Спосіб попереднього оброблення плодово-ягідної сировини зі щільною текстурою перед заморожуванням

Реферат: Винахід належить до способу попереднього оброблення плодово-ягідної сировини зі щільною текстурою перед заморожуванням, який полягає у тому, що плодово-ягідну сировину миють, відокремлюють плодоніжку, звільняють від надлишкової вологи шляхом струшування або обдування повітрям, витримують у розчині, заморожують. Як розчин для витримування використовують 10-15% комбінований кріопротектор, який складається з розчину глюкози та лимонної кислоти, причому вміст лимонної кислоти в комбінованому кріопротекторі - 1 % до маси розчину, час витримування 10-20 хвилин, підготовлену сировину заморожують при температурі -30 - -36 °С протягом 70-90 хвилин. UA 111282 C2 (12) UA 111282 C2 UA 111282 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до харчової промисловості, а саме до виробництва високовітамінної швидкозамороженої плодово-ягідної продукції і може бути використаний як на переробних підприємствах, так і на підприємствах ресторанного господарства. Відомий спосіб традиційного заморожування ягідної сировини, який полягає у тому, що відсортовані за якістю ягоди миють, відокремлюють плодоніжку та чашолистники, звільняють від надлишкової вологи шляхом струшування або обдування повітрям, заморожують при температурі не вище мінус 24 °C±2 °C [Технологическая инструкция по производству быстрозамороженных плодов, ягод. - М: Мин.- плодоовощхоз., СССР, 1982.-12 с.]. Основними недоліками відомого способу заморожування є те, що після розморожування відбувається розм'якшення консистенції ягід, спостерігається значне соковиділення і з соком втрачається значна кількість біологічно активних речовин. Це зумовлено глибокими фізикохімічними, біохімічними і мікроструктурними змінами рослинних тканин, які відбуваються в процесі заморожування та низькотемпературного холодильного зберігання. Відомо спосіб попереднього оброблення ягід чорної смородини перед заморожуванням, який полягає у тому, що ягоди миють, відокремлюють плодоніжку, звільняють від надлишкової вологи шляхом струшування або обдування повітрям, заморожують за температури не вище 24°±2 °C, у якому підготовлені ягоди перед заморожуванням витримують у 0,5 % розчині натрійкарбоксиметилцелюлози протягом 10 хвилин, заморожують за температури -15…-35 °C, зберігають при температурі не вище -18 °C [Пат № 61774. А23В7/04, 25.07.2011, Бюл. № 14, 2011 p.]. Недоліком даного способу заморожування є те, що витримка ягід у розчині натрійкарбоксиметилцелюлози не дає достатнього ефекту кріозахисту ягідної сировини та робить цей спосіб дорогим. В основу винаходу поставлено задачу максимального збереження природного комплексу біологічно активних речовин сировини у швидкозамороженій продукції в процесах її зберігання та розморожуванні та дозволяє отримати конкурентоорієнтовану швидкозаморожену продукцію з мінімальними втратами клітинного соку і біологічно активних речовин при дефростації шляхом оброблення плодово-ягідної сировини із щільною текстурою перед заморожуванням кріопротекторами. Поставлена задача досягається тим, у способі попереднього оброблення плодово-ягідної сировини зі щільною текстурою перед заморожуванням, який полягає у тому, що плодово-ягідну сировину миють, відокремлюють плодоніжку, звільняють від надлишкової вологи шляхом струшування або обдування повітрям, витримують у розчині, заморожують, згідно винаходу, як розчин для витримування використовують 10…15 % комбінований кріопротектор, який складається з глюкози та лимонної кислоти, час витримування 10…20 хвилин, підготовлену сировину заморожують при температурі - 30 …-36 °C протягом 70…90 хвилин. