Статья «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности» в научном журнале
«Образование и наука в России и за рубежом»
научно-образовательное издание для преподавателей и аспирантов, реклама в соответствии с законодательством Российской Федерации о рекламе

Учредитель: Общество с ограниченной ответственностью «Московский Двор»
ПИ №ФС77-54347
ISSN 2221-4607
Периодичность - 6 раз в год.
Издается с 2010 года.
Тираж 1000 экз.
+7(910)445-77-88
gyrnal@bk.ru
Адрес редакции: 129366, г. Москва, ул. Ярославская, д.10, корп.2
Отправить статью
Поданные статьи авторов
Автор:
Таращук А.А.
Должность:
кандидат биологических наук, доцент кафедра техники и технологии общественного питания, Краснодарский кооперативный институт (филиал) Российского университета кооперации
 
Получено:
19.04.2016
Статус:
принята к печати
Выход в печать:
Журнал №2(Vol. 25), 2016, 22.04.16

УДК 664.84

 

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПИЩЕВОЙ И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

 

А.А. Таращук, кандидат биологических наук, доцент кафедра техники и технологии общественного питания, Краснодарский кооперативный институт (филиал) Российского университета кооперации

Anna Tarasuk,  PhD in biology, associate Professor in the Department, of engineering and technology of public catering, Krasnodar cooperative Institute (branch) of Russian University of cooperation

В статье рассматривается проблемы перерабатывающей промышленности системы потребительской кооперации и предложены рекомендаций по совершенствованию технологического процесса по переработке капусты белокочанной с помощью внедрения новых компонентов.

The article discusses the problems of the processing industry of consumer cooperation system and offered recommendations for improving the process for the processing of white cabbage through the introduction of new components.

Ключевые слова: перерабатывающая промышленность, инновационные технологии, переработка, капуста белокочанная, молочно-кислые бактерии

Keywords: manufacturing, innovative technology, processing, cabbage, lactic acid bacteria

 

На сегодняшний день в потребительской кооперации отмечена тенденция снижения объема   перерабатывающей отрасли, хотя это данная деятельность имеет, наряду с торговлей, наибольшее социальное значение с точки зрения возрождения села и развития сельской инфраструктуры, создания рабочих мест в сельской местности [2].

Решить  проблемы перерабатывающей промышленности потребительской кооперации  возможно, но для этого необходимо усовершенствование технической базы хозяйств, а также поиск экономически выгодных технологий в переработке растениеводческой продукции. Поэтому актуально проводить исследования по внедрению новых технологий в перерабатывающей промышленности.

Квашение капусты является наиболее простым и самым распространенным способом переработки для сохранения ее на длительный срок. Квашеная капуста не только вкусный, но и очень полезный продукт. В квашеном виде капуста по целебным свойствам в несколько раз превосходит свежую. Рынки свежей и квашеной продукции различны, наибольшая доля приходится на квашеную капусту [1].

Поэтому целью наших исследований  является разработка рекомендаций по совершенствованию технологического процесса по переработке капусты белокочанной с помощью внедрения новых компонентов. 

 Внедрение инновационных технологий не возможно без определенных знаний, а именно биологических основ квашения капусты и технического оснащения предприятия [2,3].

Квашение относят к биохимическим методам консервирования.

Этот метод основан на образовании естественного консерванта - молочной кислоты, которая накапливается в результате молочнокислого брожения.

При квашении протекают физико-химические и биохимические процессы.

К физико-химическим процессам относят: осмос (проникновение) соли в клетку; диффузию клеточного сока в рассол.

Сущность осмоса заключается в том, что соль повышает осмотическое давление в тканях, в результате этого подавляется жизнедеятельность посторонней микрофлоры и создаются условия для развития молочнокислых бактерий, т.е. оказывается дополнительное консервирующее действие. Осмос соли в ткани вызывает солевую денатурацию белков, что в совокупности с протопектиновым комплексом обусловливает хрустящую консистенцию продукта. Соль придает соленый вкус, а в сочетании с кислотами -кисло-соленый.

