автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Методология формирования потребительских свойств продуктов глубокой комплексной переработки круп

На правах рукописи

ЕРЕМИНА Ольга Юрьевна

МЕТОДОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КРУП

Специальность 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

5 ДЕК 2013

005542548

Орел 2013

005542548

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Государственный университет -учебно-научно-производственный комплекс» (ФГБОУ ВПО Госуниверситст - УНГЖ)

Научным консультант: доктор технических наук, профессор

Иванова Тамара Николаевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ФГБОУ ВПО «РЭУ имени Г.В. Плеханова», зав. кафедрой

«Товароведение и товарная экспертиза» Елисеева Людмила Геннадьевна

доктор технических наук, профессор Отраслевой центр повышения квалификации работников торговли Министерства экономического развития РФ директор

Николаева Мария Андреевна

доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК» зав. кафедрой «Технология и организация

питания, гостиничного хозяйства и туризма» Артемова Елена Николаевна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО Орловский государственный

аграрный университет

Защита диссертации состоится «27»декабря 2013 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д212.182.08 при ФГБОУ ВПО «Государственный университет -учебно-научно-производственный комплекс» по адресу: 302020. Орел, Наугорское шоссе, д.29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Государственный университет — учебно-научно-производственный комплекс».

С авторефератом можно ознакомиться на официальном сайте ВАК Мннобрнауки РФ (http.vak.ed.gov.ru/announcenients/techn/). сайте ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК» (www.gu-unpk.ruy

Автореферат разослан «26» ноября 2013 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Современный уровень развития АПК и высокая конкуренция продовольственных товаров на потребительском рынке требуют принципиально нового подхода к проблеме использования сырьевых ресурсов и создания на их основе высококачественных пищевых продуктов, отвечающих принципам рационального сбалансированного питания. Сущность такого подхода состоит в создании и внедрении глубокой комплексной переработки пищевого сырья, позволяющей максимально и наиболее полно извлекать целевые компоненты.

В «Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года» от 17 ноября 2008 года отмечается, что одной из задач, способствующей структурной перестройке экономики и ее диверсификации, является увеличение глубины переработки сырья. В среднесрочной перспективе особенно высок потенциал роста среднетехнологичного производства, к которому относится пищевая промышленность. Глубокая комплексная переработка сырья способствует выходу предприятий на внешние и внутренние рынки с новой конкурентоспособной продукцией с высокой долей добавленной стоимости.

Одним из направлений в области производства продукции, как отмечается в «Доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации» от 30 января 2010 года, является создание новых технологий глубокой и комплексной переработки продовольственного сырья.

Особое внимание глубокой комплексной переработке уделено в «Стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации на период до 2020 года» от 17 апреля 2012 г. Отмечается, что одной из мер, способствующих решению задач повышения конкурентоспособности российской продукции, обеспечения

импортозамещения и наращивания экспортного потенциала, является внедрение технологий замкнутого цикла с выработкой целевого продукта, что позволит повысить степень переработки сырья и расширить ассортимент выпускаемой продукции. Глубокой комплексной переработке уделено особое внимание при реализации отраслевых целевых программ. В мукомольно-крупяной промышленности предусматривается внедрение энергосберегающих технологий, обеспечивающих глубокую переработку зерна, повышающих выход готовой продукции с единицы зернового сырья; в результате которой к концу 2016 года будет обеспечено производство пищевых продуктов на злаковой основе до 300 тыс. т. Успешная реализация поставленных в Стратегии задач сопряжена с применением наукоемких технологий и инновационных решений, обеспечивающих глубокую, комплексную, энерго- и ресурсосберегающую переработку сельскохозяйственного сырья для создания социально значимых пищевых продуктов.

Учитывая, что глубокой комплексной переработке должно подвергаться недорогое доступное сырье поликомпонентного состава, одним из

перспективных ресурсов для комплексной переработки является крупа благодаря химическому составу, рыночному потенциалу и ценовой приемлемости. Согласно статистическим данным, производство крупы в РФ за последние 10 лет составляло 890-1093 тыс. т.

В связи с вышеизложенным, исследования, направленные на создание инновационных продуктов глубокой комплексной переработки круп и анализа их потребительских свойств и конкурентоспособности, являются актуальной проблемой, требующей своевременного решения.

Работа проводилась в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» и договора с РФФИ по проекту «Выявление закономерностей распределения и миграции тяжелых металлов в семенах растений» 2012-2013 годы.

Степень разработанности темы исследования. Анализ данных по глубокой комплексной переработке растительного сырья свидетельствует о том, что в РФ ее доля составляет 30%, в то время как в развитых странах Европы и США - 90-98%.

Глубокая комплексная переработка широко применяется во многих отраслях пищевой и перерабатывающей промышленности. Фундаментальные и прикладные исследования в этом направлении ведутся учеными ГНУ ВНИИЗ Россельхозакадемии, ГНУ ВНИИ крахмалопродуктов, ГНУ ВНИИПБТ Россельхозакадемии, ГНУ НИИПП и СПТ, ИБП РАН.

Больной вклад в решение задач глубокой комплексной переработки сырья внесли научные школы под руководством Л.В. Римаревой, Е.Г. Борисенко, И.М. Грачевой, А.Ф. Доронина, В.М. Позняковского, С.Я. Корячкиной, Т.Н. Ивановой. Г.О. Магомедова, A.A. Шевцова и других ученых.

Основным направлением глубокой комплексной переработки плодоовощного сырья является экстрагирование фенольных соединений и пектинов из выжимок, жома и плодовых оболочек. Существенный вклад в данном направлении внесли работы JI. Н. Путилиной, Донченко Л.В., L.E. Larose, P. Benelly, М. Kosmala и других отечественных и зарубежных ученых.

Глубокая комплексная переработка зернового сырья позволяет получать продукты высокой добавленной стоимости: нативный и модифицированный крахмалы, глютен, глюкозно-фруктозные сиропы, пищевые патоки, кристаллическую и порошковую глюкозу, этанол, белково-витаминные комплексы, органические кислоты, аминокислоты, витаминные препараты. В качестве сырья используются зерновые, бобовые, отруби, жмыхи, мука, крупы, крупяная мучка.

Особенности комплексной переработки зерна пшеницы показаны в работах А.Р. Харрасова, В.А. Данилкина, B.C. Иунихиной, В.В.Аксенова, зерна ржи и кукурузы - в работах Н.Р. Андреев, Н.Д. Лукина; зерна тритикале - в работах В.Г. Костенко. Рассмотренные технологии позволяют получить продукты высокой добавленной стоимости — крахмал, сахаристые продукты, углеводно-белковые комплексы.

Имеется достаточное количество научных исследований, в которых в

качестве сырья для глубокой комплексной переработки использовали различные виды крупяных мучек. Выделению целевых компонентов из крупяных мучек посвящены работы Т.А. Никифоровой, В.О. Никогда.

Рисовая лузга, рисовая мука и рисовая крупа давно и успешно используются в качестве сырья для глубокой комплексной переработки с целью получения фенольных соединений, крахмала, глюкозно-фруктозных сиропов, лимонной кислоты, белково-минерального комплексов. В этом направлении работают отечественные ученые Шарова Н.Ю., Каменькова Н.В., Выборнова Т.В., Нечай Н.Л. и др. и зарубежные ученые Т. Kanitha, Т. Wanida, Ch. Shu-Wei, Ch. Wei-Hsin, L. Maw-Rong, W. Yiqiu, O. Pourali, T. Immestrand и др.

Глубокая комплексная переработка сырья подразумевает целенаправленное получение новых продуктов питания и оценку их потребительских свойств. В области формирования потребительских свойств продуктов питания существенный вклад внесли работы В.А. Матисона, В.М. Каптере, В.Б. Спиричева, В.А. Тутельяна, Л.Н. Шатнюк, В.В. Качак, A.A. Кочетковой, Л.А. Маюрниковой, М.Е. Цибизовой, M.D. Earle, R.I. Earle, A.M. Anderson и других отечественных и зарубежных ученых.

Вместе с тем, нерешенной проблемой является отсутствие эффективных теоретических и практических подходов к формированию потребительских свойств продуктов, создаваемых при глубокой комплексной переработке пищевых ресурсов. Отсутствие системного подхода затрудняет проведение оценки приемлемости сырья для глубокой комплексной переработки, разработки и применения технологических приемов и решений и, в конечном итоге, прогнозирования и анализа потребительских свойств получаемой продукции. На наш взгляд, в данном направлении необходимо разработать методологическую базу для создания системы управления формированием потребительских свойств инновационных продуктов глубокой комплексной переработки.

Цель н задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка методологии формирования потребительских свойств продуктов глубокой комплексной переработки круп.

Для реализации поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- теоретическое обоснование использования модульной системы, обеспечивающей анализ, разработку и оценку факторов формирования качества на всех этапах создания продукции при глубокой комплексной переработке сырья;

- научное обоснование использования круп в качестве сырья для глубокой комплексной переработки;

- теоретическое и экспериментальное обоснование технологии глубокой комплексной переработки круп;

исследование миграционных свойств токсичных элементов и биологически активных соединений круп;

- исследование и оценка потребительских свойств продуктов глубокой

комплексной переработки круп: концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов;

- разработка методики анализа и оценки конкурентного потенциала продуктов глубокой комплексной переработки круп;

- разработка рецептур и технологий новых продуктов с использованием концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов, исследование качества и сохраняемости новых продуктов;

- разработка комплектов технической документации на новые виды продукции, апробация в условиях промышленного производства, определение экономической эффективности новых видов продукции.

Научная концепция диссертационной работы заключается в научном обосновании и экспериментальном подтверждении методологии формирования потребительских свойств продуктов глубокой комплексной переработки круп, включающей 3 модуля, направленных на оценку сырьевых ресурсов, разработку и оптимизацию технологических режимов, анализа потребительских свойств и конкурентного потенциала инновационных продуктов.

Научная новизна. Впервые разработана методология формирования потребительских свойств продуктов глубокой комплексной переработки круп на основании использования модульной системы, обеспечивающей анализ, разработку и оценку факторов формирования качества на всех этапах создания инновационной продукции.

Разработаны и обоснованы параметры и критерии, позволяющие провести всесторонний анализ сырья, предназначенного для глубокой комплексной переработки, выявить и оценить сильные и слабые стороны, возможности, опасности и риски, связанные с использованием сырья, и, в конечном итоге, осуществить принятие решения о его приемлемости для глубокой комплексной переработки с формированием базы данных.

Экспериментально разработаны и научно обоснованы оптимальные технологические режимы ферментативного гидролиза и экстрагирования круп, направленные на максимальное извлечение продуктов гидролиза крахмала. Получены новые данные о взаимосвязи показателей микроструктуры круп и степени их экстрактивности.

Расширены представления о миграционных свойства токсичных элементов и биологически активных веществ круп. Установлено, что крупяные экстракты являются высокоуглеводными продуктами, содержащими витамины и минеральные элементы, что позволяет при их концентрировании получать сахаристые продукты - концентраты крупяные жидкие.

Теоретически и экспериментально обоснованы оптимальные параметры режимов сушки побочных продуктов экстрагирования - крупяных шротов. Экспериментально установлен химический состав крупяных шротов, определены потери питательных веществ при их сушке.

Предложена модель глубокой комплексной переработки круп, позволяющая получать два вида инновационной продукции: концентраты

крупяные жидкие и порошки крупяных шротов, являющиеся функциональными продуктами.

Предложена методика определения конкурентного потенциала продуктов глубокой комплексной переработки круп на основании показателей, характеризующих органолептические и физико-химические свойства, социально-научную и экономическую эффективность.

Показано положительное влияние концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов на формирование потребительских свойств продуктов, изготовленных с их использованием, установлены их регламентированные показатели качества и сроки хранения.

Теоретическая и практическая значимость работы. Выделение трех модулей при глубокой комплексной переработке круп является основой разработанной методологии формирования потребительских свойств инновационных продуктов, которая может быть использована при переработке любого традиционного и нетрадиционного растительного сырья и вторичных ресурсов. Установлена взаимосвязь между показателями микроструктуры круп и степенью их экстрактивности. Полученная совокупность экспериментальных данных по миграционной способности биологически активных соединений может служить теоретической базой для прогнозирования пищевой и биологической ценности продуктов глубокой переработки зернового сырья.

Обоснована возможность использования концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов для расширения ассортимента и повышения пищевой ценности продуктов питания.

На основании разработанной методологии дано технологическое обоснование производства продуктов глубокой комплексной переработки круп: концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов.

Разработаны и утверждены пакеты технической документации на продукты глубокой комплексной переработки крупяного сырья: Концентраты крупяные жидкие ТУ 9185-136-02069036-2002, ТИ 02069036-074, РЦ 02069036097, РЦ 02069036-098, РЦ 02069036-099, Порошки пищевые из шротов круп ТУ 9185-269-02069036-2011, ТИ ТУ 9185-269-02069036. На основе концентратов крупяных жидких разработаны новые виды продуктов и техническая документация на них: Мороженое пломбир классический с крупяными концентратами ТУ 9228-235-02069036-2008, ТИ ТУ 9228-235-02069036, Коктейли молочные составные с крупяными концентратами ТУ 9226-020690362013, ТИ ТУ 9226-02069036. На основе порошков пищевых из шротов круп разработаны новые продукты и техническая документация на них: Печенье сахарное с пищевыми порошками шротов круп ТУ 9131-296-02069036-2013, ТИ ТУ 9131-296-02069036, Концентраты пищевые первых обеденных блюд с мясом и пищевыми порошками из шротов круп ТУ 9194-297-02069036-2013, ТИ ТУ 9194-297-02069036.

