Автореферат (Формирование и сохранение потребительских свойств ягод земляники садовой органического производства и продуктов их переработки)

На правах рукописиНОВИКОВА ИРИНА МИХАЙЛОВНАФОРМИРОВАНИЕ И СОХРАНЕНИЕ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВЯГОД ЗЕМЛЯНИКИ САДОВОЙ ОРГАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ИПРОДУКТОВ ИХ ПЕРЕРАБОТКИСпециальность 05.18.15 - Технология и товароведение продуктов функциональногои специализированного назначения и общественного питанияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2019Работа выполнена на кафедре товароведения и товарной экспертизы федеральногогосударственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования«Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова»Научный руководитель:- доктор технических наук, профессорЕлисеева Людмила ГеннадьевнаОфициальные оппоненты:- Колодязная Валентина Степановна,доктор технических наук, профессор, федеральное государственное автономное образовательное учреждениевысшего образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационныхтехнологий, механики и оптики», факультет пищевых биотехнологий и инженерии, профессор- Шишкина Наталья Сергеевна,кандидат биологических наук, Всероссийский научноисследовательский институт технологии консервирования- филиал Федерального государственного бюджетногонаучного учреждения «Федеральный научный центр пищевых систем им.

В.М. Горбатова» РАН, лаборатория технологии консервирования, ведущий научный сотрудникВедущая организация:Федеральное государственное бюджетное научное учреждение«ФедеральныйнаучныйцентримениИ.В.Мичурина»Защита состоится «10» октября 2019 года в 15. 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.196.07 на базе федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Российский экономический университетимени Г.В.

Плеханова» по адресу: 117997, Москва, Стремянный пер., д. 36, ауд. 353.C диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в Научно-информационномбиблиотечном центре им. академика Л.И. Абалкина ФГБОУ ВО «Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова» по адресу: 117997, г. Москва, ул. Зацепа, д. 43 ина сайте организации: http://ords.rea.ru.Автореферат разослан «02» сентября 2019 г.Ученый секретарьдиссертационного совета,доктор химических наук, профессорЧалых Татьяна Ивановна2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работы. В настоящее время в России большое внимание уделяетсяразработке и внедрению государственной политики в области здорового питания, в т.ч.производству продуктов с заданным химическим составом, сохранению их качества ибезопасности на всех этапах продвижения.

Особое внимание уделяется расширению отечественной базы сырья с высоким уровнем содержания биологически активных соединений, увеличению объемов свежей и переработанной плодоовощной продукции органического производства, разработке инновационных технологий хранения и переработки, позволяющих максимально сохранить комплекс физиологически активных компонентов. Врамках реализации целевой федеральной программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 20142020 годы» в г. Мичуринске-наукограде утверждена, в качестве одного из приоритетныхнаправлений развития, программа по переходу к высокопродуктивному и экологическичистому агро- и аквахозяйству, разработке и внедрению систем рационального применения средств химической и биологической защиты сельскохозяйственных растений и животных, хранения и эффективной переработки сельскохозяйственной продукции.

В качестве приоритетных программ развития АПК, принятых к реализации в г. Мичуринскенаукограде, являются– «Научные основы органического производства плодово-ягодногосырья и продуктов их переработки»; «Конструирование новых видов продуктов питанияфункционального назначения»; «Контроль качества и безопасности сырья и продуктовпитания».В 2016-2017 г.г. в мире, по данным Faostat, сельскохозяйственными организациямибыло выращено и реализовано около 7 миллионов тонн свежих ягод, из которых 68% приходится на долю ягод земляники.

