Киселёва Татьяна Федоровна Кемерово 017 глава аналитический обзор

Продолжительность экстрагирования при t=100 °С
♦
дольки
------- Линейный (измельченные (d= 8 мм))
измельченные (d= 8 мм) 
Линейный (дольки)
Рисунок 4.2 - Кинетика извлечения сухих веществ при соотношении фаз 1:5
Процесс извлечения сухих веществ из сушеных яблок, нарезанными 
дольками, при соотношении фаз 1:5, описывается уравнением (4.2), 
измельченных на кусочки диаметром 8 мм уравнением (4.3)
Y=0,1279x+7,2679; 
(4.2)
Величина достоверности аппроксимации, R2=0,956
Y=0,1236x+4,7893; 
(4.3)
Величина достоверности аппроксимации, R2=0,913 
Где Y - массовая доля сухих веществ, %
X - продолжительность экстрагирования при t=100°C
х
S
X
>
о
о
о
о
п
Продолжительность экстрагирования при t=100 °С
♦
дольки
------- Линейный (измельченные (d= 8 мм))
измельченные (d= 8 мм) 
Линейный (дольки)
Рисунок 4.3 - Кинетика извлечения сухих веществ при соотношении фаз 1:10

---

78
Процесс извлечения сухих веществ из сушеных яблок, нарезанными 
дольками, при соотношении фаз 1:10, описывается уравнением (4.4), 
измельченных на кусочки диаметром 8 мм уравнением (4.5)
Y=0,0893x+3,8036; 
(4.4)
Величина достоверности аппроксимации, R2=0,946
Y=0,0721x+1,9321; 
(4.5)
Величина достоверности аппроксимации, R2=0,966 
Где Y - массовая доля сухих веществ, %
X - продолжительность экстрагирования при t=100°C
X
S
X
>
О 
„ о
к *
5 ш 
о I- 
ч о 
^ в» 
к 
3
я « 
и %
о “ 
о 
о 
п
Продолжительность экстрагирования при t=100 °С
Рисунок 4.4 - Кинетика извлечения сухих веществ при соотношении фаз 1:12
Процесс извлечения сухих веществ из сушеных яблок, нарезанными 
дольками, при соотношении фаз 1:12, описывается уравнением (4.6), 
измельченных на кусочки диаметром 8 мм уравнением (4.7)
Y=0,0636x+3,5036; 
(4.6)
Величина достоверности аппроксимации, R2=0,950
Y=0,0507x+1,8821; 
(4.7)
Величина достоверности аппроксимации, R2=0,980 
Где Y - массовая доля сухих веществ, %
X - продолжительность экстрагирования при t=100°C

---

Таким образом, из данных, представленных на рисунках 4. 2- 4.4 видно, 
что при варке предварительно измельченного сырья извлекается большее 
количество сухих веществ. Также стоит отметить, что при гидромодуле 1:5 в 
жидкость переходит гораздо больше сухих веществ, чем при гидромодуле 
1:12.
Но немаловажным моментом является соотношение твердой и жидкой 
фаз. Важной практической задачей является правильный подбор гидромодуля, 
учитывающий 
следующие 
ограничения: 
во-первых 
- 
концентрация
полученного 
отвара 
должна 
быть 
достаточной 
для 
практического 
использования; во-вторых - необходимо получить наибольшее количество 
целевого компонента за один технологический цикл; в-третьих - сократить до 
минимально возможных потери целевого компонента в твердой фазе; в- 
четвертых - минимизировать удельные расходы сырья, воды и тепла в расчете 
на 1 кг готового продукта.
При этом с увеличением гидромодуля происходит увеличение 
движущей силы процесса, и количественный выход сухих веществ 
повышается. Однако снижается их концентрация в растворе, что ведет к 
необходимости 
дополнительных 
затрат 
энергии 
на 
последующее 
концентрирование полученного экстракта. С точки зрения дальнейшего 
использования экстракта необходимо было получить концентрацию сухих 
веществ на уровне 5,5-6,5%. Поэтому на следующем этапе исследовали 
влияние гидромодуля на процесс извлечения водорастворимых веществ.
Сушеные яблоки предварительно были измельчены на волчке с 
диаметром отверстий решетки 8 мм. В процессе проведения эксперимента 
гидромодуль изменялся в пределах от 1:5 до 1:20. По окончанию процесса 
экстрагирования полученная суспензия разделялась на сите на две фазы: 
твердую и жидкую (самотек).
Выделенная твердая фаза подвергалась прессованию при давлении 1 
МПа в тканевых пакетах. Влажность жмыха после прессования не превышала
79

