авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Разработка и оценка товароведных свойств сахара и сахарсодержащих продуктов с улучшенными потребительскими характеристиками на основе тростникового

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

КРИВОВОЗ
Алексей Григорьевич

Разработка и оценка товароведных свойств

сахара и сахарсодержащих продуктов

с улучшенными потребительскими

характеристиками на основе

тростникового сахара-сырца

Специальность 05.18.15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2011

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» на кафедре товароведения и основ пищевых производств

Научный руководитель доктор технических наук, профессор, Сидоренко Юрий Ильич
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Криштафович Валентина Ивановна кандидат технических наук, доцент Мойсеяк Марина Борисовна
Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова»

Защита состоится 21 декабря 2011 г. в 12-00 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.08 при ФГБОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, корп. А., ауд. 302.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МГУПП».

Автореферат отправлен по адресу referat_vak@mon.gov.ru для размещения в сети Интернет Министерством образования и науки РФ и размещен на сайте http://www.mgupp.ru .

Автореферат разослан 19 ноября 2011 г.

Учёный секретарь Совета Д. 212.148.08 к.х.н., доц. В.С. Штерман

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В связи с повышением уровня жизни населения РФ и вступлением России в ВТО совершенствуется нормативная база пищевой промышленности, повышаются требования к качеству и ассортименту продовольственных товаров, их биологической и физиологической ценности. Сахар является товаром повседневного спроса, физиологическая норма потребления которого составляет примерно 100 г/сут, рекомендуемая – не более 50-60 г/сут. Избыточное потребление рафинированной пищи, в том числе белого сахара, вызывает болезни, связанные с обменными процессами и объединенные термином «метаболический синдром». Потребление нерафинированного или не полностью очищенного сахара, содержащего моносахариды, минеральные веществ и органические кислоты, поможет решению этой проблемы. Актуальность данной работы обусловлена возможностью формирования высоких потребительских свойств сахара-сырца и получения из него сиропов пищевого достоинства по упрощенной технологии (без перекристаллизации) и с сохранением части его физиологически ценных нутриентов.



Цель и задачи исследования. Цель работы – с учетом научно-обоснованного процесса формирования улучшенных потребительских характеристик разработать товароведную оценку и технологию производства сахара и сиропов из тростникового сахара-сырца.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

  • провести исследование рынка сахара сахара и сиропов;
  • обосновать выбор направления обработки тростникового сахара-сырца, и использования меланоидиновых ингредиентов в сиропах из сахара-сырца;
  • установить нормируемые показатели качества сахара из тростникового сахара-сырца путем исследования его товароведных характеристик;
  • исследовать влияние обработки раствором этанола и отделения мелких и крупных фракций сахара-сырца на качество и безопасность сахара;
  • исследовать состав и свойства красящих веществ тростникового сахара-сырца и влияния на них различных способов обработки;
  • разработать научно обоснованные технологии сахара и сиропов из тростникового сахара-сырца с заданным цветом и ароматом;
  • разработать способы повышения сохраняемости сахара-сырца;
  • усовершенствовать методы анализа сахара;
  • разработать нормативную и техническую документацию на сахар-сырец тростниковый очищенный;
  • провести экономическое обоснование целесообразности разработанного сахара.

Научная новизна работы. По итогам выполненного комплексного исследования получены следующие научные результаты:

