Киселёва Татьяна Федоровна Кемерово 017 глава аналитический обзор

D ef f
и энергию 
активации 
Е а
обычно описывают уравнением Аррениуса [112, 115, 117]:
D e ff
=
D 0
eXP
E
l
R T
(1.2)
где 
D 0
— предэкспоненциальный коэффициент (1/с);
Е а
— энергия активации диффузии влаги, кДж/моль);
R
— универсальная газовая постоянная, кДж/(Дмоль*К);
Т
— абсолютная температура, К.
У обезвоженных плодов все больше на первый план выходит качество 
продуктов, то есть сохранность после регидратации степень качества 
(текстуры, цвета) и их нутритивных плодов. Улучшения этих характеристик 
можно добиться путем предварительной обработки сырья перед сушкой, в 
частности бланшированием. Проводят его для инактивации нативных 
ферментов в целях улучшения цвета, текстуры и общей приемлемости 
продукта для потребителей [107] в горячей воде, путем обработки паром или 
кратковременного нагрева в микроволновой печи. Несмотря на то, что 
интенсивность сушки после предварительной обработки несколько меняется, 
общее поведение контрольных образцов и продуктов после предварительной 
обработки во многом похоже.
При потере влаги также пищевое сырье меняет свой объем, и этот 
процесс называют усушкой. При сушке плодов она происходит вследствие 
компрессии вязко-упругого матрикса в межклеточное пространство, ранее 
занятое удаленной влагой [106]. Степень усушки сырья в ходе операций их 
сушки влияет на качество готовой продукции, которое можно улучшить путем 
контроля усушки. Для этого необходимо знать механизм усушки и роль 
технологических режимов [118].

---

При удалении влаги образуется градиент давлений между центром 
продукта и его поверхностным слоем, в результате чего происходит сжатие 
материала, меняется форма продукта, а иногда он может даже растрескиваться 
[118]. Степень усушки возрастает в зависимости от удаляемого объема влаги - 
чем больше ее удаляется, тем сильнее возникающие силы сжатия. Степень 
усушки можно измерять непосредственно, например, микрометром, или путем 
мониторинга таких параметров, как степень пористости или плотность.
В последнее время на основе прогностических моделей был проведен 
ряд исследований степени усушки различных плодов и овощей [118, 127]. 
Кроме того, усушка влияет на расчетные значения содержания влаги и 
температурные профили, полученные на основе моделирования процессов 
сушки, так что ее следует учитывать при математическом моделировании 
последних. Хороший обзор данной проблемы представлен в работе [118]. В 
ходе сушки образуются поровые каналы, что следует учитывать при 
математическом моделировании. Образование пор меняет условия процесса, и 
учет их позволяет при расчете использовать влияние условий процесса на 
степень усушки. Усушку можно определить как относительное уменьшение 
размеров (объема, площади или толщины) продукта, то есть:
S
= 
—
(1.3)
— o 
V
'
где 
S
— степень усушки;
-5
V
и 
V0
— соответственно конечный и начальный объемы продукта, м .
Одно из важнейших свойств аморфных материалов - это стеклование, 
однако в стационарном состоянии движение молекул очень замедляется, и 
поэтому его трудно наблюдать и изучать [108]. Температуру стеклования (Tg) 
определяют как температуру, ниже которой физические свойства аморфного 
вещества становятся похожими на свойства твердого тела (стеклоподобное 
состояние), а при более высоких температурах вещество ведет себя как 
жидкость (резиноподобное состояние). Подвижность молекул такого вещества 
в стеклоподобном состоянии (ниже Tg) ограничена. При температурах выше
30

