автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Научно-практическое обоснование эффективных способов переработки зерна современных сортов и форм гороха

На правах рукописи

ШЕЛЕПИНА Наталья Владимировна

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА СОВРЕМЕННЫХ СОРТОВ И ФОРМ ГОРОХА

Специальность: 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки

злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

10 АПР 2014

Мичуринск-наукоград РФ - 2014

005546851

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Орловский государственный институт

экономики и торговли».

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный работник сельского хозяйства РФ 3EJIEHOB Анатолий Николаевич

Официальные оппоненты: ДЕРКАНОСОВА Наталья Митрофановна,

доктор технических наук, профессор, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», заведующая кафедрой «Товароведение и экспертиза товаров»

САВИНА Ольга Васильевна,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Ко-стычева», профессор кафедры «Товароведение и экспертиза»

ЮСУПОВА Галина Георгиевна,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный аграрный университет — МСХА имени К.Д. Тимирязева», заведующая кафедрой «Хранение, переработка и товароведение продукции растениеводства»

Ведущая организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет»

Защита диссертации состоится «30» мая 2014 года в 12 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 220.041.01 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Мичуринский государственный аграрный университет» по адресу: 393760, Тамбовская область, г. Мичуринск, ул. Интернациональная, д. 101, зал заседаний диссертационных советов, тел./факс (47545) 5-32-13, E-mail:dissov@mgau.ru

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МичГАУ» и на официальном сайте www.mgau.ru, с авторефератом - на официальном сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации www.vak.ed.gov.ru.

Автореферат разослан « 2014 г.

Учёный секретарь диссертационного совета кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

З.Н. Тарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В соответствии с Государственной Программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг. к одним из приоритетных направлений развития растениеводства отнесены следующие: стимулирование poeta производства основных видов сельскохозяйственной продукции; расширение ассортимента и повышение качества продуктов питания на основе комплексной переработки растениеводческого сырья; рациональное использование вторичных ресурсов и отходов производства.

В связи с этим, основными направлениями повышения эффективности использования зерна современных морфотипов гороха являются: внедрение перспективных сортов и форм зернового гороха, отвечающих требованиям современного производства; освоение инновационных технологий переработки зерна гороха; разработка ресурсосберегающих технологий производства пищевых продуктов, обогащенных микронутриентами.

Данные направления легли в основу исследований по теме диссертационной работы и определили ее актуальность.

Степень разработанности темы исследования. В настоящее время известен ряд форм гороха с измененным типом листа и стебля, вовлечение которых в селекционный процесс позволило отечественным селекционерам А.Н. Зеленову, В.Н. Уварову, И.В. Кондыкову, A.M. Шевченко, Ф.А. Давлетову, Т.С.Титенок, Н.М. Вербицкому, А.Е. Зубову, А.Н. Фадеевой и др. создать серию высокотехнологичных сортов. Агропромышленный комплекс РФ нуждается в новых сортах гороха, отличающихся не только высоким содержанием белка и стабильно высокой урожайностью, но и предназначенных для промышленной переработки. Однако целенаправленной работы в этом направлении не проводится.

В формировании качества зерна гороха ведущая роль принадлежит бел-ково-углеводному комплексу, изучению которого посвящены труды Р.Х. Ма-кашевой, И.И. Бенкен, В.И. Володина, В.Г. Конарева, Н.Е. Павловской, П.И. Шумилина, D.A. Murray, М. НуЫ и др. известных ученых. Однако сведения об особенностях качества и химического состава зерна современных морфотипов гороха немногочисленны. Вместе с тем, они необходимы для решения проблемы рационального использования зерна различных сортов и форм гороха.

Задача повышения качества неразрывно связана с вопросом эффективного и рационального использования зерна гороха по целевому назначению с учетом расширения ассортимента продуктов питания повышенной биологической ценности. Научные представления и практические основы технологий, обеспе-

чивающих комплексную переработку зерна с возможностью использования продуктов переработки в пищевых технологиях, заложены в трудах отечественных ученых Н.Р. Андреева, И.Н. Алейникова, JI.B. Донченко, Г.Г. Фирсо-ва, В.А. Полякова, И.А. Рогова, В.В. Аксенова, Т.А. Никифоровой, JI.B. Рима-ревой, A.A. Шаззо и др. Однако в научно-технической литературе данные о разработке безотходных технологий переработки зерна гороха немногочисленны.

Выполнение диссертационной работы проводилось в рамках НИР кафедры «Товароведение, экспертиза товаров и туризм» ФГБОУ ВПО «Орловский государственный институт экономики и торговли» «Разработка и совершенствование товароведно-технологических приемов переработки сельскохозяйственного сырья, производства, экспертизы качества и безопасности продовольственных товаров повышенной пищевой ценности» (№ ГР 0120.0 800700), «Совершенствование технологий производства и товароведная оценка качества сырья и пищевых продуктов повышенной пищевой ценности» (№ ГР 01201280244), задания Министерства образования и науки РФ «Разработка экологически безопасных технологий производства функциональных пищевых продуктов с использованием нетрадиционного растительного сырья» (№ ГР 01201265786).

Цель исследования - научно-практическое обоснование эффективных способов переработки зерна современных сортов и форм гороха.

Задачи исследований:

— дать комплексную оценку семян современных сортов и форм гороха по технологическим, биохимическим показателям, показателям качества крупы и показателям, определяющим кулинарные достоинства;

— изучить особенности формирования качества семян различных форм гороха и выделить среди них источники основных показателей качества для селекционной работы на улучшение качества с целью дальнейшей переработки;

— систематизировать показатели качества зерна гороха по направлениям использования и провести оценку пригодности современных сортов и форм гороха на кормовые, продовольственные цели и для промышленной переработки;

— разработать селекционную программу по созданию сорта зернового гороха с повышенным содержанием амилозы в крахмале и дать экономическую оценку эффективности его производства;

— разработать технологию безотходной переработки зерна современных сортов и форм гороха на крахмал и исследовать качество выделенных нативных крахмалов;

— научно обосновать целесообразность использования нативных крахмалов из зерна современных сортов и форм гороха в производстве пищевых продуктов повышенной биологической ценности;

— разработать технологии переработки побочных продуктов производства крахмала — зародышей и семенных оболочек;

— исследовать химический состав и показатели качества зародышевых продуктов из зерна и пектинов из оболочек зерна гороха;

— изучить влияние зародышевого продукта из зерна гороха на качество пшеничной муки;

— разработать технологию производства и провести оценку качества хлеба с зародышевым продуктом из зерна гороха;

— провести промышленную апробацию и оценить экономическую эффективность внедрения в производство пищевых продуктов с использованием продуктов переработки зерна гороха.

Научная новизна. Установлено влияние морфологических признаков растений гороха на показатели качества семян и определены корреляционные взаимосвязи между показателями качества. Впервые проведена систематизация показателей качества зерна для оценки пригодности современных сортов и форм гороха на кормовые, продовольственные цели и для промышленной переработки. На основе требований к высокоамилозному технологичному сорту гороха разработана и реализована селекционная программа по созданию зернового сорта с повышенным содержанием амилозы в крахмале семян. Научно обоснована эффективность безотходной технологии переработки зерна гороха на крахмал, предусматривающая использование побочных продуктов производства. Показано, что крахмалы гладкозерных и морщинистых форм гороха различаются по термодинамическим параметрам и функционально-технологическим свойствам, что определяет направления их использования для производства пищевых продуктов. Определена эффективность использования нативных крахмалов из зерна гороха при производстве макаронных изделий и концентратов киселя, подтвержденная повышением качества и биологической ценности готовой продукции. Показано, что зародышевые продукты из зерна гороха являются источником высококачественного белка, ненасыщенных жирных кислот и ряда биологически активных соединений. Установлено влияние предварительной термической обработки на сохранение качества зародышевых продуктов из зерна гороха. Научно обоснована технология получения пектинов из оболочек зерна гороха и установлена возможность их применения в составе пищевых продуктов в качестве структурообразователей и сорбентов ионов тяжелых металлов. Показана эффективность частичной замены пшеничной муки на зародышевый продукт из зерна гороха и научно обоснован способ внесения зародышевого продукта (в составе суспензии с частью пшеничной муки), обеспечивающий улучшение физико-химических и структурно-механических показателей готовых изделий.

Теоретическая и практическая значимость работы. По результатам изучения различных морфотипов гороха по технологическим показателям, показателям качества крупы, кулинарным и биохимическим показателям качества семян выделены источники с высокими показателями для селекционной работы на улучшение качества с целью расширения сырьевой базы перерабатывающей промышленности. Предложена система оценки современных морфотипов гороха по направлениям использования зерна, позволившая выявить сорта и формы, имеющие многоцелевое использование и не отвечающие требованиям современного производства. Передан (в соавторстве) в Государственное сортоиспытание и предложен для внесения с 2014 г. в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию, высокоамилозный сорт зернового гороха Амиор (Заявка № 8854478). Предложена безотходная технология переработки зерна гороха на крахмал, предусматривающая использование вторичного сырья, ранее считавшегося отходами производства. Разработана технология, обоснованы условия и сроки хранения зародышевого продукта из зерна гороха. С учетом физических свойств и морфологических особенностей оболочек зерна гороха рекомендованы технологические параметры гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ при выделении пектина из оболочек зерна гороха. Разработан состав теста для производства макаронных изделий (Патент РФ № 2489901) и смесь для получения киселя (Патент РФ № 2490970) с использованием нативных крахмалов из зерна гороха. Разработан способ производства хлеба из пшеничной муки с добавлением зародышевого продукта из зерна гороха, на который получено уведомление о положительном результате формальной экспертизы заявки на изобретение № 2013143758/13 (067391). Разработанные рецептуры состава теста для производства макаронных изделий, смеси для получения киселя и способ производства хлеба апробированы и рекомендованы к внедрению на предприятиях Орловской области, в том числе в ООО «Хоты-нецкий пищекомбинат» (п. Хотынец), СССППК второго уровня «Кооппродук-ты» (г. Орел), СССППК «Сельский» (пгт. Нарышкино).

Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс ФГБОУ ВПО «Орловский государственный институт экономики и торговли» и используются при реализации профессиональных образовательных программ подготовки специалистов по специальности 080401.65 «Товароведение и экспертиза товаров (по областям применения)» и бакалавров по направлениям 100800.82 «Товароведение», 260800.62 «Технология продукции и организация общественного питания», а также включены в изданные учебные пособия и монографии.

Методология и методы исследования.

При проведении исследований применялись методологические концеп-

ции, объединяющие подходы к разработке эффективных способов переработки зерна гороха на основе стандартных и специальных методов планирования и методик проведения экспериментов, систематизации результатов исследований.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты оценки потенциала современных сортов и форм гороха по показателям качества семян;

- реализованный комплексный подход к оценке и систематизация современных сортов и форм гороха по направлениям использования;

- результаты реализации селекционной программы по повышению содержания амилозы в крахмале семян гороха;

- научное обоснование технологии переработки зерна гороха на крахмал, предусматривающей использование побочных продуктов производства;

- научное обоснование использования нативных крахмалов из зерна гороха для разработки пищевых продуктов повышенной биологической ценности;

- технологии переработки побочных продуктов производства крахмала из зерна гороха с целью использования их для производства биологически ценных продуктов питания.

Степень достоверности и апробация результатов работы.

Достоверность полученных данных подтверждена математической обработкой результатов исследований, применением современных физико-химических методов анализа, промышленной апробацией, публикацией основных результатов работы в рецензируемых изданиях.

Основные результаты исследований доложены и обсуждены на всероссийских конференциях (Москва, 2001, 2009; Екатеринбург, 2012; Орел, 2012, 2013); на международных конференциях, симпозиумах и конгрессах (Cracov, Poland, 2001; Москва, 2001, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013; Орел, 2004, 2005, 2006, 2010; Ульяновск, 2002; Мурманск, 2004; Могилев, Беларусь, 2007; Przemysl, Poland, 2008; Мичуринск, 2008, 2010; Саратов, 2009, 2010; Курск, 2011; Краснодар, 2011; Ульяновск, 2012; Махачкала, 2012; Алматы, Казахстан, 2012, 2013; Салоники, Греция, 2012; Воронеж, 2012,2013; Санкт-Петербург, 2013).

