Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Разработка технологии ферментированного морковно-яблочного напитка

ВАК РФ 03.00.23, Биотехнология

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологии ферментированного морковно-яблочного напитка"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРЛ1 и 14 ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

РГб ОД

Г» > г -г I

..........На праи,';>• I I:

НЕВМЯТУЛЛИНА Г.ютя Лпдрлхмлггогнм

УДК ЯП 03-vn.i ->1 •»! |Г1| í :

PAIPABQJKA ТЕХНОЛОГ ИИ ФЕРМЕНТИРОВАН!НИ '<> МОРКОВНО-ЯБЛОЧНОГО НАПИТКА

Специальное и. 03.00.23 - Ьисчсмю 1<ч ни

ЛВ'ЮРЕФЕРЛГ

ИГ.чч-р КЩИП Mil i чк к.41111' \ 'Ь ii '¡i i 1 ili'llr к:ш,шtii:i к'мнгк cmiv i'.i . f.

MocKKii, 1995

ii.i выполнена в Московской государственной академии пищевых

(¡(.'»НЧЙОДС1В

ií а ул1ые руководители:

академик МИ А, доктор технических наук, профессор КАНТЕРЕ В.М., кандидат технических наук ГАВРИ7ЮВА H.H.

официальные оппоненты:

доктор технических наук, . НУГМАНОВА Т.Д. кандидат технических наук, доцент ЛАВРОВА В.Л.

Iii-дущая организация:

ВНИИ консервной и овощесушильней промышленности-

Защита диссертации состоится ZMCjlffkL 1995 г. в_часов ш

¡ассдании Специализированного Copera К 063.51.04 Московское i нсударсшенной академии пищевых производств. ' ,

Просим Вас принять участие в заседании Специализированного i nucía или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных печать» .чрсжденш, по адресу : 125080, Москва, Волоколамское шоссе, II Mí АIГП, Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАПП. • А в i ореферат разослан PÁCjyiJUÍ)lJLA 995 г. 0

. 'KMi.ití ccK|iciapi. нсцнализированного Совет, .ж.шдаг технических наук

доцен г Тихомирова О.У

1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Среди miioi очисленно! о шпнспою ci.ipi.n н наибольшей сK'ticim биологическим шнребпосчям человека инчнсichimui оиощи и фрукш. При дооагочном аесор гимен ie ta uiei мн\ ири.лмпв viovk'ci бы п. полнооыо нокрьиа iioipeóiiocn, человека п бо:imiiiiih iiu-микро шемешон, шпамшюв, шиповых подокон.

Широкое применение ан шбпошко». члтпмиканш и дринх продукт» химическою синима способстуим раснрос фаношю днебакюрно ion, аллер! ических шболеванин, ведущих к нарушению процессов пищеварении у людей различных (ннраешмх ipvnii. Поиск природных аитиокендангов, сочдаине специальных к-чебип дтчп'пчких продуктов. способствующих нормализации иишевариюлышн функции

<с,

opiauiiiM» являются актуальными проблемами.

Решение проблемы ра»рабо(кн юхиодтии ироииюдста продукта на основе овощных соков как диетического, лечебно-ирофилакгнчоскою назначения, так и для массовой) иолреблеиия возможна с шысканием •ффехтнвных iiy геи сохранения и повышение niinimnii н бцо mnri<Th..ii iieiiiiociH сырья с использованием бноюхнозо! ических приемок

Цель и юдачн исследований. Цель рабол.1 ¡аключаекм в р.ир.и'чю.е ю.хполотин ферментированною н.ннпка па основе распие iuioi о ырья

Для доспгження поставленной пели решались сзс топин м мчи выбор технологических приемов обработки сырья • моркови, но в>..|. микроорганизмов - модочнокт^утых бактерий, способных i t'ipa.hnii.i 11 морковный сок; подбор условий культивирования молочнокислых Пакюрпй: купажирование фермеи шрованною моркошюю сока внси-ине С1абили laiopa мякши, яблочною сока: рафаботка палии шмучины готового ферментированного напитка; иараГнмка опы uuni парши ферментированного напитка и сю харакюрнешка.

Научная нонччна. Подобраны релнмы n.ipi ч. рхнгпч ь.щ предобработки моркови, подобраны и аланшронаны мо ючноми п ь-бактерии для сбраживания морковною юка. Соси;-, icii.i рст-ньр.)

ферментированного напитка, влючающая ферментированный морковный

сок, яблочный сок, стабилизатор мякоти. Исследованы возможные

причины негативного влияния добавки аскорбиновой кислоты на аромат

яблочного сока. Установлено, что добавка аскорбиновой кислоты

повышает содержание перекиси водорода в соке, ингибирует активность'

липоксигеназы и изменяет соотпошение альдегидов и спиртов в составе

ароматических веществ сока.

