Технология переработки и хранения растительного сырья Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

УДК 664.8:641.43

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ Е.Г. Шеметова, А.В. Петрова

Сибирский университет потребительской кооперации, 630087, г. Новосибирск, К. Маркса, 26, [email protected].

Проведено исследование влияния замораживания и длительного хранения на процессы, протекающие в луке победном дикорастущем и культивируемом. Табл. 2. Библиогр.8 назв.

Ключевые слова: лук, замораживание, пищевая ценность, витамин С.

TECHNOLOGY OF PLANT RAW MATERIALS PROCESSING AND STORAGE E.G. Shemetova, A.V. Petrova

Siberian University of Consumer Cooperation,

26, K. Marx Ave., Novosibirsk, 630087 Russia, [email protected].

The effect of freezing and long-term storage on some processes occurring in wild and cultivated onion Allium Victorialis L. was investigated. 2 tables. 8 sources.

Keywords: onion, freezing, vitamin C, food value.

ВВЕДЕНИЕ

В соответствии с современной концепцией питания первостепенное значение приобретает проблема поиска источников пищевых веществ, расширения ассортимента и повышения качества готовой продукции за счет использования местного растительного сырья.

Лук победный Allium victorialis L. относится к числу малоизученного пряно-ароматического сырья. Исследованиями областей произрастания этого вида луков занимались В.А. Панов (1950), Г.В. Делова (1960), В.Г. Минаева (1991) и др. Имеются отдельные сведения по пищевой ценности лука победного в работах А.А. Борозенец (1947), А.Г. Коркищенко (1979), Б.Н. Семенов (2000), Е.Г. Кузнецова (2005), Б.П. Тихонов (2005), Е. Г. Кузнецова (2011).

Немногочисленные публикации не дают представления о пищевой ценности отдельных частей: листьев, стебля лука победного.

Сдерживающим фактором широкого потребления этой культуры является малый срок хране-

ния, ограничивающийся 3-5 днями. Эффективность же длительного использования сырья зависит от методов консервирования. Известно лишь два способа промышленной переработки лука победного: соление и маринование. Альтернативным путем сохранения биологически активных веществ лука может являться его замораживание. Однако в отечественной и зарубежной литературе практически отсутствует информация о воздействии процесса замораживания и последующего хранения на потребительские свойства лука победного.

Это подтверждает необходимость и актуальность изучения потребительских свойств стеблей и листьев свежего лука, произрастающего в Сибирском регионе; изыскания возможности увеличения периода краткосрочного хранения растения; выбора способа холодильного консервирования; формирования качества мороженого полуфабриката на всех стадиях технологического процесса и последующего длительного хранения.

В связи с этим целью данного исследования явилось исследование динамики потребительских свойств лука победного при кратковременном и длительном хранении в замороженном виде по комплексу показателей качества.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Объектом исследований являлись образцы лука победного Allium victorialis L. дикорастущего из Алтайского края и культивируемого в Новосибирской области в стадии развернутого листа (до бутонизации). Оценены образцы по линейным показателям: размеру растения, листа, стебля; а также качественным критериям: внешнему виду, цвету, вкусу и консистенции - по разработанной нами 100-балльной шкале.

Основные эксперименты выполнены на базе научной лаборатории кафедры экспертизы товаров, лаборатории кафедры оборудования предприятий торговли и общественного питания Сибирского университета потребительской кооперации; лаборатории ФТУ Центра агрохимической службы «Новосибирский».

В работе использованы общепринятые и разработанные для научных исследований органо-лептические, физико-химические и микробиологические методы. Для математической обработки результатов исследований применены методы дисперсионного и регрессионного анализа по программам MS Excel, SPSS 13,0; для расчета комплексного среднеарифметического показателя качества готовой продукции - квалиметрический метод.

Исследование пищевой ценности лука показало, что данное растение, как и другие луковые культуры, богато азотистыми веществами. В дикорастущих экземплярах количество общего азота составляет 2,92% (лист - 3,97%; стебель - 1,94%), а в культивируемых - 2,68% (лист - 3,16%; стебель - 2,07%) от массы сухого остатка. Основу комплекса азотсодержащих веществ лука представляют белки, - около 80% от общего содержания.