Результаты исследований отмечены дипломами: победителя Областного конкурса молодых ученых 2005 года, учрежденного губернатором Орловской области (Орел, 2007); за 1 место во Второй Всероссийской Олимпиаде развития сельского хозяйства и агропромышленного комплекса России в номинации «Развитие перерабатывающей промышленности России» (Москва, 2011), а также демонстрировались на Выставке «Наука Орловщины: от идей к реализации», Бизнес-центр ОГАУ (Орел, 2011, 2012) и Орловском экономическом форуме (Орел, 2012).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 78 работ, в том числе 16 статей в рецензируемых изданиях, входящих в список ВАК РФ, 3 депонированные научные работы, 7 монографий, 2 патента РФ на изобретения, 2 положительных решения по заявкам.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, девяти глав, заключения, предложений производству, списка использованных источников и приложений. Диссертация изложена на 389 страницах, иллюстрирована 75 таблицами и 47 рисунками. Список использованных источников включает 438 наименований, в том числе 91 на иностранных языках. Приложений - 14.

Личный вклад автора. Представленная диссертационная работа является обобщением научных исследований, проведенных автором лично с 1998 по 2013 гг., в том числе в качестве соисполнителя госбюджетных и хоздоговорных НИР, а также в ходе руководства научной работой аспирантов и дипломников. Часть данных получена во время совместной работы с сотрудниками ГНУ ВНИИ ЗБК Россельхозакадемии, которые являются соавторами сорта Амиор и некоторых публикаций.

Автор выражает искреннюю признательность научному консультанту, доктору сельскохозяйственных наук, профессору, Заслуженному работнику сельского хозяйства РФ, главному научному сотруднику лаборатории селекции зернобобовых культур ГНУ ВНИИ ЗБК Россельхозакадемии Анатолию Николаевичу Зеленову за предоставленные для исследования образцы гороха, научные и методические консультации, ценные замечания и предложения при выполнении работы.

Автор благодарит ректора ФГБОУ ВПО «ОрелГИЭТ», д. э. н., профессора Н.И. Лыгину, проректора по учебной работе, д. э. н., профессора И.Г. Паршу-тину за поддержку и оказанную помощь; директора ГНУ ВНИИ ЗБК Россельхозакадемии, д. с.-х. н., профессора В.И. Зотикова за предоставленную возможность проведения исследований на базе института; старшего научного сотрудника лаборатории селекции зернобобовых культур ГНУ ВНИИ ЗБК Россельхозакадемии, к. с.-х. н. В.Н. Уварова за предоставленные для исследования образцы гороха; коллег из ФГБОУ ВПО «ОрелГИЭТ», ФГБОУ ВПО «ОГАУ», ГНУ ВНИИ ЗБК Россельхозакадемии, ФГБОУ ВПО «ОГУ», ФГБУ «Орловский референтный центр Россельхознадзора», ГНУ ВИК им. В.Р. Вильямса Росельхо-закадемии, ИБХФ им. Н.М. Эммануэля РАН (г. Москва), ВНИИМП им. В.М. Горбатова Россельхозакадемии (г. Москва), ГНУ ВНИИЖ Россельхозакадемии, Московский филиал (г. Москва), ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» (г. Воронеж) за помощь при проведении экспериментов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы; сформулированы цель и задачи исследований; охарактеризованы научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы; представлены основные положения, выносимые на защиту.

ГЛАВА 1. Литературный обзор. Показано народно-хозяйственное значение культуры гороха и направления его использования. Дана характеристика современных морфотипов гороха. Представлены направления и результаты селекционной работы с зерновым горохом. Проанализированы химический состав, пищевая ценность, направления использования в пищевых технологиях зерна гороха и продуктов его переработки. Проведен анализ современного состояния комплексной переработки зерна.

ГЛАВА 2. Объекты, материал и методы исследований. Объектом исследования в диссертационной работе являлись: сорта и селекционные линии гороха различных морфотипов, в том числе: листочковые, усатые, хамелеоны, дважды- и многократно непарноперистые, рассеченнолисточковые индетерми-нанты и детерминанты (самарская модель, люпиноид) с гладкими и морщинистыми, осыпающимися и неосыпающимися семенами; зерно, оболочки и зародыши зерна гороха; нативные крахмалы, зародышевые продукты, пектины из оболочек зерна гороха; пищевые продукты с использованием продуктов переработки зерна гороха. В ходе технологических исследований использовали пищевое сырье, отвечающее требованиям ГОСТов.

Исследование растений гороха проводили на полях севооборота лаборатории селекции зернобобовых культур ГНУ ВНИИ ЗБК Россельхозакадемии (г. Орел). Посев гибридов Р, и ¥2 проводили в теплице вручную; посев последующих поколений — в поле селекционной сеялкой ССФК-7М; в контрольном питомнике и конкурсном сортоиспытании - сеялкой СКС-6-10. В течение вегетации проводили фенологические наблюдения, отмечали морфологические признаки растений. Устойчивость к полеганию оценивали по пятибалльной шкале. Уборку гибридных растений проводили вручную. Уборку растений в коллекционном, селекционных, контрольном питомниках и в конкурсном сортоиспытании проводили селекционным комбайном Сампо-130 в фазу полного созревания. Обмолот снопов - на селекционной молотилке МСУ-1.

Изучение селекционного материала проводили по общепринятой схеме; конкурсное испытание сорта Амиор — в сравнении с районированным стандартом сортом Вега по «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» (1985).

Исследование показателей качества семян современных сортов и форм

гороха, продуктов переработки зерна гороха и разработанных пищевых продуктов проводили в лабораториях кафедры «Товароведение, экспертиза товаров и туризм» ФГБОУ ВПО «ОрелГИЭТ» в творческом сотрудничестве со специалистами ГНУ ВИК им. В.Р. Вильямса Россельхозакадемии, ИБХФ им. Н.М. Эммануэля РАН (г. Москва), ГНУ ВНИИЖ Россельхозакадемии, Московский филиал (г. Москва), ФГБОУ ВПО «ВГУИТ» (г. Воронеж), ФГБОУ ВПО «ОГУ» (г. Орел), ФГБУ «Орловский референтный центр Россельхознадзора», а также на основе договоров, заключенных с Инновационным научно-исследовательским центром ОГАУ, Испытательным лабораторным центром «ВНИИМП им. В.М. Горбатова» (г. Москва).

При выполнении работы применялись стандартные общепринятые в исследовательской практике технологические, биохимические, органолеггшче-ские, физико-химические, реологические, микробиологические и др. методы, а также модифицированные методики.

Все исследования выполнялись в трехкратной повторности.

При расчете экономических показателей производства сорта гороха Амиор использовали технологические карты производства гороха в ГНУ ВНИИ ЗБК Россельхозакадемии (г. Орел). Экономическую эффективность производства пищевых продуктов рассчитывали исходя из фактически сложившихся затрат на производство, а также с использованием справочных данных по нормам расхода сырья. Математическую обработку экспериментальных данных проводили с применением корреляционного, дисперсионного анализа и математической статистики по Б. А. Доспехову (1985), а также с использованием статистического пакета Microsoft Excel 2010.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

ГЛАВА 3. Оценка современных сортов и форм гороха по показателям качества семян. Проведена оценка семян 34 сортообразцов гороха различных морфотипов по технологическим показателям, показателям качества крупы, кулинарным и биохимическим показателям. Установлено, что урожайность семян исследуемых сортообразцов гороха в среднем за 2005-2008 гг. составила 2,74 т/га, с варьированием от 1,52 (Пап-986/6) до 4,15 т/га (Темп). Масса 1000 семян в среднем по коллекции составила 216,2 г, с варьированием по сортам и годам изучения от 145,3 до 313,9 г. Наибольший процент оболочек был отмечен в семенах урожая 2005 г. (10,56 % в среднем), а наименьший — в условиях 2007 г. (8,95 % в среднем). Установлено, что семенная продуктивность имеет умеренную положительную взаимосвязь с массой 1000 семян (г= + 0,44) и отрицательную - с пленчатостью (г = - 0,44). Выявлена существенная отрицательная корреляция (г= — 0,69) между массой 1000 семян и содержанием оболочек.

Анализ и систематизация научной информации, постановка проблемы, выбор объектов, материалов и методов исследований

II этап

III этап

Комплексная оценка семян современных сортов и форм гороха по показателям качества

Систематизация современных сортов и форм гороха по направлениям использования зерна

Разработка селекционной программы по повышению содержания амилозы в крахмале семян гороха

Обоснование параметров высокоамилозного сорта

Изучение коллекции

Изучение селекционного материала

Характеристика высокоамилозного сорта

IV этап

Разработка технологии получения нативных крахмалов из зерна современных сортов и форм гороха

X

Научное обоснование, выбор технологических параметров переработки

Крахмалы нативные

Технологическая и качественная характеристика

Разработка пищевых продуктов с использованием нативных крахмалов нз зерна гороха

т

Научное обоснование, разработка рецептур, выбор технологических параметров

Л

N

Состав теста для макаронных изделий

Смесь для получения киселя

Оценка качества, пищевой, биологической ценности и безопасности

V этап Разработка технологий переработки побочных продуктов производства крахмала 1 * :

И

Научное обоснование и выбор технологических параметров

Зародышевый продукт

N

Пектин

Технологическая и качественная характеристика

Разработка пищевых продуктов с использованием зародышевого продукта

X

Научное обоснование, разработка рецептуры и выбор технологических параметров

Хлеб с зародышевым продуктом

Оценка качества, пищевой, биологической ценности и безопасности

VI этап Оценка экономической эффективности, промышленная апробация, получение патентов

Рисунок 1 - Структурная схема исследований

Семена большинства исследованных сортообразцов характеризовались крупностью на уровне 7,0+6,5 мм с выравненностью от 84,0 до 92,0 %. Выход лущеного гороха в процессе лабораторной переработки семян варьировал от 80,8 до 89,4 %, с выходом целого лущеного гороха - 64,8-81,6 %; колотого лущеного - 1,7-20,2 %. Продолжительность варки семян составила 100-125 (2007 г.)-90-130 мин (2008 г.). Развариваемость семян всех исследуемых сортов и селекционных линий была равномерной, с коэффициентом разваримости семян от 2,34 до 2,72 (2007 г.) и от 2,29 до 2,76 (2008 г.). Вкус большинства сортообразцов после варки был приятным, слегка сладковатым (4,5-5 баллов) или мучнистым (4,0 балла). Выявлена значимая положительная корреляция между продолжительностью варки и пленчатостью семян (г = + 0,50-0,54) и отрицательная - между продолжительностью варки и массой 1000 семян (г — 0,30-0,58).

Содержание сырого протеина варьировало по сортообразцам и годам исследований от 19,17 до 30,27 %; содержание крахмала - от 23,20 до 55,84 %; содержание амилозы в крахмале - от 30,96 до 72,57 %. Содержание минорных компонентов в семенах различных форм гороха составило в среднем: общей золы - 3,23 %; жира - 1,9 %; сырой клетчатки - 6,48 %. Активность ингибиторов трипсина и химотрипсина составила в среднем, соответственно, 10,99 и 9,76 мг/г. Переваримость белка в среднем по коллекции варьировала от 58,02 (2008 г.) до 63,27 % (2007 г.).

Установлена идентичность компонентного и аминокислотного состава белка у различных морфотипов гороха. Основными фракциями белка являлись альбумины, глобулины и глютенины (рисунок 2). Наибольшую ценность как источники дефицитных аминокислот представляют формы с повышенным содержанием водорастворимых белков (Орловчанин 2, Мадонна, Вега, Амиус-99-1245, Изумруд, Тристар, Сйгас!) и легуминоподобных белков в составе глобулинов (Темп, ЛУ-213-94, Пап-485/4, Пап-986/6, В-Агримут и большая часть морщинистых форм). Лимитировала биологическую ценность белков семян гороха аминокислота метионин, скор которого составил 48,2-50,0 %. Недостаточно сбалансированы исследуемые белки были по валину.

70,86 %

Рисунок 2 - Фракционный состав белков семян гороха, % от общего белка

□ альбумины И глобулины 0 глютенины

□ остаточная фракция

ГЛАВА 4. Научное обоснование направлений использования зерна современных сортов и форм гороха. На основании требований нормативных документов и требований перерабатывающих производств была проведена систематизация показателей качества для оценки пригодности зерна современных сортов и форм гороха на кормовые, продовольственные цели и для промышленной переработки.

