Исследование и разработка технологии обогащения молочных продуктов компонентами растительного происхождения с повышенными антиоксидантными характеристиками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.04, кандидат наук Чаплыгина Татьяна Валерьевна

• Чаплыгина Татьяна Валерьевна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Чаплыгина Татьяна Валерьевна

Введение

Основная часть

Глава 1. Аналитический обзор по проблематике «Научно-практическая реализация подходов обогащения молочных продуктов растительными компонентами с улучшенными антиоксидантными

характеристиками»

1.1. Антиоксиданты и их источники

1.2. Повышение антиоксидантной активности растительного сырья

1.3. Сушка растительного сырья

1.4. Молочные продукты

1.5. Функциональные молочные продукты

Заключение по главе 1. Цель исследований

Глава 2. Методология и методы проведения исследований

2.1. Методология проведения экспериментальных исследований

2.2. Объекты и методы проведения исследований

2.2.1. Методика получения молочно-белковой основы

2.2.2. Методика определения физико-химических показателей

молочно-белковой основы

2.2.3 иУ-А-обработка свежих овощей

2.2.4. Методика определения физико-химических показателей овощей

2.2.5. Методика определения общего содержания фенольных соединений

2.2.6. Идентификация и количественное определение индивидуальных антиоксидантных соединений

2.2.7. Методика определения содержания фотосинтетических пигментов

2.2.8. Методика измерения активности антиоксидантных ферментов

2.2.9. Статистический анализ

Глава 3 Разработка технологии получения молочно-белковой основы

3.1. Предварительная подготовка сырья

3.2. Исследование процесса концентрирования белков молока

3.3. Кислотная коагуляция

3.4. Исследование процесса получения молочно-белковой основы

3.4.1. Традиционный способ получения творога

3.4.2. Мембранный способ получения творога

Заключение по главе

Глава 4. Разработка технологии повышения антиоксидантной активности

плодоовощной продукции

4.1. иУ-Л-обработка плодов томатов

4.2. иУ-Л-обработка плодов перца болгарского

4.3. Низкотемпературное хранение обработанных свежих овощей

(плоды томата, болгарского переца)

Заключение по главе

Глава 5. Разработка технологии производства обогащенного творожного

продукта

5.1. Подходы к организации производства обогащенных молочных продуктов компонентами растительного происхождения с повышенными антиоксидантными характеристиками

5.2. Разработка рецептуры и технологии производства обогащенного творожного продукта

5.3. Изучение физико - химических свойств и показателей безопасности творожного продукта

Заключение

Список литературы

Приложения

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка технологии обогащения молочных продуктов компонентами растительного происхождения с повышенными антиоксидантными характеристиками»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследований. В последние десятилетия рак является одной из основных причин смертности в мире. В большинстве случаев риск заболеваемости раком обусловлен совокупностью причин — неблагоприятной экологической обстановкой, низким уровнем потребления фруктов и овощей, отсутствием физической активности, курением и употреблением алкоголя. Механизм возникновения онкологических заболеваний до сих пор до конца не определен. По этой причине профилактические мероприятия, в том числе рака, — это самая эффективная стратегия на пути к долгой и здоровой жизни, доступная каждому человеку.

Основное место отводится здоровому рациону питания, богатому клетчаткой и антиоксидантами, способными минимизировать негативное действие свободных радикалов - главной причины сбоев в работе организма -заболеваний разной этиологии и патогенеза.

Широкое распространение во многих странах мира получило новое направление в питании — функциональные пищевые продукты, значительный объем которых занимают молочные продукты.

Основной подход при создании функциональных молочных продуктов заключается в дополнении рецептуры компонентами (пищевыми волокнами, растительными полисахаридами, заквасочными культурами, витаминами, минеральными веществами, антиоксидантами), обеспечивающими их функциональные характеристики и придающими новые полезные свойства традиционным продуктам.

По этой причине исследование возможности обогащения молочных продуктов компонентами растительного происхождения с повышенными антиоксидантными характеристиками, является актуальной.

Цель работы — разработать технологию обогащения молочных продуктов растительными компонентами с повышенными антиоксидантными характеристиками.

