автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка рациональной технологии получения пектина из отходов плодового виноделия

На правах рукописи УДК 664.292

РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕКТИНА ИЗ ОТХОДОВ ПЛОДОВОГО ВИНОДЕЛИЯ

|

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения н переработки

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2005

Работа выполнена в Московском государственном университете технологий и управления на кафедре «Технологии бродильных производств и виноделия»

Научный руководитель:

доктор технический наук, профессор Панасюк А. Л.

Официальные оппоненты:

доктор технический наук, профессор Гореньков Э.С.

кандидат технических наук Славская С.Л.

Ведущая организация:

Московский государственный университет пищевых производств

Защита состоится 3 июня 2005 г. в 11 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.122.02 в Московском государственном университете технологий и управления по адресу: 109803, Москва, ул. Талалихина, д.31, ауд.36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета технологий и управления Автореферат разослан « 30» Опь/я-с^н/7 2005 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор Еркинбаева Р.К.

ТъТ&Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение эффективности использования вторичных ресурсов производства, в частности, отходов плодового виноделия, с целью получения ценного пищевого продукта - пектина, на основе безотходных энергосберегающих технологий, является важной и актуальной проблемой.

На сегодняшний день в виноделии и других отраслях пищевой промышленности России (перерабатывающих плодовое сырье) вторичные ресурсы для производства пектина используются крайне неудовлетворительно. Это связано с целым рядом причин, и в первую очередь с отсутствием высокоэффективных экологически чистых технологий получения пектина.

Практика показала, что применяемый в настоящее время кислотно-

(с использованием большого количества органических растворителей и других химических реагентов) имеет значительные производственные отходы, не обеспечивает экологическую чистоту получаемого продукта, обладает повышенными энергозатратами и требует применения специального дорогостоящего оборудования.

В связи с этим, большой интерес и актуальность представляет тема диссертационной работы, направленная на разработку и исследование рациональной технологии получения пектина биохимическим способом - с использованием метаболических свойств дрожжей и ультрафильтрации для гидролиза-экстрагирования, концентрирования и очистки с целью создания экономичных, безотходных и более чистых технологических приемов производству пектина из отходов плодового виноделия.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работа - разработка и научное обоснование рациональной, безотходной, энергосберегающей технологии получения пектина на основе интенсификации процесса гидролиза-экстракции пектина, получаемого из отходов плодового виноделия (яблочных выжимок) с помощью ферментативной системы дрожжей с последующим ультрафильтрационным концентрированием и очисткой.

спиртовый метод извлечения пектина при температуре 80°-г95°С

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИЕ.-Н'О^гКА С-Пстсэй^зг

В задачи исследования входило:

- изучить влияние технологических процессов обработки яблочной мезги на концентрацию и структуру пектиновых веществ;

- исследовать условия подготовки различных видов яблочной выжимки к процессу гидролиза-экстракции пектина;

- исследовать процесс ферментативного гидролиза-экстракции пектина, катализируемого нативными ферментами дрожжей, определить оптимальные условия их действия, провести математическую обработку полученных экспериментальных данных процесса гидролиза-экстракции пектина;

- изучить условия и разработать эффективный метод концентрирования и очистки гидролизата пектина;

- исследовать и изучить влияние концентрации пектина и его молекулярной массы на структуру и вязкостные свойства водных растворов яблочного пектина;

- разработать рациональную, энергосберегающую и безотходную технологию получения и очистки концентрата пектина из отходов плодового виноделия. Научная новизна. На основании проведенных исследований:

- изучены и научно-обоснованы технологические приемы обработки яблочной мезги, изменяющие структуру пектиновых веществ;

- методами ЯМР13С и ИК-спектроскопии получены экспериментальные данные по структуре пектиновых веществ, позволяющие установить, что основным фактором в его способности к структурообразованию является соотношение нейтральных и кислых Сахаров в макромолекуле пектина;

- определена протеолитическая активность экстрацеллюлярных ферментов дрожжей вида Баскаготусея уш/, БасНаготусей са^Ьег^еп^ и БасИаготусез сегетше и определены технологические параметры ферментативного катализа системы пектин-белок с участием протеолитических ферментов дрожжей рода БасЬаготусез;

- разработана математическая модель процесса гидролиза-экстракции пектина с участием экстрацеллюлярной ферментативной системы дрожжей рода БасЪаготусев, позволяющая определить оптимальные временные параметры

процесса гидролиза-экстракции пектина при выбранных технологических режимах;

- установлены задерживающая способность мембран УФМ-50 по отношению к пектину и режимы концентрирования и очистки пектина из яблочных выжимок на установке ФМБ-40.