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним технічним результатом такий. Одним із сучасних способів консервування є швидке заморожування сировини, що забезпечує можливість споживання плодово-ягідної сировини, яка у свіжому вигляді має обмежений термін зберігання, впродовж року. Ефективне перероблення плодово-ягідної сировини визначається збереженням у готовому продукті всіх біологічно цінних речовин, закладених у сировині природою, і зниженням їх втрат протягом тривалого періоду зберігання. Швидке заморожування плодів та ягід (температура - 27…-40 °C) не викликає значної деформації структури тканин. При швидкому заморожуванні швидкість охолодження плодів та ягід різко зростає, дрібні кристали льоду утворюються одночасно в міжклітинних просторах і в клітинах. Вилучення вологи і втрата маси не відбувається на відміну від повільного заморожування. Чим швидше здійснюється процес, тимбільше утворюється кристалів і менший їх розмір. Це сприяє рівномірному їх розподілу в клітинах і тканинах, що не викликає значного ушкодження клітинних оболонок. При розморожуванні швидкозаморожених плодів та ягід більша частина клітин зв'язують вологу, втрати клітинного соку не значні. Одним із основних етапів швидкого заморожування плодів та ягід є обробка їх кріопротекторами (натуральними і синтетичними). Кріопротекторами називають сполуки, які здатні запобігати розвиткові ушкоджень біологічних об'єктів при їх заморожуванні і подальшому відігріванні. До ефективних кріопротекторів відносять сполуки, які належать до різних класів хімічних речовин: спиртів, амідів, оксидів, штучних полімерів тощо. Загальними властивостями кріопротекторів є наявність у їхній структурі полярних молекул, здатних взаємодіяти як із молекулами води, металами, солями, так і з компонентами мембран і біополімерами. 1 UA 111282 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Експериментально встановлено, що використання в якості кріопротекторів при заморожуванні плодів і ягід моноцукри (глюкоза) спільно з лимонною кислотою (1 % до маси розчину) дало можливість на 22…29 % зменшити втрати найбільш лабільної сполуки - вітаміну С. Зазначені кріопротектори блокують фермент аскорбатоксидазу, яка вирізняється строгою специфічністю стосовно субстрату і окислює аскорбінову кислоту. Під впливом низьких температур у присутності цих кріопротекторів активність аскорбатоксидази у різних видах плодово-ягідної сировини знижується від 28,5 до 15,7 %. Завдяки використанню кріопротекторів знижується температура замерзання води, зменшується кількість вимороженої води та вологовіддача. Низькотемпературний зсув кристалізації води у сировині прямо пропорційно залежить від концентрації кріопротектора. Сьогодні сфера використання плодово-ягідної сировини розширюється, однак асортимент сировини, що заготовлюється, все ще обмежений, особливо дикорослої. До плодово-ягідної сировини зі щільною текстурою належать плоди глоду, шипшини, журавлини, горобини, бузини, калини, обліпиха, хурма, айва, абрикоси, персики, яблука, лимони, сливи тощо. Важливою характеристикою сировини для виробництва швидкозаморожених композицій є вміст у ній органічних кислот. Завдяки певному значенню рН, яке створюється органічними кислотами, пригнічується розвиток плісняви та інших мікроорганізмів, окремі кислоти (наприклад, яблучна) мають радіозахисну дію; перебуваючи у певному співвідношенні з цукрами, органічні кислоти зумовлюють смакові якості і сировини, і готової продукції. Крім органічних кислот, при виборі рослинних матеріалів для виробництва швидкозамороженої продукції є вміст аскорбінової кислоти. Вона в організмі людини бере участь у регулюванні окислювально-відновних процесів, впливає на холестериновий обмін, підвищує опір організму застудним та інфекційним хворобам. Є дані, що вітамінний препарат із плодів шипшини використовують у комплексному лікуванні радіаційних