  • предложен метод оценки сахара для прогнозирования сохранения качества после его хранения;
  • предложено при гранулометрической оценке качества тростникового сахара-сырца проводить определение среднего размера кристаллов и коэффициента неоднородности с предварительным отделением из массы сахара фракций мелкой и крупной фракции, что особенно эффективно после промывания кристаллов раствором этанола;
  • определена возможность использования для сахара-сырца методики количественной оценки качества сахара при профильном анализе;
  • установлена возможность повышения сохраняемости сахара в присутствии сульфитов;
  • исследована цветность и соотношение групп соединений, образующих комплекс красящих веществ, до и после этанольной очистки тростникового сахара-сырца в сравнении с термической обработкой. Установлено, что адсорбционная обработка снижает термоустойчивость сиропов. Изучены индикаторные свойства красящих веществ тростникового сахара-сырца;
  • определено, что влага в сахаре-сырце находится в свободной и связанной форме, а на кристаллах очищенного сахара-сырца – только свободная влага; следовательно, влага, адсорбированная при увлажнении очищенного этанолом сахара-сырца, способна полностью десорбироваться с кристаллов;
  • предложено использование меланоидинов для получения окрашенных сиропов с фруктовым, цветочным, карамельным, ванильным и хлебным ароматами;
  • обосновано удаление мелких, крупных кристаллов и выделение средней фракции в целях снижения цветности сахар-сырца;
  • изучено влияние адсорбционной очистки на снижение термоустойчивости сиропов сахара-сырца;
  • определена возможность разделения в потоке раствора этанола кристаллов сахара-сырца, тяжелых и легких примесей, имеющих различную плотность;
  • установлено, что в результате этанольной обработки тростникового сахар-сырца улучшаются органолептические свойства, сохраняется габитус, повышается содержание сахарозы, микробиологическая чистота, снижается влажность, цветность, гигроскопичность, повышается способность к хранению.

Практическая значимость и реализация результатов работы. В результате обобщения проведенных исследований, для практического использования в товароведной оценке сахара и сиропов, а также в перерабатывающих отраслях промышленности, использующих эти продукты, сформулированы предложения, перечисленные ниже.

  • Разработан способ оценки качества сахара по интенсивности формирования цветности в процессе термической обработки для прогнозирования его изменений при хранении.
  • Усовершенствован способ определения гранулометрического состава по среднему размеру кристаллов и коэффициенту неоднородности сахара-сырца после промывания раствором этанола.
  • Разработан экспертный метод в профильном анализе сахара-сырца по 12 параметрам для количественного выражения качества.
  • Предложено использование сульфитов при хранении сахара с целью ингибирования образования красящих веществ и предотвращения развития микроорганизмов. Подтверждена безопасность хранения сахара с сульфитами.
  • Разработана технология очищенного сахара-сырца, включающая отделение примесей, выделение кристаллов размером 0,25-1,5 мм, пропаривание и промывание кристаллов раствором этанола концентрацией 84-86 % и сушку на воздухе. Подтверждена безопасность сахара-сырца, обработанного по предложенной технологии.
  • Разработано устройство непрерывнодействующего классификатора для фракционирования сахара-сырца и примесей, этанольной обработки и вывода спирта.
  • Разработана технология получения окрашенного сахарного сиропа с заданным ароматом путем получения раствора меланоидинов и растворения в нем сахара.
  • Результаты диссертационной работы проверены в производственных условиях в ООО «Традиции качества».
  • По результатам проведенных исследований разработаны проекты стандарта на сахар-сырец тростниковый очищенный и технологическая инструкция по производству сахара-сырца тростникового очищенного.

Апробация результатов работы. Основные результаты исследований, выполненных автором, были представлены в виде докладов на ежегодных Международных научно-практических конференциях «Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров», «Сахар».

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных статей, в том числе 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ к опубликованию.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает введение, критический обзор литературы по теме диссертации, экспериментальную часть, содержащую методы исследования, результаты экспериментов и их обсуждение, выводы по результатам работы, список использованной литературы по теме диссертации, включающий 138 наименований отечественных и зарубежных авторов; 6 приложений. Текст диссертации изложен на 156 с., иллюстрирован 12 рисунками, 43 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности диссертации, цели и задач исследований, научную новизну и практическую значимость работы.

В Главе 1 «Обзор литературы» дан критический анализ нормативной, технической, научной литературы теме диссертации. Рассмотрены классификация, ассортимент, требования к качеству сахара, факторы, формирующие потребительские свойства сахара-сырца и сахарных сиропов. Особое внимание уделено свойствам красящих веществ сахара, возможности предотвращения их образования и способам удаления.

В Главе 2 «Экспериментальная часть» представлены объекты и методы исследования, а также результаты экспериментов и их обсуждение.