По данным компании «The Environmental WorkingGroup» на мировом рынке земляника занимает третье место по загрязненности пестицидами. Этим обусловлен подъем интереса к производству органических продуктов питания, сегмент органической продукции сегодня является одним из основных трендов глобального продовольственного рынка.В рамках реализации программы развития АПК в г. Мичуринске-наукограде намипроводилась работа, направленная на формирование и сохранение потребительскихсвойств свежих ягод земляники садовой органического производства и продуктов ее переработки в условиях ЦЧР.Цель диссертационной работы: разработка предложений по органическому производству ягод земляники садовой, формирование и сохранение ее потребительскихсвойств на этапах производства, хранения и переработки.Для осуществления поставленной цели необходимо решить следующие основныезадачи:- проведение комплексного сравнительного анализа потребительских свойств ягодземляники садовой перспективных ботанических сортов отечественной и зарубежной селекции, интродуцированных в ЦЧР и ранжирование сортов по пищевой ценности и лежкоспособности;- установление влияния биологического сорта ягод земляники садовой на способность к биоаккумуляции токсичных веществ в процессе органического производства;- разработка методологических подходов повышения потребительских свойств ягод3земляники на этапе органического производства;- разработка технологии обогащения ягод земляники эссенциальными микроэлементами (на примере йода, цинка и марганца) на этапе выращивания;- обоснование эффективных способов хранения и переработки ягод земляники садовой;-увеличение сроков хранения свежих ягод земляники садовой путем оптимизациирежимов холодильного хранения в газовых средах (в регулируемой и модифицированнойатмосфере) и разработки технологии использования защитного «пищевого» покрытия наоснове биофунгицида хитозана;- оценка криорезистентности перспективных сортов ягод земляники садовой;- определение влияния продолжительности хранения на пищевую ценность замороженных ягод земляники садовой и обоснование оптимальных сроков годности;- изучение эффективности использования двухступенчатой конвективно-вакуумимпульсной сушки для повышения пищевой ценности сушеных ягод земляники садовой;- проведение анализа спроса и потребительских предпочтений в отношении фруктово-желейных конфет, обогащенных функциональными ингредиентами земляники садовой органического производства;- разработка рецептуры и оценка потребительских свойств фруктово-желейныхконфет, обогащенных функциональными ингредиентами продуктов переработки ягодземляники органического производства;- разработка предложений по направлениям эффективного целевого использованияинтродуцированных в ЦЧР перспективных сортов земляники садовой.Научная новизна исследований:- проведена комплексная товароведная оценка 11 сортов земляники садовой отечественной и зарубежной селекции интродуцированных в Центрально-Черноземном регионе, осуществлено их ранжирование по сенсорной предпочтительности, пищевой ценности, лежкоспособности и установлены перспективные сорта для органического производства, хранения и переработки;- установлены критерии потенциальной лежкоспособности и транспортабельностиягод земляники индивидуальных ботанических сортов: доказано, что высокий уровеньлежкоспособности от 9 до 11 суток, минимальную величину естественной убыли массы имаксимальную устойчивость к поражению грибом Botrytis cinerea в условиях холодильного хранения при температуре 0,5ºС, ОВВ 90% в обычной атмосфере имели сорта, характеризующиеся высоким содержанием сухих веществ (11-12%), протопектина (более 0,6%) иклетчатки – более 1,2%);- обоснована эффективность замены химических средств защиты от поврежденияягод фитопатогенами при органическом производстве и последующем товародвижении набиофунгициды, ранжирована эффективности действия 4 биопрепаратов, подтвержденамаксимальная степень защиты при использовании 1,5% раствора хитозана и препаратамикробиологического синтеза – Фитоспорина-М, особенности химического состава которых позволили получить дополнительный эффект – увеличение средней массы и повышение товарного качества ягод;- впервые разработана технология обогащения ягод земляники эссен циальнымимикроэлементами, позволившая увеличить содержание в ягодах йода в 3,7 раза; цинка – в41,6 раза и марганца – в 2,1 раза;- научно обоснованы оптимальные режимы и условия хранения ягод земляники садовой в модифицированной и регулируемой атмосфере;- изучена динамика формирования состава газовой среды при хранении в модифицированной