РОЗДІЛ 2
ОБ'ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Вирішення основних задач наукового дослідження спирається на сукупність
методик, які дозволяють вивчити основні істотні сторони досліджуваного
функціонального напою та його складових і режимні параметри процесів.
Застосовані методики забезпечують одержання результатів, що відбивають окремі
властивості об’єкту.
2.1. Методологічні основи та взаємозв’язок етапів вирішення проблеми
Головною задачею досліджень є розробка технології висококалорійних соковмісних
напоїв з використанням зерна злакових та бобових культур.
За проведеними аналітичними дослідженнями запропоновано наступну наукову
гіпотезу, яка підлягає подальшому науковому обґрунтуванню: підвищення
калорійності та харчової цінності соковмісних напоїв за рахунок уведення зерна
злакових і бобових культур та забезпечення необхідного ступеня гідролізу
крохмалів, що дозволить розв’язати протиріччя між наявністю біополімерів і
збереженням плинності продукту. На підставі висунутої гіпотези сформульована
мета досліджень.
Метою досліджень є установлення механізму, умов та параметрів проходження
гідролізу крохмалю борошна гороху, вівса та ячмінного солоду і розробка
технології соковмісних функціональних напоїв підвищеної енергетичної цінності з
високою масовою часткою біологічно активних речовин.
Відповідно до поставленої мети визначено наступні задачі:
– провести аналіз хімічного складу компонентів і підібрати рецептурні
композиції висококалорійних фруктових та овочевих напоїв; обґрунтувати масову
частку зернової компоненти;
– установити вплив та значущість факторів, які обумовлюють проходження
ферментативного гідролізу крохмалю у висококалорійних напоях; визначити тип
ферменту;
– дослідити кінетику розрідження крохмалю під дією ферментів солоду та
ферментних препаратів мікробного походження;
– дослідити зміни білків напою в процесі гідролізу;
– дослідити вплив ферментативної обробки за різними режимами на
мікробіологічні показники напою;
– розробити науково обґрунтовані режими теплової стерилізації напоїв; зробити
висновок про досягнення промислової стерильності напоїв;
– розробити технологію, нормативну та технологічну документацію з виробництва
висококалорійних соковмісних напоїв з використанням зерна злакових та бобових
культур;
– розрахувати показники економічної ефективності виробництва висококалорійних
напоїв.
Визначені основні напрямки проведення наукових та експериментальних досліджень
та методологічний підхід до виконання поставлених задач.
Схему напрямків досліджень наведено на рис. 2.1.
2.2. Характеристика об’єкту, предмету та загальної методики досліджень
Об’єкт дослідження – природні біополімери (крохмалі, білки) борошна гороху,
вівса та ячмінного солоду та їх структурні зміни в технології висококалорійних
соковмісних напоїв.
Предмет дослідження – кінетика розрідження біополімерів борошна гороху, вівса
та ячмінного солоду ферментними препаратами мікробного або рослинного
походження для досягнення плинної консистенції висококалорійних напоїв.
Програма досліджень, яка реалізує сформульовану концепцію включає три основні
етапи.
Рис. 2.1. Програма досліджень
На першому етапі необхідно було провести аналіз хімічного складу різних видів
рослинної сировини з метою визначення компонентів рецептур функціональних
напоїв підвищеної енергетичної цінності з високою масовою часткою біологічно
активних речовин. Обґрунтувати співвідношення сокової основи та наповнювача з
борошна злакових або бобових культур, визначити основні етапи технологічного
процесу і провести його моніторинг.
На другому етапі досліджували значущість факторів, які обумовлюють проходження
гідролізу крохмалю. Оскільки цей процес займає провідне місце у технології
висококалорійних напоїв і дозволяє розв’язати протиріччя між наявністю у
продукті біополімерів та збереження їх плинності, необхідно було визначити
механізм ферментативного гідролізу крохмалю, зміну ступеню його полімеризації,
молекулярну масу, фізико-хімічні властивості та реологічні показники напою в
залежності від структурної перебудови та зміни хімічного складу продукту.
На третьому етапі було розроблено технологічну схему висококалорійних
соковмісних напоїв, визначено їх хімічний склад, мікробіологічні показники,
розроблені науково обґрунтовані режими теплової стерилізації та перевірена
дієвість технології у промислових умовах.
2.3. Методи дослідження
Експериментальні дослідження проводили на кафедрах технології консервування,
технологічного обладнання харчових виробництв, фізичної та колоїдної хімії,
переробки зерна ОНАХТ і на кафедрі процесів та апаратів ХДУХТ.
Визначення фізико-хімічних показників вхідної сировини, а також на етапах
технологічного процесу і готових продуктів проводили експериментальним шляхом з
використанням сучасних методів, які стандартизовані або модифіковані.
2.3.1. Методи фізико-хімічних досліджень. Відбір проб з сировини,
напівфабрикатів та готового продукту і підготовку до аналізу проводили згідно з
ГОСТ 26313 – 84, ГОСТ 26671 – 85 [138,139].
В досліджуваних зразках визначали наступні показники:
– масову частку розчинних сухих речовин – рефрактометричним методом за ГОСТ
28562 –90 [140];
– сухі речовини або вологу за ГОСТ 28561 –90 [141];
– активну кислотність (рН) – потенціометричним методом за допомогою іономіра
ЕВ-74 за ГОСТ 26188–84 [142];
– густину визначали за допомогою денсиметрів;
– масову концентрацію титрованих кислот (в перерахунку на яблучну кислоту) –
методом об`ємного титрування за ГОСТ 25555.0–82 (стандарт
СЕВ 3010-81) [143];