Результаты исследований подтверждены опытно-промышленной апробацией на предприятиях ООО «Научное производство «Наш Продукт» (г. Орел), ООО Хлебокомбинат «Юность» (г. Орел), ЗАО «Орловский

мелькомбинат», ООО «Почеп-молоко» (Брянская область).

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе и включены в учебно-методические комплексы основных образовательных программ по дисциплинам «Товарный менеджмент», «Пищевые добавки», «Товароведение продовольственных товаров».

Методология и методы исследования. Методология и структурная схема исследований представлены на рисунке 1.

I этап Анализ научной литературы и патентной информации

II этап

III этап

Выбор и обоснование параметров оценки Безопасность Разработка оценочных критериев

Химический состав

Рыночная оценка

Ценовая приемлемость

Сохраняемость

Транспортабельность

IV этап

V этап

VI этап

Характеристика и оценка потребительских свойств продуктов с использованием концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов

VII этап

Разработка и утверждение технической документации на новые продукты

питания

Рисунок 1 - Структурная схема исследований

Объектами исследования явились:

- крупа гречневая ядрица по ГОСТ 5550-74, крупа овсяная по ГОСТ 303475, крупа пшено шлифованное по ГОСТ 572-60;

- лабораторные и производственные образцы продуктов глубокой комплексной переработки круп: концентраты крупяные жидкие и порошки крупяных шротов;

лабораторные и производственные образцы продукции с использованием концентратов крупяных жидких: молочно-растительные коктейли и мороженое;

лабораторные и производственные образцы продукции с использованием порошков крупяных шротов: пищевые концентраты первых обеденных блюд и печенье.

При выполнении работы использовались стандартные и специальные методы исследований: органолептические, физико-химические, измерительные, инструментальные, микробиологические, расчетные и статистические.

Отбор проб круп осуществляли по ГОСТ 26312.1-84; влажность круп определяли по ГОСТ 26312.7-88, содержание крахмала - по ГОСТ 10845-98, содержание клетчатки - методом Кюршнера и Ганека; содержание белка - по ГОСТ 10846-91, фракционный состав белков - методом диализа, содержание пентозанов, Р-глюкана, триптофана - колориметрическим методом, зольность -по ГОСТ 26312.5-84, ГОСТ 27494-87, содержание жира - по ГОСТ 29033-91; кислотное число жира - по ГОСТ Р 52466-2005; йодное число жира - по ГОСТ 5475-69; перекисное число жира - по ГОСТ Р 51487-99.

Определение качественного и количественного состава Сахаров, аминокислот, витаминов, фенольных соединений - методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Определение качественного и количественного состава жирных кислот -методом высокоэффективной газовой хромотографии.

Содержание минеральных элементов - методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии.

Микроструктурные исследования проводили на электронном сканирующем микроскопе ,)ЕОЬ .15М 6390 (Япония).

Микробиологические исследования: общее количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ) - по ГОСТ 10444.15-94; количество плесневых грибов и дрожжей - по ГОСТ 10444.12-88; бактерии группы кишечной палочки - по ГОСТ Р 50474-93; патогенные микроорганизмы готовой продукции - по ГОСТ 10444.7-88, ГОСТ Ю444.8-88, ГОСТ 10444.9-88 и ГОСТ 30519-97; дрожжи и плесени - по ГОСТ 10444.12-88.

Исследования показателей качества готовой продукции:

- концентраты крупяные жидкие: органолептические показатели - по ГОСТ 6687.5-86 на основании требований ГОСТ 28188-89 и шкалы 20-и балльной оценки, разработанной нами; массовую долю сухих веществ - по ГОСТ 6687.2-90; кислотность - по ГОСТ 6687.4-86;

- порошки крупяных шротов: органолептические показатели - по ГОСТ

27558-87 на основании требований 20-и балльной шкалы, разработанной нами; массовую долю влаги - по ГОСТ 9404-88; крупность помола - по ГОСТ 2756087; массовая доля общей золы - по ГОСТ 27494-87; массовая доля белка - по ГОСТ 10846-91;

- молочно-растительные коктейли: органолептические показатели - по ГОСТ 28283-89 на основании требований ГОСТ Р 52090-2003 и 25-и балльной шкалы, разработанной нами; титруемая кислотность - по ГОСТ 3624-92, плотность - по ГОСТ 3625-84, массовая доля жира - по ГОСТ 5867-90; массовая доля сухого обезжиренного молочного остатка (COMO) - по ГОСТ 3626-73;

- мороженое: органолептические показатели - по 100-балльной шкале, разработанной нами, на основании требований научной литературы и ГОСТ Р 52175-2003; массовая доля сухих веществ - по ГОСТ 3626-73, массовая доля сахарозы - по ГОСТ 3628 -78, массовая доля молочного жира - по ГОСТ 586790, кислотность - по ГОСТ 3624-92, взбитость - по ГОСТ Р 52175-2003, массовая доля сухого обезжиренного молочного остатка - по ГОСТ 3626-73, плотность - по ГОСТ 3625-84;

- пищевые концентраты первых обеденных блюд: органолептические показатели - по 30-и балльной шкале, разработанной нами, на основании требований ГОСТ 19327-84, влажность - по ГОСТ 15113.4-77, восстанавливаемость - по ГОСТ 19327-84;

- печенье: органолептическая оценка - по ГОСТ 5897-90, по 30-и балльной шкале, разработанной нами, на основании требований ГОСТ 2490189, массовая доля влаги - по ГОСТ 5900-73, массовая доля общего сахара в пересчете на сухое вещество (по сахарозе) - по ГОСТ 5903-89, массовая доля жира в пересчете на сухое вещество - по ГОСТ 5899-85, щелочность - по ГОСТ 5898-87, массовую долю золы, не растворимой в 10%-ном растворе соляной кислоты - по ГОСТ 5901-87.

Положения, выносимые на защиту:

- методология формирования потребительских свойств продуктов глубокой комплексной переработки сырья, включающая три модуля, выполнение которых обеспечивает анализ и оценку приемлемости сырья, разработку и принятие технологических способов и решений, производство инновационных продуктов;

- параметры, критерии и способы оценки сырья, позволяющие осуществлять всесторонний его анализ с целью принятия решения о его приемлемости для глубокой комплексной переработки с формированием базы возможностей, опасностей и рисков;

- модель глубокой комплексной переработки круп, отражающая теоретическое и экспериментальное обоснование технологических режимов переработки круп и обеспечивающая получение инновационных продуктов: концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов;

- совокупность экспериментальных данных по миграционным свойствам пищевых веществ в процессе экстрагирования круп;

- совокупность экспериментальных данных по химическому составу

продуктов глубокой комплексной переработки круп: концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов;

- методика оценки конкурентного потенциала продуктов глубокой комплексной переработки круп: концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов с использованием интегрального показателя конкурентоспособности;

- анализ и оценка потребительских свойств новых продуктов питания с использованием концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов.

Степень достоверности результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается проведением экспериментов в многократной повторное™ с применением стандартных и специальных современных методов исследований, статистической обработкой данных результатов эксперимента с использованием пакета компьютерных программ Microsoft Excel ХР и Statistica 6.0.

Апробация результатов. Основные результаты исследований представлены на конференциях и симпозиумах различного уровня, в том числе: «Продовольственный рынок и проблемы здорового питания» (г. Орел, 1999,

2000); «Пищевой белок и экология» (Москва, 2000); «Управление качеством жизни, образования, продукции и окружающей среды в регионах России» (Орел, 2001); «Биологически активные добавки и здоровое питание» (Улан-Удэ,

2001); «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, 2001, 2002, 2004, 2007); «Товароведение в XXI веке» (Новосибирск,

2002); «Экономические и технологические аспекты производства, экспертизы качества, маркетинга и рекламы товаров: методология, теория, практика» (Орел, 2005); «Социально-экономические приоритеты региональной политики развития торговли и общественного питания» (Орел, 2006); «Проблемы и методы управления экономической безопасностью регионов» (Коломна, 2006); «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России» (Орел, 2006); «Региональный рынок потребительских товаров: особенности и перспективы развития, качество и безопасность товаров и услуг» (Тюмень, 2007); «Стратегия развития индустрии гостеприимства и туризма» (Орел, 2007); «Инновации и бизнес» (Орел, 2007); «Инновационные технологии обеспечения безопасности питания и окружающей среды» (Оренбург, 2007); «Безопасность питания: элемент оценки качества жизни семьи» (Коломна, 2008); «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России» (Орел, 2008); «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, 2009); «Обеспечение качества, безопасности и конкурентоспособности потребительских товаров посткризисный период» (Майкоп, 2010); «Стратегия развития индустрии гостеприимства и туризма» (Орел, 2011); «Инновационные технологии: приоритетные направления развития» (Белгород, 2011); «Управление торговлей: теория, практика, инновации» (Москва, 2011); «Проблемы идентификации, качества и конкурентоспособности потребительских товаров» (Курск, 2011); «Потребительский рынок: качество и

безопасность продовольственных товаров» (Орел, 2011); «Актуальные вопросы товароведения и безопасности товаров», (Коломна, 2012); «Современная торговля: теория, практика, перспективы развития» (Москва, 2012); «Россия и мир: проблемы и перспективы инновационного развития» (Москва, 2012); Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Магнитогорск, 2012); «Актуальные вопросы товароведения и безопасности товаров», (Коломна, 2012); «Направления развития технологии, организации и гигиены питания в современных условиях», (Орел, 2012); «Проблемы и приоритетные направления развития технологии, организации и гигиены питания» (Орел, 2013); «Перспективные технологии производства продукции из сырья животного и растительного происхождения» (Краснодар, 2013).

Материалы диссертации доложены и обсуждены на расширенных заседаниях кафедр «Технология и товароведение продуктов питания», «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производства», «Технология и организация питания, гостиничного хозяйства и туризма», «Химия и биотехнология» ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК».

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 82 печатные работы, в том числе 4 монографии, 1 учебное пособие (гриф УМО), 2 патента, 22 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, б статей в профильной и центральной печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, включающих аналитический обзор литературы, результаты собственных исследований, заключения, списка литературы, приложений. Основной текст работы изложен на 292 страницах, проиллюстрирован 70 таблицами и 73 рисунками. Список литературы включает 384 источника отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, степень ее разработанности, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, представлены методология и методы исследований, положения, выносимые на защиту, степень достоверности и апробация результатов.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. Обобщены литературные сведения и научно-техническая информация отечественных и зарубежных авторов по теме диссертационного исследования. Проведен анализ работ, посвященных проблемам глубокой комплексной переработки сельскохозяйственных пищевых ресурсов. Дана оценка влияния качества сырья и технологий на формирование потребительских свойств продуктов комплексной переработки. Систематизированы данные в области оценки

сырьевых ресурсов, применяемых технологий глубокой комплексной переработки и потребительских свойств получаемых продуктов. Показано, что глубокая комплексная переработка сырья способствует диверсификации пищевых производств и выходу на внешние и внутренние рынки с инновационной продукцией с высокой добавленной стоимостью.

Глава 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ФОРМИРОВАНИЮ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ. Проведен анализ методологических подходов к разработке потребительских свойств продуктов питания. Отмечается, что при всем многообразии методологических подходов к процессу формирования потребительских свойств, их объединяющим началом являются предметы, субъекты и объекты, различающиеся между собой набором средств, методов, приемов, этапов и способов их осуществления. Выявлен ряд ключевых аспектов, составляющих базовые принципы вне зависимости от вида разрабатываемых продуктов: гигиенические, технологические, товароведные, медико-биологические, экономические. Установлено, что процесс разработки продуктов питания может осуществляться последовательным, параллельным и модульным методами. Последовательный метод предполагает разработку концепции, рецептуры и технологии продукта, бизнес-анализ, запуск продукта и его оценку, что занимает достаточно длительный период времени, является недостаточно гибким для внесения изменений, необходимость в которых может быть выявлена на последующих этапах. Параллельный метод связан с созданием рабочих групп, состоящих из специалистов различного профиля, которые одновременно выполняют отдельные этапы разработки, что позволяет значительно сократить сроки создания и продвижения на рынок новых продуктов питания и снизить затраты на процесс их разработки. К наиболее перспективным методам разработки продуктов питания относится модульный метод, при котором процесс разбивается на ряд функциональных единиц -модулей, внутри которых формируются этапы, осуществляющиеся и последовательно, и параллельно, в зависимости от ситуации, что позволяет унифицировать, ускорить процесс разработки продукта, сделать его наиболее гибким, способным к модификациям.