Практическая ценность. Разработана новая, комплексная, безотходная технология получения жидкого пектинового концентрата на основе ферментативного катализа пектин-белкового субстрата яблочной выжимки нативными протеолитическими ферментами дрожжей-сахаромицетов с последующим ультрафильтрационным концентрированием, позволяющая:

- получить экологически чистый высококачественный пектин;

- осуществить комплексное использование отходов виноделия - яблочные выжимки и отработанные дрожжи для получения жидкого пектина;

- использовать отходы пектинового производства для нужд сельского хозяйства (получение белково-витаминного концентрата).

Разработана и утверждена Минсельхозом России технологическая инструкция по производству яблочного пектина № 10-12046-2000.

Проведена опытно-промышленная проверка предлагаемой комплексной безотходной технологии на основе использования экстрацеллюлярных ферментов дрожжей в условиях фирмы «Птцеком», согласно разработанной технологической инструкции на производство пектина из яблочных выжимок.

Работа выполнялась по плану Минсельхоза России по теме № 12-99 от 3.08.99 г. - «Разработка комплексной технологии переработки яблок с целью получения пектина». Ожидаемый экономический эффект от внедрения новой технологии получения пектина - 350 тыс. руб. в год.

Проведенные исследования позволили предложить новый способ получения пектина из отходов плодового виноделия; подана заявка на патент России № 2004135344 от 03.12.2004.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационных исследований доложены и обсуждены на отечественных и международных научных конференциях:

- «Современные проблемы в пищевой промышленности». МГТА, 1999;

- «Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия». МГТА, 2000; «Инновационные технологии в пищевой промышленности третьего

тысячелетия». МГУТУ, 2001;

- «Стратегия развития пищевой промышленности». МГУТУ, 2005. Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе получен патент России и подана заявка на патент России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, технологической части, выводов, списка используемой литературы из 135 наименований, приложения, изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 34 таблицы и 36 рисунков. Основное содержание работы

1. Обзор литературы

В обзоре литературы рассмотрены основные тенденции производства и использования пектина. Обобщены материалы по классификации и химическому составу пектина. Особое внимание уделено изучению режимов и различных технологических приемов, используемых при получении пектина. Проведены маркетинговые исследования рынка пектина.

2. Экспериментальная часть

2.1. Методы и объекты исследований

В качестве объектов исследований были использованы яблочные выжимки, полученные при переработке сортосмеси яблок на винодельческих предприятиях отрасли.

Анализ физико-химических и биохимических показателей исследуемых образцов проводили в соответствии с общепринятыми в энохимии нормативными документами.

Спектры ЯМР,3С растворов пектина в Б20 снимали на приборе Втикег-'^ 80 Эв при 80°С. ИК- спектры снимали на инфракрасном спектрометре Бресоп! с призмами №С1 и КВг с автоматической регистрацией.

2.2. Результаты и обсуждения

2.2.1. Изучение струтуры пектиновых веществ в яблочной мезге при

различных режимах обработки.

В виноделии пектиновые вещества препятствуют выходу сока из плодов, ухудшают качество фильтрации и вызывают коллоидные помутнения вина. С целью преодоления этих трудностей в технологии переработки плодов используют предварительную обработку мезги.

о4

и Я

!

С

600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 см4 Рисунок 1 - ИК-спектр пектиновых веществ до (1) и после (2) обработки мезги

Были проведены сравнительные исследования различных способов обработки мезги в лабораторных и производственных условиях. Исследования проводили на мезге, полученной дроблением яблок. Были исследованы различные способы обработки мезги (обработка теплом, ферментным препаратом, мацерация).

