CC BY
49
2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. — 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Колос, 1979. — 416 с.
УДК 631.
Ключевые слова: ИК-энергоподвод, сушка, карамелизация, температура нагрева, корнеплод, морковь, активно действующие вещества, витамин, каротин, сахар.
Из сельскохозяйственных продуктов растительного происхождения морковь — одна из ценных овощных культур. Она играет важную роль в жизни человека, обладая богатым содержанием необходимых для организма активно действующих веществ, стала неотъемлемой частью питания. Так, потребление 18-20 г моркови восполняет суточную потребность человеческого организма в каротине, столь необходимого для нормального функционирования сердца, печени, органов пищеварения, дыхательных путей, роговицы глаза и слезных желез. Особенно ценна и важна морковь в диетическом питании как стимулятор роста молодого организма [1].
По данным института питания РАН, потребление моркови на человека должно составлять 12 кг в год. Причем необходимо обеспечить население этой ценной продукцией не только в сезон заготовки, но в течение всего года [2]. В настоящее время нормы потребления моркови удовлетворяются далеко не полностью и неравномерно в течение года. Это в значительной мере связано с существенными потерями при хранении, достигающими порой 30-50% от закладываемой на хранение моркови [3].
Для обеспечения круглогодичного снабжения населения морковью одним из перспективных способов ее консервирования является сушка. Следует также
3. Монтгомери Д.К. Планирование эксперимента и анализ данных / Д.К. Монтгомери. — Л.: Судостроение, 1980. — 382 с.
особо отметить, что в последнее время на внутреннем и внешнем рынках растет спрос на поливитаминные оздоровительные чаи на основе корнеплодов моркови. Технологическая стадия сушки корнеплодов моркови представляет одну из важнейших технологических стадий в процессе промышленного производства поливитаминного чая [4].
Анализ принципов, методов, способов и средств для процессов термообработки растительного сырья показал, что наиболее эффективными из них являются те, которые базируются на использовании энергии, превращённой в инфракрасное (ИК) излучение.
К процессу ИК-сушки растительного сырья предъявляют требования обеспечения качества и микробиологической чистоты при максимально возможном сохранении в нём большинства его биологически активных компонентов и минимальном расходе энергии. Выполнить указанные требования можно на основе оптимального управления ИК-облучением с учётом результатов лабораторных и производственных экспериментальных исследований по удалению влаги из материалов растительного происхождения.
Целью настоящего исследования являлось выявление степени воздействия режимов ИК-обработки на содержание активно действующих веществ. Поэтому нами при исследовании технологии сушки корнеплодов моркови ИК-нагрев рассматривался не только как метод интенсивной термической обработки, но и как процесс более глубокого воздействия на физико-химическую и биологическую
+ + +
365:635.1 И.А. Худоногов,
В.Д. Очиров
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ИК-ЭНЕРГОПОДВОДА НА КАЧЕСТВЕННЫЕ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СУШЕНЫХ КОРНЕПЛОДОВ МОРКОВИ
природу материала, в частности, на содержание каротина и сахара, входящего в состав сухого продукта.
По исследованиям В.Ю. Валушиса и нашим данным, зависимость каротина от температуры нагрева растений приведена на рисунке 1 [5].
Из рисунка 1 следует, что относительно небольшое повышение температуры в процессе сушки приводит к значительным потерям каротина. Повышение температуры нагрева корнеплодов моркови в процессе сушки с 60 до 700С приведет к потерям каротина в 5 раз.
В зависимости от физико-химических и геометрических свойств продукта в процессе сушки корнеплодов моркови в рабочей камере поддерживался оптимальный температурный режим.
Учитывая функциональные возможности ИК-излучения, известно, что из одного и того же вида сырья растительного происхождения можно получить поливитаминный чай с различным целевым назначением. Для придания специального вкуса корнеплодов моркови нами проводилась операция по карамелизации углеводов. Процесс карамелизации углеводов осуществлялся при температуре процесса, превышающей 1500С. Для экспериментальных исследований ИК-обработки корнеплодов моркови были использованы излучатели типа КГ.
Эксперименты проводили по следующей схеме. Были выбраны два сорта, отличающиеся содержанием каротина. Один из них с высоким содержанием каротина, а другой — с низким. Морковь сортировали, мыли и определяли в ней содержание
каротина и сахара до ИК-обработки, после чего проводили термообработку корнеплодов моркови широтно-прерывным методом [6]. Были исследованы 3 варианта широтно-прерывного метода ИК-энер-гоподвода в каждом последующем цикле:
1) с постоянным уровнем энергоподвода (рис. 2);
2) с повышением уровня энергоподвода (рис. 3);
3) с понижением уровня энергоподвода (рис. 4).
