Расчет биологической, пищевой и энергетической ценности сухого яблочного пюре

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Учреждение образования «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНОЛОГИЧСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет ТОВ

Кафедра ФХМСП

Специальность 1-54 01 03

Специализация 1-54 01 03 02 Сертификация продовольственных товаров

Курсовая работа

по дисциплине химия пищевых производств

Тема: Расчет биологической, пищевой и энергетической ценности сухого яблочного пюре

Минск 2015



Реферат

Курсовая работа содержит 31 стр., 7 табл., 17 рис., 3 формулы, 10 литературных источников.

ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ, МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПИЩЕВОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ, СУХОЕ ЯБЛОЧНОЕ ПЮРЕ, АМИНОКИСЛОТНЫЙ СКОР, ИНТЕГРАЛЬНЫЙ СКОР.

Целью данной курсовой работы является расчет биологической, пищевой и энергетической ценности сухого яблочного пюре.

В ходе работы рассмотрена пищевая ценность сухого яблочного пюре, изучены основные методы оценки пищевой и биологической ценности продукта. Также рассмотрена технология производства, описаны основные этапы производства. На основании этих данных определена пищевая и биологическая ценность сухого яблочного пюре с использованием методов интегрального и аминокислотного скора.



Введение

яблочный пюре сырьевой пищевой

В нашей стране преобладающий вид сырья в производстве кондитерских изделий из плодов -- яблоки. Они перерабатываются преимущественно в яблочноепюре, которое служит основой для производства почти всех фруктово-ягодных кондитерских изделий и полуфабрикатов.

Плодовые порошки находят широкое применение в питании детей раннего возраста, а также диетическом и лечебном питании, в связи с чем перспектива развития их производства в нашей стране очень большая.

Плодовые порошки обычно используют в качестве составной части рецептур продуктов для детского питания, из них можно готовить пюреобразные блюда, кисели, муссы, различные пюре и т.п. Они прекрасно восстанавливаются в воде, давая пюре, которое мало отличается от пюре, приготовленного из свежего сырья.

Таким образом, зная общий химический состав и массу продукта, а также энергетическую ценность пищевых веществ, можно рассчитать пищевую, биологическую и энергетическую ценность сухого яблочного пюре.



1. Аналитический обзор литературы

1.1 Общая характеристика пищевого продукта и его состава (характеристика белков, жиров, углеводов и др., их строение и свойства)

Сухое яблочное пюре представляет собой высушенную протертую массу плодов, освобожденную от косточек, плодоножек, веточек и других несъедобных частей плодов. Пюре получают из яблок одного вида и используют для производства разнообразных продуктов, имеющих густую или желеобразную консистенцию.

Яблоки для производства пюре должны быть свежими, здоровыми, желательно светлой окраски, с высоким содержанием пектина, органических кислот и сухих растворимых веществ, что необходимо для обеспечения желирующей консистенции и надлежащего выхода готовых продуктов, получаемых из пюре. Зрелость яблок должна быть технической или близкой к потребительской; недозрелые и перезревшие плоды дают плохо желирующее пюре с пониженным вкусом и ароматом.

Форма яблок и их внешний вид значения не имеют. По размеру желательно применять более крупные плоды, в которых косточка и семенная камера занимают меньший удельный вес по отношению к массе плода, чем в мелких плодах, и, следовательно, отходы при измельчении будут ниже. Для производства яблочного пюре используют также свежие, без каких-либо признаков порчи (плесневение, забраживание) отходы (кожицу, сердцевину), образовавшиеся при подготовке плодов для компотов и варенья, дефектные по форме яблоки и т.п. Эти отходы добавляют к яблокам и обрабатывают вместе с ними. При комплексной переработке яблок на сок и пюре получают пюре из выжимок после отделения примерно 40% сока. Это пюре характеризуется высоким содержанием пектина, но имеет более густую консистенцию.

В 100 граммах съедобной части свежих яблок содержится 11% углеводов, 0.4% - белков, до 86% - воды, 0.6% - клетчатки и 0.7% органических кислот, среди которых яблочная и лимонная. Кроме того, в яблоке обнаружены жирные летучие кислоты: уксусная, масляная, изомасляная, капроновая, пропионовая, валериановая, изовалериановая. Яблоко содержит в себе дубильные вещества и фитоциды, являющиеся бактерицидными веществами.

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 яблоках содержится около 85% воды. До 95% воды 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 яблоках чаще всего встречаются глюкозаи фруктоза, структурные формулы которых представлены на рис. 1.1 и 1.2 соответственно. Содержание глюкозы и фруктозы в яблочном пюре около 8 %.

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.

Рис. 1.1- Структурная формула глюкозы Рис.1.2 -Структурная формулафруктозы

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. Содержание фруктозы в яблочном пюре составляет 5,9 г на 100 г.

Олигосахариды - это углеводы, построенные из небольшого количества моносахаридов. Наиболее распространены дисахариды, образующиеся при соединении двухмоносахаридов с выделением воды. В плодах и ягодах к наиболее часто встречающимся олигосахаридам относится сахароза, структурная формула которой изображена на рис. 1.3.

Сахароза содержится в незначительных количествах(1,1 г/100г пюре). 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.

Рис.1.3 -Структурная формула сахарозы

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 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. Структурная формула амилозы изображена на рис. 1.4. 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.

Рис.1.4 - Структурная формула амилозы

Крахмал содержат неспелые плоды. В период созревания на материнском растении и при последующем хранении у большинства плодов содержание крахмала уменьшается, а сахаров возрастает. После определенного 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, она имеет значение в пищеварении как механический раздражитель стенок кишечника, усиливающий перистальтику его и продвижение пищи. Содержание клетчатки в яблоках - 0.6 %.