Диффузия клеточного сока в рассол создает анаэробные условия, что необходимо для развития молочнокислых бактерий. Этому способствует удаление воздуха с помощью гнета, вакуумированием. Удаление воздуха из тканей приводит к уменьшению массы и объема, препятствует развитию гнилостной микрофлоры. Масса снижается на 5-10%, объем - на 10-20%.

Биохимические процессы происходят под действием ферментов микроорганизмов. Основным видом является молочнокислое брожение, которое может происходить двумя путями: гомоферментативным - когда преимущественно образуется молочная кислота; гетероферментативным – когда кроме молочной кислоты образуются и другие побочные продукты.

Сущность биохимического процесса или молочного брожения заключается в том, что в процессе заквашивания  участвуют молочнокислые бакте­рии, которые широко распространены в природе. Под дейст­вием этих бактерий сахар, который содержится в продукции, превращается в молочную кислоту. Молочная кис­лота по мере накопления приостанавливает развитие других микроорганизмов и оказывает на продукцию  консервиру­ющее действие. Действие молочнокислых бактерий прекраща­ется при накоплении в продукте 1-2% молочной кислоты. Молочная кислота придает продукту специфический вкус и запах, подавляет развитие посторонней микрофлоры. В процессе ферментации кроме молочной кислоты образу­ются еще 0,5—0,7% этилового спирта, небольшое количество уксусной кислоты, углекислый газ и др. Эти вещества не пре­пятствуют процессу молочнокислого брожения, но зато су­щественно улучшают вкус готового продуктах[2].

Нами было выявлено, что для улучшения качества ферментированного сырья и обеспечения направленного проведения молочнокислого брожения положительное влияние оказывает внесение чистых культур молочнокислых бактерий.

Молочнокислые бактерии — группа микроаэрофильных грамположительных микроорганизмов, сбраживающие углеводы с образованием молочной кислоты как одного из основных продуктов.

Введение чистых культур молочнокислых бактерий (лактобактерий) позволяет ускорить процесс квашения капусты и создает условия для получения лучшего качества готовой продукции — она приобретает приятный вкус и запах. Капуста лучше сохраняется, меньше разрушается витамин С.

В производстве, из чистых культур молочнокислых бактерий приготавливают закваски, которые добавляют если продукция прошла тепловую обработку (бланширование).

Для ускорения периода квашения капусты мы использовали бактериальную закваску из чистых лактобактерий ацидофильной палочки вязкой или невязкой консистенции (БЗ-АЗ или БЗ-АНВ). В ее состав входят термофильные молочнокислые палочки вида lactobacillus acidophilus (ПА) приготовленная на Барноульской микробиологической лаборатории.

Схемы приготовления закваски для квашения капусты представлены, на рисунке 1

 

Рисунок 1 – Схема приготовления закваски для квашения капусты

 

Одна порция закваски чистых бактерий рассчитана на приготовление 100см3 лабораторной закваски.

Ежемесячно микробиологической лабораторией выпускается две партии закваски: закваска ацидофильной палочки вязкой консистенции и закваска, не образующая вязкую консистенцию.

Для приготовления молочно кислой закваски были взяты молочнокислые палочки вида lactobacillus acidophilus и применялись не по назначению, а для ускорения процесса квашения капусты.

Для получения оптимальной пропорции чистых культур для квашения дозы вариантов были взяты основываясь на применении молочно - кислых заквасок в хлебопекарном производстве, молочном и рекомендуемые микробиологической лабораторией ВИР в Ленинграде, которые преведены соответственно в таблице 1.

 

Таблица 1 - Дозировка компонентов для приготовления лабораторной закваски

Компоненты

ед.