В разделе «Объекты и методы исследования» даны характеристики образцов сахара-сырца, сахара-песка и белого сахара, которые служили объектами исследования. В работе использованы органолептические, физико-химические и микробиологические методы исследований. Органолептические показатели тростникового сахара-сырца оценивали согласно ГОСТ Р 52305-2005 «Сахар-сырец. Технические условия». Органолептические показатели растворов сахара-сырца определяли в соответствии с ГОСТ Р 12576-89 «Сахар. Методы определения внешнего вида, запаха, вкуса и чистоты». Массовую долю влаги в кристаллическом сахаре определяли высушиванием образца до постоянной массы в соответствии с ГОСТ 12570-98 «Сахар. Методы определения влаги и сухих веществ». Массовую долю сухих веществ в растворе определяли рефрактометрическим методом с помощью рефрактометра марки ИРФ-454Б2М. Плотность растворов определяли ареометрическим методом. Массовую долю сахарозы определяли по ГОСТ 12571-98 «Сахар. Метод определения сахарозы» поляриметрическим методом. Цветность определяли фотометрическим методом по ГОСТ Р 52305-2005 «Сахар-сырец. Технические условия». Реакцию среды (рH) растворов измеряли с помощью рH-метра марки HI 8314. Содержание диоксида серы в сахаре определяли фотометрическим методом. Массовую долю высокомолекулярных соединений и веществ коллоидной степени дисперсности определяли методом А.В. Думанского и С.Е. Харина, основанном на их осаждении из водного раствора 9-кратным количеством этилового спирта. Гранулометрический состав сахара определяли по ГОСТ 12579-67 «Сахар-песок и Сахар-рафинад. Метод определения гранулометрического состава». Определение содержания и активности влаги методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в сахаре-сырце проводили на спектрометре Bruker АС-200. Микробиологический метод анализа сахара и сахарных растворов состоял из количественного учета микроорганизмов с одновременным определением их групповой принадлежности, который проводили классическим чашечным глубинным методом посева на различных питательных средах в соответствии с ГОСТ 26968-86 «Сахар. Методы микробиологического анализа».Гигроскопичность определяли тензиметрическим методом. Массовая доля инвертного сахара была определена по методу Мюллера. Количество фракций красящих веществ определяли, регистрируя спектры поглощения на спектрофотометре Agilent Technologies 95-00 (UV-Visible Chem Station).





В разделе «Результаты экспериментов и их обсуждение» были проведены исследования в соответствии с целью и поставленными задачами.

Анализ рынка и ассортимент сахара и сахарных сиропов. Сахар является ликвидным и рентабельным товаром, легко хранится. Рынок сахара и сахарных сиропов в России является насыщенным, составляет около 5,5-6,0 млн т сахара в год, причем 60 % производят из сахарной свеклы, 40 % - из сахара-сырца. Таким образом, в Россию для переработки ввозят большие объемы сахара-сырца (около2 млн т в год). По объему бльшую часть рынка составляет сахар-песок, а коричневый сахар и сиропы пользуются устойчивым и растущим спросом. При анализе объединенного ассортимент торговых сетей «Утконос» и «Седьмой континент» оказалось, что белый сахар (сахар-песок, сахар-рафинад, белый кусковой сахар, белый крупнокристаллический сахаром) имеет 15 наименований, коричневый сахар (кристаллический, кусковой нерафинированный) – 31 наименование, сиропы – 30 наименований. Стоимость коричневого нерафинированного тростникового сахара в среднем в 5-10 раз больше, чем сахара-песка, и в 2,5-5 раз больше, чем сахара-рафинада. Наибольшая доля ассортимента сахара принадлежит России (38 %) и Франции (34 %). Сиропы представлены 33 наименованиями, в основном, сахарозные, фруктозные или с использованием сахарозаменителей, концентратов соков, красителей, ароматизаторов, часто с добавлением крахмальной патоки для повышения вязкости. На основании анализа состояния рынка и ассортимента сахара и сиропов можно сделать вывод, что потребность в нерафинированном сахаре и сахарных сиропах является высокой, несмотря на высокую стоимость этих продуктов.