Задачи исследований:

— изучить возможность повышения антиоксидантной активности плодоовощного сырья и биологической активности молочных продуктов;

— исследовать технологию получения молочно-белковой основы;

— разработать технологию повышения антиоксидантной активности плодоовощной продукции кратковременным иУ-Л-облучением;

— изучить химический состав, физико-химические и антиоксидантные свойства плодоовощного сырья и динамику изменения его антиоксидантных характеристик в процессе хранения и при переработке;

— разработать рецептуру и технологию обогащенного функционального молочного продукта; исследовать пищевую и биологическую ценность нового молочного продукта.

Научная новизна. Изучены антиоксидантные свойства свежих спелых овощей (плоды томатов, болгарского переца) и возможности их стимулирования иУ-А-обработкой. Получены данные об основных физико-химических и антиоксидантных характеристиках свежих облученных овощей в процессе низкотемпературного хранения. Исследована влагоудерживающая способность молочно - белкового сгустка (калье) обезжиренного молока и УФ-концентратов из него в зависимости от начальной концентрации и размеров мицелл казеина. Обоснованы параметры получения молочно-белковой основы функциональных молочных продуктов. Разработана технология биотворога с растительными компонентами повышенных антиоксидантных свойств.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость проведенной работы определяется получением новых углубленных знаний о способах улучшения антиоксидантных характеристик растительного сырья, и влиянии их на формирование и сохранение физико-химических,

антиоксидантных характеристик функциональных молочных продуктов, о перспективах расширения ассортимента традиционных молочных продуктов.

На основании результатов проведенных исследований предложена концепция обогащения молочных продуктов функциональными компонентами, позволяющая получать продукты с повышенными антиоксидантными характеристиками. Разработана технология повышения антиоксидантной активности плодоовощной продукции кратковременным иУ-Л-облучением. Предложена технология обогащения молочных продуктов компонентами растительного происхождения с повышенными антиоксидантными характеристиками. Проведена промышленная апробация технологии производства творожной пасты овощной (с плодами томатов, с плодами перца, с плодами томатов и перца) на ООО МПО «Скоморошка» (г. Кемерово). Получены патенты РФ №2660568 «Способ увеличения антиоксидантной активности свежих овощей» (06.07.2018); №2217224 «Аппарат для мембранного концентрирования» (27.11.2003).

Положения, выносимые на защиту:

— результаты исследования антиоксидантных характеристик и физико-химических свойств плодов томатов и перцев после иУ-А-облучения и в процессе низкотемпературного хранения;

— биотехнологические аспекты формирования функциональных характеристик молочных продуктов внесением компонентов растительного происхождения с повышенными антиоксидантными характеристиками;

— компонентный состав функциональных молочных продуктов на основе биотворога и овощной добавки.

Степень достоверности и апробации работы. Основные положения и результаты исследовательской работы докладывались и обсуждались на международной конференции с элементами научной школы для молодежи «Ионный перенос в органических и неорганических мембранах» (Кемерово, 2010), в рамках Инновационного конвента «Кузбасс: образование, наука, инновации» (Новокузнецк, 2016), на Международной научно-практической

конференции «Современные технологии: актуальные вопросы, достижения и инновации» (Пенза, 2016), на Международной научной конференции «Пищевые инновации и биотехнологии: материалы (Кемерово, 2016—2018).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 15 печатных работах, в том числе в 2-х статьях международных изданий наукометрических баз Scopus and Web of Sciense (Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, Q2; Heliyon, Q1), в 2-х статьях периодических изданий, рецензируемых ВАК Министерства науки и высшего образования (Техника и технология пищевых производств; Молочная промышленность). Получены 2 документа на интеллектуальную собственность (патенты на изобретения РФ).

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПО ПРОБЛЕМАТИКЕ «НАУЧНО-

ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОДХОДОВ ОБОГАЩЕНИЯ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ РАСТИТЕЛЬНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ С УЛУЧШЕННЫМИ АНТИОКСИДАНТНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ»

1.1. Антиоксиданты и их источники

Старение человеческого организма, как и многие патологические заболевания, среди которых атеросклероз, болезнь Альцгеймера, ишемическая болезнь сердца, рак, являются следствием свободнорадикального окисления [62].

Основу защитной системы организма составляют антиоксиданты.

Антиоксидантами называют вещества, которые, присутствуя в низких концентрациях по сравнению с окисляемой средой, значительно задерживают или ингибируют ее окисление [46].

Существуют различные классификации антиоксидантных веществ.

По химической природе антиоксиданты подразделяются на органические кислоты, ферменты, флавоноиды, фенолы и полифенолы, стероидные гормоны, антибиотики и многие другие соединения [191].

