64431

НАУКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ МЕТОДОЛОГIÏ ФОРМУВАННЯ ТА КОНТРОЛЮ ЯКОСТI ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ ПРОДУКТIВ ПЕРЕРОБЛЕННЯ ПЛОДIВ ТА ОВОЧIВ

Автореферат

Маркетинг и реклама

Окисленi форми речовин редокссистеми морквяного соку Вiдновленi форми речовин редокссистеми морквяного соку Окисленi форми речовин редокссистеми капустяного соку Вiдновленi форми речовин редокссистеми капустяного соку...

Украинкский

2014-07-06

372 KB

0 чел.

PAGE  1


Оптим
iзацiя рецептури за

органолептичними показниками

Визначення напряму ОВ процесiв

Вибiр виду продукц

Вибiр компонентiв для

купажування

 

Рис.15. Аноднi кривi ОВ системи чорноплiдногоробинового соку з iнактивованими ферментами на Рt електродi з перемiшуванням у

1 М розчинi КСl: 1 – вихiдний сiк;

2 – сiк пiсля електролiтичного вiдновлення

Рис. 14. Катоднi кривi ОВ системи чорноплiдногоробинового соку на Рt у 1М розчинi КСl: сiк до (1) та пiсля (2) електролiтичного вiдновлення

 

Рис. 12. Катодні криві редокс-системи лимонного соку на Pt електроді при 25 С з перемішуванням:

1 свіжовичавлений; 2 прокип’ячений;

3 свіжовичавлений через 6 годин;

4 прокип’ячений через 6 годин

R

OН

НO

НO

OН.

+

ОН

O

  R

O

НO

НO

O

+

ОН

O

  реакція переходу;

 хімічна рівновага. 

   хімічна рівновага; 

Окисленi форми речовин

редокс-системи

морквяного соку

Вiдновленi форми речовин

редокс-системи

морквяного соку

       Окисленi форми речовин  

           редокс-системи

          капустяного соку

Вiдновленi форми речовин редокс-системи

капустяного соку

    0,5 мкм

1 мкм

КИÏВСЬКИЙ НАЦIОНАЛЬНИЙ ТОРГОВЕЛЬНО-ЕКОНОМIЧНИЙ УНIВЕРСИТЕТ

 

   Бочарова Оксана Володимирiвна

                                                                   УДК 664.8.658.562

НАУКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ МЕТОДОЛОГIÏ ФОРМУВАННЯ ТА КОНТРОЛЮ ЯКОСТI ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ ПРОДУКТIВ

ПЕРЕРОБЛЕННЯ ПЛОДIВ ТА ОВОЧIВ

Спецiальнiсть 05.18.15 товарознавство

АВТОРЕФЕРАТ 

дисертацiï на здобуття наукового ступеня

доктора технiчних наук

                 

         

  

Киïв 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Одеській національній академії харчових технологій

Науковий

консультант  

доктор технічних наук, професор

Грішин Михайло Олександрович,

Одеська національна академія харчових технологій, професор кафедри технології молока та сушіння

харчових продуктів

Офіційні

опоненти:  

доктор технічних наук, професор

Орлова Наталія Язепівна,

Київський національний торговельно-економічний

університет, професор кафедри товарознавства та

експертизи харчових продуктів

доктор технічних наук, професор,

лауреат Державної премiї України

Павлюк Раїса Юріївна,

Харківський державний університет харчування та

торгівлі, завідувач кафедри технологiй переробки плодiв, овочiв i молока

доктор технічних наук, доцент

Дятлов Володимир Васильович,

Донецький національний університет економіки і

торгівлі імені Михайла Туган-Барановського,

професор кафедри товарознавства та експертизи

продовольчих товарів

Захист відбудеться  5 листопада  2010р. об 11.00 годині на засіданні   спецiалiзованої вченої ради Д 26.055.02 при Київському нацiональному   торговельно-економiчному унiверситетi за адресою: м. Київ, вул. Кіото, 19, ауд. А-227.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського нацiонального торговельно-економiчного унiверситету за адресою: 02156, м. Київ, вул. Кіото,19.

Автореферат розісланий   5  жовтня  2010р.

 

Вчений секретар

спецiалiзованої вченої ради        Є.В. Тищенко

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми.

На ринку плодової та овочевої продукцiї України, за статистичними та науковими даними, вагому частку складають товари неналежної якості. Для позитивних змін у цьому напрямку потрібна сучасна методологія формування та контролю якості, яка враховує не лише новітні знання щодо хімічних, фізичних, біохімічних властивостей речовин, а й дозволяє розглядати плодову та овочеву продукцію як цілісну систему, характерні властивості якої обумовлені особливим станом матерії, пов’язаним із колоїдним ступенем дисперсності частини її елементів. Це дасть змогу оцінювати якість продуктів за властивостями найважливішого структурного елемента системи – дисперсної фази, що унеможливлює їх підробку. Недосконалість сучасного процесу ідентифікації та оцінювання якості плодової та овочевої продукції пов’язана з необхідністю застосування цілого комплексу обов’язкових методів, що стримує його результативність і призводить до підвищення рівня фальсифікованих продовольчих товарів.

Проблеми виробництва  викликають необхідність у введення у харчові продукти неприродні компоненти. У зв’язку з цим актуальним є розроблення методологiї формування та контролю якостi дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочiв, що дозволить виробляти соки, пюре, пасти  з високими споживними властивостями без застосування барвникiв, стабiлiзаторiв, ароматизаторiв. Таким чином, протиріччя між тенденцією до денатуралiзацiї продукції і прагненням споживачiв до вибору натуральних продуктiв може бути усунено, а ефективність процедури ідентифікації пiдвищена, що сприятиме покращанню якостi та безпеки харчування населення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася відповідно до напряму наукових досліджень Одеської          національної академiї харчових технологій: «Розробка технологічних     процесів для харчових і зернопереробних галузей Агропрому», затвердженого вченою радою  Одеської державної академiї харчових технологій (протокол    № 6 вiд 13.02.01); договорів з Мiнiстерством аграрної полiтики України вiд 14.05.08 на проведення робiт зі стандартизацiï: № 174c/1 «ДСТУ Сiк яблучний, концентрати яблучного соку. Визначення вмiсту патулiну. Частина 1. Метод iз використанням рiдинноï хроматографiï високого роздiлення.   SO 8128-1:1993» (№ 0108U007686), № 174c/4 «ДСТУ Cоки фруктовi та овочевi. Визначення вмiсту золи. EN 1135:1994»                       (№ 0108U007689).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи є наукове                    обґрунтування   методологiї   формування   і   контролю  якості   дисперсних

систем продуктiв перероблення плодiв та овочів.

Досягнення поставленої мети передбачає вирішення таких завдань:

  •  проведення аналiтичних дослiджень сучасного стану проблеми формування та контролю якостi дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочiв;
  •  дослiдження ультраструктурних характеристик дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів; визначення ролі речовин  дисперсних систем у формуванні споживних властивостей продукцiї;
  •  проведення досліджень окислювально-вiдновних (ОВ) властивостей дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів, а також властивостей, обумовлених колоїдним станом матерії;
  •  проведення досліджень електричних властивостей дисперсної фази і дисперсійного середовища продуктiв перероблення плодiв та овочів;
  •  дослiдження впливу редокс-реакцій на формування бiологiчної цiнностi та органолептичних характеристик дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів;
  •  дослідження механiзму ОВ перетворень антоціанів (ціанідину) у продуктах перероблення плодiв;
  •  створення нормативної бази для виробництва антоціанозабарвлених соків iз гальмуванням в них окислювальних процесiв (при електролітичному відновленнi речовин редокс-системи);
  •  створення методичної та нормативної баз для контролю концентрацій окислених і відновлених форм антоціанів у плодових соках електрохiмiчним методом;
  •  дослідження механізму встановлення величини потенціалу платинового електрода, зануреного у дисперснi системи продуктiв перероблення плодiв та овочів, з метою адекватної характеристики їх ОВ спроможності;
  •  створення методологiчної та нормативної баз для ідентифікації та визначення натуральності плодових соків за властивостями речовин дисперсної фази;
  •  проведення досліджень з регулювання чинникiв стійкості дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів;
  •  розроблення способу пiдвищення якостi концентрованих дисперсних систем стосовно  виробництва томатопродуктів;
  •  наукове обгрунтування методологiчної бази для розроблення рецептур плодової та овочевої продукції, в тому числi купажованої, в якiй узгоджено вид продукцiї зi спрямованiстю колоїдно-хiмiчних процесiв у системi,  враховано вплив ОВ реакцiй на формування бiологiчної цiнностi та кольорової стiйкостi продукта.

Об’єктом дослідження є дисперсні системи продуктiв перероблення плодiв та овочiв (соки, пюре, пасти).

Предметом дослідження є методологiя формування та контролю якості дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів.

Методи дослідження. Експериментальні дослідження проводили із застосуванням стандартних та адаптованих автором для об’єктів дослідження оригінальних методик, а також методик, розроблених автором. До отриманих даних застосовували системний підхід, аналіз, синтез.  

Для теоретичного обґрунтування термодинамічноï можливості та механізмів протікання ОВ реакцiй, висвітлення питань теорії розчинів стосовно дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочiв використано електрохімічнi  методи. Аналіз процесу формування структури та властивостей дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочiв здійснено за допомогою кінетичних, оптичних методів, методів визначення адсорбції та електронного мікроскопування.

Наукова новизна отриманих результатів полягає у тому, що вперше: 

•  обґрунтовано можливість використання як критерiю натуральностi плодових соків (під час їх ідентифікації) величини зміни електропровiдності дисперсної фази при розведенні дистильованою водою (1:1), що базується на перерозподiлi iонiв у подвійному електричному шарi мiцел.

 доведено можливість підвищення якості соків шляхом стабiлiзації антоцiанів під впливом вiдновлювальної дії електричного струму (у катодному просторі при постійному потенціалі платинового електрода, що відповідає електрорушiйнiй силi (ЕРС) переходу окислених форм антоціанів у відновлені);

встановлено механізм окислювально-відновних перетворень антоціанів у плодових соках, відповідно до якого перехід електронiв протікає в однiй реакцiї iз наступним диспропорцiюванням семiхiнонiв, що дозволяє узгодити функціювання поліфенолів як ОВ систем з їх інгібіруючою дією на вільнорадикальне окислення субстратів. Для підвищення якості антоціанозабарвлених соків визначено параметри електролітичного відновлення на гладкому платиновому електроді речовин редокс-систем;

обґрунтовано можливiсть визначення концентрацiй окислених та вiдновлених форм антоцiанiв у плодових соках, що базується на порiвняннi даних анодноï та катодноï поляризацiй окислювально-вiдновного електроду на платинi до та пiсля оборотного вiдновлення антоціанів, iз урахуванням маси вiдновленоï речовини i порядкiв реакцiï;

обґрунтовано доцільність використання за критерій  стійкості структури та властивостей купажованих соків (при розробленні їх рецептур) величини ЕРС гальванічного ланцюга, утвореного при зануренні платинових електродів у соки, що купа жують;

дістала подальший розвиток сучасна теорія стiйкостi  i коагуляцiї дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочiв: обґрунтовано взаємовплив речовин системи, визначено їх роль і місце у системі з точки зору формування і стійкості структури; обґрунтовано доцільність зниження ентропійного  чинника  стійкості  системи для   підвищення ефекту  розподілу

дисперсної фази і дисперсійного середовища; визначено можливість регулювання властивостей продукту шляхом дії на фактори, що забезпечують агрегативний стан системи.

