Журналы КемГУ
Вестник КемГУ. Серия: Гуманитарные и общественные науки Вестник КемГУ. Серия: Политические, социологические и экономические науки Вестник КемГУ. Серия: Биологические, технические науки и науки о Земле Вестник Кемеровского государственного университета Cтратегирование: теория и практика Foods and Raw Materials Виртуальная коммуникация и социальные сети Техника и технология пищевых производств Молочная промышленность Сыроделие и маслоделие Science Evolution
Отправить рукопись
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕКТИНА В КАЧЕСТВЕ КОМПОНЕНТА КОМБИНИРОВАННОЙ СЪЕДОБНОЙ ПЛЕНКИ
Отправить рукопись Скачать PDF
Текст
Цитировать
Цитирований:

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕКТИНА В КАЧЕСТВЕ КОМПОНЕНТА КОМБИНИРОВАННОЙ СЪЕДОБНОЙ ПЛЕНКИ
Быков Дмитрий Евгеньевич 1
Макарова Надежда Викторовна 2
Демидова Анна Владимировна 3
Еремеева Наталья Борисовна 4
Авторы:
1.  ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»

2.  ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет» (заведующая кафедрой технологии и организации общественного питания)

Самара, Самарская область, Россия
3.  ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»

4.  ФГБОУ ВО «Самарский государственный технический университет»

Тип:
Статья
Страницы:
с 23 по 28
Статус:
Опубликован
Получено:
23.10.2017
Одобрено:
23.10.2017
Опубликовано:
23.10.2017
Классификаторы:
УДК 664.8.035.6:547.458.8
УДК 66 Химическая технология. Химическая промышленность. Родственные отрасли
УДК 60 Прикладные науки. Общие вопросы
Язык материала:
русский, английский
Ключевые слова:
Двойная съедобная пленка, пектин, яблочное пюре, пластификатор
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
В настоящее время актуальной задачей является разработка биодеградируемых составов, с целью выработки из них съедобных, не загрязняющих окружающую среду, покрытий и упаковочных материалов для пищевого сырья и продуктов питания. Съедобные пленки и покрытия, полученные из полисахаридов, белков и липидов, имеют ряд преимуществ, таких как биоразлагаемость, съедобность, биосовместимость, эстетичный внешний вид и барьерные свойства против кислорода. Пектин широко используется как компонент съедобной пленки, так как он обладает рядом положительных свойств: доступностью, простотой в переработке, низкой стоимостью. Целью данной работы является оценка органолептических свойств, структуры, влагопоглощения, механических характеристик для съедобных двухслойных пленок, полученных на основе яблочного пюре, первый слой которых в качестве пластификатора содержит пектин. Были изготовлены 6 образцов пленки с различными видами и содержанием пластификаторов. Все пленки имеют темно-золотой оттенок, характерный для яблочного пюре. Структура у всех образцов пленок однородная, губчатая. Все пленки обладают привкусом яблочного пюре. Для съедобной пленки с добавлением клетчатки во второй слой зафиксирована наиболее плотная структура с наименьшим количеством пузырьков. Аналогичная структура наблюдается для съедобной пленки на основе яблочного пюре с добавлением пектина в первый и второй слой. Высокие показатели водопоглощения пленок с ксантановой камедью и желатином во втором слое обеспечивают их пережевываемость. Пленки с добавлением пектина, агар-агара и каррагинана имеют достаточно высокие значения предела прочности (6,48, 6,07 и 6,87 МПа). На основании результатов проведенных исследований можно констатировать, что двойные съедобные пленки являются перспективным направлением развития технологии производства съедобных пленок.