Практическая ценность. В результате поведенных исследований И

лабораторной апробации разработана технология получения морковной ■

яблочного ферментированного налитка. Разработан и' удвержден комплекс научно-технической документации на организацию производства. Показана эффективность применения ферментированного напитка.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседаниях кафедры "Биотехнология, экология и сертификация пищевых продуктов"' МГАПП.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано две печатные работы.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на "ЮЧ-страницах машинописного текста, содержит 3- рисунка и 3<£ таблиц. Список литературы включает ^ОЦ- наименований. Работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, включающей главу о материалах и методах, выводов, списка использованной литературы, приложений.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

л

В качестве объекта исследований использовалось растительное сырье, выращиваемое и широко распространенное на территории нашей страны -морковь и яблоки.

t

В работе использовались штаммы молочнокислых бактерий m коллекции Научного Центра региональных проблем питания АМН СССР (г. Алма-Ата), полученные из женского молока ( Lactobacillus acidophilus-штаммы 6 и 630) и производственные ацидофильные закваски (вязкая и невязкая); штамм Lactobacillus acidophilus 317/402 , используемый для приготовления молока "Наринэ"; а также L.plantaruin В-5772, Streptococcus lactis В-6361, S.faecium В-5738, S.cremoris В-3429, полученные и* Всероссийской коллекции микроорганизмов.

Анализ сырья, компонентов соков проводили в соозвеи;»ьми со следующими общепринятыми методами и их модификациями:

- восстановление свойств лиофильно высушенных культур проводили с помощью 2-3 пассажей на автоклавированное обезжиренное молоко;

-: определение содержания сухих веществ методам высушивания до постоянной массы;

определение содержания крахмала по Н.И.Проскурякову и А.Н.Кожевниковой',

- определение содержания клетчатки методом Геннеберга и Штокмана;

- определение содержания пектиновых веществ по пектату кальция;

- определение содержания гемицеллюлозы (Петров К.П., 1965 г.);

- определение содержания каротина спектрофотометрически;

- определение титруемой кислотности потенциометрически по ГОСТ 6687.4-86;

- определение рН на ионометре универсальном ЭВ-74;

- определение содержания редуцирующих веществ йодометрическим методом;

- определение содержания нитратов с помощью прибора "Нитратомер НМ-' 002" методом прямой потенциометрии;

- определение содержания аскорбиновой ислоты методом Тиллмана (титрованием 2,6-дихлорфеноиндофенолом);

е

- определение содержания перекиси водорода, глюкозы, фруктозы, 1:1\;>рч> ни, Ц+) »□(-) молочной кислоты и уксусной кислош шзиматически но юо-наборач фирмы "ВосЬппцсг";

- определение суммы ор| аническнх кисло! методом ионообменной чроматш рафии;

- определение содержании аромашческнх пешее го с помощью I атовой хроматографии: нодюювка проб , с помощью динамического накуумдесшллянионшн о адсорбционного метода:

- определение активности линоксигснан.г сиектрофот о метрически по реакции с линолевой кисло гон.

Все определения проводились не •менее чем и трех иовторностях. Г |а шсшческую обработку экспериментальных данных провбдили общепринятыми методами.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Выбор технологических режимов обработки моркови

По литературным данным более стабильной, гомошшон консистенцией обладают нектары, размеры частиц мякоти которых не превышают 150-200 мкМ. Проведенные ранее работы показали, .что до такого размера частиц можно измельчить только морковь, сваренную до полной юговности (большую роль при этом играет коэффициент

обводненности)-

Необходимо было выбрать оптимальные режимы обработки моркови, которые обеспечили бы одновременно максимальный выход и сохранение пенных Питательных веществ, в т.ч. витаминов, и удовлетворительные оргаиолелт чеекме показатели. Морковь повергали различным видам тепловой обработки: варка на пару, варка в воде, нринусканнс. парка на пару иод давлением. Длшелыюсть 1снловой обработки, необходимая для доведения моркови до полной ююпиосш "II 1а выбрана 'эмпирически. Реплмаш представлены в таблице I.