Для использования на кормовые цели пригодны сорта и формы гороха с содержанием обменной энергии не менее 12,0-14,5 МДж/кг; сухих веществ - не менее 850 г/кг; сырого протеина - не менее 200-250 г/кг; сырой клетчатки - не более 50-80 г/кг; золы — не более 35-45 г/кг, а также сбалансированные по аминокислотному составу белка. На продовольственные цели рекомендуется использовать сорта, имеющие крупные (6,5+6,0-7,0+6,5 мм) и выравненные (не менее 80,0 %) семена с содержанием протеина не менее 24,0 %, выходом крупы не менее 80,0-83,0 % и хорошими кулинарными достоинствами. Для промышленной переработки пригодны сорта, сочетающие наибольший выход конечного продукта с его повышенным содержанием в семенах.

Установлено, что содержание сырого протеина на 1 кг корма в исследуемых сортообразцах составило 251,2-286,0 г. По концентрации обменной энергии для разных видов животных зерно гороха соответствовало требованиям ГОСТ Р 54630-2011. Содержание большинства незаменимых аминокислот в белках превышало потребность в них животных, что позволило отнести зерно гороха к высокоценному корму.

Товарные качества большинства изученных сортов и форм гороха отвечали требованиям, предъявляемым к продовольственному зерну. Однако по сумме потребительских показателей наиболее пригодно для выработки крупы зерно сорта Орел и селекционных линий ЛУ-298-99, Пап-485/4, Пап-986/6, Амиус-334, Амиус-98-891 и Амиус-1241.

Наибольший выход крахмала с 1 га обеспечивали гладкосемянные сорта Орловчанин (1,61 т/га), Темп (1,70 т/га), Орлус (1,64 т/га), Спартак (1,61 т/га), Мадонна (1,58 т/га), Мультик (1,57 т/га). Для получения высококачественного крахмала рекомендованы селекционные линии Амих-99-1132, Амиус-97-2301, Амиус-98-891, Амиус-1241 с содержанием амилозы в крахмале свыше 60,0 % и выходом крахмала 0,66-0,85 т/га. Наибольший выход амилозы с 1 га среди гладкосемянных форм имели сорта Орловчанин (0,60 т/га), Спартак (0,63 т/га), Мадонна (0,62 т/га), Мультик (0,62 т/га); в группе морщинистых - Амих-99-1132 (0,57 т/га), Амиус-98-891 (0,48 т/га), Амиус-1241 (0,56 т/га). Наибольший «идеальный» выход белковых веществ обеспечивали гладкосемянные сорта Темп (0,84 т/га), Орлус (0,76 т/га), Спартак (0,78 т/га), Мадонна (0,73 т/га), Мультик (0,79 т/га), селекционная линия ЛУ-268-99 (0,70 т/га), а также селекционные линии ами-

лозного типа Амих-99-1132 (0,74 т/га) и Амиус-1241 (0,73 т/га).

ГЛАВА 5. Результаты селекционной работы по повышению содержания амилозы в крахмале семян гороха. В процессе селекционной работы были определены основные параметры высокоамилозного технологичного сорта зернового гороха: урожайность семян, близкая к гладкосемянным стандартам; содержание амилозы в крахмале зрелых семян - не ниже 60,0 %; технологичность; устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам; вегетационный период на уровне среднеспелых стандартов.

Путем скрещивания гладкосемянных сортов и селекционных линий с усатыми и гетерофильными листьями с морщинистыми сортами был создан ряд высоко-амилозных селекционных линий (Амиус-98-891, Амиус-1241, Амиус-97-2301, Амиус-99-1245, Амих-99-1132) с содержанием амилозы в крахмале 65,2-74,8 %.

По результатам конкурсного сортоиспытания выделилась линия Амиус-98-891. Она под названием сорт Амиор была заявлена на регистрацию патента РФ и передана в Государственное сортоиспытание. Сорт Амиор достоверно превышал стандарт Вега по урожайности семян в среднем на 40,3 %. Продолжительность вегетационного периода в среднем за 2009-2011 гг. была на 2 дня меньше, чем у сорта Вега. Содержание крахмала в семенах и амилозы в крахмале у сорта Амиор было в среднем на 1,8 и 4,2 %, соответственно, выше, чем в семенах сорта Вега. Общий выход крахмала с единицы посевной площади у нового сорта также превысил значение данного показателя у стандарта в среднем на 56,0 %. Семена сорта Амиор отличались достаточной крупностью (7,0+6,5 мм) и выравненностью (96,8 %). Растения сорта Амиор характеризовались более высокой устойчивостью к ряду болезней и вредителей. Благодаря устойчивости к полеганию новый сорт пригоден к возделыванию по индустриальным технологиям. Рост рентабельности производства семян сорта Амиор составил 90,2 процентных пункта по сравнению со стандартом Вега.

Сорт Амиор рекомендован для испытания и внедрения в сельскохозяйственное производство в Центрально-Черноземном регионе РФ с целью получения высококачественного крахмала, предназначенного для производства би-одеградируемых полимеров и в качестве энзимрезистентного компонента в пищевых продуктах.

ГЛАВА 6. Разработка технологии получения и исследование качества нативных крахмалов из зерна современных сортов и форм гороха. С

учетом особенностей зерна гороха как крахмалсодержащего сырья и в связи с необходимостью максимального извлечения ценных компонентов была разработана безотходная технология переработки зерна гороха на крахмал, предусматривающая предварительное отделение от зерна оболочек, замачивание ше-лушеного зерна в воде при температуре 2 ... 4°С в течение 24 ч, с последующим

отделением зародышей зерна.

Помимо традиционно сопутствующих производству крахмала продуктов (экстракта, мезги, глютена и процессовой воды) были выделены вторичные компоненты зерна гороха - зародыши и оболочки, которые могут иметь самостоятельное экономическое значение.

Исследование микроструктуры нативных крахмалов, выделенных из зерна рекомендованных для комплексной промышленной переработки сортов Темп, Спартак и селекционных линий Амиус-98-891, Амих-99-1132 показало, что крахмал гладкосемянных сортов представлен простыми гранулами трех фракций, с преобладанием крупно- и среднезернистой. Крахмал морщинистых линий имел бимодальное строение со сложными гранулами, с преобладанием мелкозернистой фракции.

Плавление гранул крахмала всех изученных сортообразцов гороха, за исключением сорта Темп, характеризовалось двумя эндотермическими пиками: низкотемпературным - кристаллической ламели и высокотемпературным -амилозо-липидного комплекса (таблица 1). Крахмалы гладкосемянных и морщинистых форм гороха отличались по таким термодинамическим параметрам как суммарная энтальпия (АНт) и температура плавления (Тт). Крахмалы высо-коамилозных линий Амиус-98-891 и Амих-99-1132 имели нескольких эндотермических пиков, обусловленных присутствием кристаллических структур В-, В*- и Уь-типа.

Таблица 1 - Термодинамические параметры желатинизации крахмалов зерна гороха

Наименование сорта / линии тт,°с (кристаллических ламелей) Т °С 1 гп, ^ (амилозо-л и п и дн ы й комплекс) АНт, кДж/моль ДНамл, кДж/моль

Амиус-98-891 Тт1=58,8 Тт2=70,3 Тт3=87,3 Тт4=79,4 87,3 1,2 0,1 (Тт3)

Амих-99-1132 Тт1=53,9 Тт2=71,3 Тт,=91,5 91,6 1,9 0,2 <Тт3)

Темп 62,0 - 2,6 -

Спартак 62,3 92,8 2,6 0,1

Установлено, что высокоамилозные крахмалы морщинистых форм гороха отличались пониженной растворимостью и повышенной влаго- и жиросвязы-вающей способностью. Крахмалы гладкосемянных сортов гороха хорошо растворялись в воде, при нагревании образуя стойкие к расслаиванию системы.

Отмечена повышенная сорбционная способность выделенных крахмалов

по отношению к ионам тяжелых металлов (рнсунок 3).

5 2

-1:25-

□ Темп

В Амиус-98-891

0,17 0.20

ТЩТ

Ш

РЬ

са

Си

гп

Рисунок 3 - Сорбционная способность растворов нативных крахмалов из зерна гороха

По органолептическим, физико-химическим, микробиологическим показателям и показателям безопасности нативные крахмалы из зерна гороха соответствовали требованиям, предъявляемым к промышленным крахмалам.

ГЛАВА 7. Разработка пищевых продуктов с использованием нативных крахмалов из зерна гороха. Высокоамилозные гороховые крахмалы, имеющие В-тип полиморфной кристаллической структуры и высокую температуру желатинизации, относятся к резистентным крахмалам второго типа с повышенным содержанием энзимрезистентного крахмала, выполняющего функцию пищевых волокон. В нативных крахмалах, выделенных из селекционных линий Амиус-98-891 (далее сорт Амиор) и Амих-99-1132, содержание фермен-тоустойчивого крахмала составило, соответственно, 16,8 и 15,1 %.

Внесение высокоамилозного горохового крахмала сорта Амиор в количестве 5,0-20,0 % к массе пшеничной муки привело к снижению в ней содержания белка, сырой и сухой клейковины. Упругие свойства клейковины существенно не изменились. Реологические показатели макаронного теста — предельное напряжение сдвига и адгезионная способность - повысились. Органолептиче-ские и физико-химические показатели качества готовых макаронных изделий с гороховым крахмалом соответствовали требованиям нормативной документации. В макаронных изделиях с 10,0 % горохового крахмала содержание энзим-резистентного крахмала повысилось в 2,7 раза по сравнению с контрольным образцом. При этом суточная потребность в пищевых волокнах удовлетворялась на 56,5 %; в резистентном крахмале - на 135,0 %.

Разработаны рецептуры и технология получения смеси для киселя с крахмалом гладкосемянных сортов Темп и Спартак в количестве 22,0-30,0 мае. %. Полученные концентраты по комплексу показателей качества соответствовали требованиям нормативной документации (таблица 2). Восстановленный кисель имел приятный запах и вкус, свойственный плодовому наполнителю, и однородную вязкую консистенцию, сохраняющуюся в течение 12 ч. За счет

внесения в состав концентрата плодового компонента при употреблении одной порции восстановленного киселя суточная физиологическая потребность в железе удовлетворялась на 89,3-125,0 %; в витамине РР - на 5,0-7,0 %.

Таблица 2 - Показатели качества смеси для получения киселя с крахмалом гороховым нативным

Наименование показателя Кисель плодово-ягодный (контроль) Смесь для получения киселя с содержанием крахмала горохового нативного, мае. %

22,0 24,0 26,0 28,0 30,0

Массовая доля влаги, % 3,55±0,01 3,01± 0,02 3,91± 0,03 4,22± 0,01 4.47± 0,02 4,99± 0.03

Массовая доля сахарозы, % 68,41±0,12 70,20± 0,10 67,25± 0,10 64,30± 0,04 61,40± 0,06 58,45± 0,10

Общая кислотность (в пересчете на лимонную кислоту), % 2,14±0,15 2,62± 0,10 2,19± 0,00 1,75± 0,20 1,49± 0,10 1,31± 0,10

Эффективность проведенных исследований подтверждена получением Патентов РФ и промышленной апробацией разработанных продуктов. При уровне рентабельности 20,0 % и торговой надбавке 20,0 % прибыль от реализации макаронных изделий составила 9579,74 руб. за 1 т, что на 511,19 руб. выше, чем при реализации 1 т контрольного образца. Рентабельность производства смеси для киселя составила 15,0 %, торговая надбавка - 20,0 %, прибыль от реализации — 14990,92 руб., что на 3369,33 руб. выше, чем при реализации 1 т плодово-ягодного киселя.

ГЛАВА 8. Разработка технологий получения и исследование качества побочных продуктов переработки зерна гороха на крахмал. Для исследования побочных продуктов производства крахмала использовали зерно сортов гороха Темп и Амиор. Зародыши зерна высушивали при температуре 18 ... 20°С до влажности не более 11,0 %, измельчали с помощью лабораторной мельницы ЛЗМ-1М до тонкой муки, просеивали через сито из шелковой ткани №43 и упаковывали в бумажные пакеты, получая зародышевый продукт (далее ЗП).