---

Tg из-за повышения мобильности молекул увеличивается удельный объем 
вещества. Принято, что температура стеклования вещества - это средняя точка 
температурного диапазона, в котором по мере снижения температуры 
постепенно увеличивается вязкость, и жидкость затвердевает. У конкретного 
образца нет уникального значения Tg, поскольку стекловидное состояние не 
равновесно. Измеренное значение Tg зависит от структуры и молекулярной 
массы 
конкретного 
биополимера 
(кристаллического 
или 
сшитого, 
присутствия растворителей, термической истории и возраста), от метода 
измерения, а также от скорости нагревания или охлаждения.
Температура стеклования сушеных плодов имеет большое значение для 
их физических свойств и организации хранения. Кроме того, потребители все 
больше требуют, чтобы переработанные пищевые продукты максимально 
сохраняли естественные свойства, и, поэтому огромное значение имеет 
сохранение обезвоженными продуктами их исходных свойств. Одним из 
путей прояснения связей между качеством свежего и переработанного 
продукта может служить количественная оценка изменений мобильности 
молекул, обусловленных процессом стеклования.
Степень усушки и изменения плотности высушенного продукта зависит 
от мобильности влаги в данном веществе, влияющей на температуру 
стеклования. Вместе с тем главную роль в свойствах продукта и его 
стекловании играет режим сушки. При сублимационной сушке она ведется 
при температурах ниже Tg, и усушка в этом случае минимальна, однако 
продукт становится более пористым. И наоборот, сушка горячим воздухом 
ведется при температурах выше Tg, из-за чего возрастает усушка и снижается 
качество продукта [123]. К сожалению, температуры стеклования сушеных 
плодов изучены еще не достаточно.
Таким образом, рассмотренные теоретические основы сушки и 
некоторые математические модели, используемые в расчетах процессов 
сушки плодоовощной продукции, а также роль равновесного содержания 
влаги и достижения в области сушки, сведения о тепло- и массопереносе,
31

---

помогают правильно осуществлять сушку плодов и овощей. Увеличить срок 
хранения сушеных продуктов и расширить их ассортимент помогает учет 
температуры стеклования. Тем не менее, для каждого вида сырья необходим 
определенный способ сушки. Так, например, наиболее однородный и 
качественный чернослив получается при принудительной сушке слив. 
Современное 
сушильное 
оборудование 
с 
высокочувствительными 
температурными датчиками позволяет полностью автоматизировать процесс 
сушки и достичь желаемой влажности продукта. Этот способ, конечно, 
дороже, чем солнечная сушка, но практически весь калифорнийский 
чернослив производится именно так. Сушка слив на солнце в США почти не 
практикуется; ее зачастую применяют в странах Латинской Америки 
(Аргентина, Чили) [46].
Г отовый чернослив хранят на производстве в помещениях с 
пониженной температурой; как правило, окончательная его подготовка 
производится непосредственно перед отгрузкой заказчику. После получения 
заказа партия чернослива стерилизуется, обрабатывается специальным 
консервирующим маслом для увеличения сроков хранения и улучшения 
внешнего вида, еще раз проходит анализ качества и упаковывается.
Как и большинство сухофруктов, сохраняющих полезные свойства 
свежих плодов, из которых они сделаны, чернослив представляет собой 
продукт, обладающий всеми полезными свойствами свежих слив, но в гораздо 
более концентрированном виде, что делает его исключительно ценным для 
здоровья человека.
Необходимо заметить, что обработка диоксидом серы помогает 
сохранить натуральный цвет плодов, и продливает сроки хранения. Это 
особенно важно для такого скоропортящегося продукта, как абрикос. 
Сульфитация также существенно снижает продолжительность сушки, и 
обычно плоды высыхают в течение 4-5 дней. Как правило, сначала плоды 
целиком (с косточками) раскладывают на пластиковых листах под солнцем на 
2 дня, после чего удаляют косточки, придают плодам плоскую форму (при
32

