Иркутская область, Россия
Иркутский государственный аграрный университет имени А.А. Ежевского (кафедра энергообеспечения и теплотехники, Заведующий)
Иркутская область, Россия
Иркутская область, Россия
УДК 635.64 Томаты и родственные им овощные растения. Lycopersicum esculentum Mill.
Цель исследования – получение томатного порошка с использованием инфракрасной обработки и сушки для применения при приготовлении мучных кондитерских изделий. Задачи: проведение анализа на содержание макро- и микроэлементов в томатном порошке, полученном при различных температурах нагрева; определение содержания витамина C в томатном порошке при хранении. Инфракрасная обработка и сушка измельченных в форме «восьмушка» томатов реализована в осциллирующем режиме. Изучено содержание минеральных веществ в томатном порошке, полученного из нарезанных томатов, высушенных при температурах нагрева 50 и 60 °C, путем измельчения на центробежной мельнице. Установлено, что увеличение температуры нагрева томатов в процессе инфракрасной обработки и сушки с 50 до 60 °C приводит к потере макро- и микроэлементов от 21,1 до 86,5 %, а по железу и меди – уменьшение в 2 раза. Результаты исследования показали, что в большом количестве содержатся в томатном порошке инфракрасной сушки физиологически значимые для человека элементы, удовлетворяющие суточную потребность взрослого человека в магнии, калии, железе и марганце соответственно на 48,85; 28,84; 22,86 и 27,5 %. Исследована степень сохранности витамина C в томатном порошке при хранении с соблюдением оптимальных условий хранения. Выявлено, что в герметично упакованном томатном порошке инфракрасной сушки за девять месяцев хранения не происходит существенных изменений органолептических показателей качества, наблюдается лишь снижение содержания витамина C на 18–19 % от исходного состояния. Данное обстоятельство говорит о том, что удаление влаги из томатов до влажности ниже 12 % для получения томатного порошка позволяет сохранять герметически упакованные продукты с высоким содержанием полезных веществ в обычных условиях длительное время.
томат, томатный порошок, инфракрасная сушка, температура нагрева, минеральные вещества, витамины
Введение. Переработка или консервирование собранного урожая плодов и овощей, в т. ч. и томатов, направлено на сохранение в них витаминов и минеральных веществ, а также подготовку к использованию в пищу без длительной кулинарной обработки. Одной из ресурсосберегающих технологий переработки томатов является тепловая обработка и сушка томатов для получения томатного порошка и его применения при приготовлении хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. Овощные порошки, в т. ч. и томатные, отличаются высокими питательными свойствами, служат полуфабрикатом для предприятий пищеконцентратной промышленности и общественного питания и применяются при приготовлении хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. К примеру, томатный порошок в качестве одного из ингредиентов нашел применение при приготовлении крекера [1], хлеба из пшеничной муки [2], заварных пряников [3], печенья [4–8], экструдированных снеков [9]. Приведенные примеры использования томатного порошка в пищевой промышленности показывают большой спектр применения этого пищевого полуфабриката, что подчеркивает актуальность исследований.
Для тепловой обработки и сушки томатов применяют различные способы и технические средства. В последние десятилетия для сушки томатного сырья широкое применение получил способ инфракрасной (ИК) обработки и сушки.
Цель исследования – получение томатного порошка с использованием ИК-обработки и сушки для применения при приготовлении мучных кондитерских изделий.
Задачи: проведение анализа на содержание макро- и микроэлементов в томатном порошке, полученном при различных температурах нагрева, и определение содержания витамина C в томатном порошке при хранении.
Объекты и методы. Объектом исследования явились томаты сорта Митридат, собранные в 2022 году в Ангарском районе Иркутской области, и томатный порошок, полученный путем ИК-обработки и сушки свежих измельченных томатов. ИК-обработка и сушка томатов была реализована на экспериментальной сушильной установке. Определение минеральных веществ и витаминов в томатном порошке проводили с помощью следующих методов: железо, медь и цинк – по ГОСТ 30178-96; кальций, магний, марганец, натрий и калий – по ГОСТ 32343-2013; витамин C – по ГОСТ P EH 14130.
Результаты и их обсуждение. Качество и себестоимость томатного порошка зависят от способа уборки, хранения после уборки, подготовки к тепловой обработке и сушке, режима тепловой обработки и сушки, упаковки и условий хранения готовой продукции.