Продолжительность тепловой обработки корнеплодов (в мимуиис)

Способ тепловой обработки степень измельчения сырья '

целые нарезанные

варка в воде 46 32.. 34

варка на пару 50 30...32

варка на пару под давлением 20 12...15

припусканне под давлением 10...12

В результате изучения влияния способов и режимов тепловой обработки моркови на длительность варки установлено, чго продолжительность варки целых очищеных корнеплодов в воде и на пару при атмосферном давлении практически одинакова - 45-50 минут, для нарезанных - 30-35 минут. Варка моркови при повышенном давлении способствуем сокращению продолжи ¡ельности их тепловой ойрабшм! примерно в 2-2.5 раза. По времени наиболее оншмалмшми способами тепловой обработан являкнея припусканне и варка ни пару пат давлением

При гидротермической обрабогке овощей происходи! ишенение и\ массы, которое обусловлено испарением воды с поверхиоеп! ошарных овощей в процессе охлаждения и потерей сухих веществ ¡а сче! их перехода в о тар или конденсат. Экснеримен сальные данные но исследованию сохранения сухих веществ моркови при различных пилах ичгюиои обработки приведены в тблнце 2.

Наибольшие но [ери сухих веществ имели место при варке моркови в воде.Основная масса потерь сухих веществ (74-91 %) при данном виде тепловой обработки обусловлена диффузией сухих помнет в ошар. При парке моркови на пару потери сухих вещее ш шачнiejH.no тирании.чс причем варка на пару под давлением эффективнее варки на пчр\ Пон-ри сухих веществ при варке на пару под давлением по еравнешпо ; варкий и воде сокращаются в ¡,5 раза. Это объясняется тем, что ослабляемся диффузия сухих веществ в образующийся конденсат, ;> в последнем случае, кроме того, значительным сокращением сроков варки. При всех видал

«силоном обработки по герц сухих веществ нарезанной моркови оказались больше но сравнению с целой морковью.

Таблица 2.

Потери сухих веществ при тепловой обработке моркови

< 'тенень измельчения сырья и способ термической обработки давление, ати длительность, МШ1 потери сухих веществ в соке, %

11и.|Ые неочищенные корнеплоды: разваривание на пару - 50...60 6.15

1 (елые неочищенные корнеплоды: ра1вар|1Ш1цие на пару под давлением 1,2 20...35 3.97

Нарезанные корнеплоды: р< зпариваиис на пару 40...50 7,15

1 1аркзаиные корнеплоды: раивариванне ни пару под давлением 1,2 15...25 5,19

Нарванные корнеплоды: (1рш|)ска1ше иод давлением 1,2 15... 20 9.48

Данные но влиянию гидротермической обработки на содержание каротинов моркови представлены в таблице 3. Установлено, чю шнери тиаминов наименьшие при обработке моркови паром под давлением.

Таблица 3.

Содержание каротинов в моркови при гидротермической обриботке (мг/100 г)

Способ тепловой обработки

морковь сырая варка в воде пирки на пару

варка на пару под давлением прип>сканне пол давлением

степень измельчения сырья

целые нарезанные

8,6

5.23 2,81... 3,71

7,03 3.2...3.89

7.43 6',04..7,99

3,54...4,24

Кроме того, бланширование (тепловая обработка) обеспечивает )1лмя[40ние жаней сырья,,ннактивнрование ферментов, удаление воздуха.

повышение клеточной пронипаемост И процессе ¡еплоиои обраГччм! происходя! ишененпя биохимическою соскта сырья (1абдица 1.).

Габяипа 1,

Ьлияпие тепловой обработки на биохимический состав моркови (г/100 |)

Морковь сырая Морковь бланшированная

Су^сие вещее та 12,9 12,2

Крахмал 0,1 ч.х

Пскшновые ветеста 1,4 1,3

Кие 1 члгка 1.15 1,20

Гемицеллюлоза 0,55 0.45

Измельчение растительного сырья, прошедшего тепловую обрабшку,

изменяет в основном только структуру продукта, уменьшает ратмеры

частиц мяко ш. При недостаточном измельченин часг.шм мякогн выпадаю!

в осадок, происходи! расслаивание продукт, чю нории ею внешний »ид и

нарутас! I ткп ешюсп.. При выборе I нособа и 1ме п.ченпн

биашппроважто морковь обраба ткали сначала на прошрочной матине

а Ш1см на I омо! сии за юре или деппие! раюре. Как показали исследовании

при обрабо!ке морковном! полуфабрикат на депш км раюре пронечо.ш I

нрак Iичеекп ночное ра (рушение ни (аминов I омо! еиизапня нракшчески не

втпяег на содержание втамино» и в ю же время пошоляо получи и-

продукт, устойчивый к расслоению . Содержание аскорбиновой кисло 1ы в

бланшированной моркови соолвляе! 56 'V карошиа - 80 о| исло'пюю

О

сыр|>я, нос .к- I омо| ени кщии 53 и 80 % сооизе1с1венно ( таблицы 3 II 5.).

Изменение содержания витаминов моркови на отдельны* стадиях •' технологического процесса

Наименование содержание аскорбиновой содержание каротина

технологической кислоты •.

стадии мг% % от исх. мг% % от исх.