Сущность широтно-прерывного метода управления энергоподводом в процессах переработки корнеплодов моркови состоит в том, что сохраняется неизменным период цикла Тц, в течение которого происходят включение и отключение ИК-об-лучателя, изменяется интервал тр, в течение которого происходит его включение. Оставляя постоянным интервал тр и изменяя период цикла Т , получим частотно-прерывный метод управления энергоподводом. Следовательно, изменяя значение тр и Тц (или то и другое одновременно), можно изменять среднее значение энергоподвода в процессах переработки корнеплодов моркови.
Результаты экспериментальных исследований по влиянию прерывного ИК-об-лучения на процесс сушки корнеплодов моркови приведены в таблицах 1 и 2.
Анализ в готовом продукте на содержание каротина и сахара проводился в Иркутской межобластной ветеринарной лаборатории; исследования на содержание каротина и сахара — соответственно, по ГОСТ 13496.17-95 и ГОСТ 26176-91.
-я
о4
й
Я =
н о
к о»
I
е
Температура нагрева, С
Рис. 1. Зависимость потерь каротина от температуры нагрева
Рис. 2. Широтно-прерывный метод управления с постоянным уровнем энергоподвода
в каждом последующем цикле
Рис. 3. Широтно-прерывный метод управления с повышением уровня энергоподвода
в каждом последующем цикле
Рис. 4. Широтно-прерывный метод управления с понижением уровня энергоподвода
в каждом последующем цикле
Таблица 1
Результаты экспериментальных исследований по сушке корнеплодов моркови с высоким содержанием каротина прерывным ИК-облучением
Вид эксперимента W, % до сушки W, % после сушки Содержание каротина, мг/кг Содержание сахара, % Удельный расход энергии, кВтч/кг
С постоянным уровнем энергоподвода 85 12 720,8 53,36 1,4
С понижением уровнем энергоподвода 85 13 722,8 54,25 1,2
С повышением уровня энергоподвода 85 15 708,2 55,26 2,1
Карамелизация 85 7 590,7 57,4 0,95
Исходный материал 85 - 750 50,6 -
Таблица 2
Результаты экспериментальных исследований по сушке корнеплодов моркови с низким содержанием каротина прерывным ИК-облучением
Вид эксперимента W, % до сушки W, % после сушки Содержание каротина, мг/кг Содержание сахара, % Удельный расход энергии, кВтч/кг
С постоянным уровнем энергоподвода 87 13 301,6 45,7 1,3
С понижением уровнем энергоподвода 87 12 301,6 48,57 1,2
С повышением уровня энергоподвода 87 13 270,5 40,1 2,2
Карамелизация 87 6 218,4 57 0,9
Исходный материал 87 - 315 40,0 -
Полученные данные свидетельствуют о том, что в процессе сушки при низких температурах (до 600С) сохранение каротина близко к исходному материалу, но при этом продукт выходит с низким содержанием сахара. В процессе карамели-зации углеводов, когда температура процесса значительно превышает 1500С, происходит обратная картина, т.е. высокое содержание сахара и низкое содержание каротина. Из низкотемпературных режимов более целесообразно применение режима управления прерывным ИК-об-лучением с понижением уровня энергоподвода в каждом последующем цикле.
Результаты проведенных исследований показали, что качество корнеплодов моркови, высушенных в ИК-установках, отвечают требованиям действующей нормативно-технической документации. В зависимости от выбранного режима или функции ИК-нагрева сухая морковь будет
иметь разный количественный и качественный состав активно действующих веществ. Готовый продукт характеризуется повышенной биологической и энергетической ценностью, что создает прекрасные предпосылки использования сушеных корнеплодов моркови в лечебных и профилактических целях.
Библиографический список
1. Прищеп Л.Г. Эффективная электрификация защищенного грунта / Л.Г. Прищеп. - М.: Колос, 1980. - 208 с.
2. Алексашин В.И. Овощеводство открытого грунта / В.И. Алексашин, Р.А. Андреева, Ю.П. Антонов и др. — М.: Колос, 1984. — 208 с.
3. Концепция развития механизации, электрификации и автоматизации сельскохозяйственного производства России на 1995 год и на период до 2000 года. — М.: РАСХН, 1992. — 185 с.
4. Худоногов И.А. Средство для повышения управляющей деятельности машиниста локомотива / И.А. Худоногов, Е.Г. Худоногова // Вестник КрасГАУ. — 2006. — № 10. — С. 284-288.
5. Валушис В.Ю. Основы высокотемпературной сушки кормов / В.Ю. Валушис. — М.: Колос, 1977. — 304 с.
6. Худоногов И.А. Ресурсосберегающие принципы управления ИК-энерго-подводом в процессах переработки лекарственных растений в оздоровительный чай / И.А. Худоногов / / Вестник КрасГАУ. — 2009. — № 1. — С. 127-132.
+ + +