Исследования показали, что в процессе обработки мезги происходит увеличение выхода сока, увеличение массовой концентрации сухих веществ,

Сахаров и фенольных соединений и одновременно резко уменьшается массовая концентрация пектина, что свидетельствует о его разрушении и положительно влияет на качество соков и виноматериалов.

Обработка мезги исследуемыми способами неизбежно приводит к изменению и перераспределению фракций пектиновых веществ. Это наглядно видно из приведенных ИК-спектров, свидетельствующих об изменении концентрации пектиновых веществ в процессе технологической обработки (рисунок 1).

Исследования показали, что в ИК-спектрах нативного пектина в выжимках в контрольном образце наблюдались сильные полосы поглощения, характерные для карбоксильных групп сложных эфиров при длине волны 1740 и 1230 см3.

Из приведенных данных спектрального анализа пектиновых веществ видно, что применяемая на предприятиях виноделия технологическая обработка яблочной мезги приводят к частичному разрушению пектина, что делает нецелесообразным применение этой технологии при производстве пектина.

2.2.2. Разработка способа предварительной обработки яблочных

выжимок

Для изучения влияния исходного сырья на выход и качество пектина были проведены сравнительные исследования по выработке пектина из свежих, сушеных и замороженных яблочных выжимок. Свежие яблочные выжимки подвергали сушке при температуре 60°С в течение 8 часов или замораживанию при температуре минус 18°С в течение 5 суток.

Процесс набухания выжимок осуществляли при температуре 50°С, 70°С и 90°С, при значении рН 1,5 в течение 3 часов. Было определено, что количество воды, поглощенное сырьем, зависит от вида выжимок и температуры процесса. Наиболее интенсивно поглощение воды происходит в первые 20 - 30 мин, что позволяет продолжительность набухания ограничить этим диапазоном времени. В связи с тем, что изменение температуры обработки выжимки в диапазоне

50°090°С не приводило к значительному эффекту, дальнейшие исследования осуществляли при температуре 50°С

Было установлено, что при обработке яблочных выжимок (при температуре 50°С), экстрагирование целесообразно проводить при следующих чначениях гидромодуля' 1:3 - для свежих выжимок; 1:5 - для замороженных; 1 7 - для сушеных выжимок На рисунке 2 представлены данные по влиянию гидромодуля в процессе экс грагирования яблочных выжимок на выход пектина.

Температура - А 50° С

15-

ШСвежие у Л1П

выжимки /Ч

1:6 А Ь—<1.2

■ Замороженные

выжимки

г >

□ Сухие выжимки

1:4

Рисунок 2 - Зависимость выхода пектина от гидромодуля (ГМ) в процессе экстрагирования яблочных выжимок при температуре 50°С, и продолжительности процесса 30 мин

2.2.3. Сравнительное изучение протеолитической активности

промышленных культур дрожжей-сахаромицсюв

Для получения , нативного пектина большой интерес представляют исследования возможности использования дрожжей-сахаромицетов в качестве источника прочеолитических ферментов, осуществляющих отщепление пектина по месту разрыва связи -СО-ЫН-. Была исследована протеолитическая активность в винных, пивных и хлебопекарных дрожжах (таблица 1).

Результаты проведенных исследований свидетельствуют, чю протеолитическая активность культур пивных, хлебопекарных и винных дрожжей-сахаромицетов различается и снижается в следующей последовательности, пивные, хлебопекарные и винные дрожжи

Таблица 1 -Протеолитическая активность ферментов дрожжей-сахаромицетов

Наименование культуры дрожжей Белок, мг Активность фермента, у .е.

До ■■кубацща в 0,016 г После инкубации в ОД) 16 г в 0,016 г мг белка в 1 гсырых дрожжей в мг белка в 1 г сухи* дрожжей в мг белка

васкагошуссв 0,205 0,187 0,012 0,375 2^88

васЬаговусм сагЫЬояеаск 0,127 0,082 0,045 МФб 8,844

васЬаготусм сегегЫае 0,091 0,066 0,025 0,775 2,728

Внесение в экстракт яблочных выжимок дрожжевой разводки способствует разрушению белково-пектинового комплекса и высвобождению нативного пектина.