В плодах и ягодах значительная часть клеточных стенок приходится на долю гемицеллюлоз. 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.

Рис. 1.5 - Структурная формула целлюлозы

Пектиновые вещества - группа полисахаридов коллоидного характера, дающих при гидролизе значительные количества галактуроновой кислоты. Молекулярная масса пектиновых веществ 20000-200000. Пектиновые вещества аморфины, точнее 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, мороженого,фруктовых начинок. Яблоки отличаются высоким содержанием пектиновых веществ.

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. Структурная формула пектина представлена на рис. 1.6.

Рис. 1.6 - Структурная формула пектина



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. В яблоках содержится 0.60% свободных кислот и 0.20% связанных от массы сырого вещества.

Из летучих кислот наиболее важными являются муравьиная, уксусная и масляная кислоты. В соединении с эфирами они обуславливают аромат многих плодов. 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 яблочном пюре содержатся щавелевая(5 мг на 100 г), янтарная(менее 5 мг на 100 г),лимонная (16-19 мг на 100 г), винная (около 5 мг на 100 г) кислоты, но они значительно уступают яблочной кислоте, содержание которой достигает до 720 мг на 100 г яблочного пюре. Структурные формулы приведены на рис.1.7, 1.8, 1.9, 1.10, 1.11 соответственно.

Рис. 1.7 - Структурная формула щавелевой кислоты

Рис.1. 8 - Структурная формула янтарной кислоты

Рис. 1.9 - Структурная формула лимонной кислоты



Рис.1.10 - Структурная формула винной кислоты

Рис. 1.11 - Структурная формула яблочной кислоты

Органические кислоты являются исходным строительным материалом для синтеза углеводов, аминокислот и жиров. Они придают плодам и ягодам специфический вкус и тем самым способствуют их лучшему усвоению, играют определенную роль в сохранении кислотно-основного равновесия организма. Отдельные кислоты (яблочная) обладают некоторыми радиозащитным действием. Органические кислоты строго локализованы по отдельным тканям плодов. Их больше в плодовой мякоти, гораздо меньше в кожице и еще меньше - в семенах. Содержание и состав кислот зависят от вида культуры, являются сортовым признаком, значительно зависящем от места, условий выращивания.

Витамины-группа органических соединений разнообразной химической природы, необходимых для нормального обмена веществ. Многие из витаминов входят в состав ферментов или ферментативных систем, выполняют в организме каталитические функции. При недостатке витаминов в пище, даже вполне удовлетворенной по калорийности и содержанию белка, развиваются авитаминозы. Витамины оказывают воздействие на рост, развитие, деятельность кроветворных органов, функции половой системы и др. Огромна роль витаминов в повышении сопротивляемости к инфекционным заболеваниям и в укреплении общего состояния организма.

Витамины нужны всем без исключения живым организмам, но способностью их синтезировать облают преимущественно зеленые растения. По растворимости витамины делятся на две группы. Одни растворяются в воде (С, Р, В), другие - в органических растворителях (эфире, бензоле и др.). Последние в тканях организмов растворены в жирах, поэтому их называют жирорастворимые (А, В, Е, К).

В плодах и ягодах обнаружены почти все известные в настоящее время витамины. Многие из них содержатся в плодах и ягодах в очень малых количествах - В1, В2, В3, В6, РР (следы - 6.2 мг%). Содержание рибофлавина (В2) в яблоках - 30-240 мкг % в массе сырого вещества.

Плоды и ягоды являются важным источником водорастворимых витаминов С, Р, В9 (фолиевая кислота), а из жирорастворимых - А (каротин), Е и К.

Фолиевая кислота( витамин В9) играет большую роль в образовании форменных элементов крови, при ее недостатке в костном мозге нарушается процесс созревания и перехода кровяных клеток в кровь. Структурная формула изображена на рис.1.12. Вместе с витамином В12 принимает участие в синтезе метионина, пуриновых и пиримидиновых оснований, нуклеиновых кислот, косвенно влияет на углеводный и жировой обмен.

Рис.1.12 -Структурная формула витамина В9



Потребность в витамине В9 составляет 0.2-0.4 мг в день для взрослого человека. Содержание фолиевой кислоты (В9) в яблоках 0.10-0.14 (до 0.45) мг %. Увеличение содержания фолиевой кислоты в ягодах объясняется ее освобождением из связанных форм. Фолиевой кислоты в зрелых ягодах накапливается больше в солнечное теплое лето, а в холодный и дождливый вегетационный период ее количество может быть в 2-3 раза меньше.

Витамин Е содержится в листьях и семенах многих растений. При недостатке витамина Е у животных нарушается функция половых желез. Витамин Е обладает антиокислительными свойствами. Он усиливает действие витамина А и способствует его лучшему усвоению. Суточная потребность взрослого человека в витамине составляет 10-20 мг. Важным источником витамина Е являются также плоды и ягоды. Структурная формула изображена на рис.1.13.

Рис.1.13 - Структурная формула витамина Е

Содержание токоферолов в яблоках не более 1 мг% .