Определено, что значительную часть сухого остатка лука занимают сахара (табл. 1). Установлено, что отношение сахароза/монозы составляет 2,68 : 1,0 в луке дикорастущем, и 1,32 : 1,0 - в культивируемом. Это указывает на преобладание дисахаридов в дикорастущих образцах; та же тенденция наблюдается и по массовой доле общего сахара: 24,44% и 8,55%, соответственно. Причем распределяются сахара в растении неравномерно - в стебле сосредоточена их основная часть (55,2-62,8%), представляемая сахарозой; в листьях же происходит накопление моносахаров, что составляет 54,7-64,77% от общего содержания сахаров. На долю пищевых волокон (клетчатки) приходится 7,59-10,74%, по содержанию которой лук дикорастущий в 1,5 раза превосходит лук культивируемый.

Сравнение биологической ценности дикорастущего и культивируемого лука показало, что лидирующую позицию занимает лук культивируемый и содержит: витамина С - 593,16 мг% (листья -734,5 мг%, стебель - 306,8 мг%); - 48,78 мг% (листья - 62,08 мг%, стебель - 26,62 мг%). В дикорастущем луке p-каротина и витамина С содержится в 1,47 и 1,78 раза меньше соответственно.

Из макроэлементов в обоих образцах лука преобладают калий (6,19-8,78%), натрий (2,993,01%); из микроэлементов - железо (4,255,01 мг%), марганец (2,84-4,78 мг%) и цинк (1,623,62 мг%); содержание токсических элементов в луке не превышает допустимых норм, регламентируемых СанПиН 2.3.2.-1078-01.

Опыты по воздействию антибиотических веществ свежего сырья на Staphylococcus aureus показали, что фитонцидная активность лука победного культивируемого сохраняется в течение 6 сут у листа, 3 сут - у стебля. Эти же показатели у дикорастущих растений составляют 18 и 10 дней соответственно.

По результатам комплексного органолептиче-ского анализа, оба вида лука получили высокую оценку: культивируемый - 93,22 балла; дикорастущий - 99,06 балла.

Проанализирована динамика сохраняемости качества и основных компонентов химического состава лука в зависимости от условий хранения (режим 1 - t=22±2 °С и влажность ф = 60-65%, режим 2 - t = 11 ±2°С и влажность ф = 70-75%, режим 3 - t=2±2^ и влажность ф=90-95%) и используемой тары: полимерных лотков, мешков из полиэтилена толщиной 60 мкм.

Определено влияние упаковочных материалов и температуры на изменение массы свежего лука дикорастущего при хранении; для культивируемого лука - динамика аналогична.

При хранении лука в полимерных лотках обнаружены значительные потери массы свежего сырья. На начало вторых сут хранения при t=22±2 °С и ф = 60-65%, масса лука снизилась на 4,45% - растения увядают, теряют упругость, тур-гор, что ограничивает время пребывания до 0,5 сут Так, при хранении сырья в условиях t = 11±2 °С и ф = 70-75%, аналогичные потери по массе лука наблюдаются лишь на 5-е сут и составляют 5,68, что ограничивает срок хранения до 3 сут При снижении температуры хранения и использовании режима 3 (t= 2±2 °С и ф = 90-95%) усушка уменьшается до 1,93% за 7 дней.

Установлено положительное влияние упаковки из полиэтилена на сохраняемость массы лука. Так, процент усушки свежего сырья за аналогичный период хранения в полиэтиленовых мешках толщиной 60 мкм сокращается практически в 2 раза, что составляет - 52% в условиях режима 1; 60% - режима 2; 40% - при использовании режима 3. Кроме того, удобно реализовывать лук в

этой упаковке через предприятия розничной торговли.

Определено существенное снижение массовой доли витамина С в свежем луке, причем наиболее резко после 1 суток хранения при 1=22±2 °С и ф=60-65%, что составляет 29,56%. Лук, находящийся 5 сут в условиях 1 =11 ±2 °С и Ф=70-75%, теряет 20% витамина С; при охлаждении растений до 1 = 2 ± 2 °С и ф = 90-95% потери витамина С в сырье сокращаются в 1,5- 2,0 раза.

Сенсорный анализ образцов дикорастущего лука подтвердил влияние сроков и условий хранения на изменение потребительских свойств.

Исследования показали, что наблюдаемые изменения в течение 0,5 суток в лотках и 1,0 сут в полиэтиленовых мешках 1=22±2 °С и ф = 60-65% незначительно влияют на потребительские свойства лука победного, отмечается некоторое уменьшение упругости растений, связанное с потерей 2-4% влаги.

Нахождение лука в неохлажденном состоянии при 1 = 11 ± 2 °С и ф = 70-75 должно быть ограничено 3-5 сут в зависимости от вида упаковки, так как к началу шестых сут изменяется цвет листьев, снижается их тургор, масса растений уменьшается примерно на 6%.

