Разработка промышленной технологии комплексной переработки чеснока для производства продукции функционального назначения

Питание является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье населения. Правильное питание способствует профилактике заболеваний, продлению жизни людей, повышению их работоспособности и создает условия для адекватной адаптации их к окружающей среде. В связи с этим, в последнее время во всем мире резко возросло внимание научной общественности к проблемам, связанным с питанием.

К приоритетным направлениям современной науки о питании относятся организация рационального и сбалансированного питания, профилактика заболеваний, связанных с дефицитом полноценных белков, витаминов^ мак-ро-и микроэлементов и других незаменимых факторов питания.

Пищевая и перерабатывающая промышленность является главным звеном в структуре агропромышленного комплекса. Основные задачи, стоящие перед работниками данной отрасли промышленности на ближайшую перспективу, сформулированы в «Концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2005 года», одобренной Постановлением Правительства РФ № 917 от 10.08.98 г. В ней предусмотрено, в частности, .создание технологий производства качественно новых пищевых продуктов с направленным изменением химического состава, соответствующим потребностям организма человека, в т. ч. продуктов. лечебно-профилактического назначения для предупреждения различных заболеваний и укрепления защитных функций организма.". 35].

В последнее время представление о здоровом питании получило развитие в теории, так называемого, функционального питания, согласно которой в современных условиях питанию должны быть приданы новые дополнительные функции помимо поддержания нормальной жизнедеятельности человека.

Считается, что основной путь получения продуктов функционального питания — это создание разнообразных добавок, в том числе с повышенными пищевыми и биологическими свойствами.

В связи с этим перед пищевой промышленностью стоит задача создания таких продуктов питания, которые, не являясь лечебными, помогали бы организму справляться с трудностями, вызванными болезнями, плохой экологией, профессиональными чрезмерными нагрузками, стрессовыми ситуациями, возрастными изменениями и др.

Большая часть пищевых добавок, используемых в промышленности, получается химическим путем. К ним относятся ароматизаторы, красители, подсластители, эмульгаторы и др. В то же время различное растительное сырье, например, плоды, ягоды, овощи являются настоящей кладовой белков, пищевых волокон, витаминов, полисахаридов, ароматических, красящих, минеральных веществ, органических кислот и др.

В связи с этим особый интерес приобретает чеснок, который с давних пор известен уникальным комплексом свойств, позволяющих благоприятно воздействовать на организм сразу в нескольких направлениях.

По своим функциям вещества чеснока многообразны: одни обеспечивают сбалансированность питания, другиеобладают целебными свойствами, третьи — помогают организму быстро восстанавливать жизненный тонус.

Актуальность работы. Чеснок является биологически нележкоспо-собным сырьем. Лучше всего он храниться при температуре +1 — +3°С и относительной влажности воздуха не более 70−80%. Как правило, постоянно поддерживать такой режим хранения экономически невыгодно. Учитывая то, что в реальных условиях современных хранилищ максимальные потери чеснока могут достигать 30%, решение вопроса своевременной переработки его становиться особенно актуальным.

По своему химическому составу чеснок чрезвычайно ценное растение. Питательная ценность чеснока обусловлена, в основном, содержанием в нем до 40% растворимых сухих веществ, более 58% инулина (в сухих зубках), до 13,3% - белковых веществ. Инулин чеснока, относится к растворимым пищевым волокнам, содержащим фруктозу, что делает чеснок ценным диетическим продуктом питания.

Содержание в чесноке аскорбиновой кислоты, витаминов группы В, пектина, полисахаридов, аминокислот и других ценных биологическиактивных веществ дает основание использовать его для получения разнообразных продуктов функционального назначения.

Особо резкий запах и острый вкус чеснока зависят от содержания в нем эфирного масла, количество которого колеблется в пределах от 0,1 до 0,2%.

Составной частью сока чеснока из листьев, свежих побегов, корней, плодов, луковиц являются также фитонциды, обуславливающие бактерицидные и фунгицидные свойства, вызывающие обычно столь быструю гибель бактерий, что это явление можно сравнить с действием высокой температуры или консерванта.

Несмотря на уникальные свойства чеснока, использование его довольно ограничено.

Чеснок, как пряно-вкусовое растение помимо употребления в свежем виде, находит применение при солении и мариновании различных овощей, изготовлении колбасных и мясных изделий, а также как необходимая острая приправа ко многим блюдам в кулинарии. Однако, следует отметить чрезмерно острый вкус и специфический аромат эфирного масла чеснока не позволяет в полной мере использовать белково-углеводный комплекс этого уникального природного продукта.

Следовательно, необходимость проведения исследований по разработке технологии комплексной переработки чеснока, направленных на раздельное использование ценных составляющих чеснока — чесночного масла и бел-ково-углеводного комплекса, очевидна.

Цель и задачи исследований.

Провести исследования по установлению технологических приемов, позволяющих максимально сохранить в готовых продуктах биологическиактивные вещества исходного сырья, разработать промышленную технологию комплексной переработки чеснока для создания расширенного ассортимента продукции функционального назначения с высокими качественными показателями.