Глава 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ПРИ ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ. Проблема разработки методологии формирования потребительских свойств продуктов глубокой комплексной переработки обусловлена необходимостью целенаправленного управления данным процессом для обеспечения соответствующих характеристик и конкурентоспособности получаемой продукции. Предлагаемая нами методология включает 3 модуля (рис. 2):

- модуль анализа и оценки сырьевых ресурсов, предназначенных для глубокой комплексной переработки;

а) Модуль 1. Оценка сырья, предназначенного для глубокой комплексной переработки

Гипотетические продукты

._1_

Положительное

т

Принятие > решения

1

Отрицательное

1 Отказ от сырья | б) Модуль 2. Оценки технологии глубокой комплексной переработки сырья

Выпуск пищевых _продуктов

т

Положительное

~ т

Принятие решения

I

Отрицательное

I

Отказ от переработки

в) Модуль 3. Опенки опытных образцов инновационных продуктов глубокой комплексной переработки

Рисунок 2 - Методология формирования потребительских свойств инновационных продуктов при глубокой комплексной переработке пищевого сырья

Опытные образцы продуктов глубокой комплексной переработки

Безопасность

Потребительские свойства

Конкурентоспособность

Продвижение на рынок

- модуль разработки и оценки технологии глубокой комплексной переработки;

- модуль оценки потребительских свойств и конкурентного потенциала инновационных продуктов глубокой комплексной переработки.

Модуль 1 позволяет осуществить оценку сырья, предназначенного для глубокой комплексной переработки, по ряду параметров. Прежде всего, это оценка безопасности растительного сырья, зависящая от ряда факторов: технологий выращивания, внесения удобрений, почвенно-климатических условий, сбора, транспортировки и хранения.

Наличие базы данных по химическому составу сырья позволяет оценить, какие из веществ в результате глубокой переработки сырья могут быть выделены либо как отдельные ингредиенты, либо в виде многокомпонентных смесей, либо в виде модифицированных пищевых веществ.

Оценка рынка включает ситуационный анализ выбранного сегмента сырья: выявление тенденций объемов производства и продаж сырья по годам, определение участников рынка, наличие пиков продаж по сезонам, анализ концентрации на рынке всех компаний, имеющих долю рынка в рассматриваемом сегменте, исследование предложения и спроса, анализ потенциальных поставщиков сырья и особенности его поставок, и, в конечном итоге, перспективность сырья.

Ценовая приемлемость сырья подразумевает оценку его доступности.

Сохраняемость сырья оценивается по ряду следующих показателей: режимы хранения, затраты на их поддержание, сроки хранения, наличие достаточной емкости складов для хранения сырья. В этом же блоке возможно провести оценку степени транспортабельности сырья.

Созданная база данных на этапе модуля I подвергается БХУОТ-анализу, в результате которого принимается решение о приемлемости данного сырья для глубокой комплексной переработки, формируется база рисков, сопряженных с его использованием. Завершается работа по модулю 1 теоретическим проектом гипотетических продуктов и/или ингредиентов, которые могут быть получены в результате переработки сырья.

Модуль 2 предполагает разработку и оценку технологии глубокой комплексной переработки сырья. Для реализации модуля 2 вначале разрабатываются технологические схемы возможных видов глубокой комплексной переработки сырья, затем технологии оцениваются по приведенным параметрам.

Анализ безопасности технологии переработки включает оценку двух составляющих: вспомогательного сырья и технологического процесса. Оценка параметров технологического процесса подразумевает технологическую способность предприятия к производству продуктов комплексной переработки сырья.

При анализе оборудования рассматриваются вопросы его наличия для осуществления всех операций, необходимости дополнительной оснастки, модернизации, переоснащения.

Потери питательных веществ рассчитываются и оцениваются для каждой

возможной технологии.

Собранная база по оцениваемым параметрам технологий переработки подвергается БХУОТ-анализу, в результате которого дается их адекватная оценка, выявляются возможные риски, намечаются критические контрольные точки процесса.

Модуль 3 предполагает оценку опытных образцов гипотетических инновационных продуктов для принятия решения о выпуске тех или иных продуктов глубокой комплексной переработки с максимально возможным учетом всех рисков.

Оценка безопасности подразумевает исследование содержания ксенобиотиков в продуктах в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01.

Блок оценки потребительских свойств включает анализ образцов продуктов по ряду показателей: назначение, надежность, эстетичность, эргономичность, экологичность, информативность.

Итогом оценки конкурентоспособности продуктов комплексной переработки должно стать преимущество совокупности их свойств и характеристик перед продуктами конкурентов. Методика оценки конкурентного потенциала продуктов глубокой комплексной переработки предусматривает определение системы показателей и расчет их значимости для оценки уровня качества, выбор наиболее конкурентоспособного образца, определение количественных значений качественных показателей по каждому критерию и расчет интегрального показателя конкурентоспособности (рис.3).

Продвижение на рынок связано с анализом текущей рыночной ситуации, разработкой маркетинговых стратегий выведения продуктов на рынок.

Итогом БХУОТ-анализа модуля 3 является принятие окончательного решения о выпуске тех или иных инновационных продуктов глубокой комплексной переработки.

ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРУП В КАЧЕСТВЕ СЫРЬЯ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ. Оценка сырья для глубокой комплексной переработки в соответствии с модулем 1 должна базироваться на ряде показателей, характеризующих его пищевую, технологическую и экономическую пригодность. В связи с чем, были выделены параметры оценки сырья, разработаны критерии их оценки (табл. 1).

Согласно разработанным параметрам и критериям проведены исследования пригодности крупяного сырья для комплексной переработки. С использованием 5\УОТ-анализа определены сильные и слабые стороны, возможности, опасности и риски при применении круп для комплексной переработки.

Сильными сторонами являются: безопасность сырья; высокая пищевая ценность благодаря наличию в крупах пищевых и биологически активных веществ, что позволяет при направленной переработке выделить и модифицировать пищевые вещества в виде самостоятельных фракций или

ингредиентов; рыночная доступность, ценовая приемлемость, высокая сохраняемость и транспортабельность. Опасности и риски связаны с сезонным характером производства круп и зависимостью урожайности от климатических условий.

Таблица I - Параметры и критерии оценки сырья

Параметры оценки сырья

Критерии оценки

параметров сырья

Сильные стороны, возможности

Слабые стороны, опасности, _риски_

1

Безопасность

Пищевое сырье

Возможность выбора закупки сырья из экологически благоприятных районов

Побочный или вторичный продукт переработки Поставка сырья ограничена экологически неблагоприятными районами _____

Химический состав

Источник белка со

сбалансированным аминокислотным составом,

высоким аминокислотным

скором

Источник углеводов с высоким содержанием крахмала, пищевых волокон

Источник липидов, содержащих эссенциалъные жирные кислоты Высокое содержание витаминов Высокое содержание биогенных минеральных веществ Наличие биологически активных веществ

Поликомпонентное сырье

Низкое содержание белка,

несбалансированный

аминокислотный состав, низкий

аминокислотный скор

Низкое содержание углеводов, в

том числе крахмала, пищевых

волокон

Низкое содержание липидов или высокое содержание липидов, не содержащих эссенциальных жирных кислот Низкое содержание витаминов Низкое содержание или отсутствие биогенных минеральных веществ Отсутствие или низкое содержание биологичеки активных веществ Одиокомпонентное сырье_

Рынок

Положительная динамика или стабильность посевных

площадей, валового сбора Высокая урожайность Положительная динамика или стабильность производства Близость поставщиков сырья Обеспечение бесперебойной

поставки Высокая

концентрация

производителен и поставщиков сырья_

Отрицательная динамика

посевных площадей, валового сбора

Низкая урожайность Отрицательная динамика

производства

Дальность поставщиков сырья Трудности в обеспечении бесперебойной поставки Низкая концентрация производителей и поставщиков сырья_

Продолжение табл. 1

1 2 3

Рынок Высокое предложение сырья при низком спросе Круглогодичное производство Отсутствие или низкая зависимость от климатических условий Низкое предложение сырья при высоком спросе Сезонный характер производства Зависимость от климатических условий

Ценовая приемлемость Стабильность, снижение или незначительный рост индекса потребительских цеп Низкий удельный вес в стоимости потребительской корзины Низкая доля затрат в денежных доходах населения Значительный рост индекса потребительских цен Высокий удельный вес в стоимости потребительской корзины Высокая доля затрат в денежных доходах населения

Сохраняемость и транспортабельность Длительные соки хранения сырья Обеспечение режимов хранения не требует значительных или до поли ител ьн ы х затрат Высокая транспортабельность, высокая насыпная масса Отсутствие необходимости технического дооснащепия складкой группы Скоропортящееся сырье Обеспечение режимов хранения требует значительных или дополиительн ых затрат Низкая транспортабельность, низкая насыпная масса Необходимость технического дооснащения складкой группы

1200 I юо 1 ООО 900 801) 700 бОО 5 ОС) 400 ЗОО 200

Динамика производства круп в РФ представлена на рисунке 4.

£

2000 200I 2002

3 Крупа, мука грубс -крупа оисшнш

2005 2006 2007 ич черненых культур, ив ш

2008 2009 ОЧСШ1ЫО и други

Рисунок 4 - Динамика производства крупы в РФ

Следует отметить, что в период с 2004 г. по 2008 г. отмечается устойчивая тенденция роста производства круп в целом по РФ с 890 тыс. т до 1136 тыс. т. В период с 2008 г. по 201 1 г. наблюдаются небольшие спады и подъемы производства крупы. Производство гречневой крупы, овсяной крупы и пшена имеют достаточно устойчивый характер. Начиная с 2003 г.

производство гречневой крупы и пшена имеет тенденцию роста. Рост производства овсяной крупы отмечается с 2008 года.

Динамика индекса потребительских цен (ИПЦ) на крупы в РФ и Орловской области представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 - Индексы потребительских цен на крупы и бобовые

Динамика ИПЦ на крупы в целом по РФ и, в частности, по Орловской области, характеризуется периодами роста (2005-2008 г.г.). спада (2009 г.. 2011 г.), резкого подъема (неурожай 2010 г.). Приведенные данные свидетельствуют о том, что цены на крупы зависят от урожайности зерновых и подвержены значительным колебаниям, что требует дополнительных исследований для принятия решения о ценовой приемлемости данного сырья для глубокой комплексной переработки. Ценовая приемлемость круп может быть оценена с точки зрения удельного веса их стоимости в стоимости потребительской корзины (рис. 6).

□ Исе население □ Трудоспособное население

П Пенсионеры К) Лети

Рисунок 6 - Удельный вес суммарной стоимости круп в стоимости потребительской

корзины

Полученные данные свидетельствуют о низком значении удельного веса суммарной стоимости круп в стоимости потребительской корзины для всех социальных групп: 0,35-0.72% для населения в целом, 0,31-0,75% для трудоспособного населения, 0,39-1,2% для пенсионеров и 0,35-0,82% для детей.

Ценовая приемлемость круп в качестве сырья для комплексной переработки может быть рассмотрена с позиции исследования доли затрат на крупы в заработной плате трудоспособного населения и в среднем размере назначенных пенсий (рис. 7).

Рисунок 7 - Доля затрат на крупы в заработной плате трудоспособного населения и в среднем размере пенсий

Полученные данные показали, что в исследуемый период доля затрат на крупы в заработной плате трудоспособного населения составила 0,1%-0,45%, в среднем размере пенсий -0,22-0,81%.

На основании полученных данных можно сделать вывод о приемлемости круп в качестве сырья для глубокой комплексной переработки и предположить, что гипотетическими продуктами могут быть концентраты крупяные жидкие, полученные гидролизом крахмала с последующей экстракцией и концентрированием, и порошки крупяных шротов, содержащие белки, растительные липиды, пищевые волокна, витамины и минеральные вещества.

Глава 5. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КРУП.

При формировании потребительских свойств продуктов глубокой переработки круп в соответствии с модулем 2 предусматривается разработка технологических режимов, позволяющих получить два инновационных продукта: концентраты крупяные жидкие и порошки крупяных шротов.

При получении концентратов крупяных жидких основной задачей являлась разработка технологических режимов, обеспечивающих максимальный выход продуктов гидролиза крупяного крахмала в экстрагент. Для реализации поставленной задачи был проведен полнофакторный эксперимент, в котором исследуемыми факторами явились: концентрация ферментного препарата Амилоризин ПЮх, измеряемая в диапазоне 0,09-0,14%, и концентрация ферментного препарата Верон Я4М, измеряемая в диапазоне 0,05-0,10%, с пошаговым интервалом 0,01%; продолжительность настаивания, измеряемая в диапазоне 1-8 часов с пошаговым интервалом 1 час. Исходные параметры проведения процесса: размер частиц овсяной крупы - средняя крупка, гречневая крупа и пшено - нативная крупа; температура - 55 °С 4 час и

65 °С 1 час для инактивации ферментов; рН 4,7 (цитратный буфер); гидромодуль 1:10. В качестве исследуемого параметра принимали массовую долю сухих веществ в крупяных экстрактах.

Графические интерпретации полученных результатов зависимости показателей массовой доли сухих веществ при экстрагировании гречневой ядрицы от доз ферментных препаратов и продолжительности настаивания представлены на рисунке 8.

а) б)

Рисунок 8 - Зависимости показателей массовой доли сухих веществ при экстрагировании гречневой ядрицы от доз ферментных препаратов и продолжительности настаивания: а) амилоризин ГЦ Ох. б) Верой И4М.