Дозировка на 1кг/1 т продукции

Вариант

К

I

II

III

Н2О или рассола

л

-

 

 

0,002/2

Чистая культура молочно - кислых бактерий

мл

-

/

/

0,1/100

 

В ходе эксперимента были взяты три пропорции на 3 кг продукции.

Особенность технологии квашения капусты от других способов переработки заключается в том, что при квашении не добавляется рассол, он образуется из сока капусты. 
Для квашения берут поздние сорта капусты белокочанной. Капуста должна быть плотной, неповрежденной. 
Технологический процесс квашения ускоренным методом отличается от классического тем, что на начальном этапе в капустную массу добавляют молочно - кислую закваску. 

Технология квашения ускоренным методом представлена на рисунке 2

 

 

 

Рисунок 2 – Технологическая схема приготовления капусты квашеной ускоренным методом

С целью разработки конкретных рекомендаций для производителя  нами было проведены исследования по квашению капусты белокочанной, в малых объемах, а именно для исследования взято 3 кг капусты для каждого варианта и произведен расчет на тонну.

Ход исследований включал несколько этапов: подготовительный, квашение. На каждом этапе проводились органолептическая оценка качества сырья, определялась содержание кислот в готовой продукции.

Первый этап подготовительный. Предназначенные для квашения кочан капусты взвешивается на весах (таблица 2).
 
Таблица 2 -Определение массы компонентов и отходов при квашении, на 3 кг
Вариант
Масса капусты, кг
Отходы, %
Масса компонентов, кг
Масса тары, кг
До очистки
после очистки
Капусты,
Соль
Морковь,
Брусника,
мед
Без
капусты
с компонентами до брожения
К
 
 
 
3
0,04
0,11
0,1
-
 
 
I
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
II
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
III
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Затем кочан очищают от зеленых, загрязненных и поврежденных листьев. После этого очищенный кочан взвешивают и выражают в процентах к массе неочищенной капусты, определяют процент отходов при очистке. Капусту тонко шинкуют на разделочной доске. Кочерыгу взвешивают и прибавляют к массе листьев для определения общих отходов.
Морковь моют, чистят и нарезают соломкой. Затем перемешивают капусту с морковь, при этом слегка придавливая смесь. 
К приготовленной капусте и моркови добавляют соль, и укладывают в 4 чистые стеклянные тары (контроль и 3 варианта), обозначив как образцы под номерами К, 1, 2, 3. Раскладывают равное количество ингредиентов в каждую тару, в варианты 1, 2, 3  заливают одинаковым количеством подготовленного рассола. 
Образцы накрыть крышками с отверстиями. В  помещение при температуре 18-200С оставить на одни сутки и под гнет.
Уже наследующий день в варианте 3 ощущалось более интенсивное выделение газов, образовалась пенка, которую сняли. Рассол стал приобретать слегка мутноватый вид, что собственно означает бурное развитие молочнокислого брожения.
 При этом в результате брожения объем капусты увеличился за счет выделения СО2 и выделения капустного сока, по сравнению с контролем и мы вскрыли тару выпустили горечь и поставили в прохладное помещение, через 3 дня тоже самое проделали с вариантами 2 и 3. 
На контроле признаки брожения проявились на 5 день наших исследований.
На следующий день, осмотрев  образцы, наблюдали образование обильных пузырьков, и ощущался выраженный запах кислого брожения. Рассол остался прозрачным. 
Образцы, перенесенные в холодильный шкаф хранились при температуре 50С. В этих условиях микробиологические процессы практически  останавливаются, выделение СО2 прекращается, объем капусты уменьшается. 
Продержав, в прохладном месте 48часов оценили, качество капусты органолептическим способом и лабораторным. 
Показатели оценки качества исследуемых образцов приведены 
в таблице 3.
 
Таблица 3 – Показатели качества квашеной продукции

Вариант

Характеристика показателей

Внешний вид

Консистенция

Цвет

Запах

Вкус

Общая  кислотность в

пересчете на молочную кислоту %.