атмосфере, установлено, что на продолжительность хранения ягод большоевлияние оказывает активность метаболических процессов, у сортов с отличной лежкоспособностью равновесная концентрация СО2 в среде хранения, обусловленная интенсивностью дыхания, составляет 1,7-2,2%, а для сортов с низким уровнем лежкоспособности этозначение в 4-5 раз выше и составляет 8-10%;- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена эффективность создания защитного «пищевого» покрытия на основе хитозана, позволяющая увеличиватьсрок хранения ягод земляники с 7 до 14 суток, снизить естественную убыль массы ягодпри хранении более чем на 8% и уменьшить потери от физиологических и микробиологических повреждений на 12%;- на основании анализа динамики показателей качества замороженных ягод земляники садовой установлены криорезистентные сорта и определены дифференцированныесроки годности с учетом сортовых особенностей ягод;- доказана эффективность применения комбинированной конвективно-вакуумимпульсной технологии сушки земляники для получения сушеных ягод с высокой концентрацией пищевых и биологически активных веществ, рекомендованных для использования в качестве функциональных физиологически активных ингредиентов для обогащения пищевых продуктов;- разработана рецептура и модифицирована технология производства фруктовожелейных конфет повышенной пищевой ценности из ягод земляники садовой с пониженной сахароемкостью, без использования пищевых красителей и ароматизаторов, обогащенных натуральными физиологически активными ингредиентами ягод.Теоретическая и практическая значимость работы:- изучены, ранжированы по пищевой ценности и функционально-технологическимхарактеристикам 11 перспективных ботанических сортов земляники садовой отечественной и зарубежной селекции, интродуцированных в ЦЧР, предназначенные для органического производства, хранения транспортирования и промышленной переработки и данырекомендации по эффективным направлениям целевого использования для каждого сорта;- разработаны рекомендации по органическому производству земляники с заданным уровнем качества, направленные на повышение устойчивости ягод земляники к поражению фитопатогенами на всех этапах жизненного цикла продукта;- предложена технология обогащения ягод земляники эссенциальными микроэлементами – йодом, марганцем и цинком методом внекорневой обработки растения в периодвегетации;- доказано, что ягоды с высоким уровнем интенсивности дыхания обладают низкимуровнем лежкоспособности, срок годности для этих сортов составляет от 1 до 3 суток, ихрекомендуется после сбора подвергать предварительному охлаждению и направлять нареализацию или на переработку;- установлена эффективность использования специализированных пакетов типа«Xtend», предназначенных для создания модифицированной атмосферы при хранении5ягод земляники с исходным низким уровнем интенсивности дыхания, позволяющих увеличить сроки хранения свежих ягод в модифицированной атмосфере, с содержанием 22,5% СО2 и 18-19%О2, при температуре 0,5ºС на 11-14 суток по сравнению с хранением вобычной атмосфере и сократить потери от поражения грибом Botrytiscinerea более, чем вчетыре раза.- разработаны критерии и установлены сорта с высоким потенциалом лежкоспособности, для которых научно обоснованы и экспериментально подтверждены оптимальные режимы хранения в регулируемой атмосфере с низким содержанием кислорода исредним содержанием углекислого газа: СО2 – 6%; О2 – 2%, позволяющие увеличить сроки хранения, по сравнению с обычной атмосферой, с 7 до 28 суток и снизить потери отпоражения грибом Botrytiscinerea более чем в пять раз;- создание на поверхности ягод пленки защитного «пищевого» покрытия биофунгицида хитозана способствует повышению товарного качества и увеличению сроков хранения с 7 до 11 суток, в зависимости сортотипа ягод, снижению потерь от поражения фитопатогенами и уменьшению естественной убыли массы ягод; обоснована эффективнаяконцентрация хитозана (1%-ный раствор препарата) для использования в качестве пленкообразователя и биофунгицида;- установлены критерии сортовой криорезистентности ягод и определены сорта,рекомендуемые для переработки методом шоковой заморозки;- на основании результатов сравнительного анализа органолептических, физикохимических и микробиологических показателей качества были рекомендованы сорта дляполучения сушеных ягод и подтверждена эффективность использования конвективновакуум-импульсной технологии сушки, позволяющей на более высоком уровне, по сравнению с традиционно используемой конвективной сушкой, сохранить пищевую ценностьсушеных ягод, в т.ч.