Ключевые слова:
Двойная съедобная пленка, пектин, яблочное пюре, пластификатор
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать
В настоящее время актуальной научно- технической и народно-хозяйственной задачей яв- ляется разработка биодеградируемых составов с целью выработки из них съедобных, не загрязняю- щих окружающую среду, покрытий и упаковочных материалов для пищевого сырья и продуктов пита- ния [1]. Съедобные пленки и покрытия, полученные из полисахаридов, белков и липидов, имеют ряд преимуществ, таких как биоразлагаемость, съе- добность, биосовместимость, эстетичный внешний вид и барьерные свойства против кислорода [2]. Пектин широко используется как компонент съедобной пленки, так как он обладает рядом по- ложительных свойств: доступностью, простотой в переработке, низкой стоимостью и т.д. Пектинами (pektos в переводе с греческого - свернувшийся, замерзший) называется группа вы- сокомолекулярных гетерогликанов, входящих наряду с целлюлозой, гемицеллюлозой и лигнином в состав клеточных стенок и межклеточных обра- зований высших растений, а также присутствую- щих в растительных соках. Растворимость пекти- нов в воде повышается с увеличением степени эте- рификации их молекул и уменьшением молекуляр- ной массы. Главное свойство, на котором основано приме- нение пектинов в пищевых технологиях, это геле- образующая способность. Гелевая структура растворов пектинов образу- ется в результате взаимодействия пектиновых мо- лекул между собой и зависит от особенностей строения молекулы - молекулярной массы, степени этерификации, характера распределения кар- боксильных групп. Кроме того, на процесс гелеоб- разования влияют температура, рН среды и содер- жание дегидратирующих веществ. На целом ряде фруктов (яблок, черешни трех сортов, голубики, оливок) изучена [3] эффектив- ность нескольких видов съедобных покрытий (са- харозы, глицерина, глюкозы, этилцеллюлозы, низ- кометоксилированного пектина) при осмотическом обезвоживании. Именно пектин показывает наилучшие результаты. Для свеженарезанной дыни сорта Piel de Sapo применялось [4] съедобное покрытие из геллана, альгината, пектина. Дыню хранили 15 дней при 4 ºС. В образцах дыни контролировали пропуска- ние СО2, О2, этилена, химический состав (содержа- ние витамина С, фенолов, антирадикальную актив- ность по методу DPPH). Для сохранения витами- на С, фенолов, антирадикальной активности луч- шим было покрытие из геллана, а вот по измене- нию состава газовой атмосферы сложно выделить лидера. Для пищевых пленок из пектина, пшеничной клейковины, хитозана, пуллулана, белка мышечных волокон изучена [5] проницаемость О2 и СО2. Се- лективность проницаемости пищевых пленок срав- нены с синтетическими полимерными пленками. Итальянские ученые получили [6] трехмерную пленку на основе соевой муки, пектина, трансглю- таминазы. Структура пленки изучена методом электронной спектроскопии. Для диетического кек- са болгарские ученые предложили [7] использовать съедобную пленку на основе пектина. Пектиновая пленка позволяет сохранить влажность кекса и его качество. Проведены эксперименты по анализу цветовых характеристик, гомогенности, прозрач- ности, прочности на разрыв, растяжимости, прони- цаемости для водяного пара для пленки из альгината натрия, пектина или их смеси. Более эластичной и более прочной является пленка 50:50 % пектина и альгината, низкой водопроницаемостью обладает пленка из чистого альгината. Все эти данные показывают большой интерес к пектину как компоненту съедобных пленок. Среди направлений исследования съедобных пленок от- дельно можно выделить литературные ссылки по изучению их антиоксидантного действия. Испанские ученые предложили [8] для увели- чения срока годности сардин холодного