уражень. Враховуючи важливе фізіологічне значення аскорбінової кислоти для тваринних і рослинних організмів, учені приділяють її вивченню значну увагу. Відомо, що найбільший ефект аскорбінової кислоти виявляється при її спільній дії з біофлавоноїдами. Більш того, сьогодні механізм фізіологічного впливу поліфенольних сполук пов'язують саме їхньою взаємодією з аскорбіновою кислотою, і багатоманітність терапевтичного впливу поліфенолів пов'язують з властивостями вітаміну С. Плодово-ягідна сировина зі щільною текстурою багата також на поліфенольні сполуки, що свідчить про необхідність їх широкого використання при виробництві оздоровчих продуктів та напівфабрикатів. Фенольні сполуки накопичуються у вигляді глікозидів у тих частинах рослин, в яких процеси метаболізму проходять найбільш ефективно. Отже, швидке заморожування плодів та ягід зі щільною текстурою та із застосуванням кріопротекторів дозволяє отримати конкурентоорієнтовану швидкозаморожену продукцію з мінімальними втратами клітинного соку і біологічно активних речовин для використання на внутрішньому і зовнішньому ринках. Для дослідження використовували сировину зі щільною текстурою - журавлину та калину. В табл. 1 наведено якісні показники свіжої сировини. Таблиця 1 Якісні показники свіжої сировини Вид сировини Вміст віт.С, мг/100 г журавлина калина 45 50 705,0 424,0 Вміст біофлавоноїдів, мг/100 г 1345,0 1215,0 Вміст органічних кислот, мг/100 г 3,45 2,76 Дані табл. 1 свідчать про те, що обрані ягоди визначаються комплексом біологічно активних речовин,зокрема значним кількісним складом біофлавоноїдів та аскорбінової кислоти, які є синергістами як на рівні функціонування організму людини, так і у складі харчових продуктів. Досліджували якість ягід зі щільною текстурою, заморожених при температурі - 35 °C протягом 65…95 хвилин. Експериментальні дослідження показали, що за 65 хвилин повного заморожування вільної води не проходить. Повне заморожування вільної води у ягід зі щільною текстурою проходить за 90…95 хвилин, але використовувати більше 90 хвилин недоцільно бо збільшується вартість процесу. Оптимальна тривалість заморожування 70…90 хвилин. 2 UA 111282 C2 Досліджували динаміку зміни якісних показників сировини при різних температурах заморожування в межах - 29…-37 °C протягом 85 хвилин. Отримані дані наведено в табл. 2. Таблиця 2 Залежність динаміки зміни якісних показників сировини від різних температур заморожування Вид сировини Вміст органічних кислот, мг/100 г -29 °C -30 °C -33 °C -36 °C -37 °C 29 °C 30 °C 33 °C 36 °C 37 °C 29 °C 30 °C 33 °C 36 °C 37 °C Вміст віт.С, мг/100 г Вміст біофлавоноїдів, мг/100 г жура622,5 654,7 660,8 664,1 664,2 1213,6 1228,4 1253,3 1267,0 1267,8 2,6 2,65 2,77 2,87 2,88 влина калина 363,8 377,3 398,4 402,8 402,9 1074,4 1106,5 1157,2 1162,7 1163,4 2,31 2,39 2,4 2,49 2,5 5 10 З таблиці 2 видно, що при використанні температури - 29 °C, як у журавлини, так і у калини відзначено зменшення вмісту і вітамінів (порівняно з початковим вмістом), і органічних кислот. Використовувати температуру понад - 36 °C не доцільно, бо вміст вітамінів та органічних кислот змінюється не суттєво, а енергетичні втрати значно зростають, тому, оптимальна температура заморожування сировини зі щільною текстурою складає -30…-36 °C. Досліджували якість ягід зі щільною текстурою, заморожених при температурі - 35 °C протягом 75 хвилин та оброблених розчином комбінованого кріопротектора різної концентрації в межах від 9…16 %, після розморожування. Час витримування у розчину 15 хвилин. Отримані дані наведено у табл. 3. Таблиця 3 Органолептичні показники калини, обробленої розчином кріопротектора, після розморожування № п/п Концентрація кріопротектора, % 1 9 2 10 3 13 4 15 5 16 Оцінка Після розморожування ягоди втрачають сік, в зв'язку з