1

2

3

4

5

6

7

К

капуста равномерно нашинкована узкими полосками (не шире 5мм), без крупных кусков, листьев стволистых и грубых частей кочерыги и листьев, сок слегка мутноват;

сочная, хрустящая

светло-соломенный с желтоватым оттенком

ароматный, характерный для квашеной капусты и добавленных пряностей. Сок обладает ароматом капусты

кисловато-солоноватый, приятный, без горечи. Вкус сока более солоноватый, чем вкус квашеной капусты без сока;

 

0,81

 

Продолжение таблицы 3

1

2

3

4

5

6

7

I

 капуста равномерно нашинкована без крупных частиц, морковь и клюква равномерно распределены в квашеной капусте. Сок слегка мутноватый;

 

сочная, хрустящая

нормально-белый с розоватым оттенком, характерный для капусты с добавлением клюквы

ароматный, характерный для квашеной капусты с добавлением клюквы. Сок обладает ароматом капусты с клюквой

кисловато-солоноватый, характерный для капусты с клюквой

0,9

II

капуста равномерно нашинкована без крупных частиц, морковь и клюква равномерно распределены в квашеной капусте. Сок слегка мутноватый

сочная, упругая, хрустящая

нормально-белый с розоватым оттенком, характерный для капусты с добавлением клюквы

ярко выраженный аромат, характерный для квашеной капусты, ясно ощущается аромат добавленной клюквы. Сок обладает ароматом капусты и клюквы без посторонних запахов

приятно - кислый, без горечи и посторонних привкусов

1,26

III

капуста равномерно нашинкована узкими полосками без крупных кусков, листьев и грубых частей кочерыги, сок слегка мутноват

сочная, мягкая

светлый с желтовато-розовым оттенком

ароматный, характерный для квашеной капусты с клюквой. Сок обладает ароматом капусты без посторонних запахов

солоновато-кислый. Вкус сока кислый

1,62

 
Анализируя данные органолептической оценки можно сделать вывод, что контрольное квашение капусты соответствует нормативной документации по сенсорным показателям и отвечает требованиям качества. Образец 1 отвечает требованиям, но не является высококачественным., образец 2 оптимально соответствует параметрам требования и может производиться на потребительский рынок, как продукция высшего качества. Образец №3 является допустимым, но низкокачественным, так как все образцы были анализированы в соответствии с ГОСТ 3858-73, на котором и основывались полученные результаты исследований.
В лабораторных условиях определяли кислотность образцов. Метод основан на титровании кислот и кислых солей децинормальным раствором щелочи. Индикатором является фенолфталеин. 

Метод определения кислотности проводился  на основании методических рекомендаций. Результаты, полученные в ходе лабораторных исследований, представлены в  таблице 4. [10].

За общую кислотность принимаем среднее арифметическое полученное из двух параллельных определений.

 

Таблица 4– Результаты кислотности лабораторных образцов

Наименование лабораторных образцов

контроль

№1

№2

№3

Количество (n) - 0,1 н раствора щелочи, пошедшее на титрование, мл;

4,5

5

7

9

Результаты кислотности, %

0,81

0,9

1,26

1,62

Общая кислотность, % по стандарту

1 сорт

2 сорт

0,7 – 1,3

1,2 - 2

Сорт лабораторных образцов

1

1

1

2

 

О полученных результатах в ходе лабораторных исследований можно сделать вывод:

Контрольный образец соответствует установленным государственным стандартам, который допускает значение равное от 0,7 до 1,3 % общей кислотности для присвоения продукции первого сорта.

Полученные данные образца №1 – 0,9 %,  выше контрольного, так как бактерии, добавленные в закваску, при производстве капусты квашеной, имеют свою дополнительную кислотность. Вследствие чего результат кислотности данного образца увеличился, но входит в рамки соответствия стандарту.

1,26 % - результат образца №2, который оптимально соответствует нормам государственного стандарта по показателю на общую кислотность квашеной капусты. Продукция относится к первому сорту.

