Курсовая работа: Разработка технологической линии получения нектара "Мультифруктовый"
Высокая концентрация биологически активных веществ превращает натуральные сухие соки в продукт с явно выраженным фармакологическим действием и требует тщательного изучения их свойств. Высокая концентрация биологически активных веществ в сочетании с возможностью длительного хранения в обычных условиях при комнатной температуре открывает большие перспективы перед сухими фруктовыми, ягодными и овощными соками в плане разработки новых продуктов для детского, диетического и специального питания. Разработанная технология может составить основу нового направления развития предприятий соковой отрасли.
1. Характеристика и значение химического состава плодов и ягод
Мякоть плодов и ягод состоит из воды и сухих веществ. Вода представляет собой ту среду, в которой совершаются естественные для живого организма биохимические процессы. Одновременно она является и активным участником биохимических реакций (гидролиз, гидратация). В живых организмах большое содержание в тканях воды обуславливает высокую активность ферментов и интенсивность биохимических процессов. При низком содержании воды активность ферментов сильно подавляется. В плодах и ягодах содержится от 72.9% (рябина) до 90.5% воды (земляника. До 95 воды в плодах и ягодах находится в свободной, подвижной форме и только не более 5% - в связанном состоянии, прочно удерживаемом клеточными коллоидами.
Сухие вещества состоят из нерастворимых (1.9-8.1%) и растворимых (7.6-19.5%). Общее содержание сухих веществ еще мало характеризует достоинство плодов и ягод. Но с ним связан выход готовой продукции. Так, повышение содержания растворимых сухих веществ в яблоках только на 1% сверх базовых 10% сокращает расход сырья для производства 1 т пюре на 102 кг.
Углеводы являются одним из основных источников энергии и главным строительным материалом растительных клеток. Сахара в сочетании с кислотами и другими веществами обуславливают вкус плодов и ягод, их технологические особенности.
Углеводы разделяют на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
Моносахариды – это простые сахара: глюкоза, фруктоза, галактоза, манноза и др. В плодах и ягодах чаще всего встречаются глюкоза и фруктоза. Глюкоза (виноградный сахар, декстроза) в свободном виде содержится в ягодах и плодах (особенно богат ею виноград – до 8%, сливы, черешни – 5.5%, крыжовник, малина). Из молекул глюкозы построены крахмал, гликоген, мальтоза. Глюкоза является составной частью сахарозы, лактозы. В процессе метаболизма роль глюкозы определяется тем, что она является единственной формой, в которой углеводы циркулируют в крови и используются в качестве энергетического материала. Все остальные моносахариды в процессе обмена переходят в глюкозу.
|
Фруктоза (плодовый сахар, левулеза) в свободном состоянии содержится в плодах винограда (до 7.7%), в плодах яблони (5ю5%), груши (5.2%), черешни, вишни, черной смородины, крыжовника. Фруктоза – самая сладкая из всех сахаров. Она в 1.7 раза слаще сахарозы, что позволяет снижать ее количество при замене сахара в среднем на 35%. Усвоение фруктозы организмом не требует инсулина, поэтому используется в качестве заменителя сахара в питании больных ожирением и сахарным диабетом.
|
Олигосахариды – это углеводы, построенные из небольшого количества моносахаридов. Наиболее распространены дисахариды, образующиеся при соединении двух моносахаридов с выделением воды. В плодах и ягодах к наиболее часто встречающимся олигосахаридам относится сахароза.
Сахароза (свекловичный, тростниковый сахар) содержится в значительных количествах в сахарной свекле, сахарном тростнике, абрикосах, сливах, персиках, бананах, мандаринах, апельсинах. Под действием соответствующих ферментов или при нагревании с кислотами сахароза распадается, образуя смесь из глюкозы и фруктозы, которая называется инвертным сахаром, а сам процесс распада – инверсией. У целого ряда культур сахароза или отсутствует совершенно или составляет 2-5% (земляника, смородина, крыжовник, малина, а также вишня, черешня).
|
Полисахариды – сложные углеводы, состоящие из большого числа (сотен и тысяч) остатков моносахаридов, обладающие поэтому высокой молекулярной массой. В отличие от простых Сахаров они не сладкие. По химическому строению полисахариды делят на гомополисахариды, построенные из остатков какого-либо одного моносахарида (глюкозы, фруктозы и т.д.), и гетерополисахариды, состоящие из остатков различных моносахаридов и их производных.
Наибольшее значение имеют гомополисахариды, состоящие из остатков глюкозы и называемые глюкозанами. К ним относятся широко встречающиеся в овощах и плодах крахмал и клетчатка.
Крахмал имеет сложную структуру, состоит из 3-10 тыс. молекул глюкозы. В его состав входит амилоза и амилопектин. Свойства этих веществ различны. Амилоза растворима в горячей воде (70-80°С), амилопектин образует набухшую студенистую массу-клейстер. В крахмале разных растений относительное содержание амилопектина в 3-4 и даже в 5 раз выше, чем амилозы, разное соотношение их определяет различие в свойствах рисового, картофельного, кукурузного и других крахмалов.
|
Крахмал содержат неспелые плоды. В период созревания на материнском растении и при последующем хранении у большинства плодов содержание крахмала уменьшается, а сахаров возрастает. После опеределенного максимума уровень сахаров начинает также снижаться.
Клетчатка, или целлюлоза, составляет главную массу клеточных стенок растений. Клетчатка является наиболее стойким углеводом. Она не растворяется ни в одном растворителе, кроме аммиачного раствора окиси меди (реактив Швейцера). Высокая стойкость клетчатки объясняется особенностями ее строения: 60-70 молекул целлюлозы, имеющих нитевидную форму, прочно соединены в пучки, называемые мицеллами.