Сырой, продукт 4,5 100 8,6 100 ;

Бланшировка 2,5 56 . 6.9 , 80 .

Гомогенизация 2,4 53 6,9, 80 ;

;

Т.о., для получения морковного сока выбраны следующие технологические параметры обработки моркови: обработка целых неочищенных корнеплодов на пару под давлением 1,2 ати в течение 20-35 минут, очистка, измельчение, гомогенизация, разбавление и пастеризация.

3.2. Получение ферментированного морковного сока

Адаптация молочнокислых бактерий на морковном соке. Выбор эффективной закваски молочнокислых бактерий, способной быстро и' качественно сбраживать морковный сок, является важной . частью разрабатываемой технологии.

Для адаптации на морковном соке были выбраны молочнокислые бактерии, характеристики которых соответствовали требованиям предъявляемым к стартовым культурам за исключением^ способности сбраживать морковный сок. '

Адаптацию проводили по методике, описанной в патенте ФРГ 20010874.

Харак теристики адаптированных заквасок представлены в таблице 6.

г

и

1»блица 6

Характеристика заквасок молочнокислых бамерин, адашированных. на морковном соке

Штамм 15-часовая 20-часо»аи

РН кислотность. *Т КИСЛО!Hot |Ь *"1

[..осuiophiius win. 317/402 5.00 13.50 5,95 13,00

L.acidophiius шт.6 4,30 43,00 4,05 52,00

I. acidophilus шт. 630 4,60 31,50 4.4> 11 00

закваска ацидофи.!. аязкан i;-o 24,00 4,90

закваска ацидофм. неаик. 5,90 12,50 5,95 13,00

L.plantarum В-5772 5,45 19,00 5,00 22.00

S.lnclis В-6361 4,45 32,00 4,30 31.00

S.foecium B-573S 5.75 15,00 5,15 17.50

S.eremorh В-3429 5,85 16.50 5,20 19.00

—:-_!ь-

Для дальнейших исследований и< нмеюши\тя /н'ия in шia\tмии бы ю выбрано ipn. S.iaaix B-i> I. /..acidophiiuv ни.6 и l..m i<h>philn\ mi (>30 >111 фи кулычры чорошо адаптировались ни морковном о же. особенно ¡..acidophilus nii.fi, 20-часовая «акваска ко юрок» iimcci рН 4 о? н кислотность 52 "Т.

Выбор закваски молочнокислых, бактерий. На с ic;i>it»ucM нлк жспернмепта использовали 20-часовые икваеки ipe\ к\лм\р ии ферментации морковного сока. Исходный и ферментированные соки сравнивали по значениям рН, кислотности. а также но iioipvo н-нше сахароз и виду образуемых орга|дческн\ кислот.

Длч дальнейших исследований выли выбраны штаммы S.ltuiix B-6.ift I и L.acidophilus |»т.6 . S.lactis В-6361 образует преимущественно I ( + > молочную кислоту, a /..m-idophilus uir.fi L( + l и D(-) молочн>ю ык ь>п примерно в равных количествах. Оба штамма пофобиянч преимущественно моносахариды и образую« небольшое (0.01-0.04 "•■) количество уксусной кислоты. Соки, ферментированные с помощью ми\ штаммов имеют хорошие органолептическис характеристики.

ИыОор температуры ферментации. Как известно, Ь.аси1ор1хИи^ и 5х(аск$ имени разную оптимальную температуру рост (37 °С и 28 °С ¿«ответственно). Исходя из этого, изучали изменение рН и накопление КчС/югносгп к процессе ферментации морковного сока отдельными ¿уиьтурами. а также их емссыо в соотношении 1.1 при температурах 28, 33 и 37 1С Оаблица 7 и рис. 1). Из полученных данных видно, что смесь зтич куи^тур н соотношении 1:1 при температуре 37 »С несколько Лучше оЗражнвае! морковный сок, чем одна культура Ь.асЫорШиз. При тг>.|п<гра |уре 28 "С тормозиться не только развитие 1..иск1орИИих, но й

Таблица 7.