Витамин Кнеобходим для нормального ввертывания крови. В организме человека образуется с помощью кишечной микрофлоры. Поэтому здоровые люди редко испытывают в нем недостаток. Но при заболеваниях печени и кишечника сразу же обнаруживается необходимость в получении этого витамина. То же наблюдается при длительном применении антибиотиков и сульфаниламидных препаратов, так как они подавляют жизнедеятельность микрофлоры, с помощью которой образуется витамин К. Средняя потребность взрослого человека в витамине К достигает 0.2-0.3 мг. В яблоках содержание витамина К (филлохинон) составляет 0.23-0.65 (мг %). Структурная формула витамина К изображена на рис.1.14.

Рис.1.14 - Структурная формула витамина К

Витамин С (аскорбиновая кислота). Недостаточное ее содержание в пище приводит к возникновению цинги. Участвует в окислительно-восстановительных процессах живой клетки. Связано это с тем, что аскорбиновая кислота существует в двух формах. При окислении аскорбиновая кислота теряет два атома водорода и превращается в дегидроаскорбиновую кислоту, которая, будучи такой же биологически активной, как восстановленная форма, значительно уступает ей по степени устойчивости. Если окисление неглубоко, дегидроформа может быть вновь восстановлена в аскорбиновую кислоту. Сильные окислители вызывают необратимое превращение аскорбиновой кислоты и полное ее разрушение.в растениях, по-видимому, имеется два независимых пути биосинтеза аскорбиновой кислоты. Один начинается с глюкозы (или галактозы) и далее идет через глюкозо- (или галактозо-) фосфат; другой путь в качестве исходных веществ предполагает глюкуроновую (или галактуроновую) кислоту.

Наш организм не может ни синтезировать, ни аккумулировать витамин С, а поэтому должен получать его с пищей. Суточная потребность взрослого человека составляется в среднем 50-70 мг в сутки.

Витамин А (ретинол) - производное каротина, влияет на рост и развитие организма, формирование костей, нормальную функцию органов зрения. При его недостатке резко снижается защитная функция кожи, слизистых оболочек глаза, верхних дыхательных, желчных и мочевыводящих путей. При низком его содержании слизистые оболочки становятся сухими, роговидными, возникают своеобразные поражения глаз. Характерной чертой гиповитаминоза является резкое снижение остроты зрения в сумерках, темноте («куриная слепота»). Это обусловлено тем, что витамин А входит в состав зрительного пурпура сетчатки глаз.

Витамин А образуется из каротиноидов, широко распространенных в растениях. Каратиноидов известно 80, но только 10 из них обладают витаминными свойствами: в-каротин, его изомеры, ликопин, ксантофилл, криптоксантин, зеаксантин. Каротины в растениях являются переносчиками водорода, ксантофиллы, наоборот, легко отдают свой водород, этим объясняется активное участие каротиноидов в окислительно-восстановительных процессах. Каротин усваивается организмом лишь при наличии жиров в пище.Структурнае формулы витамина А и в-каротина изображены на рис.1.15 и 1.16 соответственно.

Рис.1.15 - Структурная формула витамина А

Рис.1.16 - Структурная формула в-каротина

Суточная потребность в витамине А - 1.5-2.5 мг, в каротине - 3-5 мг. Установлено, что 1/3 потребности в этом витамине должна покрываться за счет ретинола(0.5-0.8 мг), а 2/3 каротина.

Азотистые соединения имеют второстепенное значение, так как присутствуют в плодах и ягодах в незначительных концентрациях от 0.2 до 1%. Они представлены белками, аминокислотами, пептидами. Особое место занимают ферменты, из которых наиболее важны гидролитические и окислительно-восстановительные. В свежем плодово-ягодном сырье присутствуют пектолитические ферменты, благодаря действию которых плоды и ягоды размягчаются при созревании. Полифенооксидазы окисляют полифенольные вещества, с этим связано потемнение сырья после его измельчения.

Фенольные соединения растений включают в себя свободные оксибензойные (n-оксибензойная, протокатехиновая, ванилиновая др.) и свободные оксикоричные кислоты (n-кумаровая, кофейная, феруловая и д.), их эфиры и гликозиды, оксикумарины, большую группу флавоноидов (катехины, лейкоантоцианы, флавононы, антоцианы, флавоны и флавонолы) в разных формах и другие соединения. Наиболее распространенными в природе являются флавоноиды. Особенно интенсивно они накапливаются в растительных тканях с повышенным обменом веществ. Они регулируют процесс роста, участвуют в биолгическом окислении. Действие флавоноидов подобно действию на организм витамина Р. Они повышают упругость кровеносных сосудов, предотвращая подкожные кровоизлияния. Поэтому их называют Р-активными веществами. Флавоноиды применяются в медицинской практике как капилляроукрепляющие, противовоспалительные, гипотензивные, гиполидемические средства. Физиологическая потребность человека в них составляет 100-200 мг в день.

К настоящему времени выяснены два основных пути образования фенольных соединений: через шикимовую кислоту (шикиматный) и ацетатно-малонатный. В их биосинтезе используются общебиологические механизмы основного обмена веществ.

Полифенольные соединения играют большую роль в производстве плодово-ягодных напитков. Они участвуют в технологических процессах, влияют на стойкость и вкусовые характеристики продукта. Полифенольные вещества также придают окраску плодам и ягодам. Именно они формируют все оттенки синего и красного цвета. Известно более 1000 природных фенольных соединений, большая часть которых присутствует в плодово-ягодном сырье. Для целого ряда полифенольных веществ, содержащихся в плодах и ягодах, характерна Р-витаминная активность, их называют биофлаваноидами. Считается, что наибольшей Р-витаминной активностью обладают катехины, флавоны, лейкоантоцианы, флавонолы (рутин).антоцианы, рутин обладают антиоксидантными свойствами.