Установлено, что ЗП из зерна гороха содержат 24-4,65 % золы, 4,93-6,85 % липидов, 46,88-50,97 % белка, 10,36-1 1,75 % Сахаров, 4,93-5,10 % клетчатки. Крахмал в составе ЗП не обнаружен. На долю незаменимых аминокислот в составе белкового комплекса ЗП приходится 32,79-32,81 % от общего белка. Наиболее высок процент лейцина (7,73-8,00 %) и лизина (7,63-7,85 %). Белки ЗП из зерна гороха полноценны по таким аминокислотам как треонин, лейцин, тирозин, фенилаланин и лизин. Первой лимитирующей аминокислотой ЗП является метионин (скор 40,45-56,36 %), затем следуют изолейцин (скор 69,7573,75 %) и валин (скор 68,6-74,4 %). По содержанию триптофана белки ЗП

уступали идеальному белку, соответственно, на 5,0 (Темп) и 10,0 % (Амиор). Липидный комплекс ЗП можно охарактеризовать как ненасыщенный (83,6-84,0 % от суммы всех кислот) с преобладанием олеиновой и линолевой жирных кислот. Повышенное содержание липидов обуславливает присутствие в ЗП жирорастворимых витаминов, а также каротиноидов (рисунок 4).

Содержание витамина Ев 100 г ЗП составило в среднем 53,1 % от принятой физиологической нормы, количество каротиноидов превысило суточную потребность на 32,2-53,2 %. В составе ЗП обнаружены водорастворимые анти-оксиданты (в пересчете на кверцетин), антиоксидантные (пероксидаза, катала-за) и окислительные (аскорбиноксидаза) ферменты. По органолептическим показателям ЗП из зерна гороха соответствовали требованиям к гороховой муке. Повышенная кислотность ЗП обусловлена наличием в их составе липидов и свободных жирных кислот. Посторонние примеси отсутствовали. По показателям безопасности ЗП соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01.

Присутствие в ЗП из зерна гороха ненасыщенных жирных кислот оказывает существенное влияние на их качество в процессе хранения. Показано, что предварительная термическая обработка ЗП при температуре 105°С в течение 20 мин снижает активность фермента липоксигеназы в процессе хранения в 2-3 раза. Темпы роста кислотного и перекисного числа жира снижались, соответственно, в 1,4-1,8 и 1,6-2,6 раза.

Наибольший удельный вес в составе оболочек зерна гороха приходился на нерастворимые пищевые волокна - клетчатку, гемицеллюлозу и лигнин. Пектиновые вещества в среднем на 86,4 % в среднем) состояли из протопектина (таблица 3). Отмечены повышенные значения соотношений ПП/РП и ПП/ПВ.

С учетом физических свойств и морфологических особенностей оболочек зерна гороха были подобраны условия экстрагирования и разработана технология извлечения пектина. Гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ из оболочек зерна гороха проводили 2,0 %-ным водным раствором соляной кислоты при температуре 75 ... 78°С в течение 110 ... 120 мин. Полученный гидроли-зат центрифугировали, разделяя на пектиновый экстракт и твердую фазу (не-

10,47

□ Темп

□ Амиор

7 14'236

витамин А витамин Е каротиноиды

Рисунок 4 - Содержание жирорастворимых витаминов и каротиноидов в зародышевых продуктах из зерна гороха

растворимые пищевые волокна). Коагуляцию пектина проводили этиловым спиртом (96,0 % об.) при температуре 8 ... 10°С в течение 10 мин, с последующей двухфазной очисткой этиловым спиртом (70,0 и 96,0 % об.).

Таблица 3 - Содержание и соотношение пектиновых веществ в оболочках зерна гороха

Наименование показателя Оболочки зерна сортов гороха

Темп Амиор

2011 2012 среднее 2011 2012 среднее

Массовая доля, % СВ: растворимого пектина (РП) 0,45±0,01 0,54±0,02 0,50 0,31±0,02 0,44±0,01 0,38

протопектина (ПП) 2,41±0,01 2,86±0,02 2,64 2,50±0,01 3,39±0,02 2,94

пектиновых веществ (ГТВ) 2,86±0,02 3,40±0,03 3,13 2,81±0,02 3,83±0,02 3,32

Соотношение фракций: ПП/РП 5,36 5,30 5,33 8,06 7,70 7,88

ПП/ПВ 0,84 0,84 0,84 0,89 0,88 0,88

Полученные из оболочек сортов гороха Темп и Амиор пектины по орга-нолептическим показателям соответствовали требованиям к пищевому пектину. Представляли собой порошок тонкого помола светло-желтого цвета с кисловатым вкусом, свойственным пектинам, с пониженным содержанием балластных веществ, в том числе зольных элементов и азота.

По основным характеристикам пектины были отнесены к высокоэтерифи-цированным (таблица 4), с повышенным содержанием этерифицированных групп, свободных и метоксилированных карбоксильных групп, с хорошей сгуднеобра-зующей способностью и повышенной сорбционной способностью по отношению к ионам свинца, кадмия и меди, в меньшей степени - к ионам цинка

Таблица 4 - Характеристика пектинов из оболочек зерна гороха

Наименование показателя Пектин из оболочек зерна сорта

Темп Амиор

Содержание чистого пектина, % 77,37±0,10 78,00±0,12

Содержание балластных веществ, % 16,04±0,04 15,31±0,02

рН 1%-ного (водного) раствора 3,40±0,01 3,50±0,01

Степень этерификации, % 61,81±0,21 63,03±0,18

Содержание свободных карбоксильных групп, % 7,20±0,01 7,02±0,01

Содержание этерифицированных групп, % 11,66±0,02 11,97±0,04

Содержание ацетильных групп, % 0,38±0,001 0,41 ±0,001

Содержание метоксилированных карбоксильных групп, % 11,28±0,02 11,56±0,01

Содержание карбоксильных групп, % 18,48±0,02 18,58±0,04

Студнеобразующая способность, °ТБ 234,50±2,20 236,00±2,50

Содержание тяжелых металлов в пектинах было значительно ниже допустимых значений. Радионуклиды, условно патогенные, патогенные микроорганизмы и микроорганизмы порчи не были обнаружены.

ГЛАВА 9. Разработка технологии производства хлеба с зародышевым продуктом из зерна гороха. Поиск сырьевых источников, обогащающих пшеничную муку незаменимыми микронутриентами, и реализация технологических решений по применению такого сырья при производстве хлебобулочных изделий является весьма актуальным. Установлено, что ЗП из зерна сортов гороха Темп и Амиор превышали пшеничную муку высшего сорта по содержанию белка в 3,6-4,0 раза, липидов - в 4,1-5,7 раза, моно- и дисахаридов - в 39,845,2 раза, клетчатки - в 49,3-51,0 раза, отличались более высоким содержанием витамина Вь Р-каротина, макро- и микроэлементов (таблица 5).

Таблица 5 - Пищевая ценность зародышевых продуктов из зерна гороха и муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта __

Наименование показателя Мука пшеничная, в/с Зародышевь из зерна го ш продукт эоха сорта +, - к контролю

Темп Амиор Темп Амиор

Массовая доля, % СВ: белка 12,86±0,00 50,97±0,00 46,88±0,00 + 38,11 + 34,02

липидов 1,20±0,01 4,93±0,04 6,85±0,06 + 3,73 + 5,65

моно- и дисахаридов 0,26±0,01 11,75±0,20 10,36±0,12 + 11,49 + 10,10

крахмала 68,90±0,30 - - -68,90 - 68,90

клетчатки 0,10±0,01 4,93+0,01 5,10±0,02 + 4,83 + 5,00

золы 0,51 ±0,02 4,65±0,02 5,10±0,02 + 4,14 + 4,59

Массовая доля, мг % СВ: кальция 18,0±0,21 57,0±0,8 60,0±0,95 + 39,0 + 42,0

магния 15,0±0,20 395,0+2,2 415,0±1,9 + 380,0 + 400,0

фосфора 86,0±0,41 369,0±3,0 400,0±2,5 + 283,0 + 314,0

натрия 3,0±0,10 128,0±1,1 134,0±1,2 + 125,0 + 131,0

Р-каротина - 6,44±0,02 7,46±0,04 + 6,44 + 7,46

витамина В, 0,19±0,01 0,51±0,02 0,58±0,01 + 0,32 + 0,39

Энергетическая ценность, ккал 345,72 292,90 288,54 -52,82 -57,18

Содержание незаменимых аминокислот в 100 г ЗП из зерна гороха было в 4,5-4,8 раза выше, чем в муке пшеничной высшего сорта. По таким аминокислотам как валин, треонин и лизин зародыши зерна гороха превысили муку пшеничную, соответственно, в 6,0-7,0; 6,8-7,3; 5,6-6,2 раза. Содержание метио-нина и триптофана в среднем на 277,836 и 315,150 мг выше, чем в пшеничной муке. В целом белок ЗП более сбалансирован по содержанию незаменимых аминокислот.

Установлено, что внесение ЗП в количестве 0,5-3,0 % в состав пшеничной муки высшего сорта увеличивает в ней содержание белка на 0,39-8,70 %; кислотность - на 0,15-1,20 град. При дозировке ЗП 0,5-2,0 % увеличивается содержание сырой клейковины. В присутствии 1,0 и 1,5% добавки отмечено снижение растяжимости клейковины, свидетельствующее об ее укреплении. Наиболее высокий показатель седиментации пшеничная мука имела при внесении 1,0 % ЗП.

Разработана технология производства хлеба с добавлением ЗП из зерна гороха. Исследованы два варианта внесения ЗП в состав теста: 1 вариант - в смеси с мукой пшеничной высшего сорта; 2 вариант - в составе суспензии, полученной из воды питьевой, дрожжей хлебопекарных прессованных, соли поваренной пищевой, ЗП и 20,0 % муки пшеничной высшего сорта, с последующим интенсивным перемешиванием в течение 5 мин. Установлено, что наилучшим способом внесения ЗП является приготовление суспензии, так как интенсивное перемешивание компонентов теста с ЗП и частью муки пшеничной способствует его насыщению кислородом воздуха, а увеличение водопо-глощающей способности муки приводит к лучшей клейстеризации, большему поднятию тестовых заготовок при выпечке, улучшению состояния мякиша (таблица 6).

Таблица 6 - Влияние способа внесения зародышевого продукта из зерна гороха на качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта_

Наименование показателя Хлеб из муки пшеничной, в/с (контроль) Хлеб из муки пшеничной, в/с с добавлением зародышевого продукта, % взамен части муки

1 вариант 2 вариант

0,5 1,0 1,5 2,0 0,5 1,0 1,5 2,0

Влажность, % 42,0±0,1 41,2± 0,1 40,4± 0,2 39,3± 0,1 38,4± 0,1 41,5± 0,2 40,9± 0,1 40,3± 0,1 39,8± 0,1

Кислотность, град. 1,8±0,0 1,8± 0,1 2,1± 0,1 2,2± 0,1 2,4± 0,1 1,8± 0,1 2,1± 0,0 2,2± 0,1 2,4± 0,1

Пористость, %: формового 73,1±0,2 68,2± 0,3 64,5± 0,2 56,0± 0,2 47,8± 0,2 70,3± 0,1 74,2± 0,2 73,0± 0,2 68,1± 0,1

подового 71,6±0,1 70,1± 0,2 74,0± 0,2 69,8± 0,1 65,2± 0,2 74,4± 0,2 74,8± 0,2 71,1± 0,1 68,4± 0,1

Установлено, что оптимальной дозировкой ЗП в составе хлеба является 1,0 % взамен части пшеничной муки. На разработанный способ производства хлеба оформлена заявка на изобретение №2013143758/13 (067391) и получено уведомление о положительном результате формальной экспертизы.

В хлебе с ЗП из зерна гороха по сравнению с контрольным образцом повысилось содержание белка - на 1,0 %; липидов - на 4,9 %; моно- и дисахари-дов - на 14,0 %; клетчатки - на 30,0 %; золы - на 2,4 %, витамина В, - на 5,0 %,

незаменимых аминокислот: треонина - на 87,6 %, изолейцина - на 51,6 %, лизина - на 30,7 %. По количеству заменимых аминокислот — аспарагиновой, ги-стидину, аргинину и пролину — хлеб с добавкой также превысил контроль. Однако существенно (на 58,4 %) снизилось содержание метионина (рисунок 5).

-*-хлеб из пшеничной муки, в/с

-♦-хлеб из пшеничной муки,

в/с с 1,0 % ЗП -идеальный белок

лей

Рисунок 5 - Биологическая ценность хлеба с зародышевым продуктом из зерна гороха

В процессе хранения органолептические показатели качества хлеба с добавкой существенно не изменились. Хлеб имел приятный аромат и бобовый привкус. Вместе с тем, через 72 ч хранения несколько снизилась эластичность мякиша.