В образце №3 показатель – 1,62 % является самым высоким из всех образцов. 1,62 % кислотности считается допустимым значением, но превышающим рамки соответствующих первому сорту, с такой кислотностью продукции присваивают второй сорт.

Проанализировав все варианты исследуемых образцов, мы можем утверждать, что чем выше концентрация молочнокислой закваски, тем выше показатели кислотности, что не во всех случаях это положительно повлияло на качество готовой продукции.
В ходе исследований выявлено, что недостаточное количество молочнокислых бактерий в закваске, то есть источника кислотности практически не приводит к каким либо изменениям, и не как положительно в наших исследованиях не повлияло на усовершенствование технологии приготовления капусты квашеной. Так же можно сказать, что и высокая концентрация закваски, не дала ожидаемого результата. Это повлекло за собой изменения органолептических свойств, а именно одного из важных показателей – вкуса, и результат содержания кислотности выше положенного. Продукция низкого качества – не является тем конечным результатом, к которому направлена наша исследовательская работа. В проведенных исследованиях результаты показали, что оптимальным вариантом является образец №2, так как он соответствует ГОСТу 3858 -90, его требованиям к показателям общей кислотности и показателям сенсорного анализа для капусты квашеной. 
Характерные данной продукции качественные составляющие присваивают данной продукции первый сорт. Результат – усовершенствование метода квашения, сокращение времени производства готового изделия, качественная, вкусная и полезная продукция.
За основу квашения капусты берем традиционную технологию производства из сборника рецептур.

Располагая исследовательскими результатами, мы предлагаем новый технологический процесс приготовления капусты квашенной. Для усовершенствования качественных показателей и сокращения времени производства квашения. Подготавливаем закваску, используя бактерии  lactobacillus acidophilus, и вводим ее по ходу технологического процесса. В таблице 5 представлена разработанная рецептура квашения ускоренным методом, в сравнении с традиционной рецептурой.

 

Таблица 5 - Рецептура квашения капусты ускоренным методом 1 т продукции очищенного сырья.

Ингредиенты

Традиционная рецептура, кг

Разработанная рецептура, кг

Капуста

1000

1000

Морковь

28,1

 

Мед

-

 

Клюква

18,7

 

Соль

18,7

 

Вода

-

 

Молочнокислые бактерии

-

 

Выход

1066

1066

 

Сравнение технологии квашения традиционным способом и ускоренным представлено в таблице 6.

 

Таблица 6 – Сравнительные схемы технологии квашения капусты белокочанной

Этапы

Традиционный способ

Усовершенствованный способ

1

Подготовка полуфабрикатов

Приемка сырья

Приемка сырья

Первичная обработка сырья

Первичная обработка сырья

Шинкование капусты

Шинкование капусты

Нарезка соломкой моркови

Нарезка соломкой моркови

Мойка и сортировка клюквы

Мойка и сортировка клюквы

-

 Дозировка мед

2

Приготовление молочнокислой закваски

-

Разведение чистой культуры молочнокислых бактерий в дистиллированной воде

-

Хранение  закваски в холодильном шкафу

3

 

Квашение

Соединение компонентов

Соединение компонентов

капуста

капуста

морковь

морковь

клюквы

клюквы

соли 

соли 

-

меда

Укладка компонентов подгнет

Укладка компонентов подгнет

Хранение (T = 20 0С)

Хранение (T = 20 0С)

-

Добавление закваски в капусту через 24 часа

-

Укладка компонентов подгнет

Наблюдение за брожением, до появления пенки на поверхности

Наблюдение за брожением, до появления пенки на поверхности

На 6 день квашения прокалывание капусты для выхода газов и горечи

На 4 день квашения прокалывание капусты для выхода газов и горечи

Хранение (0-30С)

Хранение(0-30С)

на 12 день упаковка, маркировка, транспортировка

на 7 день упаковка, маркировка, транспортировка

 

При использовании рекомендуемой технологии срок квашения капусты белокочанной сокращается в два раза, также при данном способе можно использовать сорта любых сроков созревания и видов, а также после тепловой обработки.