Практичне значення отриманих результатів. Сформульовані наукові основи формування і контролю якості дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочiв є базою для створення прогресивних методів прогнозування, регулювання якостi плодової та овочевої продукції, iдентифікацiï ïï натуральностi.

Розроблено: 

• метод визначення натуральності плодових соків, апробований у відділі оцінки якості процесів і продукції ДНДПКІ «Консервпромкомплекс». На цій базі створено керівний документ «Методика вимірювання величини зміни електропровідності дисперсної фази кондуктометричним методом для встановлення факту фальсифікації соків плодових», проведено його метрологічну експертизу, згідно з якою видано «Висновок» Одеським державним центром стандартизацiï, метрологiï та сертифiкацiï від 16.12.2002 р. Методику схвалено Комiтетом Нацiональноï комiсiï Украïни з Кодексу Алiментарiус;

• метод прогнозування стійкості купажованих соків до розшарування, який апробовано у відділі оцінки якості процесів і продукції ДНДПКІ  «Консервпромкомплекс». Даний метод доцільно застосовувати при розробленні рецептур купажованих соків;

• метод визначення вмiсту антоцiанiв у плодових соках, на базi якого розроблено керiвний документ «Методика вимірювання даних анодноï i катодноï поляризацiï  ОВ електрода на платинi для встановлення вмiсту окислених та вiдновлених форм антоцiанiв в антоцiанозабарвлених соках», проведено його метрологічну експертизу, згідно з якою видано «Висновок»  Одеським державним центром стандартизацiï, метрологiï та сертифiкацiï від 26.03.2007р. Методику схвалено Комiтетом Нацiональноï комiсiï Украïни з Кодексу Алiментарiус. Розроблено проект ТУ на виробництво соків, забарвлених антоціанами, головний етап якого — стабілізація антоціанів, апробований у відділі розробки і впровадження пілотних установок ДНДПКІ «Консервпромкомплекс»;

• спосіб пiдвищення якостi томатопродуктів, що базується на розподілі м’якоті і рідкої фракції шляхом зниження ентропійного чинника стійкості. Цей спосіб апробовано у відділі харчових технологій ДНДПКІ «Консервпромкомплекс».

Особистий внесок здобувача полягає в одноосiбно виконаному дослiдженнi щодотпостановки завдань, їх розв’язання, інтерпретацію та узагальнення результатів, аналізу та встановлення закономірностей, вибору методик проведення експериментальних досліджень та їх безпосереднього здійснення.

Апробація результатів дисертації. Матеріали досліджень обговорено на спiльному засiданнi Комiтетiв Нацiональноï комiсiï Украïни з Кодексу Алiментарiус (2009 р.), II Всеукраїнській науковій конференції «Проблеми управління якістю» (Київ, 2004 р.), 59 – 61, 64 – 66, 68 – 69-й наукових конференціях ОНАХТ (Одеса, 1999 – 2001 рр., 2004 – 2006 рр., 2008 –2009 рр.), Міжнародній конференції (Одеса, 2002 р.), VII i VIII Міжнародних науково-практичних конференціях «Наука і освіта 2004» (Дніпропетровськ, 2004 р.), III Міжнародній науково-практичній конференції «Динаміка наукових досліджень 2004» (Дніпропетровськ, 2004 р.), науково-практичних конференціях «Перспективные направления развития пищевой промышленности» (Одеса, 2003, 2004 рр.), IV и V Промисловій конференціях з міжднародною участю (п. Славське, Карпати, 2004, 2005 рр.), II Міжнародній науково-технічній конференції «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой промышленности» (Воронеж, 2004 р.), IV Міжнародній науково-практичній конференції «Пища, экология, качество» (Краснообськ, 2004 р.), 73-й науковiй конференцiï молодих вчених, аспiрантiв i студентiв «Науковi здобутки молодi – вирiшенню проблем харчування людства у ХХ столiттi» (Киïв, 2007 р.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 48 робiт, у тому числі монографiя, 28 статей у фахових наукових журналах та збірниках наукових праць, 6 патентів України.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків.

Дисертаційна робота викладена на 345 сторінках машинописного тексту, включає 35 таблиць,  83 рисунки, 16 додатків (50 сторінок). Список використаних джерел становить 304 найменування (30 сторінок).

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, зв’язок із науковими програмами, планами й темами, сформульовано мету та задачі дослідження, показано наукову новизну та відомості про практичне значення одержаних результатів, відзначено особистий внесок здобувача у проведених дослідженнях, наведено відомості про апробацію роботи й публікації здобувача за темою дисертації.

У першому розділі «Проблема формування та контролю якостi дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів» розглянуто проблеми формування якості продукції та її контролю. Виявлено вiдсутнiсть  у науковiй лiтературi методiв оцiнювання спрямованостi протiкання процесiв  у системi, яка утворюється при переробленні рослинноï сировини, що спричиняє неконтрольованi змiни споживних властивостей. Визначено протирiччя мiж тенденцiєю  до денатуралiзацiï продукцiï у виробництвi та прагненням споживачiв до вибору натуральних продуктiв харчування.

Виявлено, що для усунення небажаних ефектiв, якi виникають у сировині при переробленні,  доцiльно проведення досліджень, які могли б пояснити поведінку речовини у середовищі, визначити її місце у системі та обґрунтувати застосування таких показників якості, що віддзеркалюють природність компонентів системи та дозволяють впливати на її властивості.

Наявність  у плодах високомолекулярних та низькомолекулярних речовин з різною спорідненістю до води, а також існуючий зв’язок між харчовою цінністю, органолептичними характеристиками плодовоï та овочевоï продукцii обумовлює доцільність проведення досліджень, які направлені на створення механізмів регулювання, прогнозування та контролю якості дисперсних систем продуктiв перероблення  плодiв та овочів, базуючись на адекватному відображенні властивостей у відповідних показниках.

Значний вмiст фальсифiкованоï i неякiсноï продукцiï рослинного походження на споживчому ринку та складнiсть апаратурного оформлення  об’єктивних методів аналізу  свідчить про недосконалість iснуючих методів оцінювання якості.

 У другому розділі «Органiзацiя, об’єкти, методика та методи дослiджень» обґрунтовано вибір напряму досліджень, наведено аналіз методів вирішення поставлених задач. Наведено схему органiзацiï експериментальних дослiджень (рис.1).

Рис.1. Схема органiзацiï експериментальних дослiджень

Об’єктами дослiджень обрано такі дисперснi системи продуктiв перероблення плодiв та овочів: натуральнi та розведенi (соки та соковi продукти), концентрованi (томатопродукти), забарвленi антоцiанами соки, купажованi соки та пюре. При обґрунтуваннi методологiï формування якостi продуктiв перероблення плодiв та овочів основну увагу придiлено прогнозуванню та регулюванню процесiв у дисперснiй системi, в яку трансформується рослинна сировина. Дослiджено структуру дисперсних систем, фактори ïï стiйкостi, особливостi формування та регулювання споживних властивостей.

Розроблення методологiï  контролю якостi дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочiв проводили, зважаючи на колоïдний стан матерïï  та взаємозв´язок компонентів. Обґрунтовано використання показникiв якостi, якi вiдображують властивостi всiєї гетерогенної cистеми.

Розроблення методу контролю вмiсту антоцiанiв  проведено на основi встановленого механiзму ïх редокс-переходiв. Для з’ясування механізму реакцiї найбільш прийнятним є дослідження кінетики електродних процесів вольтамперометричним методом із застосуванням гладкого платинового (Pt) електрода. Дослідження проводили з використанням постійного струму, що є доцiльним з точки зору малих струмів обміну. Визначали кінетику процесів за порядками електрохімічних реакцій. Відновлення речовин редокс-систем соків на гладкiй Pt проводили в області потенціалів, яка відповідає оборотному ОВ переходу відповідно до схеми (рис. 2):

Для формування якостi продуктiв перероблення антоцiа-новмicноï сировини (шляхом гальмування окислювальних процесів) використовували відновлюючу дiю електричного струму. За електродний матеріал було обрано гладку Pt, яка є не витрачуваною, завдяки чому забезпечується захист продукту від потрапляння в нього неприродних агентів. Використання Pt виправдано з точки зору катодних перенапруг, що є прийнятними для сполук, що  легко відновлюються, до яких належать і речовини редокс-систем антоцiанозабарвлених соків. Можливість їх відновлення обумовлюється формуванням подвiйного електричного шару (ПЕШ) на Pt з речовин редокс-систем.

Внутрішнє узгодження даних електрохімічних вимірювань визначали за величиною кореляційного відношення, яка для тафелiвських дiльниць поляризацiйних кривих досліджених систем наближується до одиниці. Фактичні  значення критерію вагомості кореляційного відношення перевищують теоретичнi для 1%-го рiвня значущостi.

Інші електричні властивості дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів досліджували за методами, доцiльними з точки зору особливостей об’єкта — електрофоретичним та кондуктометричним. Ці методи із використанням допоміжних даних, що характеризують адсорбційні процеси, в’язкість, хімічний склад об’єктів досліджень покладено в основу розробленої методики визначення натуральності плодових соків (похибка становила 2 %), зміни заряду поверхні часток дисперсної фази плодових систем, та застосовано при розробці моделі структуроутворення у томатній масі. Вiрогiднiсть експериментальних даних оцiнено при довiрчiй ймовiрностi 95%.

Аналiз досліджень фракційного складу дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів, а також визначення місця компонентів дисперсної фази у формуванні осаду проводили при зіставленні даних електронно-мікроскопічного, оптичного, дисперсійного методів аналізу, а також даних хімічних досліджень. Показники, що необхідні при розв’язанні окремих задач роботи, визначали згідно із загальноприйнятими методами аналізу, викладеними у стандартах, а також за методиками, наданими у  науковiй літературі.

У третьому розділі «Формування споживних властивостей та структури дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів» визначено мiсце речовин хiмiчного складу плодiв та овочiв у формуваннi дисперсноï системи та ïï властивостей, проведено аналіз взаємозв’язку ïï елементів.

