Технологию получения сухих продуктов питания, которая позволяет сохранить основную часть их наиболее ценных компонентов на длительный срок, разрабатывают ученые Северо-Кавказского федерального университета. На Ставрополье метод сублимационной сушки уже используется в молочной промышленности, идет разработка технологии для овощей, фруктов и ягод.
«Государственные проекты поддержки агропромышленного комплекса дают свои результаты, за несколько лет существенно расширилась продуктовая линейка отечественных продуктов питания на полках. Отмечу, что повышение урожайности и другие меры стимулирования продуктового суверенитета России требуют усовершенствования также технологии переработки. Ученые СКФУ активно развивают пищевые технологии, взаимодействуя с индустриальными партнерами. Для решения национальных задач путь между научным исследованием и реальным внедрением в производство нужно максимально сократить», — прокомментировал ректор Северо-Кавказского федерального университета Дмитрий Беспалов.
Пищевая индустрия нуждается в технологиях, обеспечивающих консервацию при сохранении полезных качеств продуктов питания. Традиционно для этого применяется сушка и заморозка. Но эти методы связаны со значительными энергетическими затратами. Также хранение замороженных продуктов требует не только специализированных помещений, большого количества холодильных установок, поддержания в них низкой температуры.
Технология сублимации известна еще с 40-х годов прошлого века — сублимированные продукты питания активно использовались в Советском Союзе в армии, полярниками и космонавтами. Однако с конца XX века она практически не использовалась из-за дороговизны производства.
Адаптировать метод сублимации для пищевой переработки в макрорегионе взялись ученые федерального университета. Работа ведется в рамках национального проекта «Наука и университеты».
Особенность разрабатываемой в СКФУ технологии сублимационной сушки заключается в том, что из свежих фруктов и овощей при температуре до 40–45 °С удаляется вода вплоть до клеточного уровня. Высушенный продукт должен содержать не более 4–6% остаточной влаги, что практически полностью исключает сколько-нибудь существенное изменение его физико-химических характеристик и микробиологических показателей.
К примеру, 100 кг яблок после обработки весят всего 20 кг. В вакуумной асептической упаковке продукт можно хранить при комнатной температуре в течении нескольких лет практически в любом складском помещении, предназначенном для пищевых продуктов.
Сублимация доказала свою эффективность для хранения ягод и фруктов, однако не исчерпывается только этой группой продуктов питания.
«Применять технологию возможно и для наиболее ценных компонентов молока — сывороточных белков, сохраняя их в нативной, то есть неизменной форме. Наша разработка стала первой в России, которую уже запустили в производство. С помощью сочетания мембранной технологии фракционирования натурального молока и последующей сублимационной сушки белков можно выпускать функциональные продукты питания», — пояснил один из авторов исследования, доцент кафедры пищевых технологий и инжиниринга факультета пищевой инженерии и биотехнологий СКФУ Дмитрий Мамай.
Это особенно важно для детей и подростков, пожилых людей и тех, чья повседневная деятельность связана с тяжелым физическим трудом в условиях высоких психоэмоциональных нагрузок. Например, для альпинистов и горных туристов, участников длительных экспедиций в экстремальных условиях, когда необходим усиленный и сбалансированный рацион. А если принять во внимание жесткие требования к весу продуктов, то сублимированные продукты становятся незаменимыми.
Сублимированные сухие корма получили значительное распространение в рационах питания для домашних животных. Удобство хранения, высокие показатели питательной и биологической ценности, возможность получения сбалансированных по составу кормовых ингредиентов позволяют широко использовать их в коммерции. До недавнего времени в РФ в этой области доминировали зарубежные компании, использующие отечественное сырье для своего производства.
Продукты, полученные методом сублимации, легко подготовить для употребления в пищу без существенной дополнительной кулинарной обработки. По органолептическим показателям, питательной ценности такие блюда и напитки мало чем уступают аналогам, приготовленным из свежего сырья. Однако употреблять их в пищу в сухом виде ученые не рекомендуют из-за высокой концентрации, например, белков, витаминов и минерального комплекса в расчете на единицу массы сублимированных продуктов.
«Сублимация — премиальная, пока дорогая, в сравнении с традиционными способами сохранения пищевых продуктов, технология. Поэтому в настоящее время все работы направлены на снижение себестоимости готовой продукции, прежде всего за счет оптимизации и интенсификации баромембранных процессов и сублимационной сушки», — добавил Дмитрий Мамай.
Результатами разработки заинтересовались представители бизнеса. Метод сублимации компонентов молока стал одним из первых в России, который уже применен в промышленном производстве на молочном комбинате в Ставрополе.
Патент «Способ получения сухого сывороточного продукта № 2717971» зарегистрирован СКФУ в 2020 году. Сейчас идут экспериментальные исследования на промышленном сырье, чтобы оптимизировать технологию на отечественных предприятиях. Следующим этапом станет разработка и внедрение в производство способа сублимационной сушки овощей и фруктов.
В СКФУ, подведомственном Минобрнауки, апробация новейших разработок в этой области научно-исследовательских работ в настоящее время проходит в рамках проекта «Разработка научно-технических аспектов комплексной ресурсосберегающей технологии производства лиофилизированных продуктов для энтерального питания на основе вторичного молочного сырья», выполняемого при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований.
Также партнером исследования стала крупная компания на Юге России, специализирующаяся на технологии выращивания интенсивных садов. Бизнесмены заинтересовались переработкой фруктов и овощей в сублиматы.