Результаты проведенных исследований, представленные в таблице 1, показывают, что активность протеиназы дрожжей составляет (в условных единицах): Баекаготусез \nrii - 2,852; Баскаготусей сегеуЫае - 2,728; Баскаготусез сагкЬе^емм - 8,844.

Значительное влияние на активность ферментов дрожжей имеют технологические факторы их культивирования: концентрация сахара в среде, содержание кислорода, количество внесенной культуры дрожжей.

2.2.4. Отработка технологического режима процесса

гидролиза-экстракции пектина из яблочных выжимок

В составе протопектина содержатся молекулы пентоз, белков, и других биологически активных веществ. Внесение дрожжевой разводки в яблочные выжимки способствует разрушению белково-пектинового комплекса за счет высокой активности дрожжевых протеаз и высвобождения нативного пектина.

Разработка способа выделения пектина из яблочных выжимок путем ферментативного гидролиза протопектина экстрацеллюлярными ферментами дрожжей потребовала провести следующие эксперименты:

- исследовать влияние культур пивных и винных дрожжей на выход пектина при ферментативном гидролизе яблочных выжимок;

- определить оптимальное количество (титр) вносимой культуры дрожжей;

- определить оптимальное рН проведение процесса ферментативного гидролиза-экстракции яблочных выжимок;

- определить оптимальную продолжительность процесса гидролиза-экстракции.

Для гидролиза-экстракции белково-пектинового комплекса в яблочных выжимках использовали пивные и винные дрожжи, обладающие протеолитической активностью.

Полученные сравнительные результаты свидетельствуют, что существенных различий между процессами, протекающими в образцах, гидролизуемых винными дрожжами, не установлено. Для сравнения были исследованы пивные дрожжи расы 776 (таблица 2). Было установлено, что они обладают более высокой активностью протеолитических ферментов и интенсивнее проводят реакцию гидролиза пектин-белкового комплекса по сравнению с другими исследованными расами дрожжей.

Таблица 2 - Влияние расы дрожжей на выход пектиновых веществ

из яблочных выжимок

Раса дрожжей Выход пектина из яблочных выжимок, г/100 г

Продолжительность гидролиза, ч

3 12 24 48

Sacharomyces carisbergensis, раса 776 1,200 1,252 1,260 1,120

Sacharomyces oviformis, раса 39 0,880 1,064 1,062 0,970

Sacharomyces vim, раса «Сндровая» 0,750 1,058 1,064 0,930

Sacharomyces vim, раса «Московская» 0,850 1,062 1,065 0,990

Из проведенных опытов было установлено снижение концентрации пектина на отметке 48 часов, что служит показателем нежелательного процесса гидролитического распада выделенного пектина. Исходя из этого, процесс гидролиза пектина целесообразно существенно ограничить во времени.

Снижение концентрации пектина при длительной выдержке связано с протеканием процессов гидролиза пектина ферментами, содержащимися в яблочной выжимке и дрожжах.

Установлено, что пивные дрожжи обладают высокой пектолитической активностью, что обусловлено воздействием ферментов: пектинэстеразой и полигалактуроназой. Они расщепляют пектин до низкомолекулярных полигалактуроновой и моногалактуроновой кислот и являются нежелательными в технологии выделения пектиновых веществ из растительного сырья.

Одновременно проведенные исследования показали, что протеолитический гидролиз пектин-белкового комплекса не зависит от расы используемых винных дрожжей, поэтому дальнейшие исследования проводили с промышленными винными дрожжами.

Существенное влияние на протекание гидролитического распада пектин-белкового комплекса имеет концентрация дрожжевых клеток в среде (титр вносимых дрожжей). Концентрация дрожжевых клеток в вариантах опыта составляла 0, 5, 10, 15, 20 млн/см3. Результаты экспериментов, представленные в таблице 3, показывают, что при внесении в яблочные выжимки суспензии дрожжей концентрация пектина в образцах увеличивается. При титре клеток дрожжей 10 млн/см3 выход пектина повышался в течение всего опыта. Через 24 часа ферментации выход пектина составил 1,285%, а через 48 часов - 1,525%.