 

ВЫВОДЫ

 

  1. Использование предлагаемого сырья и применяемых новых технологических процессов позволило значительно повысить пищевую ценность блюд из данного вида сырья, а также ускорило способ переработки продукции, при одновременном улучшении вкусовых качеств и увеличения сроков хранения готовой продукции.
  2. Представленные данные свидетельствуют, что при использовании рекомендуемой технологии срок квашения капусты белокочанной сокращается в два раза, также при данном способе можно использовать сорта любых сроков созревания и видов, а также после тепловой обработки. В результате мы решаем проблему фальсификации продукции, а именно производитель сократит время переработки плодоовощной продукции без ухудшения качества.
  3. Данные исследования качественных показателей свидетельствует о том, что по сравнению с контролем внесение молочнокислых бактерий не снижает качества готовой продукции и при внесении оптимальных доз не повышает кислотности продукции.

 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

 

  1. Колобов, С.В. Технология, товароведение и экспертиза продуктов переработки плодов и овощей:  учебное пособие /С.В. Колобов – М.: «Дашков и К0» 2006.-С.85-88.
  2. Личко, Н.М. Технология переработки продукции растениеводства. Н.М Личко. - М.: Колос, 2006. 552с.
  3. Сборник рецептур блюд и кулинарных изделий: Для предприятий общественного питания [Текст] – М.: «ИКТЦ «ЛАДА», К.: «Издательство «Арий», 2005.
  4. http://biodynamics-sib.narod.ru

 

Новости

Журнал №3 (Vol. 32) вышел в свет 28 июля 2017 года
Журнал №2 (Vol. 31) вышел в свет 25 мая 2017 года
Журнал №1 (Vol. 30) вышел в свет 30 марта 2017 года
Журнал №6 вышел в свет 30 декабря 2016 года
Журнал №5 вышел в свет 28 октября 2016 года
Журнал №4 вышел в свет 17.08.16.
Тираж 1000 экз.
Журнал №3 (2016) Vol. 26
подписан 06.06.16.
Тираж 1000 экз.
Журнал №2 (2016) Vol. 25
подписан 24.04.16.
Тираж 1000 экз.
Набираем статьи для 2-го выпуска журнала в 2016 году.
Журнал №1 (2016) Vol. 24
подписан 25.02.16.
Тираж 1000 экз.
Набираем статьи для 1-го выпуска 2016 года.
Журнал №6 (Vol. 23) 2015 года подписан в печать 11.12.16
Тираж 1000 экз.
Набираем статьи для 6-го выпуска журнала.
Выпуск выйдет 15 января 2016 года
Журнал №5 (Vol. 22) 2015 года подписан в печать 24.11.15
Тираж 1000 экз.
Вышел в печать 5 выпуск журнала
Вниманию авторов: Продолжается набор статей для 5-го выпуска журнала.
Журнал №4 (Vol. 21) 2015 года подписан в печать 18.09.15
Тираж 1000 экз.
Журнал №3 (Vol. 20) 2015 года подписан в печать 08.07.15
Тираж 1000 экз.
Журнал №2 (Vol. 19) 2015 года подписан в печать 01.05.15
Тираж 1000 экз.
Журнал №1 (Vol. 18) 2015 года подписан в печать 17.03.15
Тираж 1000 экз.
Журнал №8 (Vol. 17) 2104 года подписан в печать 28.12.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №7 (Vol.16) подписан в печать 24.11.14. Тираж 1000 экз.
Журнал №6 подписан 28.08.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №5 подписан 22.05.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №4 подписан 20.03.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №3 подписан 12.02.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №2 подписан 10.01.14.
Тираж 1000 экз.
Журнал №1 подписан 05.11.13.
Тираж 1000 экз.
Индексируется в: