Аннотация

Введение. При разработке технологий консервирования неизбежно используют теплофизические расчеты процессов переработки сырья. Целью настоящей работы являлся анализ теплофизических характеристик тропических фруктов. Объекты и методы исследования. Тропические фрукты: киви, папайя, авокадо и инжир. Для анализа теплопроводности использовался стационарный метод плоского слоя. Криоскопическая температура определялась по пологой площадке термограммы, полученной в ходе замораживания продукта. Теплоемкость и количество вымороженной влаги определяли расчетным путем на основании известного химического состава продукта. Для определения плотности использовался метод гидростатического взвешивания. Сахаросодержание определялось рефрактометрическим методом. Влагосодержание определялось методом высушивания до постоянной массы. Результаты и их обсуждение. Определены физико-химические показатели киви, авокадо, папайи и инжира. Наибольшее влагосодержание наблюдается у плодов папайи и составляет 86,32 ± 0,02 %, а наибольшая плотность у киви – 1065 ± 1 кг/м3. Большое количество сахаров наблюдается у инжира – 16,0 ± 0,1 %. Экспериментальным путем был определен коэффициент теплопроводности тропических фруктов в свежем и в замороженном виде. Установлено, что после замораживания коэффициент теплопроводности продуктов повышается. По сравнению со свежим продуктом у замороженного авокадо незначительно повысился коэффициент теплопроводности, что объясняется его меньшим влагосодержанием. В 3,3 раза повысился коэффициент теплопроводности инжира. Данный продукт обладает самой большой теплопроводностью среди исследуемых плодов как в свежем, так и в замороженном виде – 0,63 ± 0,02 и 2,06 ± 0,02 Вт/(м·К) соответственно. Коэффициент теплопроводности киви и папайи повысился в 2 и 4,2 раза соответственно. Проанализировано влияние наличия пленки и спелости продукта на коэффициент теплопроводности. Обнаружено, что наличие пленки отрицательно сказывается на достоверности анализа теплофизических свойств. Эмпирическим путем определена криоскопическая температура. Расчетно-экспериментальным путем определены остальные теплофизические свойства тропических фруктов, такие как теплоемкость, температуропроводность, а также количество вымороженной влаги. Выводы. Определены физико-химические показатели киви, авокадо, папайи и инжира. Экспериментальным путем был исследован коэффициент теплопроводности тропических фруктов в свежем и в замороженном виде. Полученные значения могут быть использованы в теплотехнических расчетах при разработке новых продуктов, для определения режимов холодильной и тепловой обработки, для разработок технологий обогащения экзотическими фруктами продуктов молочной, хлебопекарной и других отраслей промышленности.

Ключевые слова

Папайа, киви, авокадо, инжир, теплопроводность, тепловой поток, замороженная продукция, свежая продукция