Хранение лука при 1=2±2 °С и ф = 90-95% на протяжении пяти сут (в лотках) - семи (в полиэтиленовых мешках) сопровождается незначительным изменением основных компонентов химического состава лука победного.

Наблюдаемая динамика питательных веществ (с учетом коэффициента запаса) позволила рекомендовать следующие сроки для лука победного свежего:

- в охлажденном состоянии при 1 = 2±2 °С и ф = 90-95% - 5 дней в лотках, 7 дней в мешках; при 1=11 ±2 °С и ф = 70-75% - не более 3-5 дней в зависимости от вида упаковки; 3 дня - в лотках и 5 дней в мешках; при 1=22±2 °С и ф = 60-65% не более 1,0 сут: 0,5 сут в лотках и одни сут в полиэтиленовых мешках.

С целью получения мороженого полуфабриката с заданными свойствами и употребляемого в пищу без дополнительных технологических операций было изучено влияние измельчения (табл. 2) и бланширования на качество свежего сырья.

Содержание углеводов в

Установлено, что в процессе подготовки свежего сырья к замораживанию, происходит незначительное уменьшение витамина С - на 9,810,9%.

В то же время, при тепловой обработке потери витамина С достаточно велики, и составляют при бланшировании водой в течение3 мин -5962%, а при обработке паром за это же время 3236%. После «обварки» лук утратил упругость, изменил цвет. Данные эксперимента наглядно демонстрируют отрицательное влияние тепловой обработки на содержание витамина С в луке.

Следовательно, из технологических операций по изготовлению мороженого полуфабриката процесс бланширования исключается.

Далее в исследовании была изучена возможность воздушного флюидизационного замораживания измельченного сырья россыпью, предложена более щадящая методика - полуфлюидизация. Исследовано влияние процесса замораживания и длительного хранения на основные питательные вещества лука.

По данным комплексной оценки введены критерии сохраняемости потребительских свойств мороженого полуфабриката в зависимости от условий хранения, вида упаковочных средств. Микробиологический анализ показал, что при по-луфлюидизационном замораживании лука россыпью, количество мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов в продукте (КМАФАнМ = 6,8-102 КОЕ/г - дикорастущий лук; КМАФАнМ = 9,4102 КОЕ/г - культивируемый лук) остается в пределах нормы (не более 5,0105 КОЕ/г).

Определено, что высокой фитонцидной ак-ти вностью характеризуется лук после замораживания: дикорастущий - 11 сут; выращенный в культуре - 6 сут. После 12 месяцев хранения фитонцидная активность у обоих видов лука сохраняется только при -25 С: 6 дней у дикорастущего лука, 3 дня - у культивируемого. С повышением температуры до -180С —150С фитонцидная активность мороженого полуфабриката лука уменьшается, соответственно в 1,5-2 раза, а количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов растет.

Таблица 1

ке победном свежем (М±т), п=6

Показатели (на абсолютно сухое вещество)

Образец Клетчатка, % Моносахара, % Сахароза, % Сахара, % Отношение сахароза/ моносахара

Лук дикорастущий

Лист Стебель Растение 13,06 ± 0,02 9,11 ± 0,02 10,74 ± 0,02 9,49 ± 0,02 3,48 ± 0,02 6,39 ± 0,01 7,86 ± 0,03 25,18 ± 0,03 17,13 ± 0,02 17,76 ± 0,02 30,00 ± 0,02 24,44 ± 0,02 0,83 ± 0,02 7,23 ± 0,02 2,68 ± 0,01

Лук культивируемый

Лист Стебель Растение 7,25 ± 0,05 7,81 ± 0,04 7,59 ± 0,03 4,89 ± 0,02 3,92 ± 0,02 4,53 ± 0,02 2,66 ± 0,17 5,17 ± 0,16 3,63 ± 0,17 7,83 ± 0,07 9,66 ± 0,06 8,55 ± 0,08 0,54 ± 0,09 1,32 ± 0,11 0,80 ± 0,12

Таблица 2

Сохраняемость витамина С на подготовительных операциях_

Операции Массовая доля витамина С на сухое вещество

мг% %

Свежее сырье (растение) После мойки После измельчения 332,22 ± 0,02 / 593,16 ± 0,03* 321,59 ± 0,02 / 554,60 ± 0,01 299,66 ± 0,02 / 529,51 ± 0,02 100/100 96,8/93,5 90,2/89,1

' - лук дикорастущий / лук культивируемый

Установлены корреляционные зависимости между сохраняемостью растворимых углеводов, временем хранения и их содержанием в свежем луке победном в пересчете на сухую массу.