В зависимости от растворимости различают жирорастворимые и водорастворимые антиоксиданты. К жирорастворимым относятся витамины Е, А, К, стерины и т.д., к водорастворимым — витамины С, В6, РР и т.д. [191 ].

По молекулярной массе антиоксиданты делятся на низкомолекулярные (например, глутатион, а-токоферол, мочевая кислота и др.) и

высокомолекулярные антиоксиданты (например, каталаза, пероксидаза, ферритин и др.) [46].

По принципу антиоксидантного действия на биосистемы все антиоксиданты подразделяются на антиоксиданты косвенного и прямого действия [46].

Первичную антиоксидантную защиту представляют антиоксиданты-ферменты, они превращают активные формы кислорода в перекись водорода и менее агрессивные радикалы, а их, в свою очередь, преобразуют в воду и полезный кислород [191].

Вторичную антиоксидантную защиту представляют антиоксиданты-витамины. Забирая лишнюю энергию у свободных радикалов, они тормозят процесс образования новых радикалов. К их числу относят водорастворимые витамины С, Р, жирорастворимые витамины А, Е, Р-каротин, серосодержащие аминокислоты и микроэлементы [124].

По своему происхождению антиоксиданты делятся на натуральные и синтетические. К натуральным (антиоксидантам природного происхождения) относятся полифенолы, микроэлементы, витамины. Источником натуральных антиоксидантов являются природные вещества, преимущественно продукты питания [148]. Организм человека либо не способен синтезировать основную часть этих веществ, либо способен, но в ограниченном количестве.

Синтетические антиоксиданты используются в процессе производства и хранения пищевых продуктов для предотвращения процессов окисления [138]. Поступая в организм человека вместе с пищей, синтетические антиоксиданты могут вызвать нежелательные побочные эффекты. Поэтому употребление продуктов, богатых природными антиоксидантами, поможет повысить устойчивость организма к внешним и внутренним негативным факторам [15].

Растительные объекты — наиболее богатые источники натуральных антиоксидантов, в первую очередь это относится к овощам, ягодам и фруктам.

Среди антиоксидантов - ферментов в растительных объектах чаще всего встречаются пероксидаза, каталаза, супероксиддисмутаза, оксидазы, цитохромы и дегидрогеназы [46]. В составе супероксиддисмутазы присутствуют железо,

марганец, цинк, медь, в особенности в клубеньках некоторых бобовых — клевера, сои, фасоли, люцерны, гороха. Каталаза — основной фермент, устраняющий избыточное количество перекиси водорода, содержится в зеленых листьях кукурузы, огурца, проса, табака и побегах картофеля [15].

Органические кислоты являются неотъемлемой частью любой растительной ткани, хотя наибольшее их количество накапливается преимущественно в плодах. Так, яблоки содержат яблочную, янтарную, лимонную, щавелево-уксусную, пировиноградную, уксусную, хлорогеновую и другие кислоты [124]. Яблочная кислота преобладает в семечковых и косточковых плодах, а также в листьях апельсинового дерева. Цитрусовые содержат больше лимонной кислоты. Винная кислота преобладает в винограде [183]. Многие органические кислоты содержатся в овощных культурах, особенно в томатах, щавеле, ревене и др. [185]. В овощах преобладают яблочная и лимонная кислоты [77].

Витамины — это группа низкомолекулярных органических веществ различной химической структуры, выполняющих важные биологические функции в живых организмах. Провитамины — натуральные соединения, преобразующиеся в организме человека в витамины [159]. Вещества, сходные по химическому строению и выполняющие в организме одну и ту же витаминную функцию, называют витамерами. Растительные организмы обладают уникальными способностями к биосинтезу различных органических веществ. Используя энергию солнца и элементы неорганической природы, они создают огромное количество соединений, в том числе витамины [116].

К водорастворимым витаминам относятся аскорбиновая кислота, тиамин, рибофлавин, пантотеновая, фолиевая кислота и т.д.; к жирорастворимым — ретинол, кальциферолы, токоферолы и т.д. [116].