Полимерные фенольные вещества, иначе называемые дубильными - высокомолекулярные соединения. Дубильные вещества (танины) в основном содержатся в кожуре яблок, но немало их и в мякоти. Именно они обусловливают терпкий, вяжущий вкус яблок (особенно диких). Дубильные вещества оказывают местное вяжущее действие, замедляют двигательную активность кишечника, обладают местным противовоспалительным действием. Дубильные вещества резко снижают активность вредных бактерий, действуют обволакивающе на слизистую желудка и кишечника. Кроме того дубильные вещества усиливают сосудоукрепляющее действие витамина С, а также помогают в профилактике мочекаменной болезни: они не позволяют выпадать в осадок солям мочевой кислоты. Вяжущее действие дубильных веществ резко снижается, если его употреблять после еды, так как танин соединяется с белком пищи. Кстати, много дубильных веществ теряется и при замораживании фруктов.

Пигменты - другая группа красящих веществ плодов и ягод, кроме полифенолов. Наиболее важное значение имеют каротиноиды. Они представлены в основном в-каротином и другими желто-оранжевыми пигментами (каротиноидами) - б-, г-каротином, ликопином, ксантофиллом, криптоксантином и другими соединениями, обладающими А-витаминной активностью. Они присутствуют во всех желто-оранжевых плодах и ягодах.

Минеральные вещества входят в состав многих ферментов, гормонов и обуславливают их активность. В плодах и ягодах минеральные вещества находятся в легкодоступной форме. Кроме того, в плодах и ягодах присутствуют некоторые элементы, редко встречающиеся в других продуктах.

Общее количество минеральных веществ (зола) колеблется в зависимости от районов произрастания, почвенного состава 0.5-3% (на абсолютно сухое вещество), больше всего калия (200-460 мг/100 г), натрия, фосфора.

Из микроэлементов в золе плодов и ягод обнаружены: никель, кобальт, молибден, барий, титан, ванадий, цирконий, хром, медь, марганец и др.

Ароматические вещества появляются в основном после созревания плодов. Они являются сложными смесями различных веществ, присутствуют в небольших концентрациях. К ним относятся углеводороды (терпены), альдегиды, спирты, эфиры, кетоны и др.

1.2 Характеристика сырьевых компонентов, их функции в пищевом продукте и технологическом процессе

В нашей стране преобладающий вид сырья в производстве кондитерских изделий из плодов -- яблоки. Они перерабатываются преимущественно в яблочное пюре, которое служит основой для производства почти всех фруктово-ягодных кондитерских изделий и полуфабрикатов.

Ценным качеством пюре из некоторых сортов яблок является большое содержание желирующего пектина с одновременным присутствием значительного количества органических кислот и сахара. Такое пюре -- незаменимое сырьё в производстве мармелада и некоторых других изделий, имеющих студнеобразнуюструктуру.

Для кондитерской промышленности наиболее ценны зимние сорта яблок, из которых преимущественно и готовится пюре, предназначенное для производства фруктово-ягодных изделий со студнеобразной структурой. Особенно ценен сорт яблок Антоновка центральных и западных районов страны. Этот сорт издавна применяется в кондитерской промышленности. Эти плоды имеют высокое содержание пектина, кислоты, значительное количество сахара и образует студень с характерным свойством. Студень из яблочного пюре получается ломким, причём студнеобразование происходит при высокой влажности продукта (в производстве мармелада при влажности 39-40%), после охлаждения они нормально желируют. Эта особенность характерная для студней мармелада объясняется качеством пектина, содержащегося в сырье и его свойства.

Сахар -- также является основным видом сырья в кондитерской промышленности. Сахарами называют углеводы с относительно небольшой молекулярной массой. Сахара обладают сравнительно высокой растворимостью в воде и, как правило, имеют сладкий вкус. В состав кондитерских изделий входят следующие виды сахаров: сахароза, мальтоза, лактоза, глюкоза и фруктоза. Первые три (сахароза, мальтоза, лактоза) относятся к дисахаридам, в результате их гидролиза образуются две молекулы моносахаридов. Глюкоза и фруктоза относятся к моносахаридам, или негидролизующимся сахарам. Она составляет до 80% таких кондитерских изделий, как карамель, помадные конфеты, мармелад и драже, в шоколаде её содержится около 50%, в мучных изделиях несколько меньше, но редко составляет менее 20%. Сахароза является дисахаридом, в результате гидролиза её образуются в равных количествах глюкоза и фруктоза. Такую смесь называют инвертным сахаром. Растворимость сахарозы в воде зависит от температуры и значительно увеличивается с её повышением. Сахароза как таковая не является сырьём для кондитерского производства. На кондитерских фабриках используют сахар, который поступает большей частью в виде сахара-песка и реже в виде сахара-рафинада. В последнее время в кондитерской промышленности начинают использовать т.н. жидкий сахар. Это сахарный сироп, поступающий непосредственно с сахарных или сахаро-рафинадных заводов. Такие сиропы могут быть как чисто сахарные, так и сахароинвертные с различным соотношением сахарозы и инвертного сахара.

Сахар-песок должен содержать сахарозы не менее 99,75%. Он должен быть сыпучим, не липким и сухим на ощупь. Содержание влаги не должно превышать 0,14%. Сахар-песок должен быть белого цвета, обладать блеском, полностью растворяться в воде и давать прозрачные растворы. По внешнему виду кристаллы сахара-песка должны быть однородного строения с ярко выраженными гранями, сыпучими, не липкими, без комков и посторонних примесей.