Наявність специфічної взаємодії між речовинами, а також неспецифічних (електростатичних) ефектів обумовлює особливості  формування дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів. Утворенню гетерогенності сприяє різна розчинність речовин хiмiчного складу плодiв та овочiв у водному середовищі. Наявність оптичної неоднорідності, що характеризує морквяний осад з даних електронно-мікроскопічних досліджень (рис. 3), дозволяє з’ясувати, що розміри більшості  елементів його структури відповідають колоїдному ступеню дисперсності: розміри одиничних глобулярних електронно-щільних елементів становлять (1 2,2) 10-7 м, а товщина деревоподібних утворень відповідає порядку 10-7 м. Еквівалентний діаметр ліпідних краплин – вiд 3 10-7 до 1,7 10-6 м. Формування дисперсної фази чи дисперсійного середовища високомолекулярними речовинами плодів залежить від їх розчинності, що впливає на властивості продуктiв перероблення плодiв та овочiв на всіх етапах виробництва.

Властивостi речовин дисперсної фази та дисперсійного середовища  пов’язанi з адсорбційними процесами, якi обумовленi наявнiстю великоï частки поверхневих молекул, що є на межі розподілу фаз та мають надлишкову вільну енергію. Зменшення вільної енергії шляхом зниження кiлькостi поверхневих молекул, тобто укрупнення частинок, чи через поглинання поверхневими молекулами речовин дисперсної фази молекул дисперсійного середовища, тобто завдяки адсорбції, призводить до формування характерних дисперсним системам продуктiв перероблення плодiв та овочів властивостей, обумовлених особливим станом матерiï, пов’язаних із колоїдним ступенем дисперсності частини формуючих її елементiв.

 

 

а).           б).

Рис. 3. Електронні мікрофотографії осаду морквяного соку.

а – ліпідні включення; б – фрагмент клітинної стіни

 

Вплив якісного та кількісного складу дисперсійного середовища на заряд частинок дисперсної фази є одним із чинників, що обумовлює формування рівня стійкості дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів до розшарування. Визначення процесу адсорбції яблучної кислоти на поверхні частинок дисперсної фази томатної пасти дозволяє описати його такою ізотермою:

 

де с  рівноважна концентрація яблучної кислоти, моль/л.

Параметри адсорбцiï, електрокiнетичний (ζ)-потенціал (рис. 4) та допоміжні показники дозволяють визначити зміну потенціалу поверхні частинок (рис. 4,   крива 2). З даних  досліджень випливає, що органічні кислоти, зокрема яблучна, можуть підвищувати негативний заряд поверхні частинок дисперсної фази полісахаридної природи i таким чином збiльшувати ïх стiйкiсть до седиментацiï, що є фактором формування властивостей дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів. За сучасними науковими  поглядами, яблучна кислота у досліджуваній харчовій системі є неіндиферентним електролітом.

Розглянуто ОВ властивостi дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів, ïх вплив на формування органолептичних характеристик та  бiологiчноï цiнностi. Базуючись на тому, що у електродній реакції можуть брати участь лише ті молекули чи іони, що за даних умов (при да-ному потенціалі) спро-можні окислюватися чи відновлюватися, а також на поляризаційних кри-вих (рис. 5), якi є адекватною характеристикою окислювальної та відновної спроможнос-ті, визначено, що область потенціалів, де можливі термодинаміч-но оборотні ОВ пере-ходи речовин дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів, є у межах електрохiмiчноï стiйкостi води. Специфічний нахил поляризаційних кривих (рис. 5) на дільницях, де логарифм густини стру-му пов’язаний з перенапругою лінійним рівнянням Тафеля з кутовим коефіцієнтом, що характеризує електрохімічний процес, є близьким для  соків із спорідненими за хімічною природою редокс-системами. Менша величина коефіцієнта /lgi для цитрусових, що свідчить про більшу валентність реакції редокс-системи, характеризує порівняно високу ОВ буфернiсть апельсинового та мандаринового сокiв. Взаєморозташування поляризацiйних кривих дозволяє прогнозувати напрям ОВ переходiв для дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів, отриманих купажуванням. Розташування кривих, отриманих для мандаринового та апельсинового соків у більш негативній області потенціалів порівняно з кривими для антоцiанозабарвлених сокiв, вказує на термодинамічну можливість переходу речовин редокс-системи цитрусових в окислену форму та вiдновлення антоцiанiв при купажуваннi, що є принциповим при формуваннi якостi забарвлення продукту.

Результати дослiджень спектральних характеристик водно-спиртових витяжок (рис. 6) вiдповiдають електрохiмiчним показникам та дозволяють визначити значне пiдвищення оптичноï густини при довжинах хвиль        490 – 540 нм для апельсиново-гранатового купажу порiвняно з середньоарифметичними значеннями.

Крива, що характеризує оп-тичнi властивостi морквяно-гранатового купажу (рис. 6), при довжинах хвиль 490 – 540 нм наближається до своïх средньоарифметичних значень. Рoзташування поляризацiйних кривих (див. рис. 5) вказує на можливiсть окислення антоцiанiв гранатового соку за рахунок вiдновлю-вального переходу речовин редокс-системи морквяного соку, що випливає зi  знаходження  областi ОВ переходiв речовин  редокс-системи морквяного соку при тих самих значеннях потенцiалiв, що й для фруктових сокiв (при високому рiвнi рН морквяного). Iснування термодинамічноï можливостi  антиоксидантноï дiï речовин редокс-системи капустяного соку (рис.7)  вiдносно до речовин редокс-системи морквяного, що випливає з розташування тафелiвськоï дiльницi (див. рис.5) кривoï відновлення капустяного соку в бiльш негативнiй областi потенцiалiв (порiвняно з цим показником для морквяного соку), дозволяє шляхом купажування зменшити природну властивість морквяного соку до потемнiння при зберiганнi.

Рис. 7. Взаємодiя спряжених редокс-систем капустяно-морквяного купажу

Вплив  речовин редокс-систем на формування бiологiчноï цiнностi дисперсних систем  продуктiв перероблення плодiв та овочів  пов΄язаний, насамперед, iз залученням в ОВ взаємодiю аскорбiновоï кислоти. Данi електрохiмiчних дослiджень редокс-системи апельсинового соку на Pt (табл.1) вказують на зміщення тафелiвськоï дiльницi поляризацiйноï кривоï вiдновлення у позитивну область при уведеннi  аскорбiновоï кислоти.

                           

Таблиця 1

Вплив аскорбінової кислоти на електрохімічні властивості

плодових соків 

Сiк у 0,03 М  НСІ

Густина струму

lg і, А\м2

Потенцiал, В

   (за хлорсрiбним електродом)

Апельсиновий

      -0,10

              -0,14

Апельсиновий з

аскорбiновою кислотою

      -0,10

              -0,12

Гранатовий

      -0,18

              -0,10

Гранатовий з

аскорбiновою кислотою

      -0,18

              -0,13

Оборотний окислювальний перехiд речовин полiфенольноï природи редокс-системи цитрусових, Відповідно до цього, є спряженим з вiдновним процесом, який протiкає у системi «аскорбiнова кислота – дегiдроаскорбiнова кислота», що дозволяє пояснити відомий факт гальмування окислення вітамiну С у цитрусових соках при переробленнi та зберiганнi, а також збільшення швидкості окислення цього вітаміну за наявності антоціанів взаємодією спряжених редокс-систем (рис. 8, 9). зниження ïï фактичноï кiлькостi в гранатово-апельсиновому купажi порiвняно з середньоарифметичним значенням.

 Таблиця 2                  

Вмicт аскорбiновоï кислоти у плодових соках (n = 3, p ≤ 0,05)

Сiк пiсля пiдiгрiву до 1000С

Вмicт аскорбiновоï кислоти, %

Апельсиновий

0,033

Гранатовий

0,005

Апельсиново-гранатовий (1:1)

0,011

Отриманi результати відповідають даним електрохiмiчних дослiджень, що дозволяє прогнозувати збiльшення концентрацiï вiдновлених форм антоцiанiв гранатового соку (завдяки переходу аскорбiновоï кислоти  цитрусового соку в дегiдроформу) при купажуваннi.

У четвертому розділі «Обґрунтування можливостi гальмування окислювальних процесiв у дисперсних системах продуктiв перероблення плодів, забарвлених антоцiанами»  наведено наукове обґрунтування формування якості продуктiв перероблення антоцiановмiсноï сировини.

Реакція окислення-відновлення антоціанів (ціанідину) харчових продуктів є складною, тому що цей ОВ електрод у сумарному процесі обмінює два електрони. Із співвідношення анодної і катодної перенапруг переходу (рис. 10), базуючись на критерії, запропонованому Феттером випливає, що на електроді протікає одна реакція переходу (анодні та катодні тафелівські прямі мають однакову густину струму обміну та коефіцієнти переходу).

Порядки реакції дозволяють записати для речовини S0 катодної області реакції переходу у кислому середовищі  та для речовини SB анодної області реакції переходу ,  де Q та

Н2Q відповідають формулам:

Механізм реакції у кислому середовищі:

Q + H+  НQ+  

HQ+ + e  НQ      

2HQ  Q+ Н2Q  

Q + 2H++ 2e  Н2Q  

           

Такий механізм реакції дозволяє узгодити функціонування поліфенолів як ОВ систем з науковими даними щодо інгібірування ними вільно-радикального процесу окислення субстратів.

Так як використання відновлення з постійним потенціалом еквівалентне дії одного хімічного відновника, то визначаючи цей потенціал з даних електрохімічних досліджень кінетики процесу можливо провести відновлення речовин редокс-системи антоцiанозабарвлених сокiв таким чином, щоб всі інші компоненти не зазнали змін.

 Тривалість відновлення можливо розрахувати, базуючись на законі Фарадея. Регулюючи розмір поверхні електрода, можливо провести відновлення за  10 – 20 хвилин. Про закінчення процесу може свідчити досягнення силою струму сталого значення після поступового зниження. Відновлення 10%-го полуничного соку на Pt, з відокремленням католіту від аноліту діафрагмою та перемішуванні при сталому потенціалі катода (– 0,3 В відносно хлорсрібного електрода) дозволяє знизити кількість деполяризатора (окислених форм антоціанів) катодного процесу (рис. 11) в області потенціалів, що відповідає переходу речовин редокс-системи. Аналіз поляризаційних кривих вказує, що в інших областях потенціалів ніяких змін не відбулося, що свідчить про можливість примусового переведення оборотно окислених антоціанів у відновлену форму у соковому середовищі. Органолептичні показники відновленого соку (смак, забарвлення, аромат) свідчать, що відновлююча дія електричного струму не дає побiчних небажаних ефектів. Ефективність сталості досягнутого результату (переведення окислених форм речовин редокс-системи у відновлені) залежить від ступеня інактивації окислювальних ферментiв сировини.