Витамин А — жирорастворимый витамин, обладающий высокой биологической активностью. Витамином А богаты абрикосы, томаты, салат, шпинат и морковь. Провитамины А — это каротиноиды, наиболее значимым из которых является Р-каротин [159]. Среди природных жирорастворимых антиоксидантов каротиноиды играют важную роль в защите организма человека

от сердечных и онкологических заболеваний, благодаря своим мощным антиоксидантным свойствам [138]. Каротиноидами богаты бобовые (горох, соя), овощи зелёного и жёлтого цветов (зелень петрушки, брокколи, сладкий перец, шпинат, тыква, зелёный лук, морковь), а также ягоды и фрукты (арбуз, облепиха, черешня, шиповник, виноград, абрикосы, дыня, персики, яблоки и др.) [77]. Другими основными каротиноидами являются ликопин (в изобилии содержится в томатах, а также в красном сладком перце) и лютеин (им богаты зеленые листовые овощи, такие как капуста и шпинат) [76]. Ликопин весьма эффективен в профилактике рака и болезней сердца [130]. Тепловая обработка сырых томатов (например, при приготовлении томатного сока, томатной пасты или кетчупа) превращает природный ликопин в форму, которая легче усваивается организмом [146]. Ликопин также присутствует в арбузах, розовых грейпфрутах, абрикосах и розовой гуаве [148].

Витамин Е является одним из самых мощных природных антиоксидантов, в первую очередь липидов. Его источником для человека являются растительные масла, салат, капуста, злаки, миндаль и арахис [116].

Витамин С (аскорбиновая кислота) является мощным антиоксидантом, который защищает организм от воздействия стресса, улучшает его способность усваивать кальций и железо, а также выводит токсичные медь, свинец и ртуть [116]. Особенно богаты аскорбиновой кислотой шиповник, черная смородина, облепиха, лимоны, ананасы, капуста, красный перец, томаты, белокочанная капуста, брюссельская капуста и цветная капуста [148].

В растениях также синтезируются многие химические соединения, которые обычно называют «вторичными метаболитами». Они систематизированы в основные классы алкалоидов, терпеноидов и фенольных соединений [123].

Фенольные соединения, помимо своих антиоксидантных свойств, обладают противовоспалительным и противоопухолевым действием. Общее количество фенольных антиоксидантов, обнаруженных в овощах, фруктах, растениях, составляет около десяти тысяч [157]. Существуют различные классификации фенольных соединений, одна из которых основана на биогенетическом принципе,

согласно которому, фенольные соединения подразделяются на флавоноиды, фенольные кислоты, дубильные вещества, стильбены, лигнины [81].

Такие фрукты, как виноград, груши, вишни, гранат, слива, а также ягоды клюквы, малины, клубники богаты полифенольными соединениями [133].

Специи и травы (например, шалфей, тимьян, розмарин) также содержат высокие концентрации полифенолов [63].

Флавоноиды — чрезвычайно распространенная и наиболее многочисленная группа природных фенольных соединений. Флавоноиды поступают в организм человека вместе с фруктами, овощами и ягодами. В некоторых фруктах и ягодах флавоноиды концентрируются в кожице и мякоти (сливы, вишни, черника). А в яблоках, например, только в кожуре [162]. Наиболее богаты флавоноидами рябина, шиповник, виноград, черная смородина, красный перец, черника, малина. Они также содержатся в абрикосах, грейпфрутах, винограде, лимонах, апельсинах и черносливе. Флавоноиды не синтезируются в организме человека, поэтому необходимо употреблять продукты, содержащие их [174].

Таким образом, обеспечить баланс в организме можно с помощью употребления в пищу продуктов, богатых содержанием антиоксидантов, в первую очередь — фруктов и овощей.

1.2. Повышение антиоксидантной активности растительного сырья

Интерес к проблеме повышения антиоксидантного статуса растительных объектов постоянно растет, о чем свидетельствуют различные публикации на эту тему.

Одним из факторов, оказывающих влияние на антиоксидантную активность растений, является воздействие низких температур. Так, в ходе изучения влияния

низких температур на концентрацию антиоксидантов в листьях озимой пшеницы было установлено, что содержание фенольных соединений в листьях растений увеличилось на 160% по сравнению с контролем [119].

В ходе исследований влияния низкой положительной температуры (2°С) на содержание аскорбиновой кислоты, глутатиона и каротиноидов, а также активность ферментов-антиоксидантов (аскорбатпероксидазы, каталазы, глутатионредуктазы и супероксиддисмутазы) в проростках зеленого ячменя наблюдалось увеличение концентрации антиоксидантов и повышение активности ферментов [102]. Установлено, что реакция антиоксидантных компонентов на низкотемпературное воздействие зависит от сорта растений и продолжительности процесса [102].