Представленные исследования свидетельствуют, что концентрация дрожжевых клеток оказывает значительное влияние на протекание ферментативной реакции отрыва пектина от белка. Так, например, через 48 часов процесса гидролиза концентрация пектина или не изменялась (образец, полученный с титром клеток дрожжей 15 млн/см3) или начинала уменьшаться (образец, полученный с титром клеток дрожжей 20 млн/см3), что говорит о гидролитическом распаде пектина под действием ферментов - гидролаз, выделяемых дрожжевой клеткой. Исследования показали, что оптимальным титром дрожжевых клеток для ферментации яблочных выжимок с целью извлечения пектина является титр 10 млн/см3 (таблица 3).

Таблица 3 - Влияние ти гра дрожжевых клеток в гидролизате на выход пектиновых веществ из яблочных выжимок

Титр дрожжевых клеток, млн/см3 Выход пектина из яблочных выжимок, г/100 г

Продолжительность гидролиза, ч

3 12 24 48

0 0,325 0,905 0,930 0,930

5 0,375 0,900 0,930 0,940

10 0,385 1,175 1,285 1,525

15 0,485 1,160 1,260 1,240

20 0*465 1,150 1,255 1,100

Существенным фактором, оказывающим влияние на скорость гидролиза и выход пектина из яблочных выжимок, является температура процесса. Известно, что оптимальными температурными условиями для каталитического действия ферментов является диапазон 25...40°С. Исследования по ферментативному гидролизу протопектина проводили в указанном диапазоне температур.

Результаты исследований, представленные в таблице 4, показывают, что процесс гидролиза протопектина заканчивается через 24 часа.

Наибольший выход пектина был зафиксирован в процессе гидролиза при температурах 30...35°С. Этот температурный диапазон и был использован в дальнейших исследованиях.

Таблица 4- Влияние температуры гидролиза на выход пектиновых веществ из яблочных выжимок

Температура,вС Выход пектина из яблочных выжимок, г/100 г

Продолжительность гидролиза, ч

3 12 24 48

25 0,420 1,060 1,070 1,058

30 0,525 1,075 1,08 1,06

35 0,620 1,100 1,10 1,10

40 0,375 1,065 1,060 1,058

Результаты исследований, представленные в таблице 5, показывают, что наибольший выход пектина из яблочных выжимок наблюдается при рН 4,5.

Таблица 5 - Влияние значения рН среды на выход пектиновых веществ из яблочных выжимок

Значения рН Выход пектина из яблочных выжимок, г/100 г

Продолжительность гидролиза, ч

3 12 24 48

3,0 0,750 1,018 1,020 1,010

3,5 0,820 1,026 1,030 1,024

3,8 0,850 1,060 1,064 1,058

4,0 0,830 1,078 1,080 1,076

4,5 0,750 1,126 1,120 1,095

Проведенные исследования показали, что оптимальными условиями проведения процесса гидролиза пектина являются: рН 4,5; продолжительность гидролиза не более -12 часов. При этих технологических параметрах наблюдался наибольший выход пектина.

Исследования процесса ферментативного гидролиза-экстракции пектин-белкового комплекса показали, что скорость ферментативного гидролиза яблочных выжимок с применением культур дрожжей-сахаромицетов значительна в первые 3 часа, в последующий период выдержки ферментативный гидролиз протопектина замедляется, поэтому время гидролиза целесообразно ограничить 12 часами. Последующий гидролиз яблочной выжимки нецелесообразен, так как он снижает выход пектина.

Были проведены исследования по определению продолжительности ферментативного распада белково-пектинового комплекса. Ферментативный гидролиз проводился при следующих режимах: температура процесса - 30°С, титр вносимой культуры дрожжей -10 млн/см3 к объему среды при рН 4,5.

