Синергетическое применение ультразвука и ультрафиолетового излучения для продления срока хранения свежих фруктов и овощей

Аннотация

Актуальность: плоды и овощи являются одним из основных источников биологически активных веществ, витаминов, минеральных элементов и антиоксидантов в рационе человека. Однако после уборки урожая в них продолжаются процессы дыхания, ферментативные реакции и развитие микроорганизмов, что приводит к ухудшению качественных показателей и сокращению сроков хранения продукции. Традиционные методы консервирования, включая применение химических дезинфицирующих средств и термическую обработку, могут отрицательно влиять на органолептические свойства и пищевую ценность продукции. В связи с этим разработка научно обоснованных технологий, основанных на комбинированном применении ультразвука и ультрафиолетового излучения диапазона UV-C, направленных на обеспечение микробиологической безопасности, сохранение качества и увеличение сроков хранения плодоовощной продукции, является актуальной научно-практической задачей.

Цель: изучить синергетическое воздействие ультразвука и ультрафиолетового излучения диапазона UV-C на плоды и овощи, оценить их влияние на микробиологическое состояние, физико-химические и биологически активные показатели продукции, определить оптимальные технологические параметры обработки для увеличения срока хранения, а также разработать математическую модель процесса.

Методы: в исследовании предлагается комбинированная технология обработки, основанная на использовании высокоинтенсивного ультразвука и ультрафиолетового излучения UV-C с длиной волны 254 нм. Для оптимизации технологического процесса предусматривается применение метода поверхности отклика (Response Surface Methodology, RSM) и экспериментального плана Бокса—Бенкена. Оценка качества продукции будет проводиться по результатам микробиологических исследований, определения потери массы, цветовых координат системы CIELAB, текстурных характеристик, содержания аскорбиновой кислоты, общего содержания фенольных соединений и антиоксидантной активности. Для описания полученных результатов будут разработаны математические модели кинетики инактивации микроорганизмов, диффузии влаги и прогнозирования сроков хранения продукции.

Результаты: ожидается, что совместное применение ультразвука и ультрафиолетового излучения UV-C позволит эффективно подавлять развитие микроорганизмов, обеспечивая при этом лучшее сохранение естественной окраски, текстуры, содержания аскорбиновой кислоты и антиоксидантных соединений в плодах и овощах. Разработка математической модели процесса создаст возможность оптимизации технологических параметров обработки и прогнозирования сроков хранения продукции. Кроме того, будет предложена инновационная нетермическая технология, характеризующаяся экологической безопасностью, энергоэффективностью и снижением потребности в использовании химических консервантов в пищевой промышленности.