Пищевые красители применяются синтетические и естественные для более высокого товарного вида.

Пищевые кислоты. Для придания кондитерским изделиям и полуфабрикатам кислого вкуса используют пищевые кислоты: винную (виннокаменную), лимонную, молочную, яблочную и в значительно меньших количествах уксусную и адениновую. Пищевые кислоты смягчают приторно сладкий вкус кондитерских изделий, приближая его к приятному кисло-сладкому вкусу фруктов и ягод. Практика показала, что кондитерские изделия приобретают приятный вкус при введении кислоты в количестве 0,7 - 1,1 % к массе подкисляемого продукта. Количество вводимой кислоты зависит от вида её, подкисляемой массы и др. факторов. В соответствии с указаниями к рецептурам пищевые кислоты могут быть взаимозаменяемыми. В частности лимонную кислоту можно заменять виннокаменной или яблочной в соотношении 1:1:1,2. Количество вводимой пищевой кислоты в пастильно-мармеладные изделия корректируют в зависимости от кислотности применяемого фруктово-ягодного пюре.

Лимонная кислота. Эта кислота является трёх основной. Товарная лимонная кислота представляет собой одноводный кристаллогидрат. Для пищевой промышленности эту кислоту выпускают в виде бесцветных или со слабо-жёлтым оттенком кристаллов мелких или крупных размеров. Лимонная кислота хорошо растворима в воде. С повышением температуры растворимость её значительно повышается. Температура плавления безводной лимонной кислоты 135? С ,кристаллической -- 70-75? С. Это свойство даёт лимонной кислоте большие преимущества перед другими кристаллическими кислотами. При подкислении кондитерских масс, например карамельной кристаллическая лимонная кислота плавится и в жидком виде легко, равномерно распределяется в подкисляемой массе. Достигнуть равномерного распределения в кондитерской массе частиц кислоты с высокой температурой плавления значительно труднее. Лимонная кислота широко распространена в природе. Относительно много её содержится в некоторых ягодах, фруктах, особенно в цитрусовых (в лимоне 6-8%). Значительное количество её содержится в листьях хлопчатника и стеблях махорки, из которых её получают в промышленности. Лимонную кислоту для кондитерской промышленности получают микробиологическим путём (сбраживанием сахарных растворов грибком Aspergillusniger). В качестве сахаросодержащего сырья используют мелассу. Пищевая лимонная кислота должна удовлетворять следующим требованиям. Она должна представлять собой бесцветные или со слабо-желтоватым оттенком кристаллы. Раствор её в дистиллированной воде должен быть прозрачным, без запаха. Содержание лимонной кислоты должно быть не менее 99% в пересчёте на кристаллогидрат. Допускается наличие некоторых примесей: золы не более 0,5%, мышьяка не более 0,00014%.

Ароматические вещества. В кондитерской промышленности в качестве добавок используют натуральные и синтетические ароматические вещества. В большинстве случаев натуральные ароматизаторы представляют собой естественные эфирные масла. Их получают при переработке эфирно-масличных культур: из соответствующих цитрусовых -- лимонное, мандариновое, апельсиновое масло, плодов аниса -- анисовое, из семян кориандра -- кориандровое масло. Для ароматизации кондитерских изделий широко применяются различные эссенции. Они представляют собой спиртовые, водноспиртовые растворы различных ароматических веществ (синтетических и натуральных). Применение растворов душистых веществ позволяет легко и достаточно точно дозировать их. В качестве компонентов эссенций используют многие синтетические душистые вещества, принадлежащие различным классам органических соединений. Наиболее распространены сложные эфиры различных органических кислот и спиртов, обладающие плодовым ароматом. Например, муравьино-этиловый эфир в разбавленном состоянии обладает запахом ананаса. Основным компонентом яблочной эссенции является амиловалериановый эфир. В состав эссенций также входят натуральные эфирные масла, синтетические ароматизаторы (ванилин, кумарин) и спиртовые настои некоторых натуральных объектов, например, почек черной смородины. Эссенции из-за сравнительно-низкой температуры кипения (около 80? С) следует вводить в кондитерские изделия и полуфабрикаты при возможно более низкой температуре. Более высокие температуры, близкие к температуре кипения, приводят к значительным безвозвратным потерям эссенций. Эссенции выпускают концентрацией различной кратности: однократные, двукратные и четырехкратные. Эссенции поступают на кондитерские фабрики обычно в стеклянных бутылях вместимостью до 25 литров, помещенных в ящики или корзины. Эссенции нужно хранить в закрытых затемненных помещениях при температуре до 25? С.

Консерванты. В кондитерском производстве консерванты непосредственно не используются. В кондитерские изделия они могут попасть с консервированным плодово-ягодным сырьем. В качестве консервантов применяют сернистую и реже бензойную и сорбиновую кислоты.

Сернистая кислота. Ее вводят в фруктово-ягодное сырье в виде сернистого ангидрида в количестве 0,10-0,12% в пересчете на сернистую кислоту. Для некоторых видов фруктово-ягодного сырья иногда концентрацию доводят до 0,2%. Сернистая кислота должна быть удалена из готовых кондитерских изделий. Она сравнительно легко улетучивается при нагревании в кислой среде.

1.3 Описание технологического процесса производства анализируемого продукта с указанием физических, биохимических процессов, происходящих на стадиях технологической обработки

Технологическая схема производства сухого яблочного пюре представлена на рисунке 1.17.