---

20 %. Выделенная при прессовании жидкость была добавлена к выделенному 
самотеку.
Полученные твердая и жидкая фазы взвешивались. Из полученной 
жидкой фазы (самотек + прессованный отвар) отбиралась проба объемом 50
-5
см , центрифугировалась при частоте вращения 3000 об/мин в течение 15 мин.
Эффективность процесса экстрагирования оценивалась по следующим 
показателям: концентрация растворимых сухих веществ в жидкой фазе; 
количество извлеченных из сырья сухих веществ, выделенных за один 
технологический цикл; величина потерь сухих веществ с твердой фазой. 
Результаты исследований представлены в таблице 4.5.
80
Таблица 4.5 - Эффективность процесса извлечения растворимых 
веществ из сушеных яблок
Г идромодуль
Массовая доля 
растворимых сухих 
веществ в отваре, %
Количество сухих 
веществ в отваре к 
массе твердой 
фазы, %
Потери сухих 
веществ с 
твердой фазой, 
%
1:5
11,5±0,1
37,02±0,10
33,42±0,10
1:7,5
8,2±0,1
47,21±0,10
15,09±0,10
1:10
6,4±0,1
52,64±0,10
5,32±0,10
1:15
4,0±0,1
52,93±0,10
4,81±0,10
1:20
2,9±0,1
53,45±0,10
3,86±0,10
Как видно из данных, приведенных в таблице 4.5, четко прослеживается 
влияние гидромодуля на степень выделения сухих водорастворимых веществ 
и величину их потерь с твердой фазой.
Наибольшая концентрация растворимых сухих веществ в отваре 
наблюдается при значении гидромодуля 1:5. Однако при этом значении более 
33 % сухих веществ удерживается твердой фазой, т.е. теряется с отходами 
производства. Кроме того, при таком гидромодуле получается густая

---

пюреобразная масса, которая сложно разделяется на жидкую и твердую фазы. 
С увеличением значения гидромодуля происходит снижение массовой доли 
растворимых 
сухих веществ 
в получаемом отваре. Однако количество
растворимых 
сухих веществ, 
перешедших в отвар, относительно массы
загруженного 
сырья возрастает, что свидетельствует о снижении потерь
целевого 
компонента, 
и о 
повышении эффективности 
процесса
экстрагирования [51].
При прессовании полученной твердой фазы часть растворимых сухих 
веществ неизбежно удерживается волокнами и клеточной структурой яблок, 
вследствие ее высокой влагоемкости. Эти сухие вещества составляют 
технологические потери.
При прочих равных условиях величина технологических потерь сухих 
веществ, удерживаемых твердым остатком после прессования, зависит от 
качества и условий данного процесса, влагоемкости твердой фазы и ее 
количества. Последнее напрямую связано с величиной гидромодуля: чем он 
меньше, тем больше остаток твердой фазы, тем выше концентрация сухих 
веществ, удерживаемых твердой фазой и тем выше технологические потери. В 
каждом конкретном случае потери сухих веществ с твердой фазой следует 
учитывать отдельно. В условиях проведенного эксперимента потери сухих 
веществ уменьшаются с увеличением гидромодуля от 33,42 до 3,86 % от 
общего их количества в исходном сырье.
Приготовленные экстракты имели кисло-сладкий яблочный вкус с 
приятным яблочным ароматом. Органолептическую оценку полученных 
отваров проводили по показателям: цвет, прозрачность, аромат, вкус. Причем 
параметр вкуса оценивали по двум характеристикам: сладость и кислотность. 
На основании проведенного дегустационного анализа с использованием 
перечисленных дескрипторов составлена профилограмма вкуса, приведенная 
на рисунке 4.5, из которой видно, что наилучшие значения анализируемых 
показателей у 
образца из 
отвара, 
полученного 
при 
использовании
81

---

гидромодуля 
1:10. 
Этот 
образец 
характеризуется 
наиболее 
полным 
гармоничным вкусом и выраженным ароматом.
Ухудшение органолептических показателей напитков полученных из 
отваров с использованием гидромодулей 1:5 и 1:7,5 объясняется тем, что в 
составе сухих веществ, выделенных из сушеных яблок, присутствуют не 
только моносахара, но и другие водорастворимые вещества (пектины, 
полифенолы, и др.), значительно влияющие на органолептические показатели 
полученного 
напитка. 
В 
связи 
с 
этим, 
использование 
более 
концентрированных 
отваров 
в 
ряде 
случаев 
усложняет 
общую 
технологическую схему производства напитка, вводя в нее дополнительную 
операцию - нормализации отвара водой.
82
Рисунок 4.5 - Сравнительная характеристика вкусовых показателей
экстракта.
Исходя из проведенного исследования, можно сделать вывод, что для 
получения безалкогольного напитка на основе отвара из сушеных яблок,

---

оптимальным значением гидромодуля при производстве отвара является 1:10. 
Отвар, полученный при данном значении гидромодуля, характеризуется 
минимальными потерями растворенных сухих веществ с твердой фазой и 
сбалансированным значением органолептических показателей, что позволяет 
наиболее полно использовать сырьевой ресурс.
На основании полученных результатов можно также констатировать, 
что максимальный выход сухих веществ наблюдается при экстрагировании 
измельченного сырья в течение 30 минутного кипячения при гидромодуле 
1:10.
Физико-химические показатели полученного экстракта из яблок 
отражены в таблице 4.6.
83
Таблица 4.6 - Физико-химические показатели экстракта из сушеных
яблок
Физико-химические показатели
Экстракт из сушеных яблок
Массовая доля титруемых кислот (в 
пересчете на яблочную), %
0,3±0,05
Массовая доля сухих веществ, %
6,2±0,1
Массовая доля полифенольных
-5
веществ, мг/ дм
301,0±4,0
Массовая доля аскорбиновой 
кислоты, мг/100г
1,8±0,01
Массовая доля калия, мг/100г
118,0±0,1
Полученные таким образом экстракты с использованием традиционного 
способа приготовления путем кипячения сушеного сырья в течение 30 минут 
при гидромодуле 1:10 являлись контрольным образцом при проведении 
дальнейших исследований.