Криві відновлення лимонного соку (рис.12) свідчать, що у процесі термічної обробки йде окислення: порівнюючи криву свіжовичавленого соку (1) з кривою (2) соку пiсля підiгріву до 100С, встановлено в останньому більш високий вміст окислених форм речовин редокс-систе-ми. Інактивація ферментів, що відбулася при підігріванні соку, впливає на гальмування окислювальних процесів, про що свідчить підвищення з часом окислених форм у соці з неактивованими ферментами, тоді як вміст окислених форм у прокип’яченому соці майже не змінюється. Виробництво соків, забарвлених антоціанами, доцільно проводити згідно зі схемою (рис. 13):

Гальмування окислення антоціанів, яке забезпечують таким технологічним рішенням, є шляхом до виробництва продуктів високої якості.

У п’ятому розділі «Розроблення критеріїв iдентифiкацiï та оцiнювання якостi дисперсних систем продуктiв перероблення плодів та овочів» обґрунтовано критерiï, за якими можна охарактеризувати властивостi, якiсть та натуральність продукту.

З метою контролю якості сокiв та сокових продуктів, забарвлених антоцi-анами, доцільно визначити вмiст речовин редокс-системи. Проведення електролiтичного вiдновлення ре-човин редокс-систем соків на Pt та аналiз даних поляризацiйних кривих (рис.14) до та пiсля  відновлення (iз урахуванням механiзму редокс-реакцiï антоціанів) дозволяє визначати у них не лише загальну кількість речовин редокс-системи, а й вміст окислених та відновлених форм.

    

Електрохiмiчнi показники, порядок реакцiï та концентрацiï речовин пов΄язанi відомим спiввiдношенням:

,      (1)

де і2, і1 – густина струму відновлення (окислення), А/м2;

с2, с1 – концентрації окислених (відновлених) форм речовин;

 z – порядок реакції за окисленою (відновленою) формою.

Враховуючи, що електролiтичне вiдновлення речовин редокс-системи 1%-го  чорноплідногоробинового соку з iнактивованими ферментами у кислому середовищі на Pt при перенапрузі –0,3 В за двадцять хвилин дозволяє перевести у вiдновлену форму (згiдно із законом Фарадея) 0,18 10-3 г антоціанів, та застосовуючи до прямолінійних ділянок катодних кривих для вихiдного соку та соку пiсля електролiтичного  вiдновлення (рис. 14)  формулу (1), розраховано, що вміст окислених форм антоціанів у відновленому соку становить 0,23 10-3 г, а у вихідному – 0,41 10-3 г.

З анодних (рис.15) кривих вмiст вiдновлених форм антоцiанiв у вихiдному соку  г, а вмiст вiдновлених форм антоцiанiв у соку пiсля електролiтичного вiдновлення речовин його редокс-системи:  (г).

    

     Якiснi змiни речовин редокс-систем пiсля електролiтичного вiдновлення чорноплiдногоробинового соку впливають на змiну співвідношення концентрацій окисленої і відновленої форм антоціанів:

– у вихiдному соку:            

– пiсля вiдновлення:

 

  

Цей показник при відновленні 10 %-го полуничного соку (кількість отриманого заряду становить 0,4 Кл) знижується у 8 разів. Високе значення співвідношення окислених та відновлених форм (Ox/Red) речовин редокс-системи (табл. 3) дозволяє пояснити властивість до обезбарвлення та потемнiння полуничного соку при зберiганнi.

Таблиця 3

Показники якостi антоціанозабарвлених сокiв

  Плодові соки

Cпiввiдно-шення

Ox/Red

Загальний

вмiст

антоцiанiв,

мг/ 100 г

Концентрацiя

вiдновлених

форм,

мг/ 100 г

Чорноплiдно-горобиновий

0,33

652,00

492,00

Малиновий

0,42

72,75

51,00

Полуничний

1,34

43,20

18,40

Зниження співвідношення концентрацій окисленої і відновленої форм речовини відображається у зниженні редокс-потенціалу соку згідно з рівнянням Нернста. Основним чинником, який впливає на величину редокс-потенціалу є значення стандартного потенціалу речовин, але зниження  концентраційного члена рівняння Нернста має принципове значення. Ступінь можливого зниження редокс-потенціалу визначається початковим вмістом окислених та відновлених форм, а також параметрами електролітичного процесу. Розрахований з даних електрохімічних досліджень вміст антоціанів в чорноплідногоробиновому соку (0,41 10-3 + 1,2310-3) г / (25 г

1 %-го розчину), або при перерахунку 652,00 мг/100 г соку добре узгоджується з величиною цього показника (637,5 мг/ 100 г), знайденого для чорноплідногоробинового соку Г. Хомич оптичним методом.

Проведенi дослiдження дозволяють розробити такий алгоритм контролю вмiсту окислених i вiдновлених форм антоцiанiв у соках та сокових продуктах:

  •  вiдновити ОВ систему на гладкому Pt електродi при контрольованому потенцiалi;
  •  розрахувати кiлькiсть вiдновленоï речовини (антоцiанiв) за законом Фарадея;
  •  отримати експериментальнi данi для побудови поляризацiйних кривих Pt електроду, зануреного у вихiдний i вiдновлений соки у катоднiй та аноднiй областях;
  •  побудувати поляризацiйнi кривi; визначити вмicт вiдновлених форм антоцiанiв з урахуванням порядку реакцiï (для цiанiдину zв=1/2) та кiлькостi вiдновленоï речовини;
  •  за даними катодних поляризацiйних кривих для Pt електрода, зануреного у вихiдний i вiдновлений соки, визначити вмicт окислених форм антоцiанiв з урахуванням порядку реакцiï  (для цiанiдину zо=1) та кiлькостi вiдновленоï речовини.

При прогнозуваннi напряму взаємодiï речовин редокс-систем  у купажованих дисперсних системах продуктiв перероблення плодів та овочів необхiдно врахувати вплив кислотного чинника на рiвень iнтенсивностi електродних процесiв, що є функцією від порядків реакції речовин редокс-систем за воднем, та проаналiзувати відповiднiсть величини безструмового потенцiалу інертного електрода, зануреного у дисперсну систему продуктiв перероблення плодів та овочів, ïï ОВ спроможностi. Для цього проведено аналiз кривих окислення чорноплiдногоробинового соку з лимонною кислотою та без неï (рис.16), згiдно з чим вiдхилення початковоï дiльницi поляризацiйноï кривоï (при наявностi у системi лимонноï кислоти) у позитивну область не вказує на змiну ОВ властивостей. Так, величина рН не впливає на ОВ перехiд речовин в аноднiй областi перенапруг,  про що свiдчить збіг тафелiвських дiльниць  кривих окислення для систем з лимонною кислотою та без неï. Для морквяного соку на початковому етапi анодноï поляризацiï,  пiдкислення лимонною кислотою також призводить до зсуву потенцiалу у позитивну область порiвняно iз   вiдповiдними характеристиками для соку, підкисленого до того ж значення рН азотною кислотою (рис.16).

Аналіз кривих відновлення та окислення розчинів лимонної кислоти із застосуванням методу Феттера дозволяє визначити порядки реакції  та встановити, що компонент S0 (окислена форма) являє собою водень у лимонній кислоті, а компонент SВ (відновлена форма) – адсорбований водневий атом.

Механізм реакції:

 .

Продукт першої стадії дослідженої реакції   регенерується шляхом хімічної взаємодії з основними донорами протонів —  іонами . З цього встановлено, що механізм обміну електронів між розчином лимонної кислоти і платиною є ОВ, але антиоксидантна дiя йому не притаманна. Потенціал Pt електрода, зануреного у дисперсну систему продуктiв перероблення плодів та овочів, у відсутності зовнішнього струму не є рівноважним, а являє собою змішаний потенціал, при якому сумарна густина струму дорівнює нулю. Встановлений вплив природи та концентрацiï речовин редокс-систем, кислотностi середовища та наявностi речовин, якi можуть бути переносчиками протонiв, на формування величини потенціалу Pt електрода обумовлює доцiльнiсть використання цього показника при прогнозуваннi споживних властивостей купажованих продуктiв.

Фальсифiкацiя  натуральних продуктiв перероблення плодів та овочів призводить до зниження вмiсту природних речовин дисперсноï системи, що має вплив на змiну властивостей дисперсноï фази. Перерозподіл протиіонів у ПЕШ мiцел  дисперсної фази при розведенні сокiв спричиняє зміну електрокінетичного потенціалу (рис. 17).

Згідно із сучасними уявленнями теорії коагуляції зниження концентрації дисперсної фази призводить до  переходу частини протиіонів з адсорбційного шару у дифузний. Цей процес пояснює збільшення негативного значення -потенціалу на початковому етапі розведення. Подальше розведення призводить до десорбції потенціал-визначаючих іонів з поверхні, що виявляється у зниженні -потенціалу.

    Питома електропро-відність соків, що складається з електропровідності дисперсної фази та електропровідності дисперсійного середовища, з причин, серед яких основний чинник належить змінам у ПЕШ мiцел, також залежить від розведення.

Для всіх досліджених соків графіки залежності питомоï електропровідності, перерахованоï на часткову концентрацію соку, від  його концентрації  проходять через максимум (рис. 18). У формуванні величини електропровідності дисперсійного  середовища найбільш важливе значення мають органічні кислоти. На ступінь їх дисоціації впливає природа і концентрація інших компонентів, серед яких і з цієї точки зору, і з погляду впливу на технологію виробництва соків особливо важливим є вміст цукрів. Збільшення вмісту сахарози з 5 до 9% призводить до зниження електропровідності 0,2%-го розчину лимонної кислоти на 0,009 См/м, що може бути  пояснено її водовідбираючими властивостями.

Віднiмаючи від значення електропровідності соку його скла-дову, обумовлену кислотно-цукровим фактором, можна отримати величину, близьку до електропровідності дисперсної фази. Контролюючи показник зміни електропровідності ре-човин дисперсної фази при розчиненні (1:1) дистильованою водою, можна встановлювати факт фальсифікації соків. Вплив концентрації дисперсної фази вихідного соку на цей показник стає більш наочним при розгляданні його фізичного сенсу.

Еквівалентна електропровідність дисперсної фази вихідного соку  становить:

= κд.ф.1д.ф.1,                                                    (2)

    

де сд.ф.1 —  концентрація дисперсної фази вихідного соку;

κд.ф.1 — питома електропровідність дисперсної фази вихідного соку, См/м.

     Після  розведення (1:1) водою:

κд.ф.2 · 2 /сд.ф1 ,                                                (3)

де κд.ф.2 — питома електропровідність дисперсної фази розведеного соку, См/м.

Зміна еквівалентної електропровідності дисперсної фази при розведенні:

= (2κд.ф2 – κд.ф1 )/сд.ф1.                                     (4)

Звідки    д.ф2 – κд.ф1.

Таким чином, концентрація вихідного соку є функцією зміни питомої електропровідності дисперсної фази соку з урахуванням розведення (1 : 1).

Застосовуючи цей спосіб при порівнянні натурального та фальсифікованого через додання цукрового сиропу і лимонної кислоти яблучних соків, які характеризуються однаковими значеннями показників дисперсiйного середовища (табл.4), можна встановити факт фальсифікації.