Методы генной инженерии имеют большие перспективы в управлении антиоксидантным статусом растений. Примером может служить метод встраивания генов, кодирующих антиоксидантные ферменты, в геном растения [5]. Установлено, что встраивание гена супероксиддисмутазы в геном картофеля приводит к увеличению суммарной активности СОД в трансформирующих растениях [5].

Влияние низкоинтенсивного электромагнитного излучения на растения уже много лет изучается исследователями в разных странах. Установлено, что после обработки в семенах происходят структурные и функциональные перестройки мембранных образований и макромолекул, сопровождающиеся повышением проницаемости оболочек семян, ускорением поступления воды и кислорода, что приводит к широкому спектру физиологических и биохимических изменений в семенах [84]. Прежде всего, на этот эффект реагирует антиоксидантная система растений, включающая низкомолекулярные и высокомолекулярные компоненты [84].

Изучено влияние низкоинтенсивного микроволнового электромагнитного излучения на накопление фенольных соединений в растениях гречихи [84]. В ходе исследования было зафиксировано повышение уровня фенольных соединений на 23% в сравнении с контрольными образцами [84].

Аналогичные эксперименты проводились с проростками календулы лекарственной: семена обрабатывали низкоинтенсивным электромагнитным излучением в широком (53,57-78,33 ГГц) и узком (64,00- 66,00 ГГц) диапазонах частот [105]. Зафиксировали увеличение содержания фенольных соединений по истечении двух недель с 15% до 108% относительно контроля; к концу первой недели — увеличение содержания фенолов до 80% для широкого частотного диапазона и снижение на 26% в случае узкого диапазона относительно контроля [125].

Исследования в области переработки растительных объектов, позволяющих сохранить и улучшить их антиоксидантную составляющую, постоянно ведутся не только отечественными, но и зарубежными авторами. Новые технологии могут стать эффективной альтернативой традиционным и использоваться для разработки функциональных продуктов питания. Большинство новых технологий находятся в процессе изучения. К ним относятся обработка ионизирующим излучением (например, гамма-излучением), ультразвуком и импульсным электрическим полем [153].

Метод воздействия импульсным электрическим полем основан на обработке высоковольтными импульсами, подаваемыми на объект, помещенный между двумя электродами. Такая обработка может осуществляться при низких или умеренных температурах (до 60°С), при этом подаваемые импульсы протекают через пищевую матрицу за чрезвычайно короткий промежуток времени (1 — 100 м/с) [153]. Так, обработка импульсным электрическим полем винограда показала значительное увеличение содержания полифенолов (до 100%) и антоцианов (до 30%) [153].

В экспериментальных работах, посвященных изучению способов повышения антиоксидантной активности растительных объектов, все большее внимание уделяется изучению влияния ультрафиолетового излучения.

Ультрафиолетовое излучение непосредственно участвует в метаболизме растений, изменяет физиологические функции, замедляя или усиливая их рост, ингибируя накопление различных веществ [120].

Спектр ультрафиолетового излучения, достигающего земной поверхности, можно разделить на следующие диапазоны: длинноволновый UV-A (низкая энергия, 320—400 нм), средний UV-B (высокая энергия, 280—320 Нм) и коротковолновый UV-C (100—280 Нм). При прохождении ультрафиолетового излучения через земную атмосферу почти весь спектр UV-C и около 90% UV-B поглощаются озоном, водяным паром, кислородом и углекислым газом [213].

UV-A-излучение довольно слабо поглощается атмосферой, так что излучение, достигающее поверхности земли, в основном содержит ближний ультрафиолет UV-A-спектра и в небольшой степени - UV-B [156].

Поэтому UV-излучение играет важную роль в жизни растений, как угнетающую, так и стимулирующую [156]. Однако установлено, что действие UV-излучения малоэффективно при кратковременном воздействии, но эффективно при длительном воздействии и высокой интенсивности [156,207,214].

Под воздействием солнечного света происходит увеличение активных форм кислорода, которые вступают в реакцию с липидами, пигментами, белками и нуклеиновыми кислотами, что приводит к усилению окислительного стресса. Флавоноиды и фенольные соединения способны поглощать UV-B-излучение, то есть они являются своеобразными фильтрами, защищающими ткани растений от вредных лучей [121]. Кроме того, каротиноиды также проявляют антиоксидантные свойства, действуя как внутренние фильтры против UV-B-излучения [149]. Некоторые растения более устойчивы к ультрафиолетовому излучению благодаря своей способности синтезировать ферментативные антиоксиданты (каталазу, пероксидазу, супероксиддисмутазу и фенилаланин-аммоний-лиазу), которые с высокой эффективностью поглощают ультрафиолетовое излучение [118].