При рентабельности производства хлеба в условиях СССППК «Сельский» 10,0 % и торговой надбавке 20,0 % прибыль от реализации хлеба «Лес-ковский» с зародышевым продуктом из зерна гороха составила 8356,51 руб., что на 1081,32 руб. выше, чем при реализации 1 т контрольного образца.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнено комплексное исследование, направленное на разработку научно-практических основ и реализацию эффективных способов переработки зерна современных сортов и форм гороха. Расширена сырьевая база перерабатывающей промышленности за счет использования нетрадиционного растительного сырья, применение которого позволяет повысить биологическую ценность и расширить ассортимент пищевых продуктов, а также решить проблему утилизации побочных продуктов переработки зерна гороха на крахмал.

1. Комплексная оценка современных сортов и форм гороха позволила выявить следующие особенности формирования качества их семян:

- наибольшей семенной продуктивностью отличаются гладкосемянные усатые формы (3,47 т/га в среднем); наибольшей крупностью семян - гладкосемянные детерминанты (249,0 г в среднем); наименьшей пленчатостью - формы

с гладкими осыпающимися семенами (7,89 % в среднем);

- наибольшую выравненность семян (87,6 % в среднем), наименьшую продолжительность варки (112,4 мин в среднем) и более высокие вкусовые качества (4,3 балла в среднем) имеют гладкосемянные формы. Наибольшим выходом целого (76,8 % в среднем) и низким - колотого лущеного гороха (6,5 % в среднем) отличаются морщинистые формы;

- морщинистые формы превышают гладкосемянные по содержанию сырого протеина (на 2,70 % в среднем) и амилозы в крахмале (на 21,13 % в среднем). Гладкосемянные формы превосходят морщинистые по содержанию крахмала (на 17,53 % в среднем). По количеству ингибиторов трипсина и химотрип-сина детериминанты с обычным типом листа и хамелеоны превышают инде-терминанты с аналогичным типом листа, соответственно, на 4,01 и 5,59 и 2,50 и 3,50 мг/г в среднем;

- морщинистые формы превосходят гладкосемянные по содержанию альбуминов, легуминов и вицилинов, соответственно, на 0,56; 1,26 и 0,28 % в среднем. Формы с измененной архитектоникой листа по количеству незаменимых аминокислот в белке превышают как районированный стандарт, так и исходные формы.

2. Установлено, что зерно всех форм гороха пригодно на кормовые цели. По сумме потребительских показателей выделяются сорт Орел, селекционные линии ЛУ-298-99, Пап-485/4, Пап-986/6, Амиус-334, Амиус-98-891, Амиус-1241. В качестве сырья для производства крахмала подходят сорта Орловчанин, Темп, Орлус, Спартак, Мадонна, Мультик, селекционные линии Амих-99-1132, Амиус-97-2301, Амиус-98-891, Амиус-1241; амилозы — селекционные линии Амих-99-1132, Амиус-98-891, Амиус-1241; белковых продуктов - сорта Темп, Орлус, Спартак, Мадонна, Мультик, селекционные линии ЛУ-268-99, Амих-99-1132.

3. Для реализации безотходных технологий рекомендованы сорта Темп, Орлус, Спартак, Мадонна, Мультик, селекционные линии Амиус-334, Амих-99-1132, Амиус-98-891, Амиус-1241. Выявлены сортообразцы, пригодные как на продовольственные цели, так и для переработки, а также с пониженными потребительскими достоинствами и мало пригодные для переработки.

4. В результате реализации селекционной программы по повышению содержания амилозы в крахмале семян создан и передан в Государственное сортоиспытание сорт гороха Амиор с содержанием амилозы в крахмале 71,3 %, пригодный к уборке прямым комбайнированием. Рентабельность производства нового сорта на 90,2 % выше по сравнению со стандартом Вега.

5. Разработана технология получения нативных крахмалов из зерна гороха, предполагающая предварительное отделение оболочек и зародышей, что позволяет осуществлять практически безотходную переработку зерна за счет

использования всех его компонентов, включая побочные продукты.

6. Установлено, что нативные крахмалы из зерна гладкосемянных и морщинистых форм гороха отличаются по морфологическим, термодинамическим параметрам и функционально-технологическим свойствам, определяющим направления их использования.

7. Установлено, что высокоамилозный крахмал в составе теста для макаронных изделий в количестве 5,0-20,0 % к массе муки повышает предельное напряжение сдвига и адгезионную способность, соответственно, на 79,6-103,8 и 4,7-17,2 %. Содержание энзимрезистентного крахмала в макаронных изделиях с 10,0 % высокоамилозного крахмала повышается в 2,7 раза по сравнению с контролем; суточная потребность в пищевых волокнах удовлетворяется на 56,5 %, в резистентном крахмале — на 135,0 %.

8. Крахмалы гладкосемянных сортов гороха в количестве 22,0-30,0 мае. % в составе смеси для получения киселя обеспечивают необходимую консистенцию и стойкость к расслаиванию готового продукта. За счет внесения в состав концентрата плодового компонента суточная физиологическая потребность в железе удовлетворяется на 89,3-125,0 %, в витамине РР (ниацине) — на 5,0-7,0 %.

9. Установлено, что зародышевые продукты из зерна гороха отличаются повышенным содержанием белка (46,88-50,97 %), липидов (4,93-6,85 %), жирорастворимых витаминов А и Е (2,14-2,56 и 5,46-10,47 мг/100 г, соответственно), каротиноидов (6,44-7,46 мг/100 г), витамина В, (0,51-0,58 мг/100 г). Обнаружены антиоксидантные и окислительные ферменты. Белки полноценны по незаменимым аминокислотам треонин, лейцин, тирозин, фенилаланин и лизин. В липидном комплексе преобладают ненасыщенные жирные кислоты (83,8 % в среднем).

10. Установлено, что предварительная термическая обработка зародышевых продуктов в течение 20 мин при температуре 105°С в процессе хранения способствует снижению активности фермента липоксигеназы в 2-3 раза. Темпы роста кислотного и перекисного числа жира снижаются, соответственно, в 1,41,8 и 1,6-2,6 раза.

11. В составе пектиновых веществ оболочек зерна гороха преобладает нерастворимый протопектин (2,64-2,94 %). Отмечены повышенные значения соотношений протопектина к растворимому пектину (5,33-7,88) и протопектина к сумме пектиновых веществ (0,84-0,88), свидетельствующие о промышленной значимости сырья.

12. С учетом физических свойств и морфологических особенностей оболочек зерна гороха подобраны условия экстрагирования пектиновых веществ. Выход пектина по разработанной технологии составил 86,5-88,0 % от теоретически возможного с одновременным выделением нерастворимых пищевых волокон,

что позволяет решать проблему утилизации отходов производства крахмала.

13. Установлено, что пектины из оболочек зерна гороха относятся к вы-сокоэтерифицированным с содержанием карбоксильных групп 18,48-18,58 %, свободных и метоксилированных карбоксильных групп, соответственно, 7,027,20 % и 11,28-11,56 %, студнеобразующей способностью 234,50-236,00 °ТБ и повышенной сорбционной способностью по отношению к ионам свинца, кадмия и меди.

14. Установлено, что при внесении в пшеничную муку 0,5-3,0 % зародышевого продукта из зерна гороха содержание белка увеличивается на 0,398,70 %, кислотность - на 0,15-1,20 град. При дозировке зародышевого продукта 0,5-2,0 % содержание сырой клейковины возрастает на 0,80-2,84 %; в присутствии 1,0-1,5 % добавки происходит ее укрепление.

15. Установлено, что наилучшим способом внесения зародышевого продукта в состав теста для производства хлеба, улучшающим его потребительские свойства, является приготовление суспензии с частью пшеничной муки с последующим ее перемешиванием.

16. Использование при производстве хлеба зародышевого продукта в количестве 1,0 % взамен части пшеничной муки повышает в готовых изделиях содержание белка на 1,0 %, липидов - на 4,9 %, моно- и дисахаридов - на 14,0 %, клетчатки - на 30,0 %, золы - на 2,4 %, витамина В, - на 5,0 %, незаменимых аминокислот: треонина - на 87,6 %, изолейцина - на 51,6 %, лизина - на 30,7 %.

17. Все предложенные производству технологии являются экономически выгодными. Прибыль от реализации макаронных изделий составила 9579,74 руб. за 1 т; смеси для получения киселя - 14990,92 руб. за 1 т; хлеба с зародышевым продуктом из зерна гороха - 8356,51 руб. за 1 т.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для расширения сырьевой базы перерабатывающей промышленности рекомендуется в селекционные программы по улучшению качества семян включать современные сорта и селекционные линии гороха, отличающиеся повышенной урожайностью, высокими крупяными, кулинарными качествами, биохимическими показателями.

2. В комбикормовой и перерабатывающей промышленности с целью повышения качества вырабатываемой продукции рекомендуется использовать зерно современных сортов и форм гороха, показавших высокие кормовые, потребительские достоинства и пригодность к промышленной переработке.

3. Для получения высококачественного крахмала, предназначенного для производства биодеградируемых полимеров и в качестве энзимрезистентного

компонента в пищевых продуктах, рекомендуется для испытания и внедрения в сельскохозяйственное производство в Центрально-Черноземном регионе сорт гороха Амиор.

4. С целью рационального использования вторичных ресурсов и отходов производства перерабатывающим предприятиям предлагается внедрять технологию переработки зерна гороха на крахмал, позволяющую, помимо нативного крахмала и сопутствующих ему уваренного экстракта, мезги и глютена, получать зародыши и семенные оболочки.

5. С учетом потребительских и функционально-технологических свойств рекомендуется использовать крахмалы гладкосемянных сортов Темп и Спартак в качестве загустителей пищевых продуктов; крахмал морщинистого сорта Амиор -для разработки функциональных пищевых продуктов на зерновой основе.

6. Зародышевые продукты из зерна гороха в связи с высокой активностью и лабильностью содержащихся в них соединений рекомендуется хранить не более 40 сут. при температуре 2 ... 4°С и относительной влажности воздуха не более 80,0 %.

7. При выделении пектина из оболочек зерна гороха рекомендуются следующие параметры экстрагирования пектиновых веществ: 2,0 %-ный водный раствор соляной кислоты; гидромодуль 1:7; рН 1,2 ... 1,5; температура гидро-лизуемой смеси 75 ... 78°С; продолжительность гидролиза 110 ... 120 мин, обеспечивающие наибольший выход конечного продукта.

8. Предприятиям пищевой промышленности рекомендуется использовать зародышевые продукты из зерна гороха в качестве основы для хлебопекарных улучшителей; пектины из оболочек зерна гороха - в качестве структурообразо-вателей в составе пищевых продуктов функциональной направленности.

9. Предприятиям пищевой промышленности и общественного питания предлагаются новые виды пищевых продуктов: макаронные изделия, смеси для получения киселя «Яблоко» и «Груша», хлеб «Лесковский» с отличными потребительскими качествами и повышенной биологической ценностью.

Перспективы дальнейшей разработки темы исследований: проведенные исследования позволили систематизировать направления использования зерна современных сортов и форм гороха в перерабатывающей промышленности. Применение полученных данных будет способствовать разработке технологий пищевых продуктов с заданными свойствами, в том числе с использованием вторичного сырья.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в рецензируемых изданиях, входящих в список ВАК РФ:

1. Задорин, А.Д. Новая технология получения белково-углеводных продуктов из зерна бобовых культур / А.Д- Задорин, П.И. Шумилин, Н.В. Шелепина // Кормопроизводство. - 2003. - №10. - С. 30-32.

2. Шелепина, Н.В. Новые формы гороха - перспективный источник белка и крахмала / Н.В. Шелепина // Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 2008. - №4. - С. 112-113.

3. Шелепина, Н.В. Качество зерна сортов гороха современной селекции / Н.В. Шелепина // Вестник КрасГАУ - 2009. - №4. - С. 213-216.

4. Шелепина, Н.В. Оценка качества крахмала современных сортов гороха / Н.В. Шелепина, М.И. Якунина // Известия ВУЗов. Пищевая технология. — 2009. - № 2-З.-С. 115-116.

5. Шелепина, Н.В. Содержание и качество белка нетрадиционных морфотипов гороха / Н.В. Шелепина // Хранение и переработка сельхозсырья - 2009. - №8. - С. 50-51.

6. Зеленое, А.Н. Кормовые достоинства амилозного гороха / А.Н. Зеленое, Н.В. Шелепина// Хранение и переработка сельхозсырья. -2009. -№10. -С. 51-53.