Таблиця 4

Порівняльна характеристика електропровідності фальсифікованого

та справжнього соків

Сік

Титрована кислотність, за лимонною кислотою, %

Вміст розчинних сухих

речовин, %

κсоку, См/м

κд.ф. при розведенні

1 : 1 водою

Яблучний

натуральний

0,37

15,2

0,181

0,053

Яблучний

фальсифікований

0,37

15,2

0,16

0,028

 

Проведенi дослiдження дозволяють розробити такий алгоритм визначення натуральностi сокiв за властивостями дисперсноï фази:

  •  приготування контрольного розчину;
  •  визначення константи електролiтичноï комірки;
  •  вимiрювання електричного опору соку та контрольного розчину;
  •  вимiрювання електричного опору соку та контрольного розчину пiсля розведення ïх дистильованою водою (1 : 1);
  •  оброблення результатiв вимiрювань.

У шостому розділі «Методологiчнi основи розроблення рецептур та регулювання структури продуктiв перероблення плодів та овочів» проаналiзовано вплив факторiв стiйкостi на формування якостi дисперсних систем продуктiв перероблення плодів та овочів, обґрунтовано методологiчнi основи розроблення рецептур продуктiв високоï якостi, що базуються на встановленнi вiдповiдностi мiж сировиною, видом продукту та його структурою, напрямом редокс-реакцiй та збереженістю його бiологiчноï цiнностi та кольору.

Проведені дослідження дозволяють узагальнити фактори, що впливають на  зниження рiвня агрегативноï стiйкостi дисперсних систем продуктiв перероблення плодів та овочів (рис. 19).

Одним із факторів, що сприяє утворенню стійкої до розшарування харчової системи, є знаходження високомолекулярних речовин у найбільш розчинному стані. Фактор наявності гідратної оболонки на поверхні частинок дисперсної фази також сприяє підвищенню агрегативної стійкості системи. Додання сахарози, що є необхідним елементом у виробництві майже усіх видів фруктових та ягідних консервів, за винятком натуральних, призводить до змін властивостей високомолекулярних речовин та всієї системи: aдсорбуючись на поверхні полісахаридної природи, згідно з ізотермою адсорбції (рис. 20), сахароза віднімає частину води від функціональних груп високомолекулярних речовин, у результаті чого знижується їх дисоціація і, внаслідок цього – заряд, а також ліофільні властивості. Заряд частинок безпосередньо впливає на  електропровiдність, що узгоджується з експериментальними даними (рис. 21).

 

Цей фактор відображується у відмінності величини електропровідності різних фракцій плодових соків — рідкої фракції, осаду та м’якоті, що спливає. При купажуванні, у результаті утворення гідрофільно-гідрофобних сполук, може бути сформована стабільна структура як в абрикосово-черешневому купажі.

Регулювання структури системи з метою підвищення її спроможності віддавати вологу має принципове значення при виробництві концентрованої продукції. Зв’язок між структурою продукту і рівнем складності відділення від неї вологи ми встановлювали для томатної системи. Базуючись на наукових працях Сімха, Ейріха, Фріша, що показали принципову можливість адсорбції гнучких і довгих молекул полімерів на поверхні дисперсної фази, ми пояснювали зміни електрокінетичної рухливості частинок (рис. 22) чинником структуроутворення у системі.

Виробництво томатопродуктів згідно зі схемою (рис. 23) дозволяє отримати м’якоть, що містить у 2 рази більше речовин дисперсної фази, ніж у протертих томатах. Вiдсутнiсть процесу уварювання томатноï маси сприяє збереженню бiологiчноï цiнностi продукту: втрати аскорбiновоï кислоти  у м’якотi, що отримана відділенням рідкої фракції з томатів механізованого збору, становили 3% вiд вмiсту у протертих томатах (0, 018%). Показник вмісту речовин дисперсної фази у цьому продукті вищий, ніж в існуючих аналогах (табл. 5). 

Таблиця 5

Характеристика якісних параметрів томатoпродуктів (n = 3, p ≤ 0,05)

Об’єкт дослідження

Вміст

речовин

дисперсної фази, %

Загальні сухі

речовини, %

Титрована

кислотність

(у перерахунку на яблучну), %

Цукор, %

Томатна паста з томатів

ручного збору

3,4

30

3

22,5

Пюре з томатів

механізованого збору

4,3

12

0,7

6,4

Протерті томати

механізованого збору

2,5

7

0,4

3,7

М’якоть, отримана відокремленням рідкої фракції з томатів механізованого збору

5

9,5

0,4

3,7

Те ж, з додаванням

лимонної кислоти і

цукру

5

12

0,7

5,8

Прогнозування напряму структурних перетворень у системi та  iнших процесiв, що впливають на формування якостi, необхiдно при розробленнi рецептур купажованоï продукцiï. Можливiсть використання купажування для регулювання споживних властивостей плодових сокiв та пюре може бути реалiзована лише за умови вiдповiдностi процесiв формування структури виду продукту.

Для прогнозування стабiльностi колоїдно-хiмiчної структури купажiв доцiльно використовувати показник ЕРС гальванічного ланцюга, утвореного поєднанням через електролітичний місток соково-платинових напівелементів (табл. 6).

            Таблиця 6

 Залежність стійкості дисперсноï системи купажованих соків

від значення ЕРС гальванічного ланцюга

Купаж

Позитивний полюс

гальванічного

елемента

Величина ЕРС, В

Стійкість

системи

до розшарування

Морквяно-яблучний

Pt електрод, занурений

в яблучний сік

0,1

Низька

Вишнево-помаранчевий

Pt електрод, занурений

у вишневий сік

0,1

Низька

Яблучно-огірковий

Pt електрод, занурений

в яблучний сік

0,17

Низька

Яблучно-черешневий

0

Висока

Яблучно-абрикосовий

0

Висока

Морквяно-морквяний підкислений

Pt електрод, занурений

у підкислений сік

0,07

Низька

Найбільш стійкими до розшарування є системи, для яких рівень цього показника наближається до нуля, що вказує на відсутність термодинамічної можливості протікання процесів, викликаних відмінністю у властивостях соків, що купажують. Порівняно висока стійкість до розшарування купажiв з рiдкою фракцією томатів обумовлює доцiльнiсть ïï використання при розробленнi нових видiв не лише овочевих, а й овоче-фруктових купажiв.

Розроблено схему вибору виду продукцiï за критерiєм ЕРС (рис. 24). За цiєю схемою встановлено доцiльнiсть виробництва таких купажованих  освiтлених сокiв, якi схильнi  до cамоосвiтлювання та характеризуються iнтенсивним забарвленням: вишнево-помаранчевого, вишнево-яблучного, огiрково-черешневого. Малостiйка cистема абрикосово-вишневого купажу, компоненти якого є джерелом β-каротину, забезпечує доцiльнiсть вироблення сокiв з м΄якоттю та цукром, а також пюре.

Висока якiсть купажованоï продукцiï може бути забезпечена пiдбором компонентiв з урахуванням напрямку протiкання ОВ процесiв.

Рис. 24. Обгрунтування вибору виду купажованоï продукцiï

Встановлена антиоксидантна дiя редокс-системи апельсинового соку на редокс-систему яблучного дозволяє обгрунтувати доцiльнiсть виробництва купажованого продукту високоï якостi. Застосування критерiю сумiсностi компонентiв з точки зору термодинамiчноï можливостi стабiлiзацiï кольору– розташування областi редокс-реакцiй поляризацiйних кривих компонентiв, забезпечує можливiсть враховувати фактор редокс-переходiв при розробленнi нового асортименту продукцiï (табл. 7).

               Таблиця 7

Пiдбiр компонентiв купажiв з високим збереженням природного кольору

Основний компонент

Природне джерело стабiлiзатора

кольору купажу

Морквяний сiк з мякоттю, пюре

Апельсиновий сiк, пюре.

Капустяний сiк

Яблучний сiк, пюре.

Абрикосовий сiк с мякоттю, пюре.

Грушевий сiк, пюре

Апельсиновий сiк, пюре.

Мандариновий сiк

Антоцiанозабарвленi соки:

малиновий, гранатовий та iнші

Соки з цитрусових

Врахування особливостей складу та будови дисперсних систем продуктiв перероблення плодів та овочів дозволяє впливати на формування ïх споживних властивостей (табл. 8), прогнозувати та регулювати якiсть (рис.25).

Таблиця 8

Вплив особливостей складу та будови дисперсних систем продуктiв перероблення плодів та овочів на формування ïх споживних властивостей

 

Показник

Критерiï

оцiнювання

Споживнi властивостi

Метод

регулювання

Стiйкiсть

структури

Лiофiльнiсть дисперсноï

фази, величина ЕРС

гальванiчного елемента для купажованих систем

Збереження товарного вигляду за консистенцiєю

Вибiр виду продукцiï за вмiстом завислих

частинок

Характер

редокс-взаємодiï

Розташування областi

редокс-переходiв

Бiологiчна цiннiсть, колiр та ïх стiйкiсть

Вибiр

компонентiв

Вмiст вiтамiнiв

Данi хiмiчного

складу

Бiологiчна

цiннiсть

Пiдбiр компонентiв, вибiр сировини

Спiввiдношення мiж вмiстом цукрiв та кислот

Цукрово-кислотний

iндекс

Смак

Пiдбiр

компонентiв

Вмiст запашних речовин

Число аромату,

iндекс розведення

Запах

Вибiр сировини, компонентiв

Структура дисперсноï фази

Кiлькiсть

мякотi

Консистенцiя

Оптимiзацiя

рецептури, пiдбiр компонентiв

Наявнiсть пiгментiв

Оптична густина за ФЕК, вiзуально

Колiр,

його збереження

Пiдбiр

компонентiв

Кiнетична

стiйкiсть до

седиментацiï

Константа

седиментацiï

Швидкiсть

розшарування

Вязкiсть дисперсiй-ного середовища, розмiр частинок дисперсноï фази

Рис. 25.  Схема розроблення рецептур купажованоï продукцiï

Використання природної cпрямованостi процесiв у дисперсних системах продуктiв перероблення плодiв та овочiв є необхiдним елементом виробництва якiсних продуктiв харчування, у тому числi натуральних.   

Висновки

У дисертації наведено теоретичне обґрунтування і нове вирішення наукової проблеми формування та контролю якості дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочів. На основi прогнозування і регулювання структурних і окислювальних перетворень у системi, а також показникiв, що відображують натуральнiсть ïï компонентів, сформована теоретична база для виробництва та кoнтролю якості плодовоï та овочевоï продукцiï з високими споживними властивостями.

