Интенсификация технологических процессов производства низкокалорийных диетических цитрусовых цукатов и функциональных добавок

Из плодоносящих растении особенно популярны цитрусовые растения. Их плода содержат полезные биологические активные вещества, имеют высокую сочность, приятный аромат, вкус, большую концентрацию углеводов, пектиновых веществ, органические кислот, минеральных веществ и других полезных активных веществ, что обеспечивает их диетический, медико-профилактический, пищевой ценность. По химическому составу богаты также вторичные материальные ресурсы цитрусовых фруктов и являются наилучшими добавками в кондитерском производстве, прекрасный материал для производства цукатов, спиртных напитков и др. Из кожицы цитрусовых фруктов вырабатывают самые качественные эфирные масла для парфюмерных производств. В консервных заводах выжимная масса составляет 40% от цитрусовых плодов из которой производят сухие добавки для кондитерского производства [1, 9, 17, 18, 21].

Традиционный технологический цикл производства цукатов включает в себя: мойка сырья, отделение мякоти от кожицы, резка кожицы на требуемые размеры, удержание в соляно-водяной смеси (удаление терпкого вкуса), мойка в проточной воде, термическая обработка – варка в сахарном сиропе, сушка, миграция влажности, сортировка, упаковка [1, 2, 4, 7, 16, 21].

Целью да­н­ной работы являлось ус­та­но­влен­ие возможно­сти и эффекти­вно­сти процесса термической обработки цитрусовых вторичных материальных ресурсов в поле ИК лучей, на­у­чное ут­вержд­ен­ие па­раметров и режимов да­н­ных процессов [22].

Нами предлагаемая технологическая схема производства диетических цитрусовых цукатов из мандаринового и апельсинового вторичного материального сырья предлагает заменить существующие термические процессы ИК тепловым энергией (бланширование, сушка), а сахарный сироп — сахарином (аспартам). Для производства сухих функциональных добавок из выжимки цитрусового сырья мы предлагаем процесс сушки данной массы ИК лучами.

Обраб­отка ИК из­луч­ен­ием имеет большие преи­мущ­ества перед дру­ги­ми способа­ми эне­ргоподв­ода, в час­тно­сти: Зн­а­чит­ельный рост инт­ен­си­вно­сти процесса; Специ­фическое возде­йствие на прод­укт; Мак­си­мал­ьное сохра­н­ен­ие цен­ных веществ сырья в обра­бат­ываемом прод­укте; Ув­елич­ен­ие сроков хра­н­ен­ия прод­ук­та; и т. д. [3, 5, 6, 8, 13, 15,19, 20, 23].

Для до­стиж­ен­ия нам­ечен­ной цели на­ми были опреде­лены и проанализированы спектрал­ьно-оптич­еские свойства цитрусовых вторичных материальных ресурсов в спектре ИК среды, выбра­ны и тестированы гене­раторы [11, 14]. С целью ус­та­но­влен­ия опти­мал­ьных режимов термической обработки цитрусовых вторичных материальных ресурсов ИК лу­ча­ми были провед­ены мно­гочис­лен­ные эксперим­енты по пред­ва­рит­ельно состав­лен­ной программе и метод­ике, выявлены осно­вные факторы термических процессов и взаимосвязь между ними [10, 12].

На основе метод­и­ки бра­ли 100 г сырья и с целью термической обраб­отки вно­си­ли за­ра­нее нагретой в лаб­орат­орной камере. Процесс бланширования продо­лжа­ли до тех пор, пока темпера­ту­ра образ­ца не ста­но­вилось 95…98⁰C. Опти­мал­ьной темпера­турой термической обраб­отки были при­няты – 118…120⁰C. При ус­та­но­влен­ии опти­мал­ьного зн­ач­ен­ия какого-либо па­рам­етра процесса остал­ьные па­раметры им­ели постоян­ные вели­чи­ны (p=const, H и δ переменная; H=const, p и δ переменная; δ=const, p и H переменная). Эксперим­енты провод­и­ли в трех ва­ри­а­н­тах (табл. 1). Лучшие результаты были получены в случае варианта II.

Для определения оптимальных параметров сушки  цитрусовых вторичных материальных ресурсов ИК лучами режим термической обраб­отки проводили при температуре 100…105⁰C. Процесс сушки продо­лжа­ли до тех пор, пока конечная влажность сухих цукатов не опускался до 20-23%. Эксперим­енты провод­и­ли в трех ва­ри­а­н­тах (табл. 2). Лучшие результаты были получены в случае варианта II.

таблица 1

Варианты экспериментов

таблица 2

Варианты экспериментов   

Для определения оптимальных параметров сушки выжимной массы цитрусовых вторичных материальных ресурсов ИК лучами режим термической обраб­отки проводили при температуре 100…105⁰C. Процесс сушки продо­лжа­ли до тех пор, пока конечная влажность массы не опускался до 5-7%. Эксперим­енты провод­и­ли в трех ва­ри­а­н­тах (табл. 3). Лучшие результаты были получены в случае варианта II.

таблица 3

Варианты экспериментов 

Предлагаемая нами технологическая схема производства цитрусовых цукатов из мандаринового и апельсинового вторичного материального сырья, где мы заменили тепловые процессы – варка, сушка (существующая технология) процессами — бланширование, сушка в поле ИК лучей, целесообра­зно­ и перспективно (установленные оптимальные режимные параметры: бланширование ИК лучами – P=0,45 вт/м², H=20 см, δ = 5 см, τ =35…40 сек,  t=95…98⁰C; Сушка ИК лучами — P=0,25…0,30 вт/м², H=20 см, δ = 5 см, τ =55…60 сек, W₂=20…23%). Перспективно также сушка выжимной массы цитрусовых вторичных материальных ресурсов ИК лучами (P=0,35…0,40 вт/м², H=20 см, δ = 5 см, τ =40…45 сек, W₂=5…7%). Интенсивность процессов увеличивается 8…10-раз, по сравнению с существующими технологическими методами; Сокращается технологические устройства и энергетические затраты в технологическом цикле участвующих устройств; Нет более необходимости хозяйство горячей воды; Процессы становятся легко управляемыми; Улучшаются условия труда; Исключено загрязнение окружающей среды.