Аппаратурно-технологическая схема производства и томатного порошка с использованием ИК-обработки и сушки представлена на рисунке 1. Перед отправлением на сушку томаты от места хранения по ленточному транспортеру 1 поступают на мойку, после которой проводится инспекция на транспортере 3 и на столе для доочистки томатов 4, включающая в себя просмотр и отбраковку непригодных томатов, а также вырезку поврежденных участков плодов, полученных при сборе и хранении. Для взвешивания томатов применяют весы 5 для статического взвешивания среднего класса точности с наибольшим пределом взвешивания 25 кг. Одним из важнейших и энергозатратных этапов переработки томатов для получения томатного порошка является процесс инфракрасной обработки и сушки до остаточной влажности 10–12 %. Устройство и принцип действия установки для сушки пищевых растительных материалов подробно описаны в работе [10]. Измельчение сушеных томатов до порошкообразного состояния осуществляется с помощью мельницы. Герметичная упаковка сушеных томатов и томатного порошка в полиэтиленовый пакет с предварительным удалением воздуха из пакета производится с использованием вакуумного упаковщика типа Clatronic FS 3261. Качество томатов, поступающих на переработку для получения томатного порошка, проверяется на соответствие характеристикам и нормам, указанным в ГОСТ 34298-2017.
Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема производства томатного порошка:
1 – ленточный транспортер; 2 – машина для мойки и очистки томатов; 3 – инспекционный транспортер; 4 – стол для доочистки томатов; 5 – стол с весами; 6 – плодоовощерезка;
7 – емкость для измельченных томатов; 8 – стол для раскладки ломтиков томатов в пищевые лотки; 9 – ИК-сушильный шкаф; 10 – стол с весами; 11 – мельница; 12 – мукопросеиватель
(ситовой анализатор); 13 – бункер готового продукта; 14 – вакуумный упаковщик;
15 – контейнеры с готовой продукцией
ИК-обработка и сушка томатов реализована в осциллирующем режиме «нагрев – охлаждение» (рис. 2), принцип действия которого заключается в том, что в период инфракрасной обработки τр ломтики томатов нагреваются до предельной допустимой температуры нагрева со значительным испарением жидкости в поверхностных слоях, а в период охлаждения τп с включением в работу вентилятора для удаления влаги из сушильного шкафа ломтики томатов охлаждаются в результате испарения жидкости за счет аккумулированного тепла. При таком способе управления процессом инфракрасной обработки общая продолжительность нагрева ломтиков томатов невелика, а период охлаждения используется не только для охлаждения, но и для сушки. В рабочей камере установки ИК-излучатели размещены таким образом, чтобы соблюдался принцип объемного облучения. Конструкция установки позволяет легко производить их замену. Регулирование работы излучателей при различных режимах ИК-энергоподвода осуществляется с помощью измерителя-регулятора ОВЕН ТРМ 251.
Рис. 2. Осциллирующий способ ИК-энергоподвода
Проведено исследование двух режимов
ИК-энергоподвода – при температуре нагрева томатов 50 и 60 °С. Выбор предельно допустимой температуры нагрева 60 °C обоснован тем, что при превышении данной температуры нагрева в разы увеличиваются нежелательные изменения качества в сушеных томатах. Для эффективного процесса влагоудаления из томатов при ИК-обработке и сушке томаты нарезались на восемь равных ломтиков (рис. 3). Выбор данной формы нарезки томатов объясняется тем, что в процессе сушки ломтиков томатов, размещенных на поверхности пищевого лотка со стороны кожицы, практически не происходит прилипания к лотку, изготовленному из пищевого алюминия, а также отсутствует стекание жидкости из сочных семенных камер на инфракрасные излучатели, размещенные снизу.
Общее время ИК-обработки и сушки томатов до остаточной влажности 10–12 % при температуре нагрева 50 °C составило 480 мин, а при температуре нагрева 60 °C – 420 мин. Результаты исследования на содержание минеральных веществ в томатном порошке представлены в таблице 1.
Сравнение результатов по содержанию минеральных веществ в томатном порошке (см. табл. 1) свидетельствуют о том, что увеличение температуры нагрева с 50 до 60 °C привело к увеличению потерь всех макро- и микроэлементов. В большей степени потери при сушке томатов с температурой нагрева томатов 60 °C отразились на содержании железа, меди, натрия и цинка.
|
|
|
Рис. 3. Внешний вид измельченных плодов томата
Таблица 1
Содержание макро- и микроэлементов в томатном порошке, мг/кг
|
Показатель |
Температура нагрева, °C |
|
|
50 |
60 |
|
|
Кальций |
142 |
101 |
|
Магний |
1954 |
1614 |
|
Калий |
7210 |
6661 |
|
Натрий |
245 |
140 |
|
Железо |
32±8 |
16±4 |
|
Цинк |
9,7±2,5 |
5,2±1,3 |
|
Медь |
0,96±0,25 |
0,48±0,12 |
|
Марганец |
5,5 |
3,5 |
Полученные данные, представленные в таблице 1, показывают, что томатный порошок содержит достаточное количество макро- и микроэлементов. Томатный порошок, полученный путем ИК-обработки и сушки при температуре нагрева 50 °C, удовлетворяет суточную потребность взрослого человека в магнии, калии, железе и марганце соответственно на 48,85 %; 28,84; 22,86 и 27,5 %.