В результате проведенных исследований было установлено, что область максимальных значений массовой доли сухих веществ в крупяных экстрактах наблюдается при дозировке Амилоризина П10х от 0.12% и Верона Я4М от 0,08% при экстрагировании гречневой ядрицы: при дозировке Амилоризина П10х от 0.13% и Верона Я4М от 0,09% при экстрагировании овсяной крупы и пшена шлифованного. Оптимальное время экстрагирования составляет 6 час для всех исследуемых круп, поскольку дальнейшее настаивание не приводило к увеличению массовой доли сухих веществ в экстрактах.

Учитывая, что одним из факторов, существенно влияющим на экстрактивность сырья, является структура кристаллической решетки круп, исследована микроструктура круп в нативном виде и по окончании экстрагирования. Полученные результаты исследований представлены на рисунках 9-10.

Сравнительный анализ эндосперма круп до и после экстрагирования показал, что зерна крахмала гречневой ядрицы увеличиваются более чем в 4 раза, зерна крахмала овсяной крупы и пшена - в среднем в 2 раза; на поверхности крахмальных зерен, представленной амилозой, появились углубления различной величины, что свидетельствует о происходящих

гидролитических процессах под воздействием амилазы; белковая матрица в гречневой крупе разрушилась, образовав пленки на поверхности крахмальных зерен, белковая матрица овсяной крупы и пшена не разрушилась, белковые глобулы этих круп лишь увеличились в размерах в результате набухания.

Учитывая, что при выдерживании в воде в условиях повышенной температуры (50 °С) наблюдается деструктуризация некрахмальных полимеров покровных тканей, приводящая к миграции пищевых и токсичных веществ, было проведено микроскопирование края круп до и после экстрагирования (рис. 10).

Общими закономерностями при исследовании изменения края частиц круп под действием воды и ферментов являются набухание полисахаридов, входящих в состав матрикса клеточных стенок, расслоение целлюлозных фибрилл и отдельные разрывы на поверхности.

д) с)

Рисунок 9-Микроструктура круп (2000*): а) нативная гречневая ядрица, б) гречневая ядрица после экстрагирования, в) нативная овсяная крупа, г) овсяная крупа после экстрагирования. д1 нативное пшено шлифованное, с) пшено шлифованное

после экстрагирования

д) е)

Рисунок 10 - Микроструктура края круп (1100*): а) нативная гречневая ядрица, б) гречневая ядрица после экстрагирования, в) нативная овсяная крупа, г) овсяная крупа после экстрагирования, д) нативное пшено шлифованное, е) пшено шлифованное

после экстрагирования

Установлено, что факторами, определяющими экстрактивность круп, являются структура их эндосперма и белковой матрицы, степень атакуемое™ крахмала ферментами, свойства полисахаридов, входящих в состав матрикса клеточных стенок.

Для оценки пищевой ценности экстрактов исследован их химический состав и определены миграционные свойства токсичных и питательных веществ.

Результаты исследований токсичных элементов в крупах и экстрактах представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Токсичные элементы круп и экстрактов

Наименование Допустимый Содержание в Содержание в Миграция.

токсичного уровень, крупе, экстрактах. %

элемента не более, мг/кг мг/кг мг/кг с.в.

Гречневая ядрица

Ртуть 0,03 0.022 0,013 31,2

Мышьяк 0,20 0,027 0,022 43,0

Свинец 0,50 0,005 0.003 31,7

Кадмий 0.10 0,021 0,019 47,7

Овсяная крупа

Ртуть 0,03 0.025 0,022 44,9

Мышьяк 0,20 0,009 0.010 56,6

Свинец 0,50 0,009 0,005 28,3

Кадмий 0.10 0.011 0,006 27.8

Пшено шлифованное

Ртуть 0,03 0,018 0,015 36,1

Мышьяк 0,20 0,024 0.016 28,9

Свинец 0,50 0,003 0.002 28.9

Кадмий 0.10 0,012 0,014 50.5

В анализируемых образцах круп и экстрактов содержание токсичных элементов значительно ниже допустимого уровня, установленного СанПиН 2.3.2.1078-01 (индекс 1.4.3); миграция токсичных элементов составляет 27,856,6%. Логично предположить, что в экстракты мигрируют токсичные элементы, присутствующие в крупах в ионной форме в виде подвижных комплексных соединений.

Анализ миграционных свойств аминокислот крупяного сырья показал, что общим для всех круп является достаточно низкий процент миграции аминокислот 2,4-3,6% (табл. 3).

Таблица 3 - Аминокислотный состав круп и экстрактов

Наименование аминокислот Гречневая крупа Овсяная крупа Пшено

сырье, мг/100г экстракт, мг/100гс.в. % миграции сырье, мг/100г экстракт, мг/100 г с.в. % миграции сырье, мг/100г экстракт, мг/100 г с.в. % миграции

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Аспарагиновая кислота 1284 75 3,1 951 52 2,8 721 50 3,0

Треонин 445 33 3.9 334 42 6,4 382 48 5,4

Серии 688 51 3.9 605 30 2,5 800 41 2,2

Глютаминовая кислота 2480 127 2,7 2898 ИЗ 2.0 2478 86 1,5

Пролин 391 12 1,6 456 14 1.6 703 29 1,8

Глицин 864 39 2,4 548 20 1.9 289 26 3.9

Алании 602 58 5,1 648 24 1,9 1207 55 2.0

Продолжение таблицы 3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Цисти н 218 8 1.9 140 3 1,1 129 8 2,7

Валин 563 7 0,7 470 16 1,7 460 16 1,5

Метионин 212 13 3,2 129 6 2,4 284 16 2,4

Изолейцин 408 5 0,6 357 6 0,9 406 24 2,6

Лейцин 852 21 1.3 775 19 1,2 1572 97 2,7

Тирозин 330 90 14,4 367 44 6,1 375 72 8,3

Фенилаланин 561 12 1,1 509 22 2,2 599 38 2,7

Гистидин 334 72 11,4 234 22 4,8 290 30 4,5

Лизин 746 44 3.1 382 25 3,3 231 57 10,7

Аргинин 1398 170 6,4 698 35 2,5 409 58 6,1

Триптофан 187 20 5,5 145 8 2,8 143 17 5,1

Сумма аминокислот 12563 857 3,6 10646 501 2,4 11478 768 2,9

Наибольшую миграционную способность имеют аминокислоты, входящие в состав альбуминовых фракций белков: аланин (5,1%), триптофан (5,5%), аргинин (6,4%), гистидин (11,4%), тирозин (14,4%) в гречневой ядрице, гистидин (4,8%), треонин (6,4%), тирозин (6,1%) в овсяной крупе, триптофан (5,1%), треонин (5,4%), аргинин (6,1%), тирозин (8,3%) и лизин (10,7%) в пшене.

Анализ витаминов и витаминоподобных соединений круп и экстрактов (табл. 4) показал, что тиамин обладает наибольшей миграционной способностью (90,0-95,4%) Отмечается высокий переход в экстракты хлорогеновой кислоты (67,5-76,7%), пиридоксина (58,3-66,7%). Наиболее низкий процент миграции имеет ниацин (14,9-21,6%). Ни в одном крупяном экстракте не обнаружен рутин, для его извлечения необходимо использовать спиртовые экстрагенты.

Таблица 4 - Витамины и витаминоподобные вещества круп и экстрактов

Наименование Гречневая крупа Овсяная крупа Пшено

витаминов н витаминоподобных , и о о ■я о экстракт, мг/100 г с.в. 5 Я га о. й> о л о экстракт, мг/100 г с.в. % миграции „ и и о л о экстракт, мг/100 г с.в. 5 Я СЗ О.

веществ 3"й <-> 5 £ 3 "й у 2 3 " 2 £

Тиамин 0,309 0,527 90,0 0,388 0,722 94,8 0,428 0,943 95,4

Рибофлавин 0,147 0,102 36,6 0,087 0,055 32,2 0,034 0,032 40,8

Пиридоксин 0.347 0,395 60,1 0,196 0,224 58,3 0,562 0,865 66,7

Ниацин 3,820 1.564 21,6 1.342 0,506 19,2 1,113 0,383 14,9

Рутин 3,423 - - - - - 1,763 - -

Хлорогеновая 1,411 2,051 76,7 0,318 0,459 73,6 0,089 0,139 67,5

кислота

Установлено (табл. 5), что водное экстрагирование позволяет извлекать от 1,9% (железо) до 90,3% (марганец и калий) минеральных элементов. Наибольшей подвижностью в исследуемых крупах обладают марганец (62,290,3%) и никель (75,4-84,4%), низкую миграционную способностью имеют железо (1,9-6,5%) и кальций (2,0-5,4%). Различная миграционная способность минеральных элементов обусловлена рядом факторов: формой нахождения в растительном сырье, локализацией в клеточной ткани и структурой внешней оболочки элемента. Логично предположить, что в экстракты переходят минеральные вещества, находящиеся в крупах в виде водорастворимых соединений.

Таблица 5 - Минеральные вещества круп и экстрактов

Наименование Гречневая крупа Овсяная крупа Пшено

минеральных

веществ сырье, /ЮОг экстракт, /100 г с.в. % миграцш сырье, /ЮОг экстракт, /100 г с.в. 5 я е- ^ сырье, /ЮОг экстракт, /100 г с.в. а Р- 5 гг

Калий, мг 383 298 41,1 452 801 90,3 188 230 53,0

Кальций, мг 26 1 2,0 69 3 2,2 8 1 5,4

Магний, мг 122 61 26,4 130 193 75.6 83 51 26,6

Натрий, мг 4 3 39,6 47 30 32.5 3 2 28,9

Сера, мг 33 24 38.4 13 9 35.3 20 17 36.8

Фосфор, мг 271 152 29,6 404 300 37,8 225 176 33,9

Марганец, мкг 2000 3199 84,4 5000 8858 90,3 200 287 62,2

Железо, мкг 9000 324 1,9 4000 180 2,3 5000 750 6,5

Никель, мкг 10 16 84,4 50 74 75,4 4 7 75.8

Медь, мкг 300 206 36.2 40 26 33,1 4 3 32.5

Цинк, мкг 2800 1624 30,6 3900 2655 34,7 1500 1018 29,4

Селен, мкг 15 11 38,7 23 17 37,7 23 14 26,4

Бром, мкг 23 10 22,9 15 7 23.8 11 5 19,7

Иод, мкг 0,5 следы - 1,0 следы - 0,6 следы -

Фтор, мкг 76 30 20,8 97 26 13,7 56 21 16,2

Анализ фракционного состава углеводов (табл. 6) показал, что основными углеводами крупяных экстрактов являются мальтоза (от 67,13 до 71,96 г/1 ООг с.в.) и глюкоза (от 11,16 до 16,81 г/100 г с.в.).

Таблица 6 - Углеводный состав крупяных экстрактов

Наименование углеводов Содержание, г/100 г с.в.

гречневый экстракт овсяной экстракт пшенный экстракт

1 2 3 4

Лрабиноза 0,03 0.09 0.05

Глюкоза 16.81 11,16 14,07

Ксилоза 0.03 0,09 0,05

Фруктоза 3.55 3.65 5,70

Целлобиоза 0,00 0.09 0,00

Сахароза 3,61 3.99 2.82

Продолжение таблицы 6

1 2 3 4

Мальтоза 71,96 67,15 67,13

Раффиноза 0,75 1,67 1,54

Неидентифицированный сахар 0,17 0,17 0,30

Пентозаны 0,38 7,38 4,86

р-глюкан 0,10 1,46 1,09

Сумма Сахаров 97,39 96,9 97,61

Крупяные экстракты подвергали вакуумному выпариванию при температуре не выше 60 °С с целью предотвращения деструкции биологически активных соединений до достижения массовой доли сухих веществ 72±2,0 % и получали концентраты крупяные жидкие.

Крупяные шроты, являющиеся побочными продуктами при получении крупяных экстрактов, имеют высокую влажность (60,0-83,5%). Для обеспечения длительного хранения крупяных шротов необходимо, чтобы влажность зерновых продуктов была не более 12-14%, поэтому в задачи исследования входило определение оптимальных параметров сушки крупяных шротов. Для реализации поставленной задачи был проведен полнофакторный эксперимент, в котором исследуемыми факторами явились: температура сушки шрота, измеряемая в диапазоне 50 - 90 °С с пошаговым интервалом 10 °С; удельная нагрузка сырого шрота на ленту транспортера, измеряемая в диапазоне 2-10 кг/м2 с пошаговым интервалом 2 кг/ м2. Скорость воздуха во всех опытах была постоянной и составляла 2,5 м/с. В качестве исследуемого параметра принимали период продолжительности сушки крупяных шротов до достижения массовой доли сухих веществ 12%. Графические интерпретации полученных результатов для овсяного и пшенного шротов представлены на рисунке 11.

а) б)

Рисунок 11 - Зависимость продолжительности сушки от удельной нагрузки сырья и температуры проведения процесса: а) для овсяного шрота, б) для пшенного шрота

Установлено, что область минимальных значений продолжительности сушки гречневого шрота находится в интервалах температур 75-90 °С и удельной нагрузки на ленту транспортера 2-6 кг/м"; овсяного шрота - 65-90 °С и 2-8 кг/м2; пшенного шрота - 75-90 °С и 2-8 кг/м'.

При высушивании сырых шротов воздействие высокой температуры может привести к денатурации белков, частичной их потере, деструкции некоторых витаминов и витаминоподобных соединений, гидролизу крахмала и других углеводов, поэтому необходимо исследовать потери питательных веществ в данном технологическом процессе.