Основні наукові та практичні результати роботи можуть бути сформульовані за такими висновками:

  1.  Визначено взаємозв’язок властивостей  i складу гетерогенноï системи, в яку трансформується рослинна сировина у процесi перероблення, що обумовлюється наявнiстю адсорбцiйних рiвноваг, фазових переходiв i впливу компонентiв системи на структуру подвiйного  електричного шару мiцел дисперсноï фази.
  2.   Встановлено, що формування бiологiчноï цiнностi та кольоровоï стiйкостi дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочiв залежить вiд спрямованостi редокс-процесiв, до яких залученi аскорбiнова кислота, пiгменти (антоцiани).

Встановлено, що окислювальний перехiд речовин полiфенольноï природи редокс-системи цитрусових є спряженим вiдновним процесом, який протiкає у системi «аскорбiнова кислота дегiдроаскорбiнова кислота», що відповідає загальновiдомим фактам про мiнiмальнi втрати вiтамiну С при  виробництвi та зберiганнi саме цитрусових сокiв. У системах, забарвлених антоцiанами, аскорбiнова кислота є вiдновлюючим агентом окислених форм пiгментiв, що пiдтверджує можливість обезбарвлення системи пiд дiєю продуктiв розпаду аскорбiнової кислоти.

  1.  Збереження бiологiчноï цiнностi та кольоровоï стiйкостi купажованоï продукцiï може бути забезпечено пiдбором компонентiв з урахуванням спрямованостi протiкання редокс-реакцiй, яку визначають електрохiмiчним методом. Результати дослiджень свідчать про можливiсть використання апельсинового соку та пюре, капустяного соку як природних стабiлiзаторiв кольору морквяного соку, а соки iз цитрусових є джерелом антиоксидантiв для антоцiанозабарвлених сокiв, яблучного, абрикосового, грушевого сокiв та пюре.
  2.  Обґрунтовано можливiсть використання властивостей дисперсноï фази продуктiв перероблення плодiв та овочiв для ïх iдентифiкацiï. Розроблено керівний документ «Методика вимірювання величини зміни електропровідності дисперсної фази кондуктометричним методом для встановлення факту фальсифікації соків плодових», що базується на властивостi змiни структури подвiйного електричного шару мiцел дисперсноï фази при розведеннi.

Проведено метрологічну експертизу методики, внаслідок чого надано «Висновок» Одеським державним центром стандартизацiï, метрологiï i сертифiкацiï від 16.12.2002 р. Достовірність використання як критерію натуральностi соків показника зміни величини питомої електропровiдності дисперсної фази при розчиненні (1 : 1) дистильованою водою (з урахуванням розведення) підтверджується актом апробації способу у відділі оцінки якості і технологій ДНДПКІ «Консервпромкомплекс».

  1.  Вивчено механiзм окислювально-вiдновних переходiв цiанiдину, згiдно з яким перехiд електронiв проходить в однiй реакцiï з наступним диспропорцiюванням семiхiнона. Отримані дані про механізм реакції підтверджують існуючі теорiї, згідно з якими в системі високозаміщених хінонів і хіноїдних речовин може знаходитися значна кількість семіхінонів. З механізму реакції випливає, що процес полімерізації антоціанів (перехід «речовина середовища – речовина фази») не зачіпає відновлених форм. Визначений механізм дозволяє узгодити дані про функціонування поліфенолів як окислювально-відновних систем і інгібіторів рідкофазного окислення субстратів.
  2.  Запропоновано метод контролю вмiсту окислених i вiдновлених форм антоцiанiв у  плодових соках, який базується на порiвняннi даних анодноï та катодноï  поляризацiй окислювально-вiдновного електрода до та пiсля оборотного вiдновлення антоцiанiв з урахуванням маси вiдновленоï речовини та порядкiв реакцiï. Встановленi концентрацiї вiдновлених та окислених форм антоціанів (для чорноплiдногоробинового соку 492,00 мг/100г та 160,00 мг/100г вiдповiдно, а для малинового вiдповiдно 51,00 мг/100г та 21,75 мг/100г) добре узгоджуються із загальним вмiстом антоцiанiв, дослідженим iншими авторами оптичними методами.

Розроблено керівний документ «Методика вимiрювання даних анодноï i катодноï поляризацiï окислювально-вiдновного електрода на платинi для встановлення вмiсту окислених i вiдновлених форм антоцiанiв у антоцiанозабарвлених соках». Проведено метрологічну експертизу методики, внаслідок чого виданий «Висновок» Одеським державним центром стандартизацiï, метрологiï i сертифiкацiï від 26.03.2007 р.

  1.  Обґрунтовано використання спiввiдношення концентрацiй оборотно окислених та вiдновлених форм антоцiанiв (Ox/Red) для характеристики рiвня iнтенсивностi протiкання окислювальних процесiв у дисперсних системах продуктiв перероблення плодiв та овочів. Встановлено мiнiмальнi специфiкацiї якостi  у виглядi характеристики Ox/Red для чорноплiдногоро-бинового соку (не бiльше 0,33), малинового соку (не бiльше 0,42) та полуничного соку (не бiльше 1,34). Порiвняно високе значення показника Ox/Red  для полуничного соку узгоджується з його властивістю до обезбарвлення при зберiганнi.
  2.  Встановлено можливiсть пiдвищення якостi продукцiї, забарвленоï антоцiанами, яка базується на гальмуваннi швидкостi протiкання окислювальних процесiв за допомогою використання відновлюючої дії електричного струму. Розроблено новий технологiчний пiдхiд та НТД на виробництво соків, забарвлених антоціанами,  вiдповiдно до яких примусове переведення окислених форм антоціанів у відновлені необхідно проводити з відокремленням католіту від аноліту і перемішуванням, при постійному потенціалі інертного до сокового середовища Pt катода, що відповідає максимальному значенню густини струму тафелівської прямої відновлення окислювально-відновної системи соку і не перевищує потенціалу виділення водню до тих пір, поки густина струму не знизиться до сталого значення (10 – 20 хв.). Результат обробки виявляється у зниженнi показника Ox/Red   до 0,16.

Достовiрнiсть отриманих результатiв підтверджується актом апробації у відділі розробки й упровадження пілотних установок ДНДПКІ «Консервпромкомплекс».

  1.  Розроблена методологiя дозволяє регулювати якiсть концентрованої продукцiї, зокрема томатопродуктiв iз сировини машинного збирання. Встановлено, що iнтенсифiкувати процес розподiлення на фракцiï доцiльно через застосування методу зниження ентропiйного фактору стiйкостi.  Необхiдного ефекту руйнування пектолiтичними ферментами сировини структури, утвореноï адсорбцiєю молекул розчинних пектинових речовин окремими своїми ланками на поверхні частинок дисперсної фази, можна досягти при пiдiгрiвi томатноï маси протягом 5 хв до 80 С, при якому вона витримувалася не менше 60 с. при температурі 45 – 60 С.

Достовірність даного способу, який дозволяє забезпечити вмicт речовин дисперсної фази в отриманому томатопродуктi 5%, що значно перевищує цей показник для iснуючих аналогiв, підтверджується актом апробації у відділі харчових технологій ДНДПКІ «Консервпромкомплекс».

Рiдку фракцiю томатiв з iнактивованою ферментною системою, крiм загальноприйнятого концентрування, доцiльно використовувати для купажування. Встановлено, що замiна овочевого компонента (гарбузового соку) рiдкою фракцiєю томатiв дозволяє пiдвищити стiйкiсть структури купажiв iз вмiстом виноградного, порiчкового сокiв, що пов’зано зi зниженням у продуктi концентрацiї речовин, якi схильнi до фазових переходiв.  

  1.   Сформовано методологiчнi основи розробки рецептур продуктiв перероблення плодiв та овочiв високоï якостi, якi базуються на встановленнi вiдповiдностi мiж  сировиною, видом продукцiï  та ïï структурою; спрямованiстю протiкання редокс-реакцiй i збереженiстю бiологiчноï цiнностi та органолептичних характеристик. Критерiєм колоïдно-хiмiчноï сумiсностi компонентiв є величина ЕРС гальванiчного елемента, утвореного зануренням Pt електродів у соки, що купажують, поєднані електролітичним містком. Високе значення ЕРС (> 0,1 В) свідчить про термодинамічну можливість процесів, що призводять до швидкого розшарування (огiрково-вишневий, вишнево-яблучний купажi). Найбільш стійкі системи, рівень ЕРС яких наближується до нуля (яблучно-абрикосова, абрикосово-черешнева).

Достовірність отриманих даних підтверджується результатами апробації способу прогнозування стiйкостi купажованих сокiв до розшарування, проведеноï у відділі оцінки якості процесiв  і продукцiї ДНДПКІ «Консервпромкомплекс».

  1.  Розробленi методики («Методика вимірювання величини зміни електропровідності дисперсної фази кондуктометричним методом для встановлення факту фальсифікації соків плодових» та «Методика вимiрювання даних анодноï i катодноï поляризацiï окислювально-вiдновного електрода на платинi для встановлення вмiсту окислених i вiдновлених форм антоцiанiв у антоцiано-забарвлених соках») рекомендованi для використання при встановленнi якостi та безпеки сокiв Нацiональною комiсiєю Украïни з Кодексу Алiментарiус.

Список опублікованих праць, за темою дисертації

Монографiя

Бочарова, О.В. Формирование качества соков, окрашенных антоцианами:    монография. — Одесса : Друк, 2008.—128 с. — 500 экз. — ISBN 978-966-2907-99-7.