Результаты исследований, представленные на рисунке 3 показывают, что концентрация извлекаемого из яблочных выжимок растворимого пектина составляет от 0,86 до 0,99%, а черта 12 часов гидролиз заканчивается и процесс стабилизируется. Основная масса пектина накапливается в период между 6 и 9 часами, что подтверждено разработанной математической моделью.

При разработке математической модели процесса экстракции пектина из яблочных выжимок, осуществляемого посредством гидролиза пектина биохимическим способом (с использованием экстрацеллюлярных ферментов дрожжевых клеток), проводили экспериментальные измерения его концентрации.

С целью получения усредненных данных (уср) было проведено 10 повторных экспериментов, в результате чего были вычислены средние значения концентрации пектина во времени и осуществлена аппроксимация этих значений полиномами: второго, третьего, четвертого и пятого порядков, которую проводили с использованием пакета Excel (рисунок 3).

Продолжительность, час

Рисунок 3 - Математическая модель концентрации пектина (в виде полинома пятого порядка).

С целью линеаризации временной шкалы (с использованием пакета МаиаЬ) было выполнено обратное нелинейное преобразование =7*), что позволило понизить порядок полученных полиномиальных уравнений и перейти к степенным

алгебраическим уравнениям. В таблице 6 представлено соответствие

полиномиальных математических моделей, полученных с использованием

пакета Excel и математических моделей в виде степенных алгебраических

уравнений, полученных с использованием пакета Matlab.

Таблица 6 - Математические модели, полученные с использованием пакетов Excel и Matlab

Полиномиальные математические модели в пакете Excel для неравномерной (квадратичной) оси времени Математические модели в виде степенных алгебраических уравнений в пакете МаЙаЬ (для действительной равномерной оси времени)

ГС*) = - 0.0855*"+ 0.7493* - 0.527 У(*) = - 0.0855*+ 0.7493*'" - 0.527

Y(x) = 0.0377*" - 0.4812*2 + 1.9439* -1.4767 Г(*) = 0.0377*^ - 0.4812* + 1.9439*'" -1.4767

Y(x) = -0.0115/+0.1935*3 - 1.1881** + 3.1412*-2.035 У(*) = - 0.0115*^+0.1935*3" -1.1881* + 3.1412х1Я-2.035

У(*) = 0.0011*5 - 0.0325*4 + 0.3512*3- 1.7575л2 + 4.1277*-2.69 Г(х) = 0.0011*" - 0.0325** + 0-3512*" - 1.7575* + 4.1277*'*-2.69

Наилучшие результаты аппроксимации показала математическая модель вида:

Г(*) = 0.001 I**2 - 0.0325л2 + 0.3512*30-1.7575*+ 4.1277*172-2.69. (1) Представленная математическая модель описывает процесс концентрации пектина во времени с вероятностью 0,95.

Результаты экспериментальных исследований и математического моделирования показали, что оптимальным временем воздействия протеолитических ферментов дрожжей на яблочную выжимку является период от б до 9 часов.

2.2.5. Концентрирование и очистка пектина методом ультрафильтрации

Использование традиционных методов концентрирования пектина приводит к снижению его качества по цвету, вкусу и желирующей способности.

В последнее время широко используют мембранные методы концентрирования пектина, в частности, ультрафильтрацию. Это связано с рядом положительных факторов, основными из которых являются более низкая

энергоемкость, более высокая экологическая чистота продукта и возможность создания замкнутого цикла.

Предварительные эксперименты на модельных растворах привели к выводу о целесообразности использовайия для концентрирования пектина мембраны УФМ-50.

Эксперименты проводили на ультрафильтрационной установке ФМБ-40. Преимуществом использования этой установки является простота ее очистки, которая осуществляется обратным потоком. Проведенные экспериментальные исследования показали, что по мере эксплуатации мембран их производительность снижается независимо от вида пектиносодержащего сырья. Очевидно, это связано с механическим забиванием пор полупроницаемых мембранных фильтров низкомолекулярными фракциями пектиновых веществ, а также усилением влияния концентрационной поляризации на границе раздела фаз, приводящим к снижению массообменных характеристик фильтра.

Повышение величины рабочего давления ультрафильтрации до 0,2 Мпа, так же как и