Влияние температуры на величину рН в процессе ферментации .морковного сока заквасками Ь.аас1ррЫ1и$ шт.6 н 8.1ас1Ь В-6361

< ..с |ав закваски Температура,*С Время, ч

0 8 24 48 72

Л чсМорЬИш и 28 6,10 6,00 5,10 4,75 4,50

5/ип1Л 33 6,05 5,75 4,65 4,50 4,30

(и соогиош. 1:1) 37 . 6,00 , 5,25 4,50 4.00 • 3.30

1-.аш1ор1и1и$ 37 6,05 5,30 4,55 4,05 3,45

28 6,10 5,90 5,50 4,65 3,70

Рис.1 Влияние температуры на накоплен«« кислотности в морковном сок* при культивировании 1-.асШорМ1и» и ЭДсМа

»реи*, ч

р

Подбор cooiношения культур в 1акваске. Морконнмй и>к laiciam заквасками, составленными in L.acidophilus и S.hu tis н соо пюшсниял,.,'?^ 1/1 н 1:2. Показано, что при соотношении штаммов 1.1 осчаючное содержать редуцирующих веществ наименьшее, а pH и кислотпоыь морьонн<>1<> «"кч достигают значений 4,05 и 0,60 % в пересчете на яблочную кисло При соо [ношении 2:1 морковный сок имеет более низкое шаченне pH и высокую кислотное п.. Однако, микроскопические нсслелонання нокамти чю в данном случае ü.laau нракшчсски не развивается. При соотношении 1:2 через 24 часа ферментации необходимые тсхноло! ическис нок.клн.ш сока не достигаю ich.

Выбор посевной дозы и длительное in фермешации. Мсследоил hi эффективное п. ферментации морковного сока заквасками, составленными из Laciitophi/us и S.lcictis в соотношении 1:1 в количестве 3, 5 и 10 '/. к обьему сока. Ферментацию проводили при температуре 37 "С в течении 15 часов. Акали« полученных результатов показал, что при посевной дозе $/■ уже к 20 чао фермещаннн доспнаюкя шачения pH (4.5) и кисломк» ш (0,48 "«) сока, необходимые для получения на его основе cioiikoio КПЧСС1НСНН010 напитка. При уменьшении посевной лозы до 3 ",, нронач фермешаннн )амедляс1ся и пи показатели досгжакнея юлько ь 45 ч.нмм ферментации. Увеличение посевной до *ы до 10 "'« не приводи! к <;imoiiio\i\ ускорению процесса ферментации на первой стадии (20-25 часов), в i" время как в последующие часы ферментации иаблюдаекя реччи нодкисление среды (сока), что может значительно ухудшим. tetHo.ioi ические показатели nainÖici ( таблица 8 и рис.2)

И шчние посевной дозы закваски на рН морковного сока

Время, ч Посевная доза, %

3 5 10

0 7.00 6,85 6.80

5 6,70 5.75 5.80

10 5,95 5.50 5,00

15 5,30 5,00 4,80

20 5,до 4,50 4,60

25 4,85 4,35 4,20

30 4,75 4,30 4.10

40 4,60 4.20 4,00

45 4,50 4,10 3.90

Рис.2 Влияние посевной дозы на накопление .кислотности в морковном соке

время, ч

Исследования изменения содержания нитратов в процессе ферментации морковного сока подобранными заквасками в количестве 5 и 10 % к объему показали, что концентрация нитратов в морковном соке снижается в среднем на 20 % от исходного количества. При этом увеличение количества закваски до 10 % не дает заметного увеличения степени снижения концентрации нитратов. ,

Используя закваски. приготовленные т культур Ь.асНсрЫки шт.€ и Л'/агт В-6361 20-часовою возраста в соотношении !:!, при подобранных в результате проведенных исследования параметрах: •температура 37 "С, посевная доза 5 %, длительность 20 часов - проведена ферментация морковною сока и исследованы его основные биохимические показатели.

Отмечено, что при ферментации не происходит изменения содержания р -каротина и витамина С.

Ферментация морковного сока с помощью молочнокислых бактерий способствовала увеличено кгк -бщей титрушой клслстссш. так н суммы органических кислот.

В процесссе ферментации общая кислотность в Ьоке возросла е 5 раз. Суммарное содержание органических кислот на 58 %.

Установлено, что молочнокислые бактерии и продукты их метаболизма «нгибируют развитие условно-патогенной микрофлоры к морковном соке и придают ему высокие бактерицидные свойства.

3.3. Получение ферментированного иорковио-яблочиого напитка • 3.3.1. Стабилизация ферментированного моркоакого сока

Ферментированный морковный сок без стабилизатора подвержен, сильному расслоению. На основании экспериментальных данных для стабилизации ферментированного морковного сока по разрабаШваемой технологии выбрана добавка 7%-ного раствора крахмала в количестве 20%. В этом случае сок достаточно стабнле:: и добавление крахмала не ухудшает вкус. ': '

3.3.2. Купажирование ферментированного морковного сора

С целью улучшения Ьрганолептнческих свойств к питательной ценности стабилизированный ферментированный" морковный сок

смешивали с несветленным яблочным соком в количестве 20 % к морковному.

При получении неосветленного яблочного сока. на . стадии измельчения использовали аскорбиновую кислоту в количестве 500 мг/кг в качестве ингибитора ферментативного потемнения сока и стабилизатора взвешенных частиц.