Статтi у наукових фахових виданнях

  1.  Борисов В.О. Вплив концентрації дисперсної фази фруктових та овочевих консервів на їх колоїдно-хімічні властивості / В.О. Борисов, О.В. Бочарова, В.М. Тіщенко // Наук. пр. – Одеса : ОДАХТ. – 1999. – Вип. 20. – С.142 – 143.
  2.  Бочарова, О.В. Вплив розчинення плодових соків на рівень їх агрегативної стійкості / О.В. Бочарова // Обладн. та технології харч. вир-в. – Донецьк :   Дон ДУЕТ. – 1999. – Вип. 3. – С. 358 – 361.
  3.  Бочарова О.В. Анализ роли карбанионов в формировании поверхностного заряда частиц фруктовых и овощных соков / О.В. Бочарова // Холодил. техника и технология. – 2000. – Вып. 65. – С. 107 – 109.
  4.  Гришин, М.А. Изменение свободной поверхностной энергии яблочного сока под влиянием различных технологических воздействий / М.А. Гришин,    О.В. Бочарова // Холодил. техника и технология. – 2000. – Вып. 66. – С.77 - 80.
  5.  Гришин М.А. Влияние особенностей химического состава плодовых соков на свойства образующейся коллоидной системы / М.А. Гришин,  О.В. Бочарова  // Прогресив. технології та удоскон. процесів харч. вир-в. – Харків : ХДАТОХ. – 2000. – Ч. 1. – С. 104 – 107.
  6.  Гришин М.А. Анализ сольватационного фактора коллоидно-химической устойчивости плодовых соков / М.А. Гришин, О.В. Бочарова // Холодил. техніка і технологія. – 2001. – Вип. 4 (73). – С. 34 – 37.
  7.  Грішин М.О. Визначення зміни потенціалу поверхні полісахаридних міцел розведеної томатної пасти при доданні до неї яблучної кислоти / М.O. Грiшин, О.В. Бочарова, Є.М. Долинський   // Наук. пр. — Одеса : ОДАХТ. – 2001. – Вип. 22. – С. 14 – 17.
  8.  Бочарова, О.В. Анализ "совместимости" компонентов купажированных соков с точки зрения стабильности их коллоидно-химической структуры  / о.в. Бочарова // Вісник Харк. держ. техн. ун-та. cіл. гос-ва. – Харків : ХДТУСГ. – 2001. – Вип. 5. – С. 226 – 231.
  9.   Грiшин, М.О. Деякі особливості визначення натуральності плодових соків / М.О. Грiшин, О.В. Бочарова  // Наук. пр. – Одеса : ОДАХТ. – 2002. – Вип. 23. – С. 135 – 137.
  10.  Бочарова О.В. Деякі особливості прогнозування колоїдно- хімічної стійкості плодових соків / О.В. Бочарова // Холодил. техніка і технологія. – № 2 (76).  – 2002. – С. 55 – 58.
  11.  Бочарова, О.В. Деякі особливості формування редокс-потенціалу плодових соків  / О.В. Бочарова // Холодил. техніка і технологія. – 2002. – № 3 (77). –   С. 50 – 53.
  12.  Бочарова, О.В. Обґрунтування механізму окислювально - відновних перетворень антоціанів у плодових соках / О.В. Бочарова // Холодил. техніка і технологія. – 2002. – № 4 (78). – С. 60 – 63.
  13.   Грiшин, М.О. Аналіз вірогідності даних електрохімічних досліджень плодових соків / М.О. Грiшин,  О.В. Бочарова, С.О. Вітошко // Холодил. техніка і технологія. — 2002. — № 5 (79). — С. 59 – 62.
  14.  Бочарова О.В. Аналіз процесу стабілізації окислення соків, забарвлених ан-тоціанами / О.В. бочарова // Холодил. техніка і технологія. – 2002. – № 6 (80). – С. 76 – 79.
  15.   Безусов А.Т. Функціональний наповнювач для непрозорих напоїв /               А.Т. Безусов, І.А. Устенко, О.В. Бочарова  // Обладн. та технології харч. вир-в. –  Донецьк : ДонДУЕТ. – 2002. – Вип.7. – С. 182 – 187.
  16.  Грiшин, М.O. Окислювально-відновні властивості плодових соків /  М.O. Грiшин, О.В. Бочарова // Харч. і перероб. пром-сть. – 2002. – № 11. –  С. 20 – 21.
  17.   Бочарова, О.В. Редокс - системи плодових соків / О.В. Бочарова // Харч. і перероб. пром-сть. – 2002. – № 12. – С. 21 – 22.
  18.   Бочарова, О.В., Грiшин М.O. Рівень окислювально-відновних процесів у плодових соках / О.В. Бочарова, М.O. Грiшин // Харч. і перероб. пром-сть. 2003. № 1. С. 20 – 21.
  19.   Бочарова, О.В. Стабілізація окислення плодових соків / О.В. Бочарова // Харч. і перероб. пром-сть. — 2003. — № 2. — С. 23 — 24.
  20.   Бочарова, О.В. Електролітичне відновлення речовин редокс-системи чорноплідногоробинового соку / О.В. Бочарова // Харч. і перероб. пром-сть. 2003. № 3. С.  19  – 20.
  21.   Гришин, М. Анализ коллоидно–химического строения и свойств дисперсных систем / М. Гришин, О. Бочарова  // Холодил. техніка і технологія. – 2003. – № 1 (81). – С. 71 – 76.
  22.   Грiшин, М.О. Особливостi розробки концентрованих томатопродуктiв / М.О. Грiшин, О.В. Бочарова // Вiсник ДонДУЕТ. – Донецьк : – 2003. –       Вип. 1(17)΄. — С. 193 – 197.
  23.   Бочарова О.В. Особливостi визначення редокс-потенцiалу харчових продуктiв / О.В. Бочарова // Наук. пр. – Одеса : ОДАХТ. – 2004. – Вип. 27. –        С. 120 – 123.
  24.   Сердюк, Л. В. К вопросу о природе стабилизаторов консистенции пищевых дисперсных систем /Л.В. Сердюк, О.В. Бочарова // Наук. пр. – Одеса : ОДАХТ. – 2006. – Вип. 29 –Т. 1 – С. 44 – 46.
  25.   Грiшин, М.О. Iнтенсивнiсть забарвлення купажованих сокiв / М.O. Грiшин, О.В. Бочарова, O.O. Євдокимова  // Харч. і перероб. пром-сть. 2008. № 7. –   С.  19  – 20.
  26.  Бочарова, О.В. Бiологiчна цiннiсть плодових сокiв / О.В. Бочарова,               Н.В., Доценко, М.О. Грiшин // Харч. і перероб. пром-сть. 2008. № 8 9.      С. 14 15.  
  27.   Бочарова, О.В. Специфіка формування та оцiнювання органолептичних показникiв плодовoï продукцiï / О.В. Бочарова, М.O. Грiшин // Харч. і перероб. пром-сть. 2009. № 7- 8. С. 19 – 20.
  28.   Бочарова, О.В. Регулювання споживних властивостей  купажованих сокiв та пюре / О.В. Бочарова // Харч. наука i технологiя. – 2009. – № 3 (8). –            С. 19 – 21.

Патент на винахiд

29. Патент 63012 України. МКИ G 01 N 27/06, A 23 L 2/02. Спосiб визначення натуральностi плодових сокiв: МКИ G 01 N 27/06, A 23 L 2/02 / О.В. Бочарова № 2000127254; заявл. 18.12.00; опубл. 15.10.04,  Бюл. № 1. – 2 c.

Декларацiйнi патенти на винаходи

30. Патент 40251А України. МКИ А 23 L 1/212 Спосiб виробництва томатопродуктiв МКИ А 23 L 1/212/  О.В. Бочарова № 2000116154; заявл. 01.11.00; опубл. 16.07.01, Бюл. № 6. — 2 c.

31.  Патент 42240А України. МКИ A 23 L 2/02. Спосiб виробництва купажованих сокiв: МКИ G 01 N 27/06, A 23 L 2/02 / О.В. Бочарова, М.О. Грiшин. —         № 2000116849, заявл. 30.11.00; опубл. 15.10.01,  Бюл. № 9. — 2 c.

32.  Патент 50617 А  України. МКИ A 23 L 2/02. Спосiб  стабiлiзацiї окислення  антоцiанiв плодових сокiв: МКИ  A 23 L 2/02 / О.В. Бочарова, М.О. Грiшин  № 2002031884 заявл. 07.03.02; опубл. 15.10.02, Бюл. № 10. – 2 c.

     

Декларацiйнi патенти на кориснi моделi

33.  Патент 4562 України. МКИ A 23 L 2/02. Спосiб купажування плодових напiвфабрикатiв: МКИ G 01 N 27/06, A 23 L 2/02 / О.В. Бочарова, М.О. Грiшин, Н.В. Бахмутян, О.Б. Чабанова № 20040604352; заявл. 04.06.2004; опубл. 17.01.05, Бюл. № 1. – 2 c.

34.   Патент 5441  України. МКИ A 23 L 2/02, G 01 N 27/26. Спосiб визначення вмiсту антоцiанiв в рiдких харчових системах: МКИ  A 23 L 2/02, G 01           N 27/26 / М.О. Грiшин, О.В. Бочарова № 20040604354 заявл. 04.06.04;          oпубл. 15.03.05, Бюл. № 3. – 3 c.

Тези доповiдей та матерiали наукових конференцiй

35. Гришин, М.А. Новый подход к установлению подлинности плодовых соков/ М.А. Гришин, О.В. Бочарова // Зб. наук. ст. наук.-практ. конф. «Перспективные направления развития пищевой промышленности». – Одеса : ОЦНТЕI. – 2003. – С.  50 – 54.

36. Гришин, М.А. Особенности производства томатопродуктов/ М.A. Гришин, О.В. Бочарова // Зб. наук. ст. наук.-практич. конф. «Перспективные направления развития пищ. пром-сти» / 25–26 березня 2004 р. Одеса: ОЦНТЄІ,  2004. – С. 26 – 29.

37. Гришин, М.А. Изучение жидкой фракции томатов как компонента купажированной продукции/ М.A. Гришин, О.В. Бочарова // материалы II Междунар. науч.-техн. конф. «Прогрессивные технол. и оборудование для пищ. пром-ти»/ 22–24 вересня. 2004 р. – Воронеж, Ч.1 – С. 80 – 81.

38.  Бочарова, О.В. Принципи створення якiсного продукту/ О.В. Бочарова, М.О. Грiшин // материали II Всеукраїнс. конф. «Проблеми управління якістю». – Київ,  2004. – С. 40.

39. Гришин М.А. Электрохимический контроль антоцианов в плодовых соках/ М.А. Гришин, О.В. Бочарова // труды IV Междунар. науч.-практич. конф. «Пища, экология, качество»/ Краснообськ 23–24 вересня 2004 р. –                Новосибірськ, 2004. – С. 361– 365.

40.  Гришин, М.А. Роль пигментов плодов в формировании качества пищевых продуктов/ М.A. Гришин, О.В. Бочарова, С.А. Витошко // материалы VII Міжнар. наук.-практич. конф. «Наука і освіта 2004» – Т. 53 – Хімія та хімічні технології / 10–25 лютого 2004 р. – Дніпропетровськ : Наука і освіта, 2004. – С. 9 – 10.

41. Гришин, М.А. Электрохимический метод торможения окислительных процессов как основа повышения качества соков, окрашенных антоцианами /          М.A. Гришин, О.В. Бочарова, С.А. Витошко // материалы IV  Пром. конф.           с междунар. участием и выставки / 2–7 лютого 2004 р. – п. Славське, Карпати, 2004. – С. 65 – 66.