Установлено (табл. 7), что в процессе сушки не происходит потерь пищевых волокон и минеральных веществ (табл. 7). Потери крахмала обусловлены гидролизом и деструкцией при тепловом воздействии. Наличие процесса гидролиза подтверждается фактом присутствия в высушенных шротах смеси моно- и дисахаридов. Процессы деструкции белковых веществ при сушке крупяных шротов были незначительны (2,0-2,7%). Сушка сопровождается незначительными потерями аминокислот (1,1-4,2%), связанными с их взаимодействием между собой, с сахарами и фенольными соединениями, наибольшим потерям подвержены аминокислоты с полярными боковыми группами.

Таблица 7 - Потери пищевых веществ при сушке шротов

Наименование пищевых веществ Гречневый шрот Овсяной шрот Пшенный шрот

сырой шрот, /ЮОг порошок, /ЮОг потери, % сырой шрот, /ЮОг порошок, /ЮОг потери, % сырой шрот, /ЮОг порошок, /ЮОг потерн, %

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Влажность, % 83,5 12,0 - 75,0 12.0 - 60,0 12,0 -

Углеводы, г.

Крахмал 6,7 33,0 -7,5 7,0 22,9 -6,8 25,1 51,2 -7,2

Моно-и дисахара - 2,9 + - 1,7 + - 4,3 +

Гемипеллюлоза 0,8 4,2 нет 3.2 11.2 нет 3,0 6,6 пет

Целлюлоза 0,7 3,7 нет 1,9 6.6 нет 0.6 1.3 нет

Зольность, г 0,58 3,1 нет 1,1 3.9 нет 0.6 1.3 нет

Белки, г 6.11 31,6 -2.7 6,9 23,7 -2,0 7,9 16,9 -2,2

Витамины, мг

Тиамин 0,02 0,105 -13,5 0,08 0,249 -11,2 0,07 0,134 -12.8

Рибофлавин 0,10 0,480 -5,0 0.08 0.270 -3,8 0,02 0,042 -3,7

Ниацин 1.71 8.90 -1.7 0,60 2,08 -1,1 0.97 2,08 -0,7

Токоферолы 4,32 22,7 -1.2 1,92 6,67 -1,1 1,4 2,98 -1,0

Фенольные соединения, мг

Рутин 3,42 1,671 80,47 - - - 1,736 0,602 78.15

Хлорогеновая кислота 1,41 0,246 16,23 0,318 - 26,4 0,089 - 32.5

Наибольшие потери витаминов были отмечены по тиамину (11,2-13,5%), наименьшие - по ниацину (0,7-1,7%) и токоферолам (1,0-12%), что обусловлено их различной термоустойчивостью.

Максимальные потери питательных веществ при сушке были отмечены по фенольным соединениям: деструкция рутина составила 78,15-80,47%, деструкция хлорогеновой кислоты - 16,23- 32,5%.

В соответствии с модулем 2 на основании экспериментальных данных обоснованы оптимальные режимы, позволяющие получать инновационные продукты с высокой пищевой ценностью с минимальными потерями. Модель производства концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов при глубокой комплексной переработки круп представлена на рисунке 12.

Крупа

Вода

>1

А.

Лимонная кислота

Инспекция, мойка

Ферментный препарат с амнлолитической активностью

Экстрагирование

Декантация

1 1

Экстракт Смесь экстракта и

(фракция I) осадка

1

1 Центрифугирование - Шрог

I 1

Смешивание — Экстракт (фракция II) Сушка

I 1

Фильтрование Измельчение (с1<0,5 мм)

I I

Выпаривание ^<60 °С) Просеивание (№ 067)

1 1

Концентрат крупяной жидкий Порошок крупяного трога

1 1

Фасование Фасование

I 1

Упаковка и маркировка Упаковка и маркировка

I 1

Хранение Хранение

Рисунок 12 - Модель производства концентратов крупяных жидких и порошков крупяных шротов при глубокой комплексной переработке круп

Согласно данной модели с учетом технологических режимов была проведена выработка опытных образцов концентратов крупяных жидких и порошков пищевых из шротов круп.

Глава 6. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ И КОНКУРЕНТНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРОДУКТОВ ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КРУП.

Концентраты крупяные жидкие. Исследования показателей качества проводили в свежевыработанных продуктах и в процессе хранения. Концентраты крупяные жидкие были упакованы в стеклянную тару, укупорены кроненпробками и заложены на хранение при температуре не выше 18 °С и относительной влажности воздуха не более 75% при отсутствии доступа солнечных лучей. Отбор проб для анализов осуществляли через 6 и 12 месяцев хранения. В таблице 8 приведены органолептические и физико-химические показатели качества крупяных концентратов жидких.

Таблица 8 - Показатели качества крупяных концентратов жидких

Наименование показателя Содержание характеристики концентрата

гречневый | овсяной | пшенный

Внешний вид Густая вязкая тягучая жидкость

Цвет Коричневый | Соломенный | Светло-желтый

Вкус Характерный, сладкий, свойственный исходному продукту

Запах Свойственный исходному продукту, без посторонних запахов

Массовая доля сухих веществ, % 72,0±2,0

Кислотность, СМ'' раствора гидроокиси натрия концентрацией 1,0 моль/дм3 на 100 см3 19,5±0,3

При органолептической оценке крупяных концентратов наибольшую сумму баллов набрал концентрат гречневый (19,0), наименьшую - концентрат овсяной (16,9), концентрат пшенный получил 17,9 баллов. Установлено, что в процессе хранения крупяных концентратов происходит увеличение их вязкости, связанное с коагуляционными процессами, наблюдается изменение их цвета, обусловленное реакциями меланоидинообразования и окисления. В процессе хранения не отмечается динамики сухих веществ, уменьшение кислотности составило 0,1-0.3. Микробиологические показатели крупяных концентратов соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 (индекс 1.8.5.3).

Проведенные исследования позволили установить, что срок хранения крупных концентратов составляет 12 месяцев с момента выработки.

На основании проведенных исследований разработан пакет технической документации «Концентраты крупяные жидкие».

Порошки крупяных шротов. Свежевыработанные порошки крупяных

шротов упаковывали в бумажные пакеты, термосваривали и закладывали на хранение при температуре 18-20 °С в чистом сухом помещении с влажностью воздуха не более 75%. С целью установления сроков хранения проводили исследования порошков по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям качества.

В таблице 9 приведены требования к органолептическим и физико-химическим показателям качества порошков крупяных шротов.

Таблица 9 - Показатели качества порошков крупяных шротов

Наименование показателя Содержание характеристики порошка

гречневого шрота | овсяного шрота | пшенного шрота

Внешний вид и консистенция Порошкообразная смесь измельченного шрота крупяного с включениями измельченных оболочек, не нарушающих однородности цвета

Цвет От светло-коричневого до коричневого. Соломенный. От бледно-желтого до желтого.

Допускается небольшая неоднородность цвета за счет включений измельченных оболочек

Вкус Специфический, свойственный данному виду исходной крупы. Не допускается привкус плесени и затхлости. Допускается наличие сладковатого вкуса

Запах Слабый, приятный, свойственный исходной крупе, без посторонних запахов

Массовая доля влаги, %, не более 14,0

Крупность помола: - остаток на сите № 067, %, не более 2,0

Массовая доля общей золы, %, не более 3,5 4,0 1,5

Массовая доля белка, %, не менее 28,0 20,0 15,0

Органолептическую оценку качества проводили в свежевыработанных продуктах и в процессе хранения. Свежевыработанные порошки по сумме баллов были оценены следующим образом: порошок гречневого шрота - 18,4 балла, порошок овсяного шрота - 15,9 баллов, порошок пшенного шрота - 18,7 баллов.

Исследование органолептических свойств порошков крупяных шротов в процессе хранения показало, что наблюдается изменение интенсивности окраски, связанное с разрушением красящих пигментов, ослабление вкуса и запаха. Указанные процессы наблюдались по истечении 13 месяцев хранения порошка гречневого шрота и по истечении 11 месяцев хранения порошков овсяного и пшенного шротов.

Поскольку в процессе хранения порошков отмечалось незначительные изменения запаха и вкуса, были проведены исследования изменения

жирокислотного состава порошков (табл. 10) и кислотного, йодного и перекисного чисел (табл. 11).

Таблица 10-Изменения жирокислотного состава порошков крупяных шротов

Наименование показателей Содержание, г

порошок гречневого шрота порошок овсяного шрота порошок пшенного шрота

свежевы-работан-ный спустя 13 мес хранения свежевы-работан-ный спустя 1 1 мес хранения свежевы-работан-ный спустя 11 мес хранения

Сумма лнпидов 8,00 7.76 13,7 13.14 4,80 4.48

Жирные кислоты, сумма 7,28 7.17 12,50 12,16 4,02 3.84

Насыщенные жирные кислоты: 1.50 1.50 2.21 2,21 0,47 0.47

Миристиновая 14:0 0,03 0.03 2.12 2.12 0,02 0.02

Пальмитиновая 16:0 1.32 1,32 0,01 0,01 0,32 0,32

Стеариновая 18:0 0.10 0,10 0,06 0,06 0,07 0,07

Арахидоновая 20:0 0,03 0,03 0,01 0,01 0.03 0,03

Бегеновая 22:0 0,02 0.02 0.01 0,01 0.03 0.03

Мононенасыщенные 2,85 2,82 4.61 4.51 0.79 0.76

Миристолсиновая 15:1 0.02 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01

Пальмитолеиновая 16:1 0.05 0,05 0,04 0,04 0,02 0,01

Олеиновая 18:1 2.64 2,61 4,52 4,42 0,74 0,72

Гонтоиновая 20:1 0.10 0,10 0,02 0,02 0,01 0,01

Эруковая 22:1 0,04 0,04 0,01 0,01 0.01 0,01

Полиненасыщенные 2,93 2.85 5.68 5,44 2,76 2,61

Линолевая 18:2 2,62 2,56 5,36 5.17 2,71 2,59

Линоленовая 18:3 0.23 0,21 0,29 0,24 0,04 0,01

Изо-октадекадиеновая 18:21 0,08 0.08 0,03 0,03 0.01 0,01

Анализ полученных данных показал, что в процессе хранения порошков крупяных шротов происходит снижение содержания жирных кислот: на 1,5 % -в порошке гречневого шрота, на 2,72% - в порошке овсяного шрота, на 4.5% - в порошке пшенного шрота.

Количество насыщенных жирных кислот не изменяется, количество мононенасыщенных жирных кислот уменьшается на 1,1% - 3.8%, количество полиненасыщенных кислот снижается на 2,7% - 5,4%.

Уменьшение содержания моно- и полиненасыщенных жирных кислот по истечении срока хранения свидетельствует о наличии процесса неферментативного окисления, ингибирующее воздействие на процесс окисления оказывают токоферолы, присутствующие в порошках крупяных шротов, наибольшему окислению подвержены порошки пшенного шрота, наименьшему - порошки гречневого шрота.

Таблица 11 - Изменение кислотного, йодного и перекисного чисел порошков

Наименование показателя Порошок гречневого шрота Порошок овсяного шрота Порошок пшенного шрота

свежевыра-ботаниый спустя 6 мес спустя 13 мес свежевыра-ботанный спустя 6 мес спустя 11 мес свежевыра-ботанный спустя 6 мес спустя 11 мес

Кислотное число, мг 1,12 1.12 1,18 5,60 5,65 6,01 4,50 4,54 4,88

Йодное число, г 100 100 96 105 104 100 112 111 104

Перекисное число, ммоль/кг 0,038 0,040 0,100 0,044 0,05 0,109 0,025 0,03 0,097

Установлено, что в процессе хранения кислотное число порошков крупяных шротов увеличилось на 5,4-8,4%. Йодное число порошков в процессе хранения уменьшилось на 4,0-7,1%. Перекисные числа порошков увеличились: порошка гречневого шрота - в 2,6 раза, порошка овсяного шрота - в 2,5 раза, порошка пшенного шрота - в 3,9 раз. Данный процесс связан с автолитическим окислением, поскольку липоксигеназа в порошках инактивирована в процессе сушки.

Исследование динамики количества микробиологических показателей порошков крупяных шротов в процессе хранения свидетельствуют об их микробиологической стойкости, так как на протяжении всего срока хранения количество КМАФАнМ и плесневых грибов не превысило нормативных значений, установленных СанПиН 2.3.2.1078-01 (индекс 1.4.3.1).

На основании проведенных исследований было установлено, что гарантийный срок хранения порошка гречневого шрота составляет 12 месяцев, порошков овсяного и пшенного шротов- 10 месяцев с запасом качества 1 месяц.

Полученные экспериментальные данные легли в основу пакета технической документации «Порошки пищевые из шротов круп».

Произведена оценка конкурентного потенциала выработанных продуктов (табл. 12).

Таблица 12 - Конкурентный потенциал инновационных продуктов

Наименование продукта Показатель конкурентоспособности Наименование продукта Показатель конкурентоспособности

Глюкозно-фруктозный сироп 1,20 Жмых льняной пищевой 1,25

Концентрат гречневый 2,01 Порошок гречневого шрота 2,52

Концентрат овсяной 2,07 Порошок овсяного шрота 2,50

Концентрат пшенный 1,78 Порошок пшенного шрота 2,08

Согласно полученным расчётам, глубокая комплексная переработка круп позволяет получить инновационные продукты с высокими показателями конкурентоспособности, поскольку их величина превышает показатели классических продуктов, использующихся на рынке для удовлетворения аналогичных потребностей.