Многие исследования подтверждают, что воздействие ультрафиолетового излучения в диапазоне UV-A и UV-B может стимулировать накопление антиоксидантных соединений в растениях.

Установлено накопление растениями флавоноидов и антоцианов под действием UV-B-излучения [140], а также увеличение содержания ликопина и ß-каротина в томатах [158].

Изучено влияние ультрафиолетового излучения на содержание хлорофиллов, флавоноидов, антоцианов и пролина в растениях стручкового перца. В результате было установлено, что содержание хлорофиллов a и b и каротиноидов в листьях перца значительно снизилось в тех образцах, которые подвергались воздействию UV-B и UV-C-излучения, по сравнению с контрольными образцами и образцами, обработанными UV-A-излучением. Напротив, обработка UV-B и UV-C-излучением увеличивала содержание пролина, кверцетина, рутина и антоцианов в листьях перца [181—183].

Анализ активности антиоксидантной системы красного амаранта при кратковременной обработке UV-A-излучением позволил установить увеличение содержания хлорофилла, каротина, а также повышение активности ферментов -антиоксидантов [22].

Исследования влияния UV-C-излучения на содержание ликопина, ß-каротина, фенольных соединений и общую антиоксидантную активность томатов показали значительное увеличение содержания фенольных соединений и ликопина в облученных образцах, однако концентрация ß-каротина и отдельных фенольных соединений снизилась [142].

Таким образом, облучение свежих плодов или растений в коротковолновом диапазоне активизирует биохимические реакции в тканях растений, стимулирующие образование биологически активных соединений и повышающие антиоксидантный потенциал. Положительная роль UV-излучения в процессе послеуборочного созревания и снижении риска порчи была продемонстрирована для плодов томатов, клубники, шпината, брокколи, сладкого перца, черники и др. [136].

1.3. Сушка растительного сырья

Продукты растительного происхождения, в частности овощи, фрукты и ягоды, занимают значительный объем в рационе питания людей всех возрастов. При этом потребляется плодоовощная продукция как в натуральном виде, так и в составе разнообразных продуктов питания, в том числе функциональных, интерес к которым у населения в последнее время значительно вырос. Поэтому особое внимание уделяется изучению и использованию всевозможных способов переработки растительного сырья, позволяющих увеличить сроки его хранения и/или использования, а также сохранить все питательные вещества для создания новых функциональных продуктов.

В зависимости от вида исходного (растительного) сырья и от ожидаемых свойств и качеств создаваемого продукта, используют различные способы переработки фруктов, ягод и овощей: тепловая обработка, консервирование с использованием соли или сахара, а также с помощью кислот, сушка, охлаждение, замораживание, обработка ультрафиолетовыми лучами, ультразвуком, электрическим током и т.д.

Сушка является одним из способов продления сроков использования плодоовощного сырья, активизации содержащихся в нем биологически активных соединений, повышения биодоступности витаминов и минеральных веществ [11]. Из высококачественных порошков растительного происхождения получают разнообразные специи, пищевые добавки, детское питание, лечебные масла и др. [187].

Современные методы сушки позволяют обеспечить максимальное сохранение витаминов и полезных свойств продукта, благодаря оптимизации

процессов тепломассообмена, и в том числе — сочетанию обезвоживания с технологическими процессами замораживания, продувки, диспергирования, вспенивания и др. [14].

Так, в результате исследований разработана схема производства порошков из плодов томатов, отличающихся высокими органолептическими и физико-химическими показателями, а также высокой степенью восстанавливаемости томатного порошка при производстве восстановленных соков и томатных напитков [92].

Разработана технология комплексной переработки томатного сырья посредством микроволновой сушки в среде инертного газа, что позволяет максимально сохранить ценные компоненты сырья - витамины, пищевые волокна, пектиновые вещества, макро- и микроэлементы [19].

Изучен массовый состав ценных компонентов плодово-ягодных криопорошков, полученных из сырья, предварительно обезвоженного низкотемпературной сушкой, с последующим измельчением в криомельнице, что показало высокое содержание витамина С и витаминов группы В [126].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чаплыгина Татьяна Валерьевна, 2020 год

- - - '

3jfi 3,5 _ - ~

3,<S

Q С

eapir

4,1 m it -VI f ад ад ад ад ад AIMMu;l£UlM Curai eflàct F(2,22>=22ЭM. р=,1Ж57 Eticcivshitxiitœs dixxrixxEiat

.....................................