  1.  Гришин, М.А. Влияние структуры  пигментов на качество соков, окрашенных антоцианами/ М.A. Гришин, О.В. Бочарова, С.А. Витошко // материалы III Міжнар.  наук.-практич. конф. «Динаміка наук. досліджень 2004» /          21–30 червня 2004 р. – Дніпропетровськ : Наука і освіта, 2004. – Т. 68. – Хімія та хімічні технології. – С. 42 – 43.
  2.  Бочарова, О.В. Особенности введения подслащивающих веществ в продукты переработки плодов / О.В. Бочарова, С.А. Витошко // материалы V Пром.конф. с междунар. участием /21–25 лютого 2005р. – п. Славське, Карпати, 2005. – С. 25 – 26.
  3.   Гришин, М.А. Анализ фактора растворимости веществ плодових систем на формирование их качества / М.A. Гришин, О.В. Бочарова, О.Б Чабанова // маериалы V Пром. конф. с междунар. участием / 21–25 лютого 2005 р. –        п. Славське, Карпати, 2005. – С. 50 – 51.
  4.   Бочарова, О.В. Торможение скорости протекания нежелательных процессов при производстве купажированных соков/ О.В. Бочарова, О.Б Чабанова // материалы V Пром. конф. с междунар. участием / 21–25 лютого 2005 р. –       п. Славське, Карпати, 2005. – С. 23 – 25.
  5.   Бочарова, О.В. Особенности концентрирования плодовых систем /          О.В. Бочарова, М.A. Гришин, О.Б Чабанова // материалы V Пром. конф. с междунар. участием /21–25 лютого 2005р. – п. Славське, Карпати, 2005. –     С. 26 – 27.
  6.   Бочарова, О.В. Про оцiнку точностi  дослiдження якостi продукцiï /      О.В. Бочарова, О.А. Кручек // Програма i матеріали 73-ï наук. конф. – Науковi здобутки молодi – вирiшенню проблем харчування людства у ХХ ст.». – К. : НУХТ, 2007. –    Ч. 2. – С. 12.

  

У роботах 46, 9, 13, 16, 18, 21, 22, 2427, 3547 автором проведено літературний пошук, розроблено методологію досліджень, проведено експериментальні дослідження, узагальнено результати, здійснено підготовку матеріалів до публікації. У роботах 1, 7, 15,  автор організував та брав участь в експериментальних дослідженнях, здійснив корегування методик експериментів, обробку даних та підготовку їх до друку. У роботах 3134 автор розробив патент, підготовив матеріал до патентування.

АНОТАЦІЯ

 Бочарова О. В. Наукове обґрунтування методологiï формування та контролю якості дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочiв.  — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.15 – товарознавство. – Киïвський нацiональний торговельно-економiчний унiверситет, Киïв, 2010.

У дисертацiï cформульовано основнi методологiчнi пiдходи до формування та контролю якостi дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочiв. Визначено роль речовин продуктiв перероблення плодiв та овочiв у формуванні ïх колоїдно-хімічної структури. Обґрунтовано доцільність та розроблено методику iдентифiкацiï натуральних соків за властивостями їх дисперсної фази.

Розроблено теоретичну базу для прогнозування і регулювання структурних та окислювальних процесів, які протікають у дисперсних системах продуктiв перероблення плодiв та овочiв і впливають на формування їх якостi. Обґрунтовано використання відновлюючої дії електричного струму як антиоксиданта редокс-системи антоцiановмiсних соків. Розроблено методику визначення вмiсту окислених i вiдновлених форм антоціанів у соках та сокових продуктах. Обґрунтовано використання за критерiй якостi антоцiанозабарвлених сокiв cпiввiдношення концентрацiй оборотно окислених та вiдновлених форм антоцiанiв.

Розробленi методики схваленi Нацiональною комiсiєю Украïни з Кодексу Алiментарiус та рекомендованi для використання при проведеннi контролю якостi соковоï продукцiï.

Дослiджено вплив особливостей складу та будови дисперсних систем продуктiв перероблення плодiв та овочiв на формування ïх споживних властивостей. Розроблено теоретичну базу для пiдвищення якостi концентрованих систем, зокрема томатопродуктів, що забезпечує можливiсть інтенсифікації процесу розподілу маси на фракції. Результати роботи підтверджено актами промислової апробації.

Ключові слова: дисперсна система продуктiв перероблення плодiв та овочiв, редокс-система, формування якості, контроль якості, антоціани, соки.

АННОТАЦИЯ

Бочарова О. В. Научное обоснование методологии формирования и контроля качества дисперсных систем продуктов переработки плодов и овощей.  — Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.18.15 – товароведение. – Киевский национальный торгово-экономический университет, Киев, 2010.

Диссертационная работа посвящена разработке методологии формирования и контроля качества дисперсных систем продуктов переработки плодов и овощей. Разработана теоретическая база для прогнозирования  и регулирования структурных и окислительных процессов в плодовой и овощной продукции.

Установлена роль веществ плодов и овощей в формировании коллоидно-химической структуры продукции. Проведено исследование ультраструктуры дисперсных систем переработки плодов и овощей, в соответствии с чем установлено, что  их свойства определяются не только физическими и химическими свойствами веществ, но и закономерностями, обусловленными особым состоянием материи, присущим коллоидной степени дисперсности. Исследовано влияние адсорбционных взаимодействий, фазовых переходов, редокс-процессов  на взаимосвязь свойств и состава фруктовой и овощной продукции.

Исследовано влияние редокс-процессов на формирование биологической ценности и цветовой стабильности продукта. В качестве критерия направленности редокс-процессов при купажировании предложено расположение тафелевских участков поляризационных кривых. Рассмотрено взаимодействие сопряженных систем «полифенол восстановленный — полифенол окисленный» и «аскорбиновая кислота — дегидроаскорбиновая кислота» в  продукции  из растительного сырья. Установлена роль антиоксидантного действия веществ полифенольной системы цитрусовых на стабильность аскорбиновой кислоты.

Установлен механизм окислительно-восстановительных переходов антоцианов в соках и соковых продуктах, в соответствии с которым  в кислой среде переход электронов идет в одной реакции с последующим диспропорционированием семихинонов. Проведено обоснование использования  восстанавливающего действия электрического тока для стабилизации антоцианов плодовых соков. Принудительный перевод обратимо окисленных форм антоцианов в восстановленные целесообразно провести с отделением католита от анолита и перемешивании при постоянном потенциале инертного к соковой среде платинового катода, отвечающего максимальному значению плотности тока тафелевской прямой восстановления окислительно-восстановленной системы сока, и не превышающего потенциала выделения водорода до тех пор, пока плотность тока не снизится до постоянного значения (10 – 20 минут). Установлено отсутствие нежелательных эффектов при использовании антиоксидантного действия электрического тока.

Разработана методика установления концентрации окисленных и восстановленных форм антоцианов в соках и соковых продуктах, базирующаяся на сравнении данных анодной и катодной  поляризаций окислительно-восстановительного электрода до и после обратимого восстановления антоцианов с учетом массы восстановленного вещества и порядков реакции. Предложено отношение концентраций окисленных и восстановленных форм для характеристики качества системы.

Установлено, что бестоковый потенциал инертного электрода, погруженный в дисперсную систему продуктов переработки плодов и овощей, измеряет смешанный потенциал.

Обоснована возможность установления подлинности соков по свойствам их дисперсной фазы. Разработана методика определения натуральности плодовых соков. В качестве критерия натуральности предложена величина изменения удельной электропроводности дисперсной фазы, пересчитанная на частичную концентрацию сока, при его разбавлении дистиллированной водой (1:1).

Предложенные методики одобрены Национальной комиссией Украины по Кодексу Алиментариус и рекомендованы для использования при установлении качества и безопасности соковой продукции.

Разработана теоретическая база для регулирования структуры плодовой и овощной продукции. Проведено исследование возможности  влияния на факторы первичной  и вторичной устойчивости в дисперсных системах продуктов переработки плодов и овощей.

Разработана теоретическая база для повышения качества томатопродуктов путем интенсификации процесса разделения томатной массы на фракции. В ее основу положено воздействие на энтропийный фактор устойчивости. Установлено, что необходимого эффекта разрушения пектолитическими ферментами сырья структуры, образованной адсорбцией молекул растворимых пектиновых веществ отдельными своими звеньями на поверхности частиц дисперсной фазы, возможно достичь при подогреве томатной массы в течение 5 минут до 80 С, при котором ее выдерживают не менее 60 секунд при температуре 45 – 60 С.

Сформулированы методологические основы разработки рецептур фруктовых и овощных купажированных соков и пюре высокого качества, базирующиеся на установлении соответствия между  сырьем, видом продукции и ее структурой; направлением протекания редокс-реакций и сохранностью биологической ценности и органолептических характеристик. Обоснован выбор в качестве критерия стабильности купажа (при прогнозировании устойчивости структуры  купажированных продуктов) величины ЭДС гальванического элемента, образованного погружением платиновых электродов в купажируемые системы, соединенные электролитическим мостиком.

Исследовано влияние особенностей состава и строения дисперсных систем продуктов переработки плодов и овощей на формирование их потребительных свойств. Результаты работы подтверждены актами промышленной апробации.

Ключевые слова: дисперсная система продуктов переработки плодов и овощей, редокс-система, формирование качества, контроль качества, антоцианы, соки.

ANNOTATION

Bocharova O.V. Scientific substantiation of methodology of quality’s formation and control of foodstuffs’ dispersion systems made of fruit and vegetable. – Manuscript.

Dissertation for degree of doctor of technical sciences in speciality 05.18.15 – science of commodities – Kyiv National Trade and Economics University, Kyiv, 2010.

The basis methodological approaches to formation and control of quality of foodstuffs’ dispersion systems made of fruit and vegetable have been formulated in this dissertation. A role of substances of foodstuffs made of fruit and vegetable in forming its colloid-chemical structure has been defined. The method of fruit juices’ examination of authenticity which is based on properties of their dispersion phaze has been developed.

The theoretical base for prediction and regulation of structures and oxidizing processes  having place in foodstuffs’ dispersion systems made of fruit and vegetable and having influence to formation of their quality have been developed. The use of recuperative action of electric current for antioxidant of the redox-system of anthocyans-contented juices has been grounded. The method of determination of concentrations of oxidized and reduced forms of anthocyans in fruit juices has been developed. Using of correlation between oxidized and reduced forms of anthocyans as criterion of anthocyans-contented juices’ quality has been grounded.

The developed methods have been approved by National committee of Ukraine on Codex Alimentarius and have been recommended for using for analysis of fruit juices’ quality.

The influence of characteristics of structure and composition of foodstuffs’ dispersion systems made of fruit and vegetable onto the formation of their nutritious properties has been investigated. The theoretical base has been developed for intensifying the process of distributing tomato pulp into fractions.

Results of the work have been confirmed by acts of industrial approbation.

Key words: foodstuffs’ dispersion system made of fruit and vegetable, redox-system, anthocyans, formation of quality, control of quality, fruit juices.

Бочарова Оксана Володимирiвна 

НАУКОВЕ ОБҐРУНТУВАННЯ МЕТОДОЛОГIÏ ФОРМУВАННЯ ТА КОНТРОЛЮ ЯКОСТI ДИСПЕРСНИХ СИСТЕМ ПРОДУКТIВ  ПЕРЕРОБЛЕННЯ ПЛОДIВ ТА ОВОЧIВ

Підп. до друку  04.10.10. Формат 60х84/16. Папір. друк.

Ризографія. Ум.друк.арк. 1,90. Ум.фарбо-відб. 2,02.

Обл.-вид. арк. 2,00. Тираж 100 пр. Зам. 882.

Центр підготовки навчально-методичних видань КНТЕУ

02156, Київ-156, вул. Кіото, 19

PAGE  36