Розширення асортименту цукрів з функціональними властивостями

Abstract

Дисертаційну роботу присвячено науковому обґрунтуванню та розробленню технології цукру, збагаченого похідними переробки дикорослої плодово-ягідної сировини, з подальшим використанням отриманого продукту у виробництві харчових продуктів з доданою вартістю. У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету та завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи є наукове обґрунтування та розроблення технології цукру, збагаченого похідними переробки дикорослої плодово-ягідної сировини (горобини звичайної, бузини чорної, калини звичайної, обліпихи крушиноподібної), з наступним використанням отриманого продукту у виробництві харчових продуктів з доданою вартістю. У розділі 1 «Теоретичні аспекти формування асортименту та технологічні принципи збагачення цукру» проаналізовано роль цукру у харчуванні та промисловості, систематизовано дані щодо асортименту цукру у світі та в Україні, розглянуто сучасні підходи до збагачення харчових продуктів та інноваційні способи розширення асортименту цукрів з функціональними властивостями. Обґрунтовано доцільність застосування дикорослої ягідної сировини Сумського та суміжних регіонів (горобини звичайної, бузини чорної, калини звичайної, обліпихи крушиноподібної) як природного джерела вітамінів С, Е, К, флавоноїдів, антоціанів, органічних кислот та амінокислот для збагачення цукру. Також проаналізовано праці українських науковців, котрі вивчали процес осмотичної дегідратації, зокрема це Самілик М.М, Потапов В.О., Захарова І.Ю.. У розділі 2 «Об'єкти та методи досліджень» визначено об'єкт, предмет та методи дослідження, розроблено програму експериментальних досліджень, спрямовану на наукове обґрунтування технології збагаченого цукру. Для оцінки органолептичних, фізико-хімічних, мікробіологічних показників якості відпрацьованих осмотичних розчинів, збагаченого цукру та продуктів на його основі підібрано відповідне обладнання та методи дослідження, зокрема високоефективну рідинну хроматографію та математичне моделювання методом поверхні відгуку (RSM). У розділі 3 «Обґрунтування доцільності використання відпрацьованих осмотичних розчинів для збагачення цукру» досліджено органолептичні, фізико-хімічні та мікробіологічні показники, а також харчову і біологічну цінність відпрацьованих осмотичних розчинів, отриманих при осмотичній дегідратації плодів чотирьох видів дикорослих рослин (горобини звичайної, бузини чорної, калини звичайної, обліпихи крушиноподібної). Встановлено оптимальні параметри процесу осмотичної дегідратації ягід: концентрація цукрового розчину – (70±2) %, гідромодуль – 1:1, температура – (50±5) °С, тривалість – 1 год. Проаналізувавши кольоровість відпрацьованих осмотичних розчинів показало присутність великої кількості антоціанів, каротиноїдів та інших біологічно активних речовин, які переходять з плодів під час осмотичної дегідратації. Усі зразки відпрацьованих осмотичних розчинів отримали високі органолептичні оцінки (29–30 балів із 30 можливих). Найвищий вміст вітаміну С (1,121) виявлено у калиновому розчині. Це свідчить про високу термостабільність та інтенсивний перехід аскорбінової кислоти з тканин калини в осмотичне середовище. Максимальну концентрацію флавоноїдів (42,0) зафіксовано у бузиновому розчині. Це зумовлено високим початковим вмістом антоціанів та інших поліфенольних сполук у плодах бузини, які легко розчиняються у цукровому сиропі. Висока концентрація нутрієнтів та інтенсивне забарвлення відпрацьованих осмотичних розчинів доводять їхню високу харчову цінність. Це обґрунтовує доцільність їх використанню у технології збагаченого цукру. У розділі 4 «Технологія та показники якості збагаченого цукру» розроблено технологічну схему виробництва збагаченого цукру-піску та пресованого цукру із внесенням відпрацьованого осмотичного розчину в кількості 10–20 % від маси цукру. Досліджено органолептичні, фізико-хімічні показники, показники безпечності, амінокислотний, вітамінний і вуглеводний склад та біологічну цінність готового продукту. Встановлено, що осмотична дегідратація забезпечує перехід біологічно активних речовин із плодів у збагачений цукор: амінокислот – від 0,558 до 8,534 мг/100 г (в тому числі незамінних – 0,123–3,688 мг/100 г); флавоноїдів – 0,036–0,280 %; антоціанів – 1,8–14 мг/порцію 5 г; вітаміну С – 0,045–0,172 мг/100 г. Розділ 5 «Рекомендації щодо практичного використання результатів дослідження» присвячений розробленню системи НАССР для виробництва збагаченого цукру як нового виду продукту, для якого раніше не існувало стандартизованих планів безпечності. Ідентифіковано специфічні небезпечні чинники (мікотоксин патулін, залишкові пестициди, важкі метали, ризики термофільної мікрофлори на стадії осмотичної дегідратації) та визначено 7 критичних контрольних точок. Розроблено технологію натуральної льодяникової карамелі на основі збагаченого цукру та проведено оптимізацію технологічних параметрів її виробництва методом математичного моделювання (RSM, повнофакторний експеримент 3³). Визначено оптимальні параметри: температура карамелізації 135–145 °С (оптимум 140 °С), концентрація відпрацьованого розчину – 30 %, вміст біологічно активних речовин – 28–32 мг/100 мл. Значення функції бажаності Харрінгтона d=0,871 підтверджує рівень якості «добре». Розроблені технічні умови «Цукор вітамінізований пресований» пройшли апробацію на діючому підприємстві (ТОВ «Радехівський цукор»).