В ходе экспериментов было отмечено негативное изменение аромата яблочного сока после добавки аскорбиновой кислоты. Ввиду того что, добавка аскорбиновой кислоты имеет не только питательно-физиологическое значение, но и ряд технологических преимуществ возникла необходимость исследования причин негативною изменения аромата яблочного сока и изучения возможности сохранения органолептических показателей при ее добавлении.

3.4. Исследование причин изменения аромата яблочного неосветленного сока после добавки аскорбиновой кислоты

3.4.1. Сравнение процессов окисления аскорбиновой кислоты в яблочном соке, катализируемых тяжелыми металлами и фермешамн

При сравнении ферментативного окисления аскорбиновой кислоты с окислением, катализируемым тяжелыми металлами, было показано, чю в свежеотжатом яблочном соке происходи! преимущественно ферментативное окисление . Тяжелые металлы (Си, Ре) заметно ускоряют убыль аскорбиновой кислоты в пастеризированном соке. Нанрошв. добавление тяжелых металлов в свежий сок не вносит ощутимых изменений в процесс.

Известно, что для окисления необходим кислород. Если в сок-постоянно подводить азот, количество аскорбиновой кисло п>1 в соке существенно не меняется. Напротив, при интенсивном перемешивании свежего сока расходуется в течение первою часа 397,5 мг/кг аскорбиновой кислоты (или -80% от добавленного количества), в то время как в

пастеризированном соке только -18% от добавленного количества. При добавлении тяжелых металлов (например, меди) к пастеризированному соку нее добавленное количеспю аскорбиновой кислоты расходуется в течение первого часа. Как и ожидалось, при добавлении комнлексообразователя расходуемся меньше аскорбиновой кислоты.

Показано, чю в начале (впервые часы) потребляется больше аскорбиновой кислоты, чем в конце эксперимента (через 20 ч). {1осле 2-3 часов количество израсходованной аскорбиновой кислоты не зависит от ее колнчеС1ва, добавленною в начале жеперимента ( 200. 350, 650 и 800 мг/кг). Сравнивая органолептические показатели этих соков можно отметить, что неприятный запах, вызываемый добавкой аскорбиновой кислоты, нарастает с увеличением ее добавленного количества. В связи с этим, вероялю, что негативное изменение аромата сока связано с оставшимся количеством аскорбиновой кислоты.

3.4.2. Влияние добавленной аскорбиновой кислоты на образование перекиси водорода

Добавление аскорбиновой кислоты в свежеотжатый сок повышает содержание перекиси водорода примерно в 2 раза. Такое же соотношение наблюдается при одновременном добавлении аскорбиновой кислоты и -ионов меди для интенсификации неферментативного окисленения (таблица 9). Сравнивая полученные данные при добавке аскорбиновой кислоты в свежий и пастеризированный соки, можно отметить увеличение в два раза содержания перекиси водорода в пастеризированном соке, где, как известно, исключено ферментативное окисление. При одновременном добавлении аскорбиновой кислоты И тяжелых металлов в свежий и пастеризированный сокн содержание перекиси водорода примерно одинаково.

Содержание перекиси водорода в свежем яблочном соке с добавками аскорбиновой кислоты и попов меди (в мг/д)

Л : с 500 мг/кг АК В : с 500 мг/кг АК и 50 мг/кг Си++ С: без добавок О: с 50 мг/кг Си++

(время. ■-<: А в | С О

0 15.0 60,6 | 7,0 37,7

1 8.5 60,3 | 4,4 28,8

3 7.5 51.7 3.3 27,1

3.4.3. Влияние добавки аскорбиновой кислоты на состав ароматических веществ в неосветленном яблочном соке

Показано, что добавка аскорбиновой кислоты увеличивает общее содержание ароматических веществ, меняя при этом соотношение альдегидов и спиртов. Добавка аскорбиновой кислоты увеличивает содержание спиртов и уменьшает количество альдегидов (таблица 10).

Проведенные в лаборатории органолептические тесты показали, что как в соке , так и в модельных растворах яблочной ароматикн предпочтительным является определенное соотношение альдегидов и спиртов с доминированием альдегидов.

3.4.4. Изучение возможности протекания прямой реакции аскорбиновой кислоты с ароматическими веществами яблочно! о сока

Несмотря на то, что изменение аромата происходит быстро в течение первых 15-30 минут и при этом протекают преимущественно ферментативные окисления, нельзя исключить возможности прямой реакции аскорбиновой кислоты с ароматическими веществами яблочного сока. В литературе описана возможная реакция аскорбиновой кислоты и ненасыщенных альдегидов.

Таблица 10.