Рис.1.17 - Технологическая схема производства сухого яблочного пюре

Для производства сухого яблочного пюре применяют зимние сорта яблок съемной зрелости с плотным строением мякоти, хорошим ярко выраженным вкусом и ароматом и с достаточным количеством студнеобразующего пектина, кислоты. К таким сортам относятся яблоки Антоновка, Пепинка и др. В производстве мармелада может быть использовано пюре из плодов дикорастущих яблонь, студнеобразующая способность которых высока. Вследствие терпкого вкуса и повышенной цветности дикорастущие яблоки рекомендуется добавлять к пюре из культурных сортов яблок.

Сортировка и мойка яблок. Поступающие в производство яблоки засыпают в приемник с водой. Всплывшие на поверхность воды плоды захватываются ковшовым элеватором и подаются на инспекционный транспортер, скорость движения которого позволяет тщательно осмотреть плоды.

При инспектировании удаляют гнилые, заплесневелые и пораженные гнилью плоды. Яблоки разделяют по цвету, степени зрелости, размерам и наличию дефектов (пятна и др.).

После сортировки яблоки поступают на мойку для удаления с их поверхности загрязнений, а также микроорганизмов и ядохимикатов, применяемых для опрыскивания деревьев.

Для мойки яблок может быть использована вентиляторная моечная машина, состоящая из ванны, транспортера, душевого устройства, вентилятора и грязевика.

Яблоки проходят по транспортеру и опрыскиваются водой. Воздух, нагнетаемый вентилятором, создает турбулентное движение воды, в результате чего яблоки тщательно промываются.

Для мойки яблок можно применять и барабанную машину, которая представляет собой корыто с вращающимся барабаном из проволоки или штампованного сита. Внутри барабана установлена труба с отверстиями, из которых непрерывно поступает вода.

Замочка яблок. Чтобы улучшить цвет яблочного пюре и уменьшить потери витамина С при шпарке, яблоки замачивают в холодной воде в течение 24 ч. Лежащие в воде яблоки получают извне кислорода меньше, чем расположенные на воздухе, вследствие чего на дыхание плодов расходуется часть кислорода, содержащегося в ткани. С уменьшением свободного кислорода уменьшается окисление витамина С и дубильных веществ яблок.

Замочка не требуется яблокам, окуренным сернистым ангидридом, так как последний связывает свободный кислород.

Шпарка яблок. Для размягчения мякоти яблок и облегчения протирания их через сита протирочной машины производят шпарку. При шпарке яблок под действием нагревания в присутствии кислоты, имеющейся в них, происходит гидролиз протопектина, клетки плодов частично разъединяются, в результате чего плоды размягчаются и теряют свою форму. Температура и продолжительность шпарки должны обеспечить полную стерилизацию плодов.

При шпарке происходит инактивация ферментов, вызывающих расщепление пектиновых и окисление дубильных веществ. Шпарка предупреждает образование темноокрашенных продуктов в яблоках.

Для максимального сохранения витамина С в яблочном пюре шпарку яблок производят в условиях мягкого теплового режима (при температуре 100°С в течение 8-- 10 мин).

Существует два способа шпарки -- паром и водой. Дляпаровойшпарки используют пар низкого давления (около 1 --1,5 ат). Внутри шпарочного аппарата избыточное давление пара не должно превышать 0,1--0,2 ат.

Непрерывнаяшпарка яблок осуществляется в шнековом шпарителе. Он состоит из двух корпусов, выполненных из нержавеющей стали или дерева с полуцилиндрическим днищем и герметически закрывающимися крышками. Внутри корпуса расположен шнек с полым валом, через отверстия которого происходит барботирование пара.

Яблоки или пульпу загружают в ошпаритель через бункер, и в процессе шпарки они передвигаются шнеком по первому корпусу, а затем по второму к разгрузочному люку. Для удаления пара и сернистого ангидрида шпаритель должен быть оборудован вытяжным устройством.

Для шпарки яблок могут быть использованы и шахтные шпарители непрерывного действия.

При шпарке паром влажность пюре, получаемого после протирки, меньше, чем в пюре, полученном после шпарки водой, но возможно расщепление пектиновых веществ.

Шпарку водой применяют, в основном, на небольших предприятиях, используя варочные котлы. При этом из яблок извлекается часть ценных экстрактивных веществ и витамина С. Для предупреждения потерь шпарочную воду вторично используют на производстве (для растворения консервантов, заливания вытерок, при вторичнойшпарке и т. д.).

В результате мягкого режима нагрева яблок происходит более умеренный гидролиз пектиновых веществ, чем при шпарке паром.

Протирка шпаренных яблок и пульпы. Для отделения кожицы, плодоножек, семян и семенной коробки от мякоти и измельчения ее для получения однородной массы (пюре) шпаренные яблоки или пульпу протирают на протирочных машинах .

В корпусе протирочной машины имеются штампованные цилиндрические сита из нержавеющей стали с отверстиями диаметром 1,5--2 мм (для повторной протирки яблочного пюре применяют сита с отверстиями диаметром 0,5--1 мм), вал с укрепленными на нем шнеком и лопастями для дробления продукта с двумя или четырьмя билами, по наружной кромке которых прикреплены резиновые накладки.

Шпаренные яблоки или пульпа поступают в загрузочную воронку протирочной машины и шнеком подаются к дробящей лопасти. Раздробленные плоды через распределяющую решетку поступают в рабочую камеру машины, в которой под действием центробежной силы отбрасываются к периферии и через сетку продавливаются в приемный бункер.

Непротертая часть яблок (вытерки) выводится из протирочной машины через боковой люк. Билы несколько смещены к образующим цилиндрических сит, в результате чего плоды и вытерки продвигаются в сторону бокового люка.