Для определения сохранности витаминного состава в томатном порошке при хранении было проведено исследование порошка на содержание витамина C (рис. 4). Томатный порошок массой 500 г, герметично упакованный в полимерные пакеты, был заложен на хранение с сентября 2022 г. по май 2023 г. в сухом, чистом и проветриваемом помещении кафедры энергообеспечения и теплотехники Иркутского ГАУ при относительной влажности воздуха 65–70 % и температуре 20±2 °C. Содержание витамина C в томатном порошке после девяти месяцев хранения снизилось в исследуемых образцах на 18–19 % (рис. 4), при этом органолептические показатели качества томатного порошка не изменились: внешний вид – порошкообразный; цвет – светло-оранжевый (рис. 5); запах и вкус – свойственный сушеным томатам без посторонних запахов.
|
|
|
|
Рис. 4. Содержание витамина C в томатном порошке |
Рис. 5. Внешний вид томатного порошка ИК-сушки |
|
|
|
Результаты исследований по витаминному и аминокислотному составам полученного томатного порошка отражены в работах [11, 12]. Томатный порошок, полученный по предложенной технологии (см. рис. 1, 2), содержит весь комплекс витаминов и незаменимых аминокислот, что позволяет рекомендовать его к использованию при приготовлении мучных кондитерских изделий.
Заключение. Изучено содержание минеральных веществ в томатном порошке, полученном из нарезанных томатов, высушенных при температурах нагрева 50 и 60 °C путем измельчения на центробежной мельнице. Установлено, что увеличение температуры нагрева томатов в процессе инфракрасной обработки и сушки с 50 до 60 °C приводит к потере макро- и микроэлементов от 21,1 до 86,5 %, а по железу и меди – к уменьшению в 2 раза. Результаты исследований показали, что в большом количестве содержатся в томатном порошке инфракрасной сушки физиологически значимые для человека элементы, удовлетворяющие суточную потребность взрослого человека в магнии, калии, железе и марганце соответственно на 48,85 %; 28,84; 22,86 и 27,5 %.
Исследована степень сохранности витамина C в томатном порошке при хранении с соблюдением оптимальных условий хранения. Выявлено, что в герметично упакованном томатном порошке инфракрасной сушки за девять месяцев хранения не происходит существенных изменений органолептических показателей качества, наблюдается лишь снижение содержания витамина C на 18–19 % от исходного состояния. Данное обстоятельство говорит о том, что удаление влаги из томатов до влажности ниже 12 % для получения томатного порошка позволяет сохранять герметически упакованные продукты с высоким содержанием полезных веществ в обычных условиях длительное время.
1. Использование тонкодисперсных порошков овощей в технологии крекера / С.Я. Корячкина [и др.] // Хлебопродукты. 2015. № 9. С. 57–59.
2. Влияние овощных порошков на реологические свойства теста и хлеба из пшеничной муки / О.В. Перфилова [и др.] // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. 2016. № 1. С. 71–79.
3. Потапова А.А., Перфилова О.В. Мучные кондитерские изделия, обогащенные эссенциальными микронутриентами овощного сырья // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК – продукты здорового питания. 2014. № 4 (4). С. 50–54.
4. Применение томатного порошка при приготовлении печенья / И.В. Алтухов [и др.] // Актуальные вопросы аграрной науки. 2021. № 41. С. 5–13.
5. Шершнева П.С., Тимошенкова И.А., Москвичева Е.В. Разработка рецептур и технологии галетного печенья с добавлением томатного криопорошка // Балтийский морской форум: мат-лы IX Междунар. Балтийского форума: в 6 т. Калининград, 2021. Т. 5. С. 115–121.
6. Characterization, oxidative perspectives and consumer acceptability of tomato waste powder supplemented cookies / U. Ahmad [et al.] // The Journal of Animal & Plant Sciences. 2017. № 27 (6). P. 2045–2055.
7. Bhat M.A., Ahsan H. Physico-chemical characteristics of cookies prepared with tomato pomace powder // Journal Food Process Technol. 2015. № 7. P. 543.
8. Bhat N.A., Wani I.A., Hamdani A.M. Tomato powder and crude lycopene as a source of natural antioxidants in whole wheat flour coo-kies // Heliyon. 2020. № 6. P. e03042.
9. Impact of tomato pomace powder added to extruded snacks on the in vitro gastrointestinal behaviour and stability of bioactive com¬pounds / S. Yagci [et al.] // Food Chemistry. 2022. № 368. P. 130847.
10. Очиров В.Д., Федотов В.А., Алтухов И.В. Экспериментальная ИК-установка для сушки плодов и овощей // Вестник ИрГСХА. 2017. № 81-2. С. 90–96.
11. Алтухов И.В., Быкова С.М., Очиров В.Д. Перспективы применения томатного порошка в рецептуре песочного печенья // Вестник КрасГАУ. 2021. № 12. С. 254–259.
12. Использование томатного порошка в технологии приготовления печенья / С.М. Быкова [и др.] // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2022. № 5 (76). С. 79–85.