7. Шелепина, Н.В. Макаронные изделия с использованием высокоамилозного горохового крахмала/Н.В. Шелепина// Пищевая промышленность. -2010. -№3,- С. 36-37.

8. Шелепина, Н.В. Применение горохового крахмала в производстве концентратов киселей/Н.В. Шелепина // Пищевая промышленность.-2010. - №8.-С. 18-19.

9. Шелепина Н.В. Исследование термодинамических характеристик желатинизации крахмалов новых форм гороха / Н.В. Шелепина, С.С. Козлов // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2011. - №5. - С. 50-52.

10. Шелепина, Н.В. Сравнительная характеристика белкового комплекса гладкозер-ных и морщинистых форм гороха / Н.В. Шелепина// Ученые записки Орловского государственного университета. Серия. Естественные, технические и медицинские науки. - 2011. - №5 (43). - С. 277-282.

11. Шелепина, Н.В. Оценка потребительских свойств зерна различных морфотипов гороха / Н.В. Шелепина // Ученые записки Орловского государственного университета. Серия. Естественные, технические и медицинские науки - 2012. - №3 (47). -С. 333-337.

12. Зеленое, А.Н. Первый российский высокоамилозный сорт зернового гороха Амиор / А.Н. Зеленов, И.В. Кондыков, Т.Н. Сучкова. Л.Н. Кузнецова, Н.В. Шелепина, Н.Е. Павловская // Земледелие. - 2012. - №5. - С. 36-37.

13. Шелепина, Н.В. Оболочки зерна гороха - перспективное вторичное сырье для получения пищевых волокон / Н.В. Шелепина, Н.Э. Полынкова // Известия Вузов. Пищевая технология. - 2012. - №5-6. - С. 113-114.

14. Шелепина, Н.В. Исследование химического состава и безопасности оболочек зерна современных сортов гороха / Н.В. Шелепина, Н.Э. Полынкова, И.Г. Паршу-тина // Вестник КрасГАУ. - 2013. - №8. - С. 229-233.

15. Шелепина, Н.В. Характеристика зародышевых продуктов из зерна гороха / Н.В. Шелепина // Вестник КрасГАУ. - 2013. - №.8. - С. 90-94.

16. Шелепина, Н.В. Разработка технологии и оценка качества пектиновых веществ из семенных оболочек зерна гороха / Н.В. Шелепина // Ученые записки Орловско-

го государственного университета. Серия. Естественные, технические и медицинские науки. - 2013. - №6 (56). - С. 182-186.

Депонированные научные работы:

17. Шелепина, Н.В. Оценка зерна современных морфотипов гороха как сырья для промышленной переработки / Н.В. Шелепина. - Орел, 2007. - 44 с. - Деп. в ВИНИТИ 09.06.2007, №622-В2007.

18. Шелепина, Н.В. Характеристика крахмалов гороха как сырья для производства функциональных пищевых продуктов / Н.В. Шелепина. - Орел, 2010. -20 с. - Деп. в ВИНИТИ 28.01.2010, №56-В2010.

19. Шелепина, Н.В. Перспективы промышленной переработки высокоамилозных крахмалов из зерна современных морфотипов гороха / Н.В. Шелепина. - Орел, 2011.-39 с.-Деп. в ВИНИТИ 12.10.2011, №444-В2011.

Разделы в монографиях:

20. Инновационные технологии в товароведении и пищевой инженерии: монография / А.И. Шилов, Е.В. Литвинова, Н.В. Шелепина [и др.] ; под общ. ред. проф. А.И. Шилова. - С.-Пб.: ИНФО-ДА, 2007. - 146 с.

21. Методология и практика разработки инноваций в товароведении и пищевой инженерии: монография / А.И. Шилов, Е.В. Литвинова, Н.В. Шелепина [и др.]; под общ. ред. проф. А.И. Шилова. - С-Пб.: ИНФО-ДА, 2008. - 257 с.

22. Товароведно-технологические аспекты разработки пищевых продуктов функционального и специализированного назначения: коллективная монография / Е.В. Литвинова, Н.В. Шелепина [и др.]; [под общ. ред. проф. Е.В. Литвиновой]. - Воронеж: Научная книга, 2010. - 242 с.

23. Технология и товароведение продуктов функционального и специализированного назначения и общественного питания: коллективная монография / P.C. Музалев-ская, Н.В. Шелепина [и др.]; [под общ. ред. проф. И.Г. Паршутиной]. - Воронеж, Научная книга, 2011. - 107 с.

24. Перспективы использования нетрадиционного растительного сырья в экологически безопасных технологиях производства пищевых продуктов: монография / И.Г. Паршутина, Н.В. Шелепина, H.A. Батурина [и др.]; под общ. ред. И.Г. Паршутиной. - Орел: Изд-во ОрелГИЭТ, 2012. - 98 с.

25. Нетрадиционное растительное сырье для функционального питания: монография / И.Г. Паршутина, Н.В. Шелепина, H.A. Батурина [и др.]; под общ. ред. И.Г. Паршутиной. - Орел: Изд-во ОрелГИЭТ, 2012. - 98 с.

26. Научно-практические аспекты использования вторичных продуктов переработки нетрадиционного растительного сырья: монография / И.Г. Паршутина, Н.В. Шелепина, H.A. Батурина [и др.]; под общ. ред. И.Г. Паршутиной. - Орел: Изд-во ОрелГИЭТ, 2013.-90 с.

Учебные пособия:

27. Шелепина, Н.В. Биохимия: практикум / Н.В. Шелепина. - Орёл: Изд-во ОрелГИЭТ, 2010. - 96 с.

28. Методы исследования растительного сырья: практикум / И.Г. Паршутина, Н.В. Шелепина, H.A. Батурина [и др.]; под общ. ред. И.Г. Паршутиной. - Орел: Изд-во ОрелГИЭТ, 2012-88 с.

29. Товароведение и экспертиза растительного сырья: учебное пособие / И.Г. Паршу-

тина, H.B. Шелепина, H.A. Батурина [и др.]; под общ. ред. И.Г. Паршутиной. -Орел: Изд-во ОрелГИЭТ, 2013 - 148 с.

Научные статьи в журналах и сборниках:

30. Задорин, А.Д. Биохимическая оценка сортов зернобобовых и крупяных культур нового поколения / А.Д. Задорин, П.И. Шумилин, Н.В. Шелепина // Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создания функциональных продуктов. Материалы 1-й Российской науч.-практ. конф., 18-19 июня 2001 г., г. Москва. - С. 121-124.

31. Задорин, А.Д. Новые продукты переработки зерна бобовых и крупяных культур / А.Д. Задорин, В.Ф. Король, П.И. Шумилин, Н.В. Шелепина // Актуальные проблемы инноваций с нетрадиционными растительными ресурсами и создания функциональных продуктов. Материалы 1-й Российской науч.-практ. конф., 18-19 июня 2001 г., г. Москва. - С. 202-205.

32. Shelepina, N.V. Biochemical features of untraditional morphotypes of sowing peas / N.V. Shelepina, A.N. Zelenov, P.I. Shumilin // Towards the sustainable production of healthy food, feed and novel products. 4th European Conference on gran legumes, 8-12 July, Cracov, Poland. 2001. - P. 217.

33. Шелепина, Н.В. Перспективы селекции амилозного гороха / Н.В. Шелепина, А.Н. Зеленов, П.И. Шумилин // Крахмал и крахмалсодержащие источники -структура, свойства и новые технологии. Материалы 1-ой Московской Междунар. конф., Москва, 30 окт.-1 ноябр. 2001 г. - С. 163-164.

34. Шелепина, Н.В. Использование современных морфотипов гороха в селекции на высокое содержание крахмала и амилозы / Н.В. Шелепина, А.Н. Зеленов // Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений. Материалы 4-ой Междунар. науч.-практ. конф. (24-28 июня 2002 года), г. Ульяновск. Том 1. -Ульяновск, 2002. - С. 252-254.

35. Задорин, А.Д. Новые продукты переработки зерна бобовых и крупяных культур / А.Д. Задорин, Н.В. Шелепина // Хранение и переработка зерна (Украина). - 2002. -№11 (41).-С. 36-37.

36. Шелепина, Н.В. Перспективы промышленной переработки зерна бобовых культур / Н.В. Шелепина, А.Д. Задорин // Наука и образование - 2004. Материалы Междунар. науч.-техн. конф. (Мурманск, 7-15 апреля 2004 г.). В 6 ч. - Мурманск: МГТУ, 2004. Ч. 4. - С. 478-480.

37. Шелепина, Н.В. Технологическая оценка зерна гороха как сырья для производства крахмала / Н.В. Шелепина // Теория и практика функционирования региональных предприятий. Материалы междунар. науч.-практ. конф. Кн. 2 / Под ред. Н.И. Лыгиной. - Орел: Изд-во ОрелГИЭТ, 2004. - С. 143-144.

38. Шелепина, Н.В. Сортовые ресурсы гороха для промышленной переработки / Н.В. Шелепина // Экологические и технологические аспекты производства, экспертизы качества, маркетинга и рекламы товаров: методология, теория и практика. Материалы междунар. науч.-практ. конф. 8-9 декабря 2005 г. / под ред. Н.И. Лыгиной. - Орел: Изд-во ОрелГИЭТ, 2005. - С. 373-375.

39. Шелепина, Н.В. Белки гороха и их использование в пищевой промышленности / Н.В. Шелепина // Социально-экономические приоритеты региональной политики развития торговли и общественного питания. Материалы междунар. науч.-практ. конф. 26-28 апреля 2006 г. Кн. 3./ Под ред. Н.И. Лыгиной. - Орел: Изд-во ОрелГИЭТ, 2006. - С. 3-5.

40. Шелепина, H.B. Структура белкового комплекса семян гороха морфотипа хамелеон / Н.В. Шелепина, А.Н. Зеленов // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования. Материалы VII Междунар. симпозиума. Т. III. - М.: РУДН, 2007. - С. 437-439.

41. Шелепина, Н.В. Оценка сортов гороха современной селекции как источника белка для пищевой промышленности / Н.В. Шелепина // Техника и технология пищевых производств: тез. докл. VI Междунар. науч.-техн. конф., 22-23 мая 2007 г., Могилев, УО «Могилевский государственный университет продовольствия», ред-кол.: A.B. Акулич (отв. ред.) [и др.]. - Могилев: УО МГУП, 2007. - С. 44.

42. Шелепина, Н.В. Пути реализации биохимического потенциала зерна сортов гороха нового поколения / Н.В. Шелепина // Aktualne problemy nowoczesnych nauk-2008. Materialy IV Miedzynaqrodowej naukowi-praktycznej konferencji. T. 6 / Ekonomiczne nauki.: Przemysl. Nauka I studia. 2008. - S. 61-63.

43. Шелепина, H.B. Технологические особенности современных морфотипов гороха / Н.В. Шелепина // Интродукция нетрадиционных и редких растений: Материалы VIII Междунар. науч. - метод, конф. 8-12 июня 2008 г. : в 3 т. - Мичуринск : Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2008. - Т. 3. - С. 231 -232.

44. Шелепина, Н.В. Перспективы использования крахмала гороха для производства комбинированных пищевых продуктов / Н.В. Шелепина, М.И. Якунина // Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты. Сборник материалов VI Межд. науч.-практ. конф.: в 2ч. - М.: Издательский комплекс МГУПП, 2008. - Ч. 2: Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты. Сборник материалов VI Междунар. науч.-практ. конф. / Отв. ред. С.А. Хуршудян. - С. 25-29.

45. Шелепина, Н.В. Особенности микроструктуры резистентных крахмалов гороха / Н.В. Шелепина // Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров. Сборник докладов II межвед. науч.-практ. конф. / Отв. ред. Ю.И. Сидоренко. -М.: Издательский комплекс МГУПП, 2009. - С. 98-101.

46. Шелепина, Н.В. Компонентный состав белка нетрадиционных форм гороха / Н.В. Шелепина // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: материалы VIII Междунар. симпозиума, Москва, 22-26 июня 2009 г. / М-во сел. хоз-ва Рос. Федерации, Рос. акад. с.-х. наук [и др.]. - М. : Изд-во Рос. ун-та дружбы народов, 2009. - в 3-х т. - Т. 3. - С. 304-307.