Глава 7. ФОРМИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНЦЕНТРАТОВ КРУПЯНЫХ ЖИДКИХ И ПОРОШКОВ КРУПЯНЫХ ШРОТОВ. Формирование потребительских свойств пищевых продуктов с использованием продуктов глубокой комплексной переработки проводили с учетом результатов дегустаций пробных образцов, химического состава, себестоимости сырья и физиологических норм потребления отдельных питательных веществ.

С использованием крупяных концентратов жидких были разработаны 6 видов молочно-растительных коктейлей и 3 вида мороженого.

Молочно-растительные коктейли. При разработке рецептур молочно-растительных коктейлей с концентратами крупяными жидкими в качестве контрольных образцов использовали молочно-растительные коктейли, в состав которых входили молоко, ягодный сироп и сахар. В производственных условиях были выработаны опытные партии молочно-растительных коктейлей, в которых сахар заменяли концентратами крупяными жидкими. Продукты расфасовывали в стеклянные бутылки емкостью 0,5 л, герметично укупоривали кроненпробками и закладывали на хранение при температуре 6±2 °С и относительной влажности воздуха 65-70 %.

Результаты органолептической оценки свежевыработанных молочно-растительных коктейлей показали, что свежевыработанные продукты имеют достаточно высокие органолептические характеристики (18,8-22,2 баллов), спустя 72 часа хранения в коктейлях увеличивается количество осадка, консистенция становится более тягучей, запах и вкус несколько ослабевают.

Исследование изменений физико-химических показателей качества коктейлей в процессе хранения показало, что по истечении 72 часов хранения происходит увеличение их кислотности на 1,9-5,5%, изменений плотности, массовой доли жира и массовой доли сухого остатка не наблюдается.

Микробиологические показатели коктейлей за исследуемый период хранения не превысили нормативных значений, установленных СанПиН 2.3.2.1078-01 (индекс 1.2.1.2.).

Сравнительный анализ химического состава контрольных образцов с разработанными коктейлями показал, что в новых продуктах, за счет замены сахара крупяными концентратами, происходит снижение калорийности на 9,214,7%, увеличивается содержание тиамина в 1,5-2,25 раза, пиридоксина - в 1,4-2 раза, ниацина - в 1,2-1,7 раз, марганца - в 2-36 раз, калия - на 10,7-24,7%, магния - на 19,8-24,8%, фосфора - на 8,4- 14,0%, железа - на 14,1-28,6%, меди - на 1,7-70,8%, цинка - на 18,05-48,2%, селена - на 26,7-64%.

Результаты проведенных исследований легли в основу разработки пакета технической документации «Коктейли молочные составные с крупяными концентратами».

Мороженое. При разработке рецептур мороженого с концентратами крупяными жидкими в качестве контроля использовали мороженое Пломбир классический. В производственных условиях были выработаны 3 вида мороженого: с добавлением концентрата гречневого, с добавлением концентрата овсяного и с добавлением концентрата пшенного.

Выработанные производственные образцы мороженого расфасовывали в полимерные герметичные контейнеры объемом 150 мл и подвергали закаливанию при температуре минус 18 °С в морозильной камере в течение 24 часов. Свежевыработанные продукты оценивали по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям и закладывали на хранение при температуре минус 20 ±2 °С.

При органолептической оценке свежевыработанных продуктов по общему количеству баллов мороженое с гречневым концентратом было отнесено к сорту экстра (96 баллов), мороженое с овсяным и пшенным концентратами - к высшему сорту (95,3 и 95,6 баллов). В процессе хранения во всех образцах мороженого отмечалось незначительное изменение консистенции, в мороженом с пшенным концентратом - изменение интенсивности окраски. Срок хранения мороженого составляет 60 суток.

Исследование изменений физико-химических показателей качества мороженого показало, что в процессе хранения не происходит изменения влажности, массовой доли сахарозы, взбитости, объемной доли воздуха, диаметра воздушных пузырьков, сопротивляемости таянию, высоты столба пены. Отмечается увеличение кислотности на 2-3 °Т и размера кристаллов лактозы до 26-29 мкм.

Исследование микробиологических показателей свежевыработанных образцов мороженого и по окончании срока хранения показало, что за исследуемый период не выявлено превышения нормативных значений, установленных СанПиН 2.3.2.1078-01 (индекс 1.2.7.1.).

Сравнительный анализ химического состава контрольного образца и разработанных продуктов показал, что в образцах мороженого с концентратами крупяными не произошло существенных изменений в содержании белков, жиров и углеводов, следовательно, энергетическая ценность также не претерпела значительных изменений. Отмечается увеличение содержания витаминов: тиамина - на 20-140%, пиридоксина - на 40-140%, ниацина - на 2542%. Возросло содержание макро- и микроэлементов: калия - на 5-22 %, магния

- на 11-23 %, фосфора - на 4-12%, железа - на 8-24 %, меди - на 2-35 %, цинка

- на 10-42 %, селена - на 16-67 %, значительно возросло содержание марганца.

Результаты проведенных исследований легли в основу разработки пакета технической документации «Мороженое пломбир классический с крупяными концентратами».

С использованием порошков крупяных шротов были разработаны 3 вида пищевых концентратов первых обеденных блюд и 3 вида печенья.

Концентраты первых обеденных блюд. С целью увеличения содержания пищевых волокон и биологически активных веществ и снижения калорийности при разработке рецептур концентратов первых обеденных блюд было увеличено содержание порошков крупяных шротов и уменьшено содержание жира по сравнению с контрольными образцами. В результате были выработаны следующие концентраты первых обеденных блюд: «Дружба» - на основе порошка гречневого шрота (контроль - «Гречневый с мясом и овощами»); «Объедение» - на основе порошка овсяного шрота (контроль -«Овсяный с мясом»); «Солнышко» - на основе порошка пшенного шрота (контроль - «Пшенный с мясом»).

Свежевыработанные концентраты первых обеденных блюд были упакованы в пакеты из бумаги мешочной с внутренним пакетом из подпергамента и заложены на хранение при температуре 20 °С и относительной влажности воздуха 75 % в сухое хорошо вентилируемое помещение. Оценку качества продуктов по органолептическим и физико-химическим показателям качества проводили через 5 и 10 месяцев хранения.

При дегустации все образцы концентратов первых обеденных блюд получили высокие оценки (26,5-27,0 баллов). Исследования органолептических показателей концентратов первых обеденных блюд в процессе хранения не выявило значительных изменений их свойств, отмечалось лишь снижение интенсивности запаха по истечении 10 месяцев хранения. Высокая сохраняемость пищевых концентратов обусловлена низким содержанием в них жира, применением упаковки, низкой влажностью составляющих ингредиентов.

Готовность концентратов первых обеденных блюд составляла 18-24 минут варки, в процессе хранения время варки концентрата с порошком гречневого шрота и концентрата с порошком пшенного шрота увеличилось на 1 минуту. Восстанавливаемость формы сушеных ингредиентов и влажность концентратов в течение исследуемого периода хранения не изменились.

Микробиологические показатели пищевых концентратов первых обеденных блюд за исследуемый период хранения не превысили допустимых норм, установленных СанПиН 2.3.2.1078-01 (индекс 1.9.14.6).

Сравнительный анализ химического состава разработанных концентратов первых обеденных блюд и их контрольных образцов показал, что замена круп порошками крупяных шротов позволила увеличить содержание белков в продуктах на 25-76%, пищевых волокон - на 45-136% при снижении жиров на 18-120% и углеводов - на 20-83%. В концентратах с порошками крупяных шротов увеличилось содержание рибофлавина в 2,2-2,3 раза, пиридоксина - в 2,3 раза, ниацина - в 1,7 раз, витамина Е - в 1,5- 3,0 раза. При потреблении порции супа, приготовленного из концентрата, обеспечивается удовлетворение суточной потребности в белках на 12,8-39,1%, жирах растительного происхождения - 4,4-24,1%, пищевых волокнах - 23,8-65,6%, в рибофлавине -

10,1-7,3%, в ниацине -13,5-32,9%, витамине Е -18,3-73,3%, в калии - 14,1-32,6 %, в магнии - 16,8-47,2%, в фосфоре - 26,6-82,7%, в марганце - до 352,8%, в железе - 26,8-121,0%, в селене - 15,9-42,3%, в меди-до 19,4%.

Результаты полученных исследований легли в основу разработки пакета технической документации «Концентраты пищевые первых обеденных блюд с мясом и пищевыми порошками из шротов круп».

Печенье. На основании результатов дегустации пробных образцов были разработаны рецептуры 3-х видов печенья с добавлением порошков крупяных шротов: печенье с добавлением порошка гречневого шрота «Вечернее»; печенье с добавлением порошка пшенного шрота «Полянка» (контроль -печенье «Сливочное»), печенье с добавлением порошка овсяного шрота «Злата» (контроль - печенье «Овсяное»).

Печенье выпекали по традиционной технологии, охлаждали, упаковывали в целлофановые пакеты, термосваривали и закладывали на хранение при относительной влажности воздуха не более 75%, отсутствии доступа солнечных лучей и температуре 19±2 °С. Исследования показателей качества проводили в свежевыработанных продуктах и в процессе хранения согласно срокам хранения, установленным ГОСТ 24901.

Органолептическая оценка свежевыработанных образцов печенья показала, что наибольшую сумму баллов получило печенье «Злата» (25,0), печенье «Вечернее»и печенье «Полянка» были оценены также достаточно высоко - 23,0 и 23,5 баллов соответственно. По окончании срока хранения форма, поверхность и цвет не претерпели изменений, вкус и запах стали менее выраженными, в печенье «Полянка»было отмечено начало черствения.

За исследуемый период хранения влажность печенья «Вечернее» снизилась на 5,2 %, печенья «Злата»- на 12,7 %, печенья «Полянка» - на 11,3 %. Снижение намокаемости печенья «Вечернее» составило 2,4%, печенья «Злата»

- 3,3%, печенья «Полянка» - 6,7%. Массовая доля золы, массовая доля жира и массовая доля сахарозы во всех образцах печенья в процессе хранения не изменились. Незначительное уменьшение щелочности (до 3,5%) образцов печенья может быть связано с разложением щелочных веществ.

Исследование микробиологических показателей печенья показало, что за исследуемый период хранения они не превысили нормативных значений, установленных СанПиН 2.3.2.1078-01 (индекс 1.5.5.10.).

Удовлетворение суточной потребности при потреблении 100 г печенья в сутки в пищевых волокнах составляет до 14,1%, в витамине Е - 12,7-20,9%, в фосфоре - 10,5-20,0%, в марганце - 18,9-83,3%%, в железе - 8,9-22,4%, в селене

- 6,8-12,6%, в магнии - до 11,3%. Установлено, что разработанные виды печенья превосходят свои контрольные образцы по содержанию пищевых волокон, некоторых витаминов и минеральных элементов.

На основании результатов исследований разработан пакет технической документации «Печенье сахарное с пищевыми порошками шротов круп».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итоги выполненных исследований представлены в следующих выводах:

1. Предложена концепция модульной системы, включающая три модуля, обеспечивающая анализ, разработку и оценку факторов формирования качества на всех этапах создания продукции при глубокой комплексной переработке сырья.

2. Научно обосновано использование круп в качестве сырья для глубокой комплексной переработки на основании разработанных оценочных критериев. Приемлемость круп обусловлена показателями безопасности, поликомпонентным химическим составом, обеспечивающим выделение целевых ингредиентов, стабильностью производства, ценовой приемлемостью, длительными сроками хранения и высокой транспортабельностью.

3. Теоретически обоснованы и экспериментально определены технологические параметры глубокой комплексной переработки круп, позволяющие получать два продукта: концентраты крупяные жидкие и порошки крупяных шротов.

3.1 Экспериментально установлены оптимальные режимы экстрагирования круп: продолжительность настаивания - 6 час, концентрация ферментного препарата Амилоризин ШОх - 0,12-0,13%, Верон 114М - 0,080,09%.

3.2 На основании результатов исследований установлены оптимальные технологические режимы сушки крупяных шротов: температура - 65-90 °С, удельная нагрузка — 2-8 кг/м2. Определены потери питательных веществ при сушке крупяных шротов. Установлено, что потери белков составляют 2,0-2,7%, тиамина - 11,2-13,8%, рибофлавина - 3,7-5,0%, ниацина - 0.7-1,7%, токоферолов - 1,0-1,2%, рутина - 78,5-80,5%, хлорогеновой кислоты - 16.232,5%. Не отмечается потерь минеральных веществ и пищевых волокон.

4. Проведены исследования миграционных свойств токсичных элементов и биологически активных веществ круп. Установлено, что наибольшую миграционную способность проявляют аминокислоты, входящие в состав альбуминовых фракций белков (5,1-14,4%), водорастворимые витамины тиамин (90,0-95,4%), пиридокснн (58,3-66,7%), рибофлавин (32,2-41,2%), минеральные элементы марганец (62,2-90,3%), никель (75,6-85,7%) и калий (41,1-90,3%). Миграция токсичных элементов составляет 27,8-56,6%.