0 333 365 40Q ДГ DOJirU

а

4J 4.1 4p ад ä ад 3,7 3£ ЗД время; LS Мцагв Curcrit «Asel: F<2 22>=,45914, p=j63775 ERoctwe hgnCiens ввеащивйап Vcried bars сЫйс «rrfda-ке irrtnds

....................................... .......................................

-

0 1Û 1® Э&]

б

Рисунок 4.1 - Проверка гипотезы о равенстве средних при воздействии на целевую функцию (титруемая

кислотность, г/л) факторов ((а) сорт, (б) длина волны, (в) длительность облучения)

в

Рисунок 4.2_Профили предсказанных значений и функций желательности

(титруемая кислотность, г/л) для контролируемых параметров процесса облучения

свежих плодов томатов

Таблица 4.4 — Результаты анализа выборок, описывающих зависимость

2

величины функции отклика (текстура, кг/см ) от факторов процесса ИУ-А-облучения плодов томатов (длина волны, продолжительность облучения) при помощи медианного теста

Median Test, Overall Median = 2,39000; Y15 (Spreadsheet) Independent (grouping) variable: сорт Chi—Square = 20,35714, df = 2, p = 0,0000

A

B

C

Total

<= Median: observed

expected_

obs.-exp._

> Median: observed

10,00000

0,00000

6,00000

16,00000

5,33333

5,33333

5,33333

4,66667

-5,33333

0,66667

0,00000

10,00000

4,00000

14,00000

expected

4,66667

4,66667

4,66667

obs.-exp.

-4,66667

5,33333

-0,66667

Total: observed

10,00000

10,00000

10,00000

30,00000

Median Test, Overall Median = 2,39000; Y15 (Spreadsheet) Independent (grouping) variable: длина волны Chi-Square = ,5357143, df = 3, p = 0,9110

Grp.1

Grp.2

Grp.3

Grp.4

Total

<= Median: observed

expected_

obs.-exp._

> Median: observed

1,000000

5,000000

5,000000

5,000000

16,00000

1,600000

4,800000

4,800000

4,800000

-0,600000

0,200000

0,200000

0,200000

2,000000

4,000000

4,000000

4,000000

14,00000

expected

1,400000

4,200000

4,200000

4,200000

obs.-

exp.

0,600000

-0,200000

-0,200000

-0,200000

Total: observed

3,000000

9,000000

9,000000

9,000000

30,00000

Median Test, Overall Median = 2,39000; Y15 (Spreadsheet) Independent (grouping) variable: время Chi-Square = 3,214286, df = 3, p = 0,3598

Grp.1

Grp.2

Grp.3

Grp.4

Total

<= Median: observed

expected_

obs.-exp._

> Median: observed

1,000000

6,00000

3,00000

6,00000

16,00000

1,600000

4,80000

4,80000

4,80000

0,600000

1,20000

■1,80000

1,20000

2,000000

3,00000

6,00000

3,00000

14,00000

expected

1,400000

4,20000

4,20000

4,20000

obs.-exp.

0,600000

■1,20000

1,80000

■1,20000

Total: observed

3,000000

9,00000

9,00000

9,00000

30,00000

Таблица 4.5 — Результаты анализа выборок, описывающих зависимость

л

величины функции отклика (текстура, кг/см ) от факторов процесса ИУ-А-облучения плодов томатов (длина волны, продолжительность облучения) при помощи критерия Краскела-Уоллиса

Kruskal-Wallis ANOVA by Ranks; Y15 (Spreadsheet) Independent (grouping) variable: сорт Kruskal-Wallis test: H ( 2, N= 30) =26,24434 p =0,0000

Code

Valid N

Sum of Ranks

A

102

10

55,0000

B

103

10

255,0000

C

104

10

155,0000

Kruskal-Wallis ANOVA by Ranks; Y15 (Spreadsheet) Independent (grouping) variable: длина волны Kruskal-Wallis test: H ( 3, N= 30) =,0109351 p =0,9997

0

353

365

400

3

9

9

9

48,0000

139,0000

139,0000

139,0000

Kruskal-Wallis ANOVA by Ranks; Y15 (Spreadsheet) Independent (grouping) variable: время Kruskal-Wallis test: H ( 3, N= 30) =1,679638 p =0,6415