47. Шелепина, Н.В. Выделение резистентных крахмалов из зерна гороха и их характеристика / Н.В. Шелепина // Технология и продукты здорового питания: Материалы III Междунар. науч.-практ. конф. / Под ред. A.B. Голубева; ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». - Саратов: ООО Изд-во «КУБиК, 2009. - С. 175-177.

48. Шелепина, Н.В. Рациональное использование отходов при переработке зерна гороха / Н.В. Шелепина // Вавиловские чтения - 2009: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. - Саратов: ООО Изд-во «КУБиК», 2009. - С. 497-498.

49. Шелепина, Н.В. Разработка макаронных изделий с добавлением горохового крахмала / Н.В. Шелепина // Инновации в технологиях хлебобулочных, макаронных и кондитерских изделий. Сборник материалов Юбилейной науч.-практ. конф. с междунар. участием / Отв. ред. д.т.н. Черных В.Я. - М.: Издательский комплекс МГУПП, 2010.-С. 30-33.

50. Шелепина, Н.В. Основные направления производства зерна гороха / Н.В. Шелепина // Безопасность и качество товаров: Материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. / Под ред. С.А. Богатырева. - Саратов: Изд-во «КУБиК», 2010. - С. 185-186.

51. Шелепина, Н.В. Разработка пищевых концентратов сладких блюд с использованием нетрадиционного сырья / Н.В. Шелепина // Интродукция нетрадиционных и редких растений: Материалы IX Междунар. науч.-метод. конф. 21-25 июня 2010 г.: в 2 т. - Мичуринск: Изд-во Мичуринского госагроуниверситета, 2010. - Т. 1. -С. 345-348.

52. Шелепина, Н.В. Использование горохового крахмала в производстве функциональных пищевых продуктов / Н.В. Шелепина // Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты. Сборник материалов VIII науч,-практ. конф. / отв. ред. д.т.н., проф. JI.A. Каплин. - М.: ИК МГУПП, 2010. - С. 178-182.

53. Шелепина, Н.В. Научно-практические аспекты разработки функциональных пищевых продуктов с использованием крахмала из зерна гороха / Н.В. Шелепина // Управление инновациями в торговле и общественном питании: Междунар. науч.-практ. конф. (Орел, 25-28 ноября 2010 г.): материалы и доклады / Под общ. ред. проф. Е.В. Сибирской. - Орел: ООО ПФ «Картуш», 2010. - С. 215-221.

54. Шелепина, Н.В. Высокоамилозный гороховый крахмал в функциональном питании / Н.В. Шелепина // Материалы VI Московского международного конгресса, часть 2 (Москва, 21-25 марта, 2011 г.). Симпозиум «Пре и пробиотики в пищевой промышленности. Здоровое питание населения. - М.: ЗАО «Экспо-биохим-технологии», РХТУ имени Д.И. Менделеева, 2011. - С. 480-481.

55. Шелепина, Н.В. Качество белка при переработке амилозного гороха на крахмал / Н.В. Шелепина // Наука и инновации в сельском хозяйстве (материалы Междунар. науч.-практ. конф., 26-28 января 2011 г., г. Курск, ч. 1). - Курск: Изд-во Курск. Гос. с.-х. ак„ 2011.-С. 159-161.

56. Шелепина, Н.В. Исследование свойств нативных крахмалов современных мор-фотипов гороха / Н.В. Шелепина // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: Материалы IX междунар. симпозиума. Т. III. -М.: РУДН, 2011.-С. 212-215.

57. Шелепина, Н.В. Применение высокоамилозного крахмала из зерна гороха в технологии макаронных изделий функциональной направленности / Н.В. Шелепина // Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века, Материалы II междунар. науч.-практ. конф., Кубан. гос. технол. ун-т. - Краснодар, 2011. - С. 240-243.

58. Шелепина, Н.В. Перспективы использования зерна современных морфотипов гороха в крупяном производстве / Н.В. Шелепина // Инновационные процессы в АПК: сборник статей IV Междунар. науч.-практ. конф. преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов. Москва, 11-13 апреля 2012 г. - М.: РУДН, 2012. -С. 242-244.

59. Шелепина, Н.В. Использование горохового крахмала в макаронном производстве / Н.В. Шелепина // Современное хлебопекарное производство: перспективы развития: XIÍI Всероссийская науч.-практ. конф.: сб. науч. тр. [Отв. за вып. Э.В.Пешина, Ю.С.Рыбаков]. - Екатеринбург: Изд-во УрГЭУ, 2012. - С. 41-44.

60. Шелепина, Н.В. Исследование аминокислотного состава белка морфотипа гороха хамелеон / Н.В. Шелепина // Интродукция нетрадиционных и редких растений: Материалы X Междунар. науч.-метод. конф., посвящ. памяти академика РАСХН Немцева Николая Сергеевича, 25-28 июня 2012 года / под ред. д-ра с.-х. наук С.Н. Немцева. В 2 т. Т. 1. - Ульяновск: УлГТУ, 2012. - С. 455-457.

61. Шелепина Н.В. Потенциал использования вторичных продуктов переработки

зерна гороха / H.B. Шелепина, Н.Э. Полынкова, A.B. Чемерис // Аграрная наука: современные проблемы и перспективы развития. Матер. Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 80-летию со дня образования Дагестанской государственной сельскохозяйственной академии имени М.М. Джамбулатова, 27-28 июня 2012 г. -Махачкала, 2012. - С. 1455-1457.

62. Паршутина, И.Г. Перспективы использования вторичных продуктов переработки зернового сырья / И.Г. Паршутина, Н.В. Шелепина, Н.Э. Полынкова / Актуальные проблемы качества и безопасности потребительских товаров. Всеросс. заочн. науч. конф. молодых ученых (Орел, 15 мая 2012 г.): материалы конференции. -Орел: Изд-во ОрелГИЭТ, 2012. - С. 52-55.

63. Шелепина, Н.В. Характеристика побочных продуктов при переработке зерна гороха на крахмал / Н.В. Шелепина // Инновационное развитие пищевой, легкой промышленности и индустрии гостеприимства: Материалы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 55-летию Алматинского технологического университета (12-13 октября 2012 г.). - Алматы: АТУ, 2012. - С. 174-176.

64. Шелепина, Н.В. К вопросу об использовании оболочек зерна гороха в пищевых технологиях / Н.В. Шелепина, Н.Э. Полынкова // Производство продуктов для здоровья человека - как составная часть наук о жизни. Материалы Междунар. науч.-техн. конф., Воронеж, 5-7 декабря 2012 года. - Воронеж, 2012. - С. 375-376.

65. Шелепина, Н.В. Рациональное использование отходов зерноперерабатывающей отрасли / Н.В. Шелепина, Н.Э. Полынкова, И.Г. Паршутина// Матер, междунар. конф. «Н 01К0\'0|ла ото aüyxpovo Köaßo: тгрорХт'щата Kai яроошжёо» 0шааХо\чкт| (ЕШба), 18-25No£nßpios2012.-P. 131-132.

66. Зеленов, А.Н. Особенности аминокислотного состава белка листовых мутантов гороха / А.Н. Зеленов, Н.В. Шелепина, М.В. Мамаева // Зернобобовые и крупяные культуры. -2013. -№1 (5). -С. 21-25.

67. Шелепина, Н.В. Влияние зародышевого продукта из зерна гороха на качество пшеничной муки / Н.В. Шелепина // Инновационные процессы в АПК: сборник статей V Междунар. науч.-практ. конф. преподавателей, молодых ученых, аспирантов и студентов, Москва, 17-19 апреля 2013 г. - М.: РУДН, 2013. - С. 258-260.

68. Шелепина, Н.В. Функциональные свойства нативных гороховых крахмалов, контрастных по содержанию амилозы / Н.В. Шелепина // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: Материалы X междунар. симпозиума. Т. II. - М.: РУДН, 2013. - С.338-340.

69. Шелепина, Н.В. Зародышевый продукт из зерна гороха - источник биологически активных соединений / Н.В. Шелепина, И.Г. Паршутина // Новые и нетрадиционные растения и перспективы их использования: Материалы X междунар. симпозиума. Т. II. - М.: РУДН, 2013. - С.341-343.

70. Шелепина, Н.В. Изучение семенных оболочек современных сортов гороха / Н.В. Шелепина, Н.Э. Полынкова, И.Г. Паршутина // Сохранение национальных традиций питания в XXI веке (Ковалевские чтения-2013).Материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию Н.И. Ковалева. - СПб.: Изд-во «JIEMA», 2013. -С. 93-95.

71. Шелепина, Н.В. Направления использования продуктов переработки зерна гороха / Н.В. Шелепина, М.Н. Пыхова // Актуальные проблемы качества и безопасности потребительских товаров. II Всеросс. заочн. науч. конф. молодых ученых (Орел, 23 мая 2013 г.): материалы конф. - Орёл: Изд-во ОрелГИЭТ, 2013. - С. 70-74.

72. Шелепина, Н.В. Особенности химического состава зародышевого продукта из

зерна гороха / H.B. Шелепина // Инновационное развитие пищевой, легкой промышленности и индустрии гостеприимства: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. (17-18 октября 2013 г.). - Алматы: АТУ, 2013. - С. 182-185.

73. Шелепина, Н.В. Перспективы получения пектинов из семенных оболочек гороха / Н.В. Шелепина / Новое в технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений: матер. III Меджунар. науч.-техн. конф. ун-т инж. технол. - Воронеж: ВГУИТЖ, 2013. - С. 102-104.

74. Шелепина, Н.В. Сравнительная характеристика аминокислотного состава пшеничной муки и зародышевых продуктов из зерна гороха / Н.В. Шелепина, И.Г. Паршутина / Новое в технологии и технике функциональных продуктов питания на основе медико-биологических воззрений: матер. III Меджунар. науч.-техн. конф. ун-т инж. технол. - Воронеж: ВГУИТЖ, 2013. - С. 100-102.

Патенты РФ на изобретения:

75. Пат. 2489901 Российская Федерация, МПК A23L 1/16, A21D 2/00. Состав теста для производства макаронных изделий / Шелепина Н.В.; заявитель и патентообладатель Шелепина Н.В. -№ 2009141398/13: заявл. 09.11.2009; опубл. 20.08.2013 Бюл. №23. - 4 с.

76. Пат. 2490970 Российская Федерация, МПК А23 L 2/39. Смесь для получения киселя / Шелепина Н.В.; заявитель и патентообладатель Шелепина Н.В. -2010102544/13: заявл. 26.01.2010; опубл. 27.08.2013 Бюл. №24. -4 с.

Положительные решения по заявкам:

77. Заявка на изобретение Российская Федерация, МПК A21D 2/36, A21D 2/38. Способ производства хлеба / Шелепина Н.В.; заявитель и патентообладатель Шелепина Н.В. № 2013143758/13 (067391); заявл. 27.09.2013.

78. Заявка на выдачу патента и на допуск селекционных достижений к использованию. Горох посевной (Pisum sativum L.) Амиор / Зеленое А.Н., Кондыков И.В., Шелепина Н.В., Павловская Н.Е., Сучкова Т.Н.; заявитель и патентообладатель ГНУ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. - № 8854478; заявл. 30.11.2012; опубл. 10.01.2013 Бюл. №1 (181).-88 с.-С. 9. (10 % авторства).

Подписано в печать 25.02.2014 г. Формат 60x84 Бумага кн.-журн. Усл. п.л. 2,0. Гарнитура Тайме. Тираж 100 экз. Заказ №11.

Типография ФГБОУ ВПО «ОрелГИЭТ» 302028, Орел, ул. Октябрьская, д. 12

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ И ТОРГОВЛИ»

На правах рукописи

ШЕЛЕПИНА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ СПОСОБОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА СОВРЕМЕННЫХ СОРТОВ И ФОРМ ГОРОХА

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки

злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

^ Диссертация на соискание ученой степени

Т™ ,-ь доктора сельскохозяйственных наук

ю ?