Наблюдаемые зависимости показали, что при использовании низкой температуры хранения -25 °С происходит резкое уменьшение скорости распада сахаров, и сохраняемость углеводов увеличивается.

При снижении температуры на три градуса, с -15 °С до -18 °С, скорость распада сахаров уменьшается в 9-11 раз - с 2,057-6,439 до 0,227-0,582. Так, при -18 0С за 12 мес хранения мороженого полуфабриката общие потери сахаров составили 10-11%; при -15 0С за 6 мес хранения - 18-24%. Понижение температуры хранения от -15 °С до -25 0С резко тормозит скорость биохимической реакции до 0,1, потери сахаров в данных условиях стабилизируются.

Показатель титруемой кислотности, на начальном этапе хранения мороженого полуфабриката лука уменьшения на 6,3-8,0% (для дикорастущих и культивируемых образцов соответственно), а с течением времени - увеличивается. Повышение кислотности может обуславливаться сортовыми особенностями растений, жизнедеятельностью микроорганизмов, неблагоприятными условиями хранения.

Процесс увеличения титруемой кислотности находится в корреляционной зависимости от массовой доли сахаров, что подтверждается уравнениями для динамики содержания кислот в процессе хранения.

Проведенный статистический анализ изменения содержания витамина С в свежем и замороженном луке победном при хранении показывает достоверную регрессионную линейно-убывающую зависимость от температуры (коэффициент корреляции - 0,67-0,80; вероятность достоверности коэффициентов уравнения по Стьюденту

0,85 ± 0,99, вероятность достоверности уравнения регрессии по Фишеру - 0,97 ± 0,99).

ВЫВОДЫ

1. Впервые установлено, что листья лука победного характеризуются высоким содержанием витамина С, р-каротина, калия и натрия, в то же время стебель растения богат железом, марганцем, цинком.

2. Показано, что культивируемый лук победный по содержанию витамина С, р-каротина, фосфора и магния превосходит лук дикорастущий.

3. Рекомендованы оптимальные виды упаковки и режим хранения для свежего сырья, позволяющие увеличить срок хранения лука до 7 дней.

4. Определено, что метод полуфлюидизации при использовании оптимальной температуры процесса -31,8 °С сокращает время замораживания лука победного до 30 мин. Микробиологическими методами подтверждена пригодность лука к замораживанию россыпью в связи с тем, что количество мезофильных аэробных и факультативных анаэробных микроорганизмов остается в пределах нормы.

5. Доказано отрицательное влияние предварительного бланширования водой и паром свежего лука победного на его биологическую ценность и органолептические показатели.

6. Установлена зависимость между сохраняемостью витамина С и сахаров в мороженом полуфабрикате лука победного от температуры хранения. С понижением температуры хранения до 1 = -25 °С сохраняемость витамина С и сахаров за год составляет 99% и 93%, соответственно.

7. Определено, что оптимальной упаковкой для мороженого лука победного являются полимерные контейнеры из полипропиленовой пленки, позволяющие хранить полуфабрикат до 12 мес.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК

1. Делова Г.В. Изучение некоторых дикорастущих луков Алтая с целью введения их в культуру: Автореф. дис... канд. техн. Наук. - Томск : Изд-во ТГУ. 1960. 22 с.

2. Коркищенко А.Г. Химический состав черемши, ее хранение и использование: Автореф. дис. канд. техн. наук : 05.18.15. - М., 1979. 28 с.

3. Кузнецова Е.Г. Пищевая ценность дикорастущего лука Сибирского региона // Теория и практика новых технологий в производстве продуктов питания: мат. межрегион. научн.-практ. семинара 8 апр. - Омск, 2005. С. 111-113.

4. Кузнецова Е.Г. Исследование возможности применения холодильной технологии и оборудования для замораживания ALLIUM VICTORIALIS L. // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. - Иркутск, 2011. С. 167-169.

5. Минаева В.Г. Лекарственные растения Сибири. - Новосибирск : Наука. Сиб. отделение, 1991. 431 с.

6. Панов, В.А. Черемша - лук севера. // Сад и огород. 1950. № 9. С. 72-73.

7. Теоретические основы охлаждения и замораживания растительного сырья. Ч.1 Охлаждение расти-

тельного сырья. / Б.Н. Семенов [и др.] - Мурманск : хранении. // Хранение и переработка сельхозсырья. МГТУ. 2000. 75 с. 2005. № 1. с. 22-25.

8. Тихонов Б.П., Русанов В.В. Потенциалы массо-переноса в расчетах усушки замороженного мяса при

Поступило в редакцию 23 октября 2012 г