований создана методика обобщенного анализа вновь создаваемых модификаций СГДУ различного типа, включающая определение уровня надежности, термодинамической эффективности СГДУ и других прогнозируемых экологических и экономических показателей.
Оценка энергозатрат в СГ ДУ при обеспечении режимов кристаллизации жидких пищевых продуктов выполнена численным методом; определены оптимальные технологические режимы при минимуме энергозатрат, которые предпочтительны в технологических процессах пищевых производств при конструировании многокомпонентных пищевых смесей.
Поступила 07.02.07 г.
663.1(075)
ОСОБЕННОСТИ ПРОИЗВОДСТВА СОЛОДА И ХМЕЛЯ ДЛЯ ПИВОВАРЕНИЯ
А.В. ХРИСТЮК, Г.И. КАСЬЯНОВ
Кубанский государственный технологический университет
В последние годы возросла заинтересованность пивобезалкогольных предприятий в применении усовершенствованных способов производства солода и хмеля для пивоварения. Особое внимание уделяется разработке ускоренных методов солодоращения, рационального использования сырьевых ресурсов, организации малоотходных и безотходных технологий [1].
Важным этапом получения солода является проращивание зерна ячменя высокого качества при влажности 38-40%. Однако для активной работы ферментов амилолитического, протеолитического и цитолитиче-ского действия влажность зерна должна достигать 44-48%, при этом для пробуждения к жизни зародыша необходимо большое количество кислорода для аэробного дыхания зерна.
Нами предложено осуществлять процесс замачивания ячменя в модернизированном герметичном аппарате, с установкой внизу днища перфорированных металлокерамических труб для обогащения воды кислородом. Удаление образовавшегося в процессе дыхания зерна диоксида углерода осуществляется с помощью вакуум-насоса.
Для ускорения процесса солодоращения, предупреждения микробиологической порчи зерна и активизации действия ферментов предусматривается обработка зерна электромагнитными полями низкой частоты (ЭМП НЧ). Установлено, что действие ЭМП НЧ на биологическую систему зерна с индукцией 1-20 мТл приводит к резонансным электрическим колебаниям в молекуле белка благодаря наличию у них электро-
стрикционного эффекта [2]. В магнитобиологии из вестна также роль ионов кальция Са2+, присутствующих в зерне, как первичного рецептора электромагнитных волн и регулятора активности натрий-калиевого насоса.
Обработка зерна ячменя проводится амплитуд-но-модулированным ЭМП с несущей частотой 200 кГц, модулирующей частотой 18,25 Г ц, продолжительностью обработки (1 раз в сутки) по 50 мин, при величине индукции 2,7 мТл и глубине модуляции 60%.
Технологический процесс изготовления пива из солода или из смеси солода и другого сырья происходит с добавлением воды, хмеля и дрожжей и включает в себя процесс затирания, в ходе которого производится осахаренная жидкость - пивное сусло, а также сбраживание сусла с применением дрожжей. Процесс варки сусла включает этапы измельчения солода (и прочих сырьевых материалов), затирание и получение экстрактивного раствора, разделение экстракта и твердых остатков затора - фильтрацию, варку фильтрованного сусла с хмелем, охлаждение сваренного сусла. Процесс сбраживания также можно разделить на этапы главного брожения в емкостях и дображивание в закрытых емкостях, в лагерном отделении.
Для приготовления сусла используется в основном ячменный солод (светлый, темный, венский). При изготовлении пшеничного пива используется также некоторое количество пшеничного солода. Кроме того, применяются добавки различных специальных видов солода, которые придают пиву специфические свойства. При изготовлении сусла с целью компенсации потерь солода, а также для экономии крахмала и снижения затрат можно применять различные крахмалосо-