о

N с\]

^ СО

О °

^^ <£> Научный консультант: Зеленое Анатолий Николаевич

Ю "

доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

О

заслуженный работник сельского хозяйства РФ

Орел 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................................................7

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР....................................................................................17

1.1 Народно-хозяйственное значение культуры гороха и

направления его использования..............................................................................................................17

1.2 Характеристика современных морфотипов гороха........................................22

1.3 Направления и результаты селекции зернового гороха..........................27

1.4 Химический состав и пищевая ценность зерна гороха и

продуктов его переработки............................................................................................................................33

1.5 Использование зерна гороха и продуктов его переработки в пищевых технологиях......................................................................................................................................51

1.6 Перспективы комплексной переработки зерна..................................................60

Выводы по главе 1................................................................................................................................66

ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.. , 68

2.1 Объекты и материал исследований..............................................................................70

2.2 Методы исследований..............................................................................................................71

2.2.1 Методы исследования растений гороха................................................................71

2.2.2 Методы исследования селекционного материала......................................72

2.2.3 Методы исследования семян............................................................................................73

2.2.3.1 Методы исследования технологических показателей, показателей качества крупы и кулинарных достоинств..................................................73

2.2.3.2 Методы исследования биохимических показателей............................74

2.2.4 Методы исследования нативных крахмалов......................................................76

2.2.5 Методы исследования пищевых продуктов с использованием нативных крахмалов гороха..........................................................................................................................78

2.2.6 Методы исследования зародышевых продуктов из зерна

гороха и муки пшеничной................................................................................................................................80

2.2.7 Методы исследования оболочек зерна гороха................................................82

2.2.8 Методы исследования пектинов из оболочек зерна гороха..............83

2.2.9 Методы исследования хлеба............................................................................................84

2.2.10 Методы исследования показателей безопасности сырья и

пищевых продуктов..............................................................................................................................................85

ГЛАВА 3 ОЦЕНКА СОВРЕМЕННЫХ СОРТОВ И ФОРМ ГОРОХА

ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ КАЧЕСТВА СЕМЯН..............................................................................87

3.1 Технологические показатели................................................................................................89

3.2 Показатели качества крупы....................................................................................................93

3.3 Показатели, определяющие кулинарные качества............................................97

3.4 Биохимические показатели..................................................................................................100

3.5 Структура белкового комплекса......................................................................................107

3.5.1 Компонентный состав белка............................................................................................107

3.5.2 Аминокислотный состав белка....................................................................................113

3.6 Источники показателей качества семян......................................................................118

Выводы по главе 3..................................................................................................................................120

ГЛАВА 4 НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЗЕРНА СОВРЕМЕННЫХ СОРТОВ И ФОРМ

ГОРОХА..........................................................................................................................................................................122

4.1 Оценка пригодности к кормовому использованию..........................................123

4.2 Оценка пригодности к продовольственному использованию................128

4.3 Оценка пригодности для промышленной переработки на

крахмал и амилозу....................................................................................................................................................132

4.4 Оценка пригодности для промышленной переработки на

белковые продукты................................................................................................................................................138

4.5 Систематизация сортов и форм гороха по направлениям использования............................................................................................................................................................141

Выводы по главе 4................................................................................................................................143

ГЛАВА 5 РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИОННОЙ РАБОТЫ ПО ПОВЫШЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ АМИЛОЗЫ В КРАХМАЛЕ СЕМЯН

ГОРОХА..........................................................................................................................................................................145

5.1 Исследование коллекции сортов гороха..................................................................146

5.2 Исследование селекционного материала..................................................................149

/

5.3 Характеристика высокоамилозного сорта гороха Амиор............................151

5.4 Оценка экономической эффективности производства сорта

гороха Амиор..............................................................................................................................................................155

Выводы по главе 5..................................................................................................................................157

ГЛАВА 6 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА НАТИВНЫХ КРАХМАЛОВ ИЗ ЗЕРНА СОВРЕМЕННЫХ СОРТОВ И ФОРМ ГОРОХА.................................... 160

6.1 Разработка технологии получения нативных крахмалов............. 160

6.2 Исследование микроструктуры нативных крахмалов.................. 165

6.3 Исследование термодинамических характеристик желатинизации нативных крахмалов................................................. 168

6.4 Исследование функционально-технологических свойств

нативных крахмалов...................................................................... 171

6.5 Исследование показателей качества нативных крахмалов............ 175

Выводы по главе 6.................................................................. 177

ГЛАВА 7 РАЗРАБОТКА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАТИВНЫХ КРАХМАЛОВ ИЗ ЗЕРНА ГОРОХА... 179

7.1 Разработка и исследование качества состава теста для

производства макаронных изделий с высокоамилозным гороховым крахмалом.................................................................................... 179

7.2 Разработка и исследование качества смеси для получения киселя

с гороховым крахмалом....................................................................................................................................188

7.3 Промышленная апробация и экономическая эффективность внедрения в производство пищевых продуктов с использованием нативных крахмалов из зерна гороха..............................................................................................................................194

Выводы по главе 7.................................................................. 196

ГЛАВА 8 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА ГОРОХА НА КРАХМАЛ................................. 198

8.1 Разработка технологии получения и исследование качества

зародышевых продуктов из зерна гороха............................................. 200

8.1.1 Технология получения, исследование химического состава и

+

показателей качества зародышевых продуктов...................................... 200

8.1.2 Исследование изменений качества зародышевых продуктов

в процессе хранения....................................................................... 208

8.2 Разработка технологии получения и исследование качества пектиновых веществ из оболочек зерна гороха...................................... 212

8.2.1 Исследование химического состава и физических свойств оболочек зерна гороха.................................................................... 213

8.2.2 Технология получения пектиновых веществ из оболочек зерна гороха.......................................................................................... 215

8.2.3 Характеристика пектинов из оболочек зерна гороха................ 220

Выводы по главе 8................................................................. 225

ГЛАВА 9 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ХЛЕБА С ЗАРОДЫШЕВЫМ ПРОДУКТОМ ИЗ ЗЕРНА ГОРОХА....................... 228

9.1 Сравнительная оценка пищевой ценности зародышевого

продукта из зерна гороха и пшеничной муки....................................... 228

9.2 Исследование влияния зародышевого продукта из зерна

гороха на качество пшеничной муки................................................... 232

9.3 Разработка технологии хлеба с зародышевым продуктом из

зерна гороха................................................................................. 236

9.4 Оценка качества хлеба с зародышевым продуктом из зерна

гороха.......................................................................................... 241

9.5 Исследование химического состава и биологической ценности хлеба с зародышевым продуктом из зерна гороха.................................. 245

9.6 Исследование качества хлеба с зародышевым продуктом

из зерна гороха в процессе хранения................................................... 248

9.7 Промышленная апробация и экономическая эффективность внедрения в производство хлеба с зародышевым продуктом из зерна

гороха.......................................................................................... 250

Выводы по главе 9................................................................. 251

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................................... 253

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ....................................................................................256

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ....................................................258

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................................................313

Приложение А. Строение листа различных морфотипов гороха................314

Приложение Б. Характеристика исследуемых сортов и форм гороха... 316

Приложение В. Показатели качества зерна гороха....................................................318

Приложение Г. Протокол исследования аминокислотного состава

белка семян гороха................................................................................................................................................342

Приложение Д. Аминокислотный состав белка семян гороха........................344

Приложение Е. Справка о творческом участии в выведении сорта

Амиор................................................................................................................................................................................345

Приложение Ж. Протоколы исследований показателей безопасности

сырья и пищевых продуктов..........................................................................................................................346

Приложение И. Протоколы исследования аминокислотного состава

белка зародышевых продуктов из зерна гороха, пшеничной муки и хлеба.... 370

Приложение К. Протоколы исследования антиоксидантной

активности зародышевых продуктов из зерна гороха и пшеничной муки.... 375

Приложение Л. Патенты на изобретения............................................................................378

Приложение М. Уведомление о положительном результате

формальной экспертизы заявки на изобретение........................................................................380

Приложение Н. Акты о внедрении результатов диссертационной

работы..................................................................................................................................................................................382

Приложение П. Дипломы..................................................................................................................393

Приложение Р. Государственная регистрация НИР..................................................395

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования.

В соответствии с Государственной Программой развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 гг. к одним из приоритетных направлений развития растениеводства отнесены следующие: стимулирование роста производства основных видов сельскохозяйственной продукции; расширение ассортимента и повышение качества продуктов питания на основе комплексной переработки растениеводческого сырья; рациональное использование вторичных ресурсов и отходов производства.

В связи с этим, основными направлениями повышения эффективности использования зерна современных морфотипов гороха являются: внедрение перспективных сортов и форм зернового гороха, отвечающих требованиям современного производства; освоение инновационных технологий переработки зерна гороха; разработка ресурсосберегающих технологий производства пищевых продуктов, обогащенных микронутриентами.

Данные направления легли в основу исследований по теме диссертационной работы и определили ее актуальность.

Степень разработанности темы исследования.

В настоящее время известен ряд форм гороха с измененным типом листа и стебля, вовлечение которых в селекционный процесс позволило отечественным селекционерам А.Н. Зеленову, В.Н. Уварову, И.В. Кондыкову, A.M. Шевченко, Ф.А. Давлетову, Т.С.Титенок, Н.М. Вербицкому, А.Е. Зубову, А.Н. Фадеевой и др. создать серию высокотехнологичных сортов. Агропромышленный комплекс РФ нуждается в новых сортах гороха, отличающихся не только высоким содержанием белка и стабильно высокой урожайностью, но и предназначенных для промышленной переработки. Однако целенаправленной работы в этом направлении не проводится.

В формировании качества зерна гороха ведущая роль принадлежит белково-

f r f } H

* углеводному комплексу, изучению которого посвящены труды Р.Х. Макашевой, ■ И.И. Бенкен, В.И. Володина, В.Г. Конарева, Н.Е. Павловской, П.И. Шумилина, D.A. Murray, М. НуЫ и др. известных ученых. Однако сведения об особенностях качества и химического состава зерна современных морфотипов гороха немногочисленны. Вместе с тем, они необходимы для решения проблемы рационального использования зерна различных сортов и форм гороха.

Задача повышения качества неразрывно связана с вопросом эффективного и рационального использования зерна гороха по целевому назначению с учетом расширения ассортимента продуктов питания повышенной биологической ценности. Научные представления и практические основы технологий, обеспечивающих комплексную переработку зерна с возможностью использования продуктов переработки в пищевых технологиях, заложены в трудах отечественных ученых Н.Р. Андреева, И.Н. Алейникова, JI.B. Донченко, Г.Г. Фирсова, В.А. Полякова, H.A. Рогова, В.В. Аксенова, Т.А. Никифоровой, JI.B. Римаревой, A.A. Шаззо и др. Однако в научно-технической литературе данные о разработке безотходных технологий переработки зерна гороха немногочисленны.

Выполнение диссертационной работы проводилось в рамках НИР кафедры «Товароведение, экспертиза товаров и туризм» ФГБОУ ВПО «Орловский государственный институт экономики и торговли» «Разработка и совершенствование товароведно-технологических приемов переработки сельскохозяйственного сырья, производства, экспертизы качества и безопасности продовольственных товаров повышенной пищевой ценности» (№ государственной регистрации 0120.0 800700), «Совершенствование технологий производства и товароведная оценка качества сырья и пищевых продуктов повышенной пищевой ценности» (№ государственной регистрации 01201280244), задания Министерства образования и науки РФ «Разработка экологически безопасных технологий производства функциональных пищевых продуктов с использованием нетрадиционного растительного сырья» (№ государственной регистрации 01201265786).

Цель и задачи.

Цель диссертационной работы - научно-практическое обоснование эффек-

тивных способов переработки зерна современных сортов и форм гороха.

Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- дать комплексную оценку семян современных сортов и форм гороха по технологическим, биохимическим показателям, показателям качества крупы и показателям, определяющим кулинарные достоинства;

- изучить особенности формирования качества семян различных форм гороха и выделить среди них источники основных показателей качества для селекционной работы на улучшение качества с целью далнейшей переработки;

- систематизировать показатели качества зерна гороха по направлениям использования и провести оценку пригодности современных сортов и форм гороха на кормовые, продовольственные цели и для промышленной переработки;

- разработать селекционную программу по созданию сорта зернового гороха с повышенным содержанием амилозы в крахмале и дать экономическую оценку эффективности его производства;

- разработать технологию безотходной переработки зерна современных сортов и форм гороха на крахмал и исследовать качество выделенных нативных крахмалов;

- научно обосновать целесообразность использования нативных крахмалов из зерна современных сортов и форм гороха в производстве пищевых продуктов повышенной биологической ценности;

- разработать технологии переработки побочных продуктов производства крахмала - зародышей и семенных оболочек;

- исследовать химический состав и показатели качества зародышевых продуктов из зерна и пектинов из оболочек зерна гороха;

- изучить влияние зародышевого продукта из зерна гороха на качество пшеничной муки;

- разработать технологию производства и провести оценку качества