копчения использовать покрытия на основе пленки из жела- тина с добавлением экстрактов из орегано или розмарина или с добавкой хитозана. Для сардин изучено изменение показателей окисления: пере- кисное число и тиобарбитуровые числа, содержа- ние свободных радикалов жирных кислот. Пленки проявляют антимикробные и антиокислительные свойства. Для пищевых продуктов с высоким содержани- ем липидов с включением в состав этих продуктов подсолнечного масла испанскими учеными пред- ложено [9] использовать съедобную пленку на ос- нове изолята сывороточного белка. Эти пленки предотвращают липидное окисление, что выража- ется в уменьшении перекисного числа. Португальские ученые разработали [10] техно- логию производства съедобной пленки с антиокси- дантным действием на основе хитозана с добавка- ми кофейной кислоты и генипина. Антиоксидант- ную активность изучали по методу ABTS. Именно кофейная кислота увеличивает антиокислительные свойства пленок, но прочностные характеристики и эластичность выше для пленок с использованием генипина. Целью данной работы является оценка органо- лептических свойств, структуры, влагопоглощения, механических характеристик для съедобных двух- слойных пленок, полученных на основе яблочного пюре, первый слой которых в качестве пластифика- тора содержит пектин. Объекты и методы исследования Для получения яблочного пюре яблоки подвер- гали подготовке, предусматривающей инспекцию, сортировку, калибровку и мойку, удаляли несъе- добные части (плодоножку, семенную камеру и кожуру), измельчали до пюреобразного состояния, пюре протирали, к полученной массе добавляли пластификатор (табл. 1) 0,1-5,0 % от массы яб- лочного пюре, равномерно распределяя по всему объему. Таким образом получают первый и второй слой. Слои совместно вальцуют. Двойную пленку сушат при температуре 55-70 °C в течение 1-3 часов, а затем охлаждают до комнатной температуры. Были изготовлены 6 образцов пленки с различ- ными видами и содержанием пластификаторов (табл. 1). Для полученных образцов пленки изуче- ны органолептические характеристики, структура, водопоглотительная способность и прочностные свойства. Состав двойных пленок Таблица 1 90 мин. Определяли степень водопоглощения как отношение массы пленки после эксперимента к массе пленки до эксперимента в процентах. Толщина пленки измерялась с помощью цифро- вого микрометра FIT 19909. Выполнялось пять из- мерений для каждой пленки: одно - в центре об- разца, четыре - на различных участках периметра пленки. Рассчитывалось среднее значение толщины пленки. Испытание на растяжение пленочных мате- риалов проводилось на лабораторном испытатель- ном комплексе, включающем разрывную машину INSTRON-5988 со скоростью приложения нагрузки в больших пределах от 0,001 мм/мин до 508 мм 0,001 мм/мин (Испытательная лаборатория по определению механических свойств и химического состава конструкционных материалов, научный Исследования органолептических показателей были проведены по ГОСТ 8756.1-79 [11]. Микроскопирование проводилось на лаборатор- ном микроскопе Celestron Laboratory с линзой сто- кратного увеличения по методу George J., Siddara- maiah [12]. Влагопоглотительная способность была опреде- лена для всех пленок по методу Gialamas H. с изме- нениями [13]. Образцы пленок помещали в дистил- лированную воду и выдерживали при 23 °С в тече- ние 30, 60, 90 мин. При 90 °С - в течение 30, 60, Код 1 слой 2 слой ЯП/П-ЯП/П Яблочное пюре - пектин Яблочное пюре - пектин ЯП/П-ЯП/А Яблочное пюре - агар-агар ЯП/П-ЯП/КК Яблочное пюре - ксантановая камедь ЯП/П-ЯП/КМЦ Яблочное пюре - КМЦ ЯП/П-ЯП/КЛ Яблочное пюре - клетчатка ЯП/П-ЯП/Ж Яблочное пюре - желатин ЯП/П-ЯП/К Яблочное пюре - каррагинан сотрудник Горбунов А.