В соответствии с поставленной целью было намечено решение следующих задач:

— исследовать процесс водной экстракции чеснока;

— установить параметры процесса разделения белково-углеводного комплекса на белково-пектиновую пасту, инулинсодержащий углеводный концентрат и шрот (растительное волокно);

— исследовать процесс получения чесночного масла с использованием сжиженных газов;

— разработать промышленную технологию комплексной переработки чеснока;

— определить пищевую и биологическую ценность продуктов комплексной переработки чеснока;

— изучить возможность использования продуктов комплексной переработки чеснока в качестве добавок;

— установить физико-химические и органолептические показатели качества продукции, выработанной с использованием чесночных добавок;

— разработать на основе системы машинных технологий операторную модель комплексной переработки чеснока.

Научная новизна работы состоит в следующем:

— впервые получена эмпирическая модель процесса водной экстракции чеснока, позволяющая определить основные технологические показатели (степень извлечения белковых веществ, Сахаров и растворимых сухих веществ) в зависимости от условий ведения процесса;

— изучено влияние ступенчатого изменения рН среды на осаждение белковых фракций из водного экстракта чеснока;

— установлены параметры обработки чесночной массы сжиженным углекислым газом;

— впервые определен химический состав СОг-экстракта и эфирного масла, полученного из него;

— изучено влияние чесночного сиропа на агрегацию тромбоцитов плазмы крови человека, индуцируемую АДФ (аденозиндифосфорной) кислотой;

— разработана и научно обоснована промышленная технология комплексной переработки чеснока на основе разделения его на следующие составляющие: белково-углеводный комплекс и чесночное масло.

Новизна технического решения подтверждена двумя патентами № 2 135 051 «Линия переработки чеснока» и № 2 135 004 «Линия комплексной переработки чеснока», заявленными 13.10.97 г.

Защищаемые положения:

— промышленная технология комплексной переработки чеснока;

— пищевая и биологическая ценность продуктов комплексной переработки чеснока;

— направления использования продуктов переработки чеснока для расширенного ассортимента пищевой продукции функционального назначения.

Практическая значимость работы заключается в разработке технологии комплексной переработки чеснока с использованием водной и СО2-экстракций, процесса разделения белково-углеводного комплекса с целью получения чесночного масла, белковой пасты, сиропа и шрота для производства расширенного ассортимента пищевых продуктов функционального назначения с высокими качественными показателями.

Указанная технология позволяет заменить трудно осуществимое в промышленных условиях дорогостоящее хранение озимого чеснока.

Аппаратурное оформление технологических процессов осуществлено с помощью типового оборудования, используемого на предприятиях консервной отрасли.

Разработаны ассортимент, рецептуры новых видов пищевой продукции функционального назначения, «Инструктивные указания по производству продуктов комплексной переработки чеснока и их использованию при изготовлении разнообразной продукции функционального назначения», утвержденные 17.12.2001 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. Проведен анализ литературных данных, включающий в себя сведения по химическому составу чеснока, его лечебно-профилактическому значению, показано современное состояние промышленной переработки чеснока и необходимость его использования для производства продуктов функционального назначения.

2. Исследован процесс водного экстрагирования чеснока, получены уравнения регрессии, адекватно описывающие эксперимент. Установлены параметры экстрагирования: подготовка чеснока к экстрагированию (сор-тнировкйу 3umu ч ив анис и, прогревание при температуре 50 ±-3°С продолжительностью 5 час, разбивание на зубки, очистка, мойка, дробление до размеров частиц не более 0,8 мм, прогревание массы до температуры 50±-3°С') и собственно экстрагирование при температуре 50 ±-3°С в течение 30 мин.

3. Определено, что из 1 т свежего чеснока получается (в кг): белковой пасты (W-86%) — 242- фруктозного сиропа (W-65%) — 417- С02~экстракта, содержащего 44% эфирного масла и 48% жирной составляющей чесночного масла. — 2- шрота (W-6%) — 42.

4. Исследованы органолептические, физико-химические, химические и микробиологические показатели качества продуктов. Установлено, что все продукты комплексной переработки чеснока обладают высокой пищевой и биологической ценностью и могут быть использованы в качестве добавок при изготовлении различных пищевых продуктов функционального назначения.

5. Установлено, что в процессе переработки сохраняется важнейшее свойство свежего чеснока — тормозить агрегацию тромбоцитов плазмы крови человека, индуцируемую АДФ (аденозиндифосфорной) кислотой.

6. Разработаны технологические параметры процесса СОг-экстрагирования дробленой чесночной массы в докритической стадии: влажность массы — 11%- соотношение (продукт: наполнитель) — /: 3,0.

Режим экстрагирования: давление — 6,5 МП атемпература — 20°Спродолжительность — 40 мин.

7. Впервые изучен химический состав СС^-экстракта и эфирного масла из него с помощью хроматографического и хроматомасс-спектрометрического анализа данных продуктов. Обнаружено 36 серосодержащих компонентов.

8. Разработаны технологические схемы:

— комплексной переработки чеснока на белковую пасту, фруктозный сироп и шрот;

— комплексной переработки чеснока с использованием СОг-экстракции для получения чесночного масла, белковой пасты, фруктозного сиропа и шрота.

9. Разработана операторная модель и произведен подбор оборудования для технологической линии комплексной переработки чеснока производительностью 70 кг/ч (по исходному сырью).

10. Разработан ассортимент продукции функционального назначения.

11. Разработаны и утверждены «Инструктивные указания по промышленному производству продуктов комплексной переработки чеснока и их использованию при изготовлении пищевой продукции функционального назначения», утвержденные 17.12.2001 г.