Угол наклона бил должен быть в пределах 1,5--5°, в зависимости от вида плодов, и обеспечивать максимальное освобождение вытерки от мякоти.

Для нормальной работы протирочной машины и предупреждения ее перегрузки необходимо следить за равномерной и правильной подачей в машину шпаренных яблок, систематически контролировать качество вытерок, которые должны быть максимально освобождены от мякоти.

При протирке шпаренных яблок нельзя допускать дробления семян, так как при этом из семян в пюре может перейти амигдалин и сообщить ему горький привкус.

Амигдалин -- глюкозид, представляющий собой эфирообразные соединения углеводов, встречаются в семенах многих плодов -- горьком миндале, яблоках, айве, рябине, сливе, абрикосах, персиках и т. д.

После первой протирки в яблочных вытерках содержится около 24--30% сухих веществ, в том числе 3--6% сахара, 1,0--1,5% пектина (по пектату кальция), 10-- 12,5% сырой клетчатки. Для извлечения пектина и сахара вытерки собирают у протирочной машины в сборнике с змеевиками или в варочном котле, заливают двух-, трехкратным количеством воды и прошпаривают в течение 30 мин. Затем вытерки протирают через сита с отверстиями диаметром 0,5--1 мм. Полученное пюре используют для производства темноокрашенных сортов мармелада.

Высушенные вытерки могут быть использованы для производства яблочного пектина.

Фруктово-ягодное пюре является благоприятной средой для развития дрожжей -- возбудителей спиртового брожения,-- плесеней и ряда кислотообразующих бактерий, поэтому пюре, изготовленное впрок, необходимо консервировать.

Химическое консервирование.Это наиболее распространенный способ консервирования. Он заключается в том, что в продукт вводят незначительные количества консервантов, действующих бактерицидно на микрофлору среды.

Применяемые консерванты должны быть безвредными для человеческого организма, стабильными на протяжении всего периода хранения пюре, не влиять на вкус, цвет и на студнеобразующую способность, а также хорошо растворяться в воде.

По действующему законодательству для консервирования фруктово-ягодного пюре разрешается применять сернистую и бензойную кислоты.

Бензойной кислотой консервируют главным образом сырье с малым содержанием белковых веществ и высокой кислотностью (рН в пределах 2,5--3,5). Этим требованиям отвечает яблочное пюре, кислотность его высока, а содержание белковых веществ незначительно.

Так как бензойная кислота и ее соли мало летучи, консервировать яблочное пюре можно как горячей, так и холодной бензойной кислотой. При консервировании яблочного пюре добавляют не более 0,05--0,1% бензойной кислоты.

Так как бензойная кислота плохо растворяется в воде, применяют раствор натриевой или аммониевой соли бензойной кислоты. Для консервирования яблочного пюре бензойнокислым натрием готовят 10 или 20%-ный раствор этой соли, который процеживают и вводят в горячее пюре перемешивая, чтобы консервант равномерно распределился во всей массе продукта.

Более сильным, чем бензойная кислота, консервантом является сернистая кислота. По действующим санитарным правилам остаточное содержание сернистой кислоты (в пересчете на свободную S02) не должно превышать 20 мг на 1 кг готового продукта. Для консервирования фруктово-ягодного пюре применяют 6-- 7%-ный водный раствор сернистой кислоты. Сернистый ангидрид вводят в охлажденное пюре в количестве 0,10-- 0,12% к весу пюре.

Хорошие результаты при консервировании пюре сернистым ангидридом достигаются в непрерывно действующей установке.

Сульфитация фруктово-ягодного пюре в этой установке проводится в следующем порядке. Готовое горячее шире засасывается в вакуум-приемник, где поддерживается разрежение 500--600 мм рт. ст., под действием которого удаляется некоторое количество влаги, пюре сгущается и охлаждается до 55--60°С.

Из нижней части вакуум-приемника плунжерным насосом пюре направляется в сульфитатор, представляющий собой цилиндр с водяной рубашкой, внутри которого расположена лопастная мешалка.

Сернистый ангидрид, поступающий из баллонов 6 в сульфитатор, насыщает пюре, которое охлаждается при этом на 5--10°С. Подача сернистого ангидрида в сульфитатор регулируется редукционным вентилем 3 с таким расчетом, чтобы содержание сернистого ангидрида в пюре не превышало 0,12--0,15%. Производительность установки 2 т/ч.

Существенным недостатком применяемых химических консервантов является то, что они вызывают нежелательные органолептические изменения -- бензойнокислый натрий придает яблочному пюре терпкий привкус, сернистый ангидрид соединяется с составными частями пюре и не полностью удаляется из пюре при десульфитации.

В последнее время много внимания уделяется химическому консерванту -- сорбиновой кислоте и ее натриевым и калиевым солям. Сорбиновая кислота представляет собой белые игольчатые кристаллы, температура плавления которых 134,5° С, без вкуса и запаха, трудно растворимые в холодной воде и лучше в горячей, легко растворимые в спирте и эфире. Ценным свойством сорбиновой кислоты и ее натриевых и калиевых солей является их полная безвредность. Участвуя в обмене веществ организма, она превращается в углекислоту и воду.

Установлено, что оптимальная доза сорбиновой кислоты, не изменяющая свойств яблочного пюре (сохранение естественного аромата и вкуса его), 0,05 %.