5. Изучены потребительские свойства продуктов глубокой комплексной переработки круп.

5.1 Установлен химический состав концентратов крупяных жидких:

Определены значения регламентированных показателей качества и сроки

хранения концентратов крупяных жидких: 12 месяцев при температуре не выше 18 °С и относительной влажности воздуха не более 75% при отсутствии доступа солнечных лучей.

5.2 Установлен химический состав порошков крупяных шротов:

содержание крахмала составляет 22,9-51,2%, пищевых волокон - 7,9-17,8%, белка - 16,9-31,6%, жира - 4,8-13,7%, зольность - 1,3-3,9%, витаминов - 5,2432,2 мг%, фенольных соединений - до 1,91 мг%, что позволяет использовать порошки крупяных шротов в качестве обогатителя физиологически функциональных ингредиентов. Определены значения регламентированных показатели качества порошков крупяных шротов, определены сроки их хранения: 12 месяцев для порошка гречневого шрота, 10 месяцев для порошков овсяного и пшенного шротов при температуре 18-20 °С в чистом сухом помещении с влажностью воздуха не более 75%.

6. Разработана методика оценки конкурентного потенциала продуктов глубокой комплексной переработки, включающая следующие критерии: органолептические и физико-химические свойства, экономическая и социально-научная эффективность, доля отечественного сырья при производстве продукции. Установлено, что глубокая комплексная переработка круп позволяет получить продукты с высокими интегральными показателями конкурентоспособности: концентраты крупяные жидкие - 1,78-2,07, порошки крупяных шротов - 2,08-2,52. Рассчитанные показатели для разработанных продуктов превышают показатели классических продуктов, которые используется на рынке для удовлетворения аналогичных потребностей.

7. Разработаны рецептуры и технологии новых видов продукции с использованием концентратов крупяных жидких: шесть видов молочно-растительных коктейлей и три вида мороженого; с использованием порошков крупяных шротов: три вида пищевых концентратов первых обеденных блюд и три вида печенья. Установлены их потребительские свойства. Показано, что в разработанных продуктах увеличивается содержание витаминов до 140,0%, минеральных элементов - до 82,7%, пищевых волокон - до 65,6%.

8. Разработаны и утверждены комплекты технической документации на новые виды продукции, проведена их промышленная апробация на предприятиях Орловской и Брянской областей. Фактический экономический эффект составляет 3442,00-3607,60 руб./т продукции для концентратов крупяных жидких, 8868,40-9355,34 руб./т продукции для порошков пищевых крупяных шротов при уровне рентабельности 12,3%.

Рекомендации использования результатов диссертационной работы.

Методология формирования потребительских свойств продуктов глубокой комплексной переработки, исследованная на примере круп, может быть применена при комплексной переработке любого традиционного и нетрадиционного пищевого сырья, а также при переработке вторичных сырьевых ресурсов.

Внедрение данной методологии позволит отечественным перерабатывающим предприятиям пищевой промышленности унифицировать, ускорить процесс разработки продуктов при глубокой комплексной переработке сырья, сделать его наиболее гибким, способным к модификациям,

что в конечном итоге будет способствовать диверсификации отечественных производителей.

Предложенная методика интегральной оценки конкурентоспособности продуктов глубокой комплексной переработки, предусматривающая в качестве системы показателей органолептические и физико-химические свойства, экономическую и социально-научную эффективность, учитывающая долю отечественного сырья на рынке, может быть использована в качестве базовой основы при определении конкурентного потенциала новых видов продукции из отечественного сырья и вторичных сырьевых ресурсов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Монографии

1 Еремина, О.Ю. Исследование технологии. потребительских свойств и конкурентоспособности безалкогольной продукции на крупяной основе: Монография / под редакцией проф. Т.Н. Ивановой. - Орел: ОрелГТУ. 2009. - 148 с.

2 Кремния, О.Ю. § 3.3 Вторичные продукты переработки зерновых культур как источники БАВ (Авторский раздел) // Обеспечение продовольственной безопасности Орловской области путем разработки инновационных продуктов питания с использованием местного сырья: Монография / под общей ред. Т.Н. Ивановой. Г.М. Зомитевой: Орел: ОрелГТУ, 2010. -С.84-87.

3 Еремина, О.Ю. § 2.8. Использование шротов зерновых и масличных культур в пищевой промышленности (Авторский раздел) // Продовольственный рынок: проблемы регулирования и влияния на качество жизни населения: Монография / под общей ред. Т.Н. Ивановой, Г.М. Зомитевой, Е.А. Новицкой,- Орел:ФГЪОУВПО «Госуниверситет-УНПК», 2012.-251 с.-С. 136-143.

4 Еремина, О.Ю. Формирование и оценка потребительских свойств продуктов комплексной безотходной переработки крупяного сырья: Монография / под редакцией проф. Т.Н. Ивановой. - Орел: Госуниверситет - УНПК. 2013. - 223 с.

Учебные пособия

5 Товарный менеджмеш" Учеб. Пособие / под ред. Т.Н. Ивановой // О.Ю. Еремина,-О.В. Евдокимова, В.И. Уварова — М.: ИНФРА-М, 2013. — 234 с. Гриф УМО по образованию в области товароведения в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 100800.62 «Товароведение».

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК

6 Еремина, О.Ю. Использование натуральных наполнителей при производстве мороженого / О.Ю. Еремина, Т.Н. Иванова//Пищевая промышленность.-2007. -№ 11. - С. 24-25.

7 Еремина, О.Ю. Использование крупяных концентратов при производстве мороженого / О.Ю. Еремина, Т.Н. Иванова //Хранение и переработка сельхозсырья.-2008. -№ 4. -С.70-72.

8 Иванова, Т.Н. Исследования потребтетьских мотиваций и предпочтений при внедрении новых видов пищевых концентратов / Т.Н. Иванова, О.Ю. Еремина, Е.А. Зайцева // Пищевая промышленность, 2008. - № 9. - С. 54-55.

9 Еремина, О.Ю. Кисломолочные напитки с крупяными концентратами / О.Ю. Еремина, Т.Н. Иванова // Пищевая промышленность. 2009. - № 3. - С. 55-56.

10 Еремина О.Ю. Анализ удельного веса хлебопродуктов в потребительской корзине и денежных доходах населения Орловской области / О.Ю. Еремина, Т.Н. Иванова // Пищевая промышленность, 2010. № 5. - С. 42-44.

11 Еремина, О.Ю. Анализ удельного веса хлебопродуктов в потребительской корзине

Орловской области /О.Ю. Еремина, Т.Н. Иванова// Товаровед продовольственных товаров, 2010.-№11.-С. 39-41.

12 Еремина, O.IO. Исследование изменений микроструктуры круп в процессе экстрагирования // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. Научно-практический журнал. ОрелГТУ, 2011. - № 3 (8). - С. 3-7.

13 Еремина, О.Ю. Сравнительный анализ миграции токсичных и биогенных элементов при водном и водпоспирговом экстрагировании // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. Научно-практический журнал. ОрелГТУ, 2011. -№6(11). - С. 61-65.

14 Еремина, O.IO. Изменение микроструктуры эндосперма и края крупяного сырья при получении водных экстрактов // Товаровед продовольственных товаров, 2011. - № 11. - С. 20-24.

15 Еремина, O.IO. Формирование и оценка потребительских свойств порошков из шротов овсяной крупы// Хранение и переработка сельхозсырья,2012.-№2.-С.34-36.

16 Еремина, OJO. Исследование перехода аминокислот при экстрагировании круп // Товаровед продовольственных товаров, 2012. - №.3. - С. 22-26.

17 Еремина, О.Ю. Исследование показателей качества и их изменений в процессе хранения порошка пшенного шрога // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. Научно-практический журнал. Госуггиверсгп-ет- УНПК,2012. - №2(13).-С. 69-75.

18 Еремина, О.Ю. Исследование сохраняемости биологически активных веществ при сушке крупяных шротов // Товаровед продовольственных товаров, 2012. - № 5. - С. 4-10.

19 Еремина, О.Ю. Исследование перехода некоторьгх биологически актгшных соединении при экстрагировании круп // Товаровед продовольственггых товаров, 2012. - № 6. - С. 20-24.

20 Еремина, О.Ю. Разработка технологии и оценка качества порошков из круггяных шротов // Техника и технология пищевых производств, 2012. -№ 2. -С. 32-37.

21 Еремина, О.Ю. Комшексная ггереработка крупяного сырья / О.Ю. Еремина, Т.Н. Иванова // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. Научно-практический журнал. Госуниверсигег - УНПК, 2012. - № 4 (15). -С. 35-38.

22 Еремина, О.Ю. Формирование и оценка потребительских свойств пищевых концентратов на основе порошков крупяных шротов // Товаровед продовольственных товаров, 2012. - № 8. - С. 5-8.

23 Еремина, О.Ю. Печенье с добавлением порошка крупяных шротов // Хлебопродукты, 2013. -№2.-С. 38-39.

24 Жарикова, Н.В. Разработка рецептур новых видов хлебцев с добавлением вторичного сырья / Н.В. Жарикова, О.Ю. Еремина, Т.Н. Иванова // Хлебопродукты, 2013. - № 2. - С. 54-55.

25 Еремина, О.Ю. Методология модульного проектирования продуктов комплексной переработки сырья // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. Научно-практический журнат. Госуниверсигег-УНПК, 2013. - №3 (20).-С. 23-29.

26 Еремина, О.Ю. Методология проектирования продуктов комплексной переработки сырья // Пищевая промышленность, 2013. - №7. - С. 18-20.

Статьи в центральных и отраслевых журналах

27 Иванова, Т.Н. Разрабогка научно-обоснованных рецептур и технологий концентратов из крупяных экстрактов / Т.Н. Иванова, О.Ю. Еремнна // Известия ОрелГТУ. Серия «Легкая ir пищевая промышленность». 2006. - №3-4. - С.43-47.

28 Еремина, О.Ю. Кинетика перехода сухтгх веществ из круп в экстракты / О.Ю. Еремииа, Т.Н. Иванова // Известия ОрелГТУ. Серия «Легкая и пищевая промышленность». 2006. - №3-4. -С. 65-66.

29 Еремина, О.Ю. Формирование и оценка потребительских свойств молочных коктейлей / О.Ю. Еремииа, Т.Н. Иванова, С.А. Куценко // Товаровед продовольственных товаров, 2008. - №6. -С. 8-11.

30 Еремина, О.Ю. Маркетинговые исследования по выявлению потребности населения Орловской области в расширении ассортимента кондитерских изделий // Товаровед продовольст венных товаров, 2008. - №7. - С. 18-20.

31 Еремина, ОДО. Функциональные свойства кисломолочных напитков // Технология н товароведение инновационных пищевых продуктов. Научно-практический журнал. ОрелГТУ. 2010. -№1(1).-С. 13-15.

32 Еремина, О.Ю. Технология производства порошкообразного продукта из шрота гречневой крупы // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. Научно-практический журнал. ОрелГТУ, 2010. - № 5 (5). - С. 30-32.

Патенты РФ

33 Пат. 2185756 РФ, МКИ А 23 Ь 2/00. 2/52. Способ получения зернового концентрата/ Т.Н. Иванова, О.Ю. Еремина (РФ) - № 2000110837/13: Заявл. 27.04.2000: Приоритет 27.04.2000; Опубл. 27.07.2002, Бюл.№ 21-6 с.

34 Пэт. 2398443 РФ, МПК А 23 в 9/04, А 23 О 9/40 Смесь для производства мороженого / О.Ю. Еремина, Т.! 1. Иванова (РФ) - Заявка № 2009104188/10: Заявл. 09.02.2009: Приоритет 04.05.2010; Опубл. 10.09.2010. Бюл. №25. - 5 с.