Е.). Испытывались образцы шириной 10 мм при расстоянии между зажимами 150 мм. Определение деформационных свойств материалов с получением графика зависимости «нагрузка-перемещение», «напряжение-перемеще- ние» и математическую обработку результатов про- водили по программному обеспечению Bluehill 3. Исследования прочностных характеристик и толщи- ны были проведены по ГОСТ Р 53226-2008 [14]. Результаты и их обсуждение А B C D E F Рис. 1. Общий вид съедобной пленки на основе яблочного пюре с добавлением пластификаторов: A - ЯП/П-ЯП/П, B - ЯП/П-ЯП/А, C - ЯП/П-ЯП/КК, D - ЯП/П-ЯП/КМЦ, E - ЯП/П-ЯП/КЛ, F - ЯП/П-ЯП/Ж, G - ЯП/П-ЯП/К G Из рис. 1 видно, что все пленки имеют темно- золотой оттенок, характерный для яблочного пюре. Различие в оттенках цвета пленки незначительное. Структура у всех образцов пленок однородная, губчатая. Все пленки обладают привкусом яблоч- ного пюре. Наиболее приемлемыми вкусовыми свойствами и пережевываемостью обладает пленка с добавлением пектина в первый и второй слой. Для съедобной пленки с добавлением клетчатки во второй слой зафиксирована наиболее плотная структура с наименьшим количеством пузырьков. Аналогичная структура наблюдается для съедобной пленки на основе яблочного пюре с добавлением пектина в первый и второй слой (рис. 2). А B C D E F Рис. 2. Образцы пленок на основе яблочного пюре с пектином в первом слое, микроскопированные при увеличении в 100 крат с добавлением пластификатора во второй слой: A - ЯП/П-ЯП/П, B - ЯП/П-ЯП/А, C - ЯП/П-ЯП/КК, D - ЯП/П-ЯП/КМЦ, E - ЯП/П-ЯП/КЛ, F - ЯП/П-ЯП/Ж, G - ЯП/П-ЯП/К G Таблица 2 Водопоглотительная способность двойных пленок, % гими пленочными материалами (табл. 2). Высокие показатели водопоглощения пленок с ксантановой камедью, желатином во втором слое обеспечивают их пережевываемость. Результаты физико-механических испытаний двухслойных пленок на основе яблочного пюре с разными пластификаторами представлены в табл. 3. Таблица 3 Код пленки Условия (t, τ) 23 °С, 30 мин 23 °С, 60 мин 23 °С, 90 мин 40 °С, 30 мин 40 °С, 60 мин 40 ºС, 90 мин ЯП/П- ЯП/П 456 891 -* 654 - - ЯП/П- ЯП/А 489 - - 885 - - ЯП/П- ЯП/КК 425 - - 800 - - ЯП/П- ЯП/ КМЦ 377 468 - 874 - - ЯП/П- ЯП/КЛ 781 1026 - 994 - - ЯП/П- ЯП/Ж 883 - - 1099 - - ЯП/П- ЯП/К 415 673 - 467 - - Влияние пектина в первом слое на физико-механические свойства пленочных материалов Код пленки Толщина пленки, мм Предел прочности, МПа Нагрузка при пределе прочности, Н ЯП/П-ЯП/П 0,71 6,48 45,50 ЯП/П-ЯП/А 0,53 6,07 32,09 ЯП/П-ЯП/КК 0,72 4,70 43,36 ЯП/П- ЯП/КМЦ 0,48 4,48 18,86 ЯП/П-ЯП/КЛ 0,52 5,48 30,27 ЯП/П-ЯП/Ж 0,40 5,06 22,32 ЯП/П-ЯП/К 0,43 6,87 29,75 * образец растворился Установлено, что значение показателя водопо- глощения выше у съедобной пленки, во второй слой которой входит желатин, по сравнению с дру- Три пленки имеют достаточно высокие значе- ния прочности - это пленки с добавлением пектина, агар-агара и каррагинана. Тогда как прочностные характеристики других пленок приблизительно одинаковы. Выводы Все разработанные съедобные пленки обладают приемлемыми органолептическими свойствами и могут быть использованы. Однако, наиболее при- влекательными товароведными характеристиками обладает пленка с пектином в обоих слоях двойной пленки. Также именно пленки с пектином можно выделить как выдерживающие воздействие воды в течение более длительного промежутка времени и при более высоких температурах. Прочностные характеристики пленок также зависят от природы и содержания пластификатора. Именно пленки с пектином и каррагинаном во втором слое являются более прочными На основании результатов прове- денных исследований можно констатировать, что двойные съедобные пленки являются перспектив- ным направлением развития технологии произ- водства съедобных пленок.
Список литературы