---

производстве кураги их рассекают пополам и отделяют половинки плодов от 
косточек) и сушат еще 2-3 дня. После этого курага попадает на упаковочные 
фабрики, где ее тщательно очищают, контролируют качество, моют, 
досушивают и упаковывают для отправки заказчику. При дальнейшем 
хранении необходимо жесткое соблюдение условий, так как тепло и 
влажность могут вызвать образование плесени.
Следующий вид сухофруктов - изюм 
классифицируют по способу 
обработки на «натуральный» (высушенный на солнце) и «обработанный» или 
«погруженный» (продукт принудительной сушки) [46].
Для осветления изюма и придания ему красивого золотистого оттенка 
применяют обработку сернистым ангидридом (диоксидом серы, S02), 
называемую также 
сульфитацией. 
При 
этом гибнет большая часть 
микроорганизмов, и изюм становится более устойчивым при длительном 
хранении. Производитель такого изюма, так и других сухофруктов, 
обрабатываемых диоксидом серы, обязан строго соблюдать технологию 
процесса и не допускать превышения норм содержания S02 в конечном 
продукте, более 10 мг/кг [45].
Для сушки плодов шиповника используют паровые конвейерные 
сушилки ПКС - 90. 
Температурный режим сушки 80 - 90 0С,
продолжительность сушки при давлении пара 0,2 - 0,3 мПа 3 часа. Выход 
сухих плодов по отношению к сырым 20 %, остаточная влажность 14 %. 
Высушенные плоды шиповника хранят в сухом, хорошо проветриваемом 
помещении. Для сушки яблок также используют паровые конвейерные 
сушилки. Если яблоки высушены правильно, они должны быть мягкими и 
эластичными, иметь светлый кремовый оттенок. Стоит заметить, что из 10 кг 
свежих плодов получается около 1 кг сушеных. Сушеные яблоки нужно 
хранить в герметично закрытой посуде, тогда они будут пригодны в пищу не 
один год [32].
Сушеные плоды не уступают, а иногда даже превосходят по своему 
химическому составу свежие. Сухофрукты являются источником витаминов
33

---

(A, B b B2, B3, B5, B6) и минеральных элементов (железо, кальций, магний, 
фосфор, калий, натрий), они содержат около 250 ккал и 1,5 - 5 г белка на 100 г 
[85]. Физико-химический состав на 100 г сухофруктов приведен в таблице 1.3.
34
Таблица 1.3 - Физико-химический состав сухофруктов
Наименование
показателей
Наименование сырья
1
2
3
4
5
6
Массовая доля, 
%:
Изюм
Курага
Шиповник
Яблоки
сушеные
Чернослив
Влаги
20,9±0,1
20,0±0,1
14,0±0,1
20,0±0,1
25,0±0,1
Белков
0,6±0,1
5,2±0,1
3,4±0,1
2,2±0,1
2,3±0,1
Жиров
0,6±0,1
0,3±0,1
1,4±0,1
0,1±0,1
0,7±0,1
Моно- и 
дисахаридов
68,3±0,5
54,9±0,5
42,1±0,5
55,6±0,5
56,9±0,5
Крахмала
7,9±0,1
4,,0±0,1
6,2±0,1
3,4±0,1
0,6±0,1
Пищевых
волокон
15,7±0,1
3,0±0,1
23,2±0,1
14,9±0,1
9,0±0,1
Органических
кислоты
2,8±0,1
18,0±0,1
5,0±0,1
2,3±0,1
3,5±0,1
Золы
2,0±0,1
1,5±0,1
4,7±0,1
1,5±0,1
2,0±0,1
Витамин B1, 
мг/100г
0,2±0,01
3,5±0,01
0,07±0,01
0,02±0,01
0,02±0,01

---

Продолжение таблицы 1.3
35
1
2
3
4
5
6
Витамин B2, 
мг/100г
0,08±0,01
0,1±0,01
0,3±0,01
0,04±0,01
0,1±0,01
Витамин A, 
мг/100г
0,02±0,01
4,0±0,01
6,7±0,01
0,02±0,01
0,06±0,01
Витамин PP, 
мг/100г
0,5±0,1
4,0±0,1
1,2±0,1
0,9±0,1
1,5±0,1
Витамин C, 
мг/100г
7,0±0,1
8,1±0,1
580,0±0,1
7,3±0,1
8,0±0,1
Железо, мг/кг
3,0±0,1
0,3±0,1
25,0±0,1
6,0±0,1
3,0±0,1
Кальций, мг/кг
80,0±1,0
160,0±1,0
60,0±1,0
111,0±1,0
80,0±1,0
Калий, мг/кг
860,0±1,0
872,0±1,0
50,0±1,0
580,0±1,0
864,0±1,0
Магний, мг/кг
42,0±0,5
105,0±0,5
17,0±0,5
30,0±0,5
102,0±0,5
Фосфор, мг/кг
129,0±0,5
146,0±0,5
17,0±0,5
77,0±0,5
83,0±0,5
Натрий, мг/кг
117,0±0,5
17,0±0,5
11,0±0,5
12,0±0,5
10,0±0,5
Энергетическая 
ценность, ккал
264,1±1,0
214,8±1,0
207,3±1,0
230,9±1,0
231,1±1,0
Чернослив и курагу используют в зимний период как витаминное 
средство, а также для улучшения аппетита, нормализации желудочно­
кишечного тракта. Проходя через ЖКТ, он увеличивается в объеме, и тем 
самым активизирует работу кишечника. В кураге содержится большое 
количество калия, он необходим для нормального функционирования сердца 
и почек, а также для обеспечения мочегонного эффекта. Кроме этого курага и 
чернослив богаты пектиновыми веществами и клетчаткой, способствующими 
выведению избыточного холестерина, канцерогенных и токсических веществ.