Влияние различных факторов на цветность и использование меланоидинов в производстве сиропов

Зависимость термоустойчивости сиропов от их обесцвечивания. В традиционной технологии получения пищевых сиропов используется термическая обработка, а при получении обесцвеченных сиропов адсорбционная очистка. Термоустойчивость сиропов зависит от буферной емкости, изменяющейся при адсорбционной очистке. В эксперименте в течение 12 ч нагревали сироп сахара-сырца до и после обесцвечивания активным углем. Если вначале нагревания цветность обесцвеченного сиропа была практически в 2 раза ниже необработанного, то в конце опыта значения цветности практически сравнялись. Следовательно, при приготовлении пищевых сиропов процессы их обесцвечивания необходимо выводить на конечную стадию технологического цикла, и не сгущать сиропы при нагревании после адсорбционной очистки.

Фракционная оценка цветности сахара-сырца и влияние на нее промывания спиртом. Красящие вещества сахара представлены продуктами кислотно-щелочного распада, продуктами карамелизации и меланоидинами. Для определения доли каждой группы красящих веществ в сахаре-сырце и влияния обработки кристаллов сахара раствором этанола концентрацией 85 об.%, которая является наиболее эффективной для удаления несахаров с кристаллов, так как сахароза растворима в воде и практически не растворима в этаноле. В водных растворах спирта растворимость тем больше, чем больше воды содержит смесь.

В растворах исходного и промытого спиртом сахара-сырца были зарегистрированы спектры поглощения в интервале длин волн 210-380 нм на спектрофотометре Agilent Technologies 95-00 (UV-Visible Chem Station). На спектрах при длинах волн 250, 282 и 300 нм фиксировали оптическую плотность, соответствующую максимуму поглощения света продуктами кислотно-щелочного распада сахара, продуктами карамелизации сахара и меланоидинами, и рассчитывали долю каждой группы. Оказалось, что основную массу красящих веществ составляют меланоидины - 65,1 %, продукты кислотно-щелочного распада моносахаридов - 31,7 %; продукты карамелизации сахара – всего 3,2 %. После промывания этанолом соотношение изменилось незначительно, соответственно 62,5; 34,6; 2,9 %. Для сравнения проанализировали сироп, приготовленный из сахара-сырца и термостатированный 60 мин при 1000 С. Оказалась, что после термической обработки доля меланоидинов увеличилась до 83,1 %, продуктов карамелизации до 7,3 %, а продуктов кислотно-щелочного распада моносахаридов снизилась до 9,6 %. Таким образом, меланоидиновая реакция в сахарсодержащих продуктах является преобладающей, так как реакции формировании продуктов кислотно-щелочного распада сахара и продуктов карамелизации сахара протекают по первому порядку, и цветность растет пропорционально скорости распада сахара, тогда как меланоидиновая реакция формируется по второму порядку.

Индикаторные свойства красящих веществ сахарсодержащих продуктов. Для изучения индикаторных свойств красящих веществ исследовали изменение цветности от рН растворов белого сахара, сахара-сырца, сиропа черной смородины, свекловичного сиропа, свежеотжатого свекловичного сока, вишневого сиропа в интервале рН 1-11. Если влияние pH на цветность белого сахара было незначительным, то цветность остальных продуктов имела четко выраженные индикаторные свойства, уменьшаясь при снижении рН. Зависимости свекловичного и вишневого сиропа в зоне pH 2-5 наблюдался минимум цветности, обусловленный, по-видимому, наличием изоэлектрической точки в цветных веществах и частичной их коагуляцией, в результате чего цветность снижалась. Индикаторные свойства следует учитывать при сравнении цвета пищевых продуктов.

Получение и характеристики меланоидинов и сиропов с меланоидиновыми ингредиентами. В присутствии аминокислот цветность в сахарсодержащих сиропах зависит от pH среды. В зависимости от pH меняется и устойчивость сахара. Например, моносахариды наиболее устойчивы при pH 2,5-4,5, где меланоидиновая реакция практически подавлена. Однако, с изменением pH менее 2,5 или более 4,5, устойчивость глюкозы снижается, и она более активно вступает в реакцию формирования цветных продуктов. В тростниковом сахаре-сырце аккумулируются аминокислоты сахарного тростника, в основном, аспарагиновая, глутаминовая, аланин, глицин, серин.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.