1. Савицкая, Т.А. Съедобные пленки - будущее упаковки пищевых продуктов / Т.А. Савицкая, Л.А. Готина // Пищевая промышленность: наука и технологии. - 2015. - № 4. - С. 87-94.

2. Properties of some edible carbohydrate polymer coatings for potential use in osmotic dehydration / W. Camirand, J.M. Krochta, A.E. Pavlath, D. Wong, M.E. Cole // Carbohydrate Polymers. - 1992. - Vol. 17. - No 1. - P. 39-49. DOIhttps://doi.org/10.1016/0144-8617(92)90021-H.

3. Oms-Oliu, G. Using polysaccharide-based edible coatings to enhance quality and antioxidant properties of fresh-cut melon / G. Oms-Oliu, R. Soliva-Fortuny, O. Martin-Belloso // LWT - Food Science and Technology. - 2008. - Vol. 41. - No 10. -P. 1862-1870. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.lwt.2008.01.007.

4. Gontard, N. Influence of relative humidity and film composition on oxygen and carbon dioxide permeailities of edible films / N. Gontard, R. Thibault, B. Cuq, S. Guilbert // Journal of Agricultural and Food Chemistry. - 1996. - Vol. 44. - No 4. - P. 1064-1069. DOIhttps://doi.org/10.1021/jf9504327.

5. Role of constituents on the network formation of hydrocolloid edible films / T. Giancone, E. Torrieri, P. Di Pierro, L. Mariniello, M. Moresi, R. Porta, P. Masi // Journal of Food Engineering. - 2008. - Vol. 89. - No 2. - P. 195-203. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2008.04.017.

6. Baeva, M. Investigation of the retaining effect of a pectin-containing edible films upon the crumb ageing of dietetic sucrose- free sponge cake / M. Baeva, I. Panchev // Food Chemistry. - 2005. - Vol. 92. - No 2. - P. 343-348. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.foodchem.2004.03.060.

7. Galus, S. Development and characterization of composite edible films based on sodium alginate end pectin / S. Galus, A. Lenart // Journal of Food Engineering. - 2013. - Vol. 115. - No 4. - P. 459-465. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2012.03.006.

8. Effect of functional edible films and high pressure processing on microbial and oxidative spoilage in cold-smoked sardine (Sardina pilchardus) / J. Gomez-Estaca, P. Montero, B. Gimenez, M.C. Gomez-Guillen // Food Chemistry. - 2007. - Vol. 105. - No 2. - P. 511-520. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.04.006.

9. Use of edible films based on whey protein isolate to protect foods rich in polyunsaturated fatty acid / J. Oses, I. Fernandez- Pan, K. Zaini, J.I. Mate // European Food Research and Technology. - 2008. - Vol. 227. - No 2. - P. 623-628. DOIhttps://doi.org/10.1007/s00217-007-0765-y.

10. Chitosan-caffeic acid-genipin films presenting enhanced antioxidant activity and stability in acidic media / C. Nunes, E. Maricato, A. Cuhna, A. Nunes, J.A. Lopes da Silva, M.A. Colimbra // Carbohydrate Polymers. - 2013. - Vol. 91. - No 1. - P. 236-243. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.carbpol.2012.08.033.

11. ГОСТ 8756.1-79. Продукты пищевые консервированные. Методы определения органолептических показателей, массы нетто или объема и массовой доли составных частей (с Изменениями № 1, 2). - М.: Стандартинформ, 2009. - 14 с.

12. Siddaramaiah, J.G. High performance edible nanocomposite films containing bacterial cellulose nanocrystals / J.G. Siddaramaiah // Carbohydrate Polymers. - 2012. - Vol. 87. - No 3. - P. 2031-2037. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.10.019

13. Development of a novel bioactive packaging based on the incorporation of Lactobacillus sakei into sodium-caseinate films for controlling Listeria monocytogenes in foods / H. Gialamas, K.G. Zinoviadou, C.G. Biliaderis, K.P. Koutsoumanis // Food Research International. - 2010. - Vol. 43. - No 10. - P. 2402-2408. DOIhttps://doi.org/10.1016/j.foodres.2010.09.020.

14. ГОСТ Р 53226-2008. Полотна нетканые. Методы определения прочности. - М.: Стандартинформ, 2009. - 20 с.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International

© КемГУ, 1997–2024
Поддержка Powered by Editorum,  Инструкции
Войти или Создать
* Забыли пароль?