Влияние аскорбиновой кислоты на сосгап арслкп пч^ск о. > 1

свежего яблочного сока, выдержанного 2 часа при 35 С

Ароматические вещества с 1000 м г/кг А К Гчм Л К

мг/кг Вар. % мг/кг ВарГ%

^ропанол 0.99 8.20 0.75 1.55

Бутанод 5,85 9,84 4,65 4,69 .

2-Метил-пропанол 0,51 9,22 0.42 1.54

З-Метил-1 -йутнно.т 0.02 3.35 0,02 3.17 '

2-Метни-1 -бутанол 2,17 8,92 1,й4 1,09

1 -Гексанол 3,29 8,66 2,90 2 72

Транс-2-гексен-1 -ол 0,34 2,91 0,24 2,62

Спирты 13,17 7,30 10.81 2,48

Этилацетат 1,31 7,69 1,17 7,72

Этилбутират 0,48' 3.66 0,46 6,11

Метилбутират 0,01 9,35 0,01 9,71

Бутилацетат '; 1,07 5,20 1,05 6,45

Этил-2- метилбутират 0.09 7,6 [ 0.10 7.10

Пропилбутират 0,01 8,93 0,01 9,57

З-Мстилбутилацетат 0,33 5,03 0,33 5,13

Гехсилацетат 0,09 8,17 0,10 9.41

Гексил-2-метилбутират 0,01 9,43 0,01 9.86

Эфиры 3,38 7,23 3,24 7.90

Бутанал 0,27 8,24 0,44 5,59

Гексанал 0,71 9.53 0.67 3,94

Транс-2-гексенал 0,67 "8,32 0.63 3,41

Альдегиды 1,66 8,70 1.79 4,31

Сумма 18.20 7,49 15.84 5.34

Исследования в модельных растворах были сконцентрированы на

важных составляющих ароматики яблочного сока - транс-2-гексенала -! " ненасыщенного альдегида и для сравнения насыщенного альдегида -

гексанала: Исследования по всему 'составу ароматических 'ч'песгн

проводились в разбавленном концентрате ароматических ¡¡смеет

яблочного сока и в пастеризированном яблочном соке.

Из полученных данных можно заключить, что прямая реакция между

аскорбиновой кислотой и ароматическими веществами возможна в

модельных растворах (при рН 3.5). Однако в пастеризированном соке изменения в составе ароматических веществ лежат в области ошибок.

Полученные данные не исключают возможности реакции аскорбиновой кислоты и транс-2-гексенала.

3.4.5. Влияние аскорбиновой кислоты на активность липоксмгеназы

Липоксигеназа - один из ферментов, играющих важную роль в образовании аромата яблочного сока.

Добавка аскорбиновой кислоты к ферменгу, экстрагированному из яблок сорта Golden Delicious (таблица II ) и Elstar (таблица 12), тормозит активность липоксигеназы (LOX-активностъ). При слабой ЬОХ-акшвносш (0,050 jnM линолевой кислоты/мин) 1000 мг/кг добавленной аскорбиновой кислоты ннгибирует на 96% начальную активность (или 0,048 jnM ЛК/мин в абсолютных величинах), при высокой LOX-актнвносги (как для copia Elstar) - только на 60% (или 0,053-0,055 jnM ЛК/мин). В последнем случае торможение активности как для аскорбиновой кислоты, так н для изоаскорбиновой кислоты одинаково. Из вышеописанного можно заключить, что 1000 мг/кг добавленной аскорбиновой кислоты ингибируе! LOX-активность примерно на 0,05 jnM ЛК/мин.

Таким образом, проведенные исследования позволяют высказать предположение, что добавка аскорбиновой кислоты шн нбируст ферментативный процесс образования аромата. Ингибитором можег быть как сама аскорбиновая кислота, так и перекись водорода, содержание которой повышается в результате окисления аскорбиновой кисло[Ы, катализируемого ионами тяжелых металлов. Так как аскорбиновая кислота добавляется на ранней стадии технологического процесса (для "избежания ферментативного потемнения) желаемый фруктовый арома г при ее добавке в количестве 500 мг/кг не развивается в достаточной степени.

Влияние аскорбиновой кислоты на активность липоксш еназы ич яблок'сорю Golden Delicious

АК. LOX-Активность остат.

мг/кг рМ JlK/мнн акгивн..

Среднее Погреши. "„

- 0,050 0,001

10 0.042 0.002 ' 84,0

100 0.041 0.002 82.0

500 0,018 0,003 36.0

1000 0.002 0.001 4.0

Таблица 12.