Подписано к печати 20.09.2013 г. Формат 60x84 1/16. Объем 2,0 усл. п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 1706

Отпечатано с готового оригинал-макета на полиграфической базе ФГБОУ ВПО «Государственный университет - учебно-научно-производственный комплекс» 302020, г. Орел, Наугорское шоссе, 29.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ -УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС"

„ л _ - с На правах рукописи

05201450325 ^ ™

ЕРЕМИНА Ольга Юрьевна

МЕТОДОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КРУП

Специальность 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Иванова Тамара Николаевна

Орел 2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................... 8.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ

ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ.............................. 22

1.1 Технологические приемы и способы глубокой переработки вторичных сырьевых ресурсов......................................................... 22

1.2 Специфика глубокой комплексной переработки плодоовощного сырья...................................................................................... 36

1.3 Формирование качества продуктов глубокой комплексной переработки зерновых и бобовых культур........................................... 42

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................... 49

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ФОРМИРОВАНИЮ

ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ............ 52

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПРОДУКТОВ ПРИ ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКЕ.................................................... 61

3.1 Характеристика первого модуля - оценка сырья, предназначенного для глубокой комплексной переработки....................................... 62

3.2 Характеристика второго модуля - оценки технологии глубокой комплексной переработки сырья...................................................... 66

3.3 Характеристика третьего модуля - оценки опытных образцов продуктов глубокой комплексной переработки....................................... 70

3.4 Методика оценки конкурентного потенциала продуктов глубокой комплексной переработки........................................................ 76

ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КРУП В КАЧЕСТВЕ СЫРЬЯ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ............................................ 86

4.1 Анализ безопасности крупяного сырья......................................... 86

4.2 Анализ химического состава круп............................................... 87

4.3 Анализ рынка зерновых крупяных культур и продуктов их переработ-

ки....................................................................................... 92

4.3.1 Исследование динамики посевных площадей, валового сбора и урожайности зерновых культур..................................................... 92

4.3.2 Исследование рынка круп......................................................... 105

4.4 Обоснование ценовой приемлемости круп для глубокой комплексной переработки........................................................................... 109

4.5 SWOT-анализ круп и формирование базы гипотетических продуктов переработки........................................................................... 115

ГЛАВА 5. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КРУП............................................................................... 120

5.1 Разработка технологических режимов производства концентратов

крупяных жидких................................................................... 120

5.1.1 Исследование влияния концентрации ферментных препаратов и продолжительности настаивания круп на выход сухих веществ............ 122

5.1.2 Исследование изменения микроструктуры круп............................ 128

5.1.3 Исследование и анализ показателей безопасности крупяных экстрактов..................................................................................... 138

5.1.4 Исследование содержания аминокислот в крупах и экстрактах и анализ их миграционных свойств.................................................. 143

5.1.5 Исследование содержания витаминов и фенольных соединений в крупах и экстрактах и анализ их миграционных свойств................ 149

5.1.6 Исследование содержания минеральных элементов в крупах и экстрактах и анализ их миграционных свойств................................. 155

5.1.7 Исследование содержания углеводов в крупяных экстрактах.......... 162

5.1.8 Технологический процесс производства концентратов крупяных жидких.............................................................................. 166

5.2 Разработка технологических режимов производства порошков пищевых из шротов круп........................................................ 168

5.2.1 Исследование технологических параметров режимов сушки крупяных шротов.................................................................. 169

5.2.2 Анализ потерь питательных веществ при сушке крупяных шротов 172

5.2.3 Исследование потерь углеводов и минеральных веществ при сушке крупяных шротов................................................................ 174

5.2.4 Исследование потерь белков и аминокислот при сушке крупяных шротов................................................................................ 175

5.2.5 Исследование потерь витаминов и фенольных веществ при сушке крупяных шротов................................................................. 179

5.2.6 Технологический процесс производства порошков пищевых из шротов круп..................................................................... 185

5.3 Оценка технологии глубокой комплексной переработки круп......... 188

ГЛАВА 6. АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ И

КОНКУРЕНТНОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРОДУКТОВ ГЛУБОКОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КРУП.................................. 191

6.1 Исследование качества и сохраняемости концентратов крупяных жидких............................................................................... 191

6.2 Исследование качества и сохраняемости порошков пищевых из шротов круп........................................................................ 196

6.3 Определение конкурентного потенциала концентратов крупяных жидких и порошков пищевых из шротов круп............................. 215

6.3.1 Анализ издержек производства и цен как одного из критериев конкурентоспособности инновационных продуктов глубокой комплексной переработки......................................................... 215

6.3.2 Оценка конкурентоспособности разработанной продукции............ 221

ГЛАВА 7. ФОРМИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С СПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНЦЕНТРАТОВ КРУПЯНЫХ ЖИДКИХ И ПОРОШКОВ КРУПЯНЫХ ШРОТОВ........................................................ 228

7.1 Формирование и оценка потребительских свойств пищевых продуктов на основе концентратов крупяных жидких.................... 229

7.1.1 Формирование и оценка потребительских свойств молочно-растительных коктейлей......................................................... 229

7.1.2 Формирование и оценка потребительских свойств мороженого с концентратами крупяными жидкими.......................................... 244

7.2 Формирование и оценка потребительских свойств пищевых продуктов на основе порошков пищевых из шротов круп............... 262

7.2.1 Формирование и оценка потребительских свойств концентратов пищевых первых обеденных блюд............................................ 262

7.2.2 Формирование и оценка потребительских свойств печенья............. 276

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................... 289

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ........................ 293

Приложение 1 - Выходные данные учебного пособия «Товарный

менеджмент»....................................................................... 335

Приложение 2 - Договор о сотрудничестве между ОрелГТУ и ФГУ

«Орелагрохимрадиология»....................................................... 336

Приложение 3 - Договор о сотудничестве между ФГБОУ ВПО

«Госуниверситет - УНПК» и ЗАО «Орловский мелькомбинат»......... 338

Приложение 4 - Копия патента № 2185756 «Способ получения зернового концентрата».................................................................. 340

Приложение 5 - Пакет технической документации «Концентраты

крупяные жидкие».................................................................. 341

Приложение 6 - Пакет технической документации «Порошки пищевые из шротов круп»............................................................. 345

Приложение 7 - Протоколы заседаний дегустационной комиссии

ООО «Научное производство «Наш Продукт»............................ 352

Приложение 8 - Акт о внедрении концентратов крупяных жидких и порошков пищевых из шротов круп на ООО «Научное производство

«Наш Продукт»..................................................................... 357

Приложение 9 - Эффективность внедрения концентратов крупяных

жидких и порошков пищевых из шротов круп.............................. 358

Приложение 10 - Пакет технической документации «Коктейли молочные составные с крупяными концентратами»........................... 361

Приложение 11 - Протоколы заседаний дегустационной комиссии ООО «Почеп-молоко» по органолептической оценке коктейлей молочных составных с крупяными концентратами............................ 363

Приложение 12 - Акт о внедрении коктейлей молочных составных с

крупяными концентратами на ООО «Почеп-молоко»...................... 365

Приложение 13- Эффективность внедрения коктейлей молочных составных с крупяными концентратами......................................... 366

Приложение 14 - Пакет технической документации «Мороженое

пломбир классический с крупяными концентратами».................... 367

Приложение 15 - Протоколы заседаний дегустационной комиссии ООО «Почеп-молоко» по органолептической оценке мороженого

пломбир классический с крупяными концентратами...................... 371

Приложение 16 - Акт о внедрении мороженого пломбир классический с крупяными концентратами на ООО «Почеп-молоко».............. 373

Приложение 17 - Эффективность внедрения мороженого пломбир

классический с крупяными концентратами................................. 374

Приложение 18 - Копия патента № 2398443 «Смесь для производства

мороженого»....................................................................... 375

Приложение 19 - Пакет технической документации «Концентраты пищевые первых обеденных блюд с мясом и порошками пищевыми из шротов круп».................................................................. 376

Приложение 20 - Протоколы заседаний дегустационной комиссии

ООО «Научное производство «Наш Продукт» по органолептической

оценке концентратов пищевых первых обеденных блюд................ 380

Приложение 21 - Акт о внедрении концентратов пищевых первых обеденных блюд на ООО «Научное производство «Наш Продукт» 382 Приложение 22 - Эффективность внедрения концентратов пищевых

первых обеденных блюд......................................................... 383

Приложение 23 - Шкала органолептической оценки печенья.......... 384

Приложение 24 - Пакет технической документации «Печенье сахарное с пищевыми порошками шротов круп»................................ 386

Приложение 25 - Протоколы заседаний дегустационной комиссии ООО «Хлебокомбинат «Юность» по органолептической оценке печенья «Вечернее», «Злата», «Полянка».......................................... 390

Приложение 26 - Акт о внедрении печенья «Вечернее», «Злата», «Полянка» на ООО «Хлебокомбинат «Юность»................................ 393

Приложение 27 - Эффективность внедрения печенья «Вечернее»,

«Злата», «Полянка»................................................................ 394

Приложение 28 - Копия диплома лауреата премии «100 лучших товаров России»......................................................................... 395

Приложение 29 - Копия свидетельства Официального участника

Курской Корейской ярмарки.................................................... 396

Приложение 30 - Рекомендации по внедрению в производство.......... 397

/

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Современный уровень развития АПК и высокая конкуренция продовольственных товаров на потребительском рынке требуют принципиально нового подхода к проблеме использования сырьевых ресурсов и создания на их основе высококачественных пищевых продуктов, отвечающих принципам рационального сбалансированного питания. Сущность такого подхода состоит в создании и внедрении глубокой комплексной переработки пищевого сырья, позволяющей максимально и наиболее полно извлекать целевые компоненты.

В «Концепции долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года» от 17 ноября 2008 года отмечается, что одной из задач, способствующей структурной перестройке экономики и ее диверсификации, является увеличение глубины переработки сырья. В среднесрочной перспективе особенно высок потенциал роста среднетехнологичного производства, к которому относится пищевая промышленность. Глубокая комплексная переработка сырья способствует выходу предприятий на внешние и внутренние рынки с новой конкурентоспособной продукцией с высокой долей добавленной стоимости.

Одним из направлений в области производства продукции, как отмечается в «Доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации» от 30 января 2010 года, является создание новых технологий глубокой и комплексной переработки продовольственного сырья.

Особое внимание глубокой комплексной переработке уделено в «Стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации на период до 2020 года» от 17 апреля 2012 г. Отмечается, что одной из мер, способствующих решению задач повышения конкурентоспособности российской продукции, обеспечения импортозамещения и наращивания экспортного потен-

циала, является внедрение технологий замкнутого цикла с выработкой целевого продукта, что позволит повысить степень переработки сырья и расширить ассортимент выпускаемой продукции. Глубокой комплексной переработке уделено особое внимание при реализации отраслевых целевых программ. В мукомольно-крупяной промышленности предусматривается внедрение энергосберегающих технологий, обеспечивающих глубокую переработку зерна, повышающих выход готовой продукции с единицы зернового сырья; в результате которой к концу 2016 года будет обеспечено производство пищевых продуктов на злаковой основе до 300 тыс. т. Успешная реализация поставленных в Стратегии задач сопряжена с применением наукоемких технологий и инновационных решений, обеспечивающих глубокую, комплексную, энерго- и ресурсосберегающую переработку сельскохозяйственного сырья для создания социально значимых пищевых продуктов.

Учитывая, что глубокой комплексной переработке должно подвергаться недорогое доступное сырье поликомпонентного состава, одним из перспективных ресурсов для комплексной переработки является крупа благодаря химическому составу, рыночному потенциалу и ценовой приемлемости. Согласно статистическим данным, производство крупы в РФ за последние 10 лет составляло 8901093 тыс. т.

В связи с вышеизложенным, исследования, направленные на создание инновационных продуктов глубокой комплексной переработки круп и анализа их потребительских свойств и конкурентоспособности, являются актуальной проблемой, требующей своевременного решения.

Работа проводилась в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы» и договора с РФФИ по проекту «Выявление закономерностей распределения и миграции тяжелых металлов в семенах растений» 2012-2013 годы.

Степень разработанности темы исследования. Анализ данных по глубокой комплексной переработке растительного сырья свидетельствует о том, что в РФ ее доля составляет 30%, в то время как в развитых странах Европы и США -90-98%.

Глубокая комплексная переработка широко применяется во многих отраслях пищевой и перерабатывающей промышленности. Фундаментальные и прикладные исследования в этом направлении ведутся учеными ГНУ ВНИИЗ Рос-сельхозакадемии, ГНУ ВНИИ крахмалопродуктов, ГНУ ВНИИПБТ Россельхоза-кадемии, ГНУ НИИПП и СПТ, ИБП РАН.

Большой вклад в решение задач глубокой комплексной переработки сырья внесли научные школы под руководством JI.B. Римаревой [55,260,70], Е.Г. Бори-сенко [184,202,237], ИМ. Грачевой [152,374,379,380], А.Ф. Доронина [68,69,221], В.М. Позняковского [2,43,113,200], С.Я. Корячкиной [26,157,173,268,315], Т.Н. Ивановой [94,127,128,231], Г.О. Магомедова [185-188,298], A.A. Шевцова [329,330] и других ученых.

Основным направлением глубокой комплексной переработки плодоовощного сырья является экстрагирование фенольных соединений и пектинов из выжимок, жома и плодовых оболочек. Существенный вклад в данном направлении внесли работы JI. Н. Путилиной [182,246], Донченко JI.B. [65,66,308], L.E. Larose [3671, P. Benelly [345], М. Kosmala [365] и других отечественных и зарубежных ученых.

Глубокая комплексная переработка зернового сырья позволяет получать продукты высокой добавленной стоимости: нативный и модифицированный крахмалы, глютен, глюкозно-фруктозные сиропы, пищевые патоки, кристаллическую и порошковую глюкозу, этанол, белково-витаминные комплексы, органические кислоты, аминокислоты, витаминные препараты. В качестве сырья используются зерновые, бобовые, отруби, жмыхи, мука, крупы, крупяная мучка.

Особенности комплексной переработки зерна пшеницы показаны в работах А.Р. Харрасовой [311], В.А. Данилкиной и B.C. Иунихиной [59], В.В.Аксенова [712], зерна ржи и кукурузы - в работах Н.Р. Андреева [18-20], Н.Д. Лукина [18,19]; зерна тритикале - в работах В.Г. Костенко [160]. Рассмотренные технологии позволяют получить продукты высокой добавленной стоимости - крахмал, сахаристые продукты, углеводно-белковые комплексы.

Имеется достаточное количество научных исследований, в которых в каче-

стве сырья для глубокой комплексной переработки использовали различные виды крупяных мучек. Выделению целевых компонентов из крупяных мучек посвящены работы Т.А. Никифоровой [207-209], В.О. Никогда [210].

Рисовая лузга, рисовая мука и рисовая крупа давно и успешно используются в качестве сырья для глубокой комп