Свойство сорбиновой кислоты -- подавлять развитие плесневых грибов, продуцирующих фермент полигалактуроназу, который разрушающе действует на пектиновые вещества, способствует сохранению студнеобразующей способности яблочного пюре.

Полученное пюре гомогенизируют при давлении 100 кГ/см2 (9800 кн/м2) и направляют на сушку.

Сушка. Для предохранения пюре от порчи достаточно снизить содержание воды в нем до 10--15%. Сушку гомогенизированного пюре осуществляют на распылительных сушилках с дисковым или форсуночным распылением по следующему режиму: температура воздуха, поступающего в сушилку, 145-150? С, температура воздуха, выходящего из сушилки, 70-75? С.

В результате сушки получают очень гигроскопичный порошок влажностью 5-6%.

Гомогенизированное яблочное пюре сушат также на вальцовой сушилке при режиме: давление пара на вальцах 2,5-3,0 кГ/см2 (245,0-294,0 кн/м2), расстояние между валками 0,05 мм, продолжительность сушки 20-25 сек.

Полученный порошок используют для приготовления киселей (порошок с крахмалом) и муссов (порошок с манной крупой). Порошки с добавками, как негигроскопичные, можно упаковывать в негерметичную тару, если их не хранят долгое время.

Измельчение порошка, полученного на вальцовых сушилках, производят на обычных дробилках ударного действия, на микромельницах с отсевом измельченного материала через сито № 19. Порошок с распылительных сушилок измельчения не требует.

Готовый продукт расфасовывают в жестяные банки № 14 и № 15, если его используют как полуфабрикат на других предприятиях и в системе общественного питания, или в пакеты из ламинированной бумаги - для индивидуального использования.

Яблочный порошок обладает приятным кисло-сладким вкусом, имеет светло-кремовый цвет. При смешивании с водой он образует пюре, по цвету, вкусу и запаху соответствующее пюре из свежих яблок.

Общее количество отходов и потерь сухих веществ при производстве яблочного порошка составляет 18-20%.

Технологические режимы производства плодовых и овощных порошков и их химический состав хорошо изучены.

При правильной организации технологического режима производства в плодовых и овощных порошках сохраняются все основные пищевые вещества, в том числе и витамины. Пектиновые вещества, находящиеся в яблоках в нерастворимой форме, при термической обработке сырья и сушке его переходят почти целиком в растворимую форму, что очень важно для усвояемости.

Потеря витамина С в производстве сухого яблочного пюре наблюдается на двух стадиях технологического процесса: при термической обработке сырья до сушки и при самой сушке. Чем быстрее проходит технологический процесс, тем меньше теряется витамина С. Следует отметить, что эти потери не превышают потерь витамина при обычных методах переработки плодово-овощного сырья, принятых при консервировании и в кулинарии. Хорошо проведенная сушка вопреки широко распространенному неправильному мнению не приводит к снижению С-витаминной активности материала.

Яблочный порошок, полученный в результате тепловой сушки, по качеству и пищевой ценности не уступают порошкам, полученным методом сублимации, но значительно дешевле.

Сухое яблочное пюре имеет ряд преимуществ перед исходным сырьем, например меньшие массу и объем, больший срок хранения, удобство использования и т.п.

Витаминная активность порошка сохраняется значительно дольше, чем витаминная активность исходного сырья. При хранении свежих яблок в течение года витамин С теряется почти полностью, а хранение их в течение трех лет в обычных условиях ( и даже в холодильнике) вообще невозможно.



1.4 Методы оценки биологической, пищевой и энергетической ценности продуктов питания

Биологическая ценность пищевых продуктов определяется главным образом наличием в них незаменимых факторов питания, не синтезируемых в организме или синтезируемых в ограниченном количестве и с малой скоростью. К основным незаменимым компонентам пищи относятся 810 аминокислот, 35 полиненасыщенных жирных кислот, все витамины и большинство минеральных веществ, а также природные физиологические вещества высокой биологической активности: фосфолипиды, белково-лецитиновые и глюкопротеиновые комплексы.

Жизнедеятельность человека обеспечивается ежедневным потреблением с пищей сбалансированной смеси, содержащей восемь незаменимых аминокислот и две частично заменимые (аргинин и гистидин).Отсутствие в пище хотя бы одной незаменимой аминокислоты приводит к неполному усвоению других.

Для установления биологической ценности пищевого продукта проводят расчет аминокислотного скора по следующей формуле:

, (1)

где АК - аминокислота. Аминокислота, скор которой имеет самое низкое значение, называется первой лимитирующей аминокислотой. Значение скора этой аминокислоты определяет биологическую ценность и степень усвоения белков.

Другой метод определения биологической ценности белков заключается в определении индекса незаменимых аминокислот (ИНАК). Этот показатель является интегральным и позволяет учитывать количество всех незаменимых кислот в белке исследуемого продукта. Индекс рассчитывают по формуле:

, ( 2)

где n - число аминокислот, шт;

б,э - содержание аминокислоты в белке изучаемого продукта и эталонном белке, соответственно.

Пищевая ценность понятие, отражающее всю полноту полезных свойств пищевого продукта, включая степень обеспечения физиологических потребностей человека в основных пищевых веществах, энергию и органолептические свойства. Характеризуется химическим составом пищевого продукта с учетом его потребления в общепринятом количестве.

Пищевая ценность блюда (изделия) определяется количеством входящих в него продуктов (по массе съедобной части), усвояемостью, степенью сбалансированности по пищевым веществам (при оптимальном соотношении между ними). По формуле сбалансированного питания пищевая ценность кулинарной продукции количественно может быть выражена интегральным скором.