Большая часть клетчатки не усваивается человеческим организмом. Тем не менее, и она имеет значение в пищеварении как механический раздражитель стенок кишечника, усиливающий перистальтику его и продвижение пищи. Лишь жвачные животные способны усваивать клетчатку благодаря присутствию в их желудке особых бактерий, вызывающих ее распад.
Представление о содержании клетчатки в плодах дают следующие данные (5 массы сырого вещества): черешня – 0.3, вишня, слива – 0.5, яблоки, груши – 0.6, абрикосы – 0.8, рябина черноплодная – 2.7 и рябина обыкновенная – 3.2.
В плодах и ягодах значительная часть клеточных стенок приходится на долю гемицеллюлоз (полуклетчатки). По сравнению с клетчаткой они менее устойчивы. Гемицеллюлозы представляют собой большую группу полисахаридов, которые под действием кислот и соответствующих ферментов образуют ряд моносахаридов. Гемицеллюлоза лучше усваивается организмом, чем клетчатка. Данные и гемицеллюлоз яблок свидетельствуют о небольшом, но неуклонном снижении их содержания при хранении плодов.
|
Пектиновые вещества – группа полисахаридов коллоидного характера, дающих при гидролизе значительные количества галактуроновой кислоты. Молекулярная масса пектиновых веществ 20000-200000. Содержатся они в плодах, ягодах, клубнях, стеблях. Пектиновые вещества аморфины, их водные растворы с сахаром (65-70%) в присутствии органических кислот (рН 3.1-3.5) образуют студни. В связи с этим широко используются в пищевой промышленности для приготовления мармелада, повидла, зефира, пастилы, желе, джемов, мороженного ,фруктовых начинок. Высоким содержанием пектиновых веществ отличаются плоды черной смородины, яблони, сливы, абрикоса, садовой земляники, крыжовника, малины, винограда, лимона, вишни, черешни, груши. Особенно много их в корках цитрусовых (20-30% массы сухого вещества).
Пектиновые вещества разделяются на растворимые пектины и протопектины. Первые являются метиловыми эфирами полигалактуроновых кислот, вторые представляют собой соединение метоксилированной полигалактуроновой кислоты с галактаном и арабаном клеточной стенки. Они содержатся в незрелых плодах, придавая им твердость. По мере созревания плодов в них накапливается фермент протопектиназа, при помощи которой протопектин превращается в растворимый пектин, в результате чего плоды приобретают мягкость. При нагревании протопектины также превращаются в растворимые пектины.
|
Пектиновые вещества обладают выраженным биологическим действием. С их участием уничтожается гнилостная микрофлора кишечника. Они оказывают детоксикационное действие, адсорбируя экзо- и эндогенные яды, тяжелые металлы, в связи с чем препараты пектиновых веществ широко используются в лечебно-профилактическом питанию. Установлено также, что пектиновые вещества – стабилизаторы аскорбиновой кислоты и оказывают защитное действие при радиоактивном поражении. Они обладают выраженным гипохолестеринемическим действием (ингибируют всасывание холестерина в кишечнике). Имеются данные, что пектиновые вещества снижают уровень сахара в крови больных сахарным диабетом.
Свойства пектиновых веществ как лиофильных коллоидов определяют их роль в технологических процессах при переработке плодов. Пектиновые вещества способствуют сохранению в желе и других продуктах переработки цвета и аромата плодов. Для хорошего желирования при применении в пищевой промышленности лучшими являются пектиновые вещества с высоким метоксильным числом. Поглощение же тяжелых металлов более эффективно осуществляется низкометилированными пектиновыми веществами, так как с металлом связываются свободные карбоксильные группы.
Содержание пектиновых веществ является одним из характерных признаков каждого вида растений. Соотношения отдельных форм пектиновых веществ в плодах специфичны для каждой плодовой культуры, внутри вида отмечается варьирование этих показателей в зависимости от сорта и изменяющихся внешних условий.
Органические кислоты подразделяются на летучие (перегоняющиеся с водяным паром) и нелетучие. Органические кислоты в плодах и ягодах содержатся как в свободном виде, так и в виде солей и эфиров. В плодах и ягодах преобладают свободные кислоты. Так, в смородине содержится 2.42% свободных кислот и 0.61% связанных, в яблоках – соответственно 0.60 и 0.20, в лимонах – 6.33 и 0.3% массы сырого вещества.
Из летучих кислот наиболее важными являются муравьиная, уксусная и масляная кислоты. В соединении с эфирами они обуславливают аромат многих плодов. Муравьиная кислота найдена в малине, метиловый эфир муравьиной кислоты и метиловый эфир масляной кислоты составляют существенную часть летучих веществ, определяющих аромат яблок. К нелетучим кислотам относятся окси-, кето- и фенолкарбоновые кислоты.
Из нелетучих кислот в плодах и ягодах содержатся щавелевая, малоновая – в лимонах, янтарная – в ягодах красной смородины, незрелой вишне, крыжовнике, винограде, а также в черешне и яблоках. Чрезвычайно широко распространена в плодах и ягодах яблочная кислота, она преобладает в плодах рябины, абрикоса (до 6%), кизила, яблони, косточковых, много ее в ягодах. Винная содержится в винограде (вместе с яблочной), лимонная – в ягодах смородины, малины, земляники, плодах цитрусовых. Изолимонная кислота в ягодах ежевики составляет 2 /3 всех органических кислот.
|
|
|