Влияние аскорбиновой кислоты на активность липокситеназы из яблок сорта F.lstar

АК, MI/KT LOX- активность, цМ Л К/мин остаточная активность, %

АК Изо-АК

Среднее Погреши. Среднее Погреши. АК Изо-АК

- 0,131 0,003 0.131 0,003

10 0,107 0,002 0,099 0,002 81.7 76,0

100 0,100 0,001 0,093 0,001 76,3 71,2

500 0,094 0.001 0,091 0,001 71,8 69,9

1000 0.0 78 0,001 0.076 0.001 59,5 57,9

На основании проведенных исследований рекомендовано

использовать добавку аскорбиновой кислоты не более 100-200 мт/кт в зависимости oí сорта яблок. Эта дозировка достаточна для стабилизации яблочного ; сока и частичного предотвращения его потемнения. Одновременно использование такой дозировки позволит получить яблочный сок с развитым ароматом, необходимым для купажирования морховно! м сока. ■

3.5. Наработка экспериментальной партии продукта Наработку экспериментальной партиии ферментированного морковно-яблочното напитка проводили на стендовой установке при выбранных оптимальных технологических режимах.

Наработку экспериментальной партии напитка поводили соотис1С1венпо технологической схеме, основные стадии которой

следующие:

Мойка моркови

Инспекция

Мойка яблок

Бланширование

•I

Очистка

1 Ьмельчснне

Гомогенизация

Разбавление

Г

Пастеризация

I 1

Ферментация

Стабилизация

1

Купажирование 1 '

Пастеризация

- вода

Инспекция

I

Измельчение

Получение сока

Г

яблочный сок

■ молочнокислые бактерии раствор крахмала

аскорбиновая кислота

морховно-яолочныи напиток

Физико-химические и органолептические показатели полученного нг.питка представлены в таблице 13. .

Физико-химические и opi анозспгическмс показатели морковни-ябло'чното налитка

Фишка-\ и ш/'/1ГЛ'ш\ пока дане ш

Массовая доля cvmic веществ, 8.10*0,10

Кисло шоец., cM^KK'iiiop.i 1 илроокиси

ftaipiiH. концентрацией 0,1 моль/дм®»;! *

100 ск? напитка- ■ 70.00i0.50

Кислотность, и nepetneie на

яблочную кисло|>, " 0,50*0,04

Доля мякоти, % 4041.00

Op?ami7?nmu4ecxtje поыз/ime.vj

Внешний вид стоикозамутненная жидкость

Цвет абрикосовый

Вкус и аромат кисло-сладкий, фруктовый

Наработанный напиток прошел испытания в клинике института питания РАМН. Получено положительное заключение.

На основании проведенных исследований разработан и утвержден комплект научно-технической документации на организацию производства ферментированного морковнояблочного напитка.

ВЫВОДЫ

1. Определены технологические параметры обработки моркови,

*■ - • •

обеспечивающие наибольшую сохранность пищевых веществ' и ортанолептических показателей : разваривание целых неочищенных корнеплодов на пару под давлением при 1,2 ати в течение 20-35 миьут.

2. Подобраны штаммы молочнокислых бактерий, способные сбраживать морковный сок. Составлена закваска из Lactobacillus acidophilus штамм б И Streptococcus tacth В-6361 в соотношении 1:1,, адаптированные на морковном соке.

3. Разработан режим ферментации морковного сока: засев 20-часовой закваской в количестве 5% к объему, 1емпература -37 °С, длительность - 20 часов.

4. Исследованы возможные причины негативного влияния добавки аскорбиновой кислоты на аромат яблочного сока. Показано, что при переработке фруктов с добавкой аскорбиновой кислоты доминирующим является ее ферментативное окисление по' сравнению с окислением, катализируемым тяжелыми металлами. Установлено,что . при добавке аскорбиновой кислоты в соке происходит увеличение перекиси водорода в 2 раза; ингибирование активности липоксигеназы; изменение соотношения альдегидов и спиртов в составе ароматических веществ в сторону доминирования спиртов. Показана возможность протекания прямой реакции аскорбиновой кислоты с транс-2-гексеналом. Сделано, предположение, что'добавка аскорбиновой кислоты на стадии измельчения сырья в количестве 500 мг/кг ингибирует ферментативный процесс образования аромата. Предложено для предотвращения потемнения яблочного сока сократить добавку аскорбиновой кислоты до 200 мг/кг с целыр сохранения желаемого фруктового аромата.

I

5. Составлена рецептура ферментированного морковно-яблочного напитка: ферментированный морковный сок -10%,

7%-ный раствор крахмала - 14 %,

неосветленный яблочный сок с добавкой аскорбиновой кислоты -16 %.

6. На основании проведенных исследований разработан и утверОДен комплект научно-технической Документации на организацию производства ферментированного морковно-яблочного напитка.

7.Разработанный напиток прошел клинические испытания . Получено положительное заключение.