---

Чернослив прекрасно регулирует продвижение пищи, способен быстро 
восстановить биологический баланс и обмен веществ в организме, 
дезинфицирует кишечник. Также он не содержит холестерина и практически 
лишен жиров, что обусловливает его благотворное влияние на состояние 
сердечно-сосудистой системы и на уровень холестерина в крови человека.
Шиповник, благодаря высокому содержанию аскорбиновой кислоты 
(витамин С), в разных видах (отвар или чай из шиповника) применяется для 
общего укрепления, повышения иммунитета, профилактики ОРВИ в холодное 
время года, лечения атеросклероза. 
Довольно успешно используется 
шиповник и для лечения повышенного давления, проблем с сосудами, а также 
расстройств мочеполовой системы. Медицина рекомендует шиповник как 
желчегонное и мочегонное средство. Он улучшает обмен веществ, помогает 
при малокровии, холецистите, желчнокаменной болезни.
Сушеные яблоки содержат множество витаминов: В 1, В2, В 3, В4, В5, В6, 
С, Е, К, большое количество различных полезных элементов: калий, натрий, 
фосфор, магний, кальций, железо, марганец, медь, селен, цинк, йод и другие. 
Также сушеные яблоки содержат клетчатку, белок, различные кислоты, 
катехины, эфирные масла, фитонциды, флавоноиды, пищевые волокна, 
пектины и так далее [85].
Сушеные яблоки способствуют более быстрому перевариванию жиров 
и белков. Яблоки - хорошая профилактика ожирения. Благодаря содержанию 
в них калия, яблоки также выводят лишнюю жидкость из организма. 
Потребление изюма благоприятно влияет на различные процессы в организме, 
на пищеварительную, нервную, кровеносную системы, стимулируют обмен 
веществ.
Положительным качеством сушеного плодово-ягодного сырья является 
довольно длительный срок хранения, к тому же оно не требует специальных 
режимов и условий. Это является одним из их главных преимуществ, и в этом 
отношении они могут быть альтернативой свежим фруктам (особенно во 
время межсезонья).
36

---

Что касается физико-химического состава сухофруктов, то следует 
отметить, что по сравнению со свежими плодами в сушеном сырье 
наблюдается большее содержание углеводов, в том числе моно- и 
дисахаридов, пищевых волокон, клетчатки, одной из причин которых является 
удаление влаги из свежих плодов, тем не менее заметно сокращается 
содержание витаминов А, В 1, В2, аскорбиновой кислоты, неустойчивых к 
хранению и термической обработке.
На основании литературных источников, можно сделать вывод, что 
наиболее массовым и доступным в нынешних условиях потенциальным 
источником биологически ценных веществ могут являться продукты 
переработки сухофруктов. Основой для производства напитков могут служить 
полуфабрикаты на основе растительного сырья, их ежедневное потребление 
может составлять 2 - 3 л.
Использование полуфабрикатов с экономической точки зрения является 
более целесообразным, так как это позволит снизить себестоимость 
продукции, а также упростить технологию приготовления продуктов питания, 
в том числе, безалкогольных напитков, применив при этом хорошо известные 
способы извлечения целевого компонента, такие как кипячение, настаивание 
или экстрагирование.
В 
рамках 
данного 
диссертационной 
работы 
для 
дальнейшего 
исследования предлагается применить следующие виды сушеного плодово­
ягодного сырья: сушеные яблоки, курага, чернослив, изюм и шиповник. 
Выбор сырья обусловливается благодаря его уникального химического 
состава.