утворенням великих кристалів льоду, що знижує їх біологічну цінність Після розморожування ягоди зберігають свою початкову форму, колір, мають блиск, при цьому помітних деформацій або порушення цілісності та виділення соку не виявлено. За смаком та запахом різниці між розмороженими обробленими кріопротектором та свіжими ягодами не встановлено. Після розморожування ягоди зберігають свою початкову форму, колір, мають блиск, помітних деформацій або порушення цілісності та виділення соку не виявлено. За смаком та запахом різниці між розмороженими обробленими кріопротектором та свіжими ягодами не встановлено. Після розморожування ягоди зберігають свою початкову форму, колір, мають блиск, деформацій або порушення цілісності та виділення соку не виявлено. Смак та запах ягід нагадує свіжі. Після розморожування ягоди зберігають свою початкову форму, колір, мають блиск, при цьому помітних деформацій або порушення цілісності та виділення соку не виявлено. За смаком та запахом різниці між розмороженими обробленими кріопротектором та свіжими ягодами не встановлено. 15 20 За результатами табл. 3 видно, що 9 % розчин кріопротектора і менше не в змозі захистити ягоди від ушкоджень, а використовувати концентрацію розчину більше 15 % не доцільно з економічної точки зору. Оптимальна концентрація розчину кріопротектора складає 10…15 %. Приклад здійснення способу попереднього оброблення плодово-ягідної сировини перед заморожуванням. 3 UA 111282 C2 5 Ягоди зі щільною текстурою миють чистою проточною водою, звільняють від плодоніжок та чашолистиків, занурюють у 10 % розчин комбінованого кріопротектора та витримують протягом 15 хв. Після цього ягоди звільняють від надлишкової вологи шляхом просушування на повітрі, заморожують при температурі - 30 °C, пакують у полімерну тару, маркують та зберігають. Наступні приклади аналогічні, відрізняються часом витримування у розчині комбінованого кріопротектора у межах 8…22 хвилини. Дегустаційна оцінка заморожених ягід (за п'ятибальною шкалою) наведено у табл.4. Таблиця 4 Дегустаційна оцінка заморожених ягід (за п'ятибальною шкалою), бали Назва сировини журавлина калина 10 15 8 3,7 3,8 Час витримування ягід у розчину кріопротектора, хв. 10 15 20 4,8 5,0 4,9 4,9 5,0 5,0 22 5,0 4,9 За результатами табл. 4 видно, що за час витримування менше 10 хвилин не відбувається повного оброблення ягід, а використовувати час витримування більше 20 хвилин не доцільно, бо збільшується час їх оброблення. Оптимальний час оброблення ягідної сировини комбінованим кріопротектором складає 10-20 хвилин. Таким чином, запропонований спосіб попереднього оброблення плодово-ягідної сировини зі щільною текстурою перед заморожуванням розчином комбінованого кріопротектора сприяє максимальному збереженню природного комплексу біологічно активних речовин сировини в процесах її зберігання і розморожуванні, а також дозволяє отримати конкурентоорієнтовану швидкозаморожену продукцію з мінімальними втратами клітинного соку і біологічно активних речовин при дефростації. 20 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 Спосіб попереднього оброблення плодово-ягідної сировини зі щільною текстурою перед заморожуванням, який полягає у тому, що плодово-ягідну сировину миють, відокремлюють плодоніжку, звільняють від надлишкової вологи шляхом струшування або обдування повітрям, витримують у розчині, заморожують, який відрізняється тим, що як розчин для витримування використовують 10-15 % комбінований кріопротектор, який складається з розчину глюкози та лимонної кислоти, причому вміст лимонної кислоти в комбінованому кріопротекторі 1 % до маси розчину, час витримування 10-20 хвилин, підготовлену сировину заморожують при температурі -30 - -36 °С протягом 70-90 хвилин. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4