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Zabalaga R. F., La Fuente C. I. A., Tadini C. C. Experimental determination of thermophysical properties of unripe banana slices (Musa cavendishii) during convective drying // Journal of Food Engineering. 2016. Vol. 187. P. 62–69. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2016.04.020.
2. Inverse method for the simultaneous estimation of the thermophysical properties of foods at freezing temperatures / I. Cornejo [et al.] // Journal of Food Engineering. 2016. Vol. 191. P. 37–47. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2016.07.003.
3. Popov A. M., Plotnikov K. B., Donya D. V. Determination of dependence between thermophysical properties and structural-and-phase characteristics of moist materials // Foods and Raw Materials. 2017. Vol. 5. № 1. P. 137–143. https://doi.org/10.21179/2308-4057-2017-1-137-143.
4. Study of influence of freezing-defrosting on thermophysical properties of meat systems / M. Yancheva [et al.] // Eureka: Life Sciences. 2018. № 1. P. 32–38. https://doi.org/10.21303/2504-5695.2018.00537.
5. Composition and thermophysical properties of Malay Rose apple pulp / R. C. I. Fontan [et al.] // International Food Research Journal. 2018. Vol. 25. № 3. P. 1067–1073.
6. Paluri S., Phinney D. M., Heldman D. R. Recent advances in thermophysical properties – measurements, prediction, and importance // Current Opinion in Food Science. 2018. Vol. 23. P. 142–148. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2018.10.005.
7. Zielinska M., Ropelewska E., Markowski M. Thermophysical properties of raw, hot-air and microwave-vacuum dried cranberry fruits (Vaccinium macrocarpon) // LWT – Food Science and Technology. 2017. Vol. 85. P. 204–211. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.07.016.
8. On the relevance of thermophysical characterization in the microwave treatment of legumes / A. Dalmoro [et al.] // Food and Function. 2018. Vol. 9. № 3. P. 1816–1828. https://doi.org/10.1039/c7fo01488k.
9. Филиппов В. И., Степанов А. В. Рациональная точность определения теплофизических характеристик пищевых продуктов в расчетах технологических параметров холодильной обработки // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия: Процессы и аппараты пищевых производств. 2015. № 2. С. 125–132.
10. Thermophysical properties of papaya puree / A. Tansakul [et al.] // International Journal of Food Properties. 2012. Vol. 15. № 5. P. 1086–1100. https://doi.org/10.1080/10942912.2010.513467.
11. Manjunatha S. S., Raju P. S., Bawa A. S. Thermophysical properties of enzyme clarified Lime (Citrus aurantifolia L) juice at different moisture contents // Journal of Food Science and Technology. 2014. Vol. 51. № 11. P. 3038–3049. https://doi.org/10.1007/s13197-012-0866-x.
12. Mukama M., Ambaw A., Opara U. L. Thermophysical properties of fruit – a review with reference to postharvest handling // Journal of Food Measurement and Characterization. 2020. Vol. 14. № 5. P. 2917–2937. https://doi.org/10.1007/s11694-020-00536-8.
13. Zabalaga R. F., La Fuente C. I. A., Tadini C. C. Experimental determination of thermophysical properties of unripe banana slices (Musa cavendishii) during convective drying // Journal of Food Engineering. 2016. Vol. 187. P. 62–69. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2016.04.020.
14. The antioxidant properties of exotic fruit juices from acai, maqui berry and noni berries / D. Nowak [et al.] // European Food Research and Technology. 2018. Vol. 244. № 11. P. 1897–1905. https://doi.org/10.1007/s00217-018-3102-8.
15. Exploring the chemical composition, emerging applications, potential uses, and health benefits of durian: A review / M. Mohd Ali [et al.] // Food Control. 2020. Vol. 113. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2020.107189.
16. De Mendonça V. Z., Vieites R. L. Physical-chemical properties of exotic and native Brazilian fruits // Acta Agronomica. 2019. Vol. 68. № 3. https://doi.org/10.15446/acag.v68n3.55934.
17. Avocado: characteristics, health benefits and uses / P. F. Duarte [et al.] // Ciencia Rural. 2016. Vol. 46. № 4. P. 747–754. https://doi.org/10.1590/0103-8478cr20141516.
18. Ragone D. Breadfruit for food and nutrition security in the 21st century // Tropical Agriculture. 2016. Vol. 93. № 1. P. 18–29.
19. Ganeshan G., Shadangi K. P., Mohanty K. Thermo-chemical conversion of mango seed kernel and shell to value added products // Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2016. Vol. 121. P. 403–408. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2016.09.004.
20. Amini Khoozani A., Birch J., Bekhit A. E.-D. A. Production, application and health effects of banana pulp and peel flour in the food industry // Journal of Food Science and Technology. 2019. Vol. 56. № 2. P. 548–559. https://doi.org/10.1007/s13197-018-03562-z.
21. Development of a mixed jussara and mango juice with added Lactobacillus rhamnosus GG submitted to sub-lethal acid and baric stresses / F. C. Prates [et al.] // Journal of Food Science and Technology. 2020. Vol. 57. № 12. P. 4524–4532. https://doi.org/10.1007/s13197-020-04491-6.
22. Development of functional ice cream added exotic fruit / M. E. A. Lima [et al.] // Boletim Centro de Pesquisa de Processamento de Alimentos. 2017. Vol. 35. № 1. https://doi.org/10.5380/cep.v35i1.55940.
23. Effect of nanoencapsulation using PLGA on antioxidant and antimicrobial activities of guabiroba fruit phenolic extract / M. C. Pereira [et al.] // Food Chemistry. 2018. Vol. 240. P. 396–404. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.07.144.
24. Дубцов Г. Г., Лазар Я. Б. Тропические плоды на российском рынке // Пищевая промышленность. 2011. № 3. С. 54–57.