0

10

180

360

3

9

9

9

48,0000

112,5000

159,0000

145,5000

Таблица 4.6 — Дисперсионный анализ (ЛКОУЛ) выборок, описывающих зависимость величины функции отклика (цвет, величина а) от факторов ИУ-А-облучения плодов томатов

Univariate Tests of Significance for Y16 (Spreadsheet!) Sigma-restricted parameterization Effective hypothesis decomposition

SS Degr. of freedom MS F p

Intercept 0

сорт 231,8000 2 115,9000 209,0000 0,000000

длина волны 0,0000 2 0,0000 0,0000 1,000000

время 24,6667 2 12,3333 22,2404 0,000005

Error 12,2000 22 0,5545

ссст: LS Muns Ситог* enoct FÇ2. 22|=3D9jOO. p=JOOOOO ЕЧасtive hypoxicsî5 decomposition Vert с J bars ecrocc 0.95 ccrloonco intends

COZ'T

а

время. LS r.fcif s СитепС effect PÇL, Z2|=Z2J40. p=j00001 Et:«« i-iipod-itsii daciceoaiiwi VcrfcJ bars denote 0,95 ecnlderto ifKivds

О 10 ISO 380

б

Рисунок 4.3 - Проверка гипотезы о равенстве средних при воздействии на целевую функцию (цвет, величина а) факторов ((а) сорт, (б) длина волны, (в) длительность облучения)

в

Profiles for Pre dieted Values ana Desirability

JJMC

4Ï

\

\ \ \

--- ----,

"t

----- ч

t

i "j

Су--й---D--

' \

-----

I Чч

Ï

i

1 V 1

1 - -J лГ у Ï- - - ч, % ч

S1

I I

Рисунок 4.4 —

Профили предсказанных значений и функций желательности (цвет, величина a) для контролируемых параметров процесса облучения свежих плодов томатов

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Таблица 5.1 — Результаты анализа выборок, описывающих зависимость величины функции отклика (общее содержание фенольных соединений, мг/кг) от факторов процесса UV-А-облучения плодов перцев (длина волны, продолжительность облучения) при помощи медианного теста

Median Test, Overall Median = 586,100; Y1 (Spreadsheet) Independent (grouping) variable: сорт Chi—Square = 3,200000, df = 2, p = 0,2019

A

B

C

Total

<= Median: observed

expected_

obs.-exp._

> Median: observed

3,00000

5,00000

7,00000

15,00000

5,00000

5,00000

5,00000

-2,00000

0,00000

2,00000

7,00000

5,00000

3,00000

15,00000

expected

5,00000

5,00000

5,00000

obs.-exp.

2,00000

0,00000

-2,00000

Total: observed

10,00000

10,00000

10,00000

30,00000

Median Test, Overall Median = 586,100; Y1 (Spreadsheet) Independent (grouping) variable: длина волны Chi-Square = 9,555556, df = 3, p = 0,0227

Grp.1

Grp.2

Grp.3

Grp.4

Total

<= Median: observed

expected_

obs.-exp._

> Median: observed

3,00000

6,00000

1,00000

5,000000

15,00000

1,50000

4,50000

4,50000

4,500000

1,50000

1,50000

—3,50000

0,500000

0,00000

3,00000

8,00000

4,000000

15,00000

expected

1,50000

4,50000

4,50000

4,500000

obs.-exp.

-1,50000

■1,50000

3,50000

-0,500000

Total: observed

3,00000

9,00000

9,00000

9,000000

30,00000

Median Test, Overall Median = 586,100; Y1 (Spreadsheet) Independent (grouping) variable: время Chi-Square = 11,38889, df = 4, p = 0,0225

Grp.1

Grp.2

Grp.3

Grp.4

Grp.5

<— Median: observed

expected_

obs.-exp._

> Median: observed

3,00000

7,00000

0,000000

4,000000

1,00000

1,50000

4,50000

0,500000

4,500000

4,00000

1,50000

2,50000

-0,500000

-0,500000

-3,00000

0,00000

2,00000

1,000000

5,000000

7,00000

expected

1,50000

4,50000

0,500000

4,500000

4,00000

obs.-exp.

-1,50000

-2,50000

0,500000

0,500000

3,00000

Total: observed

3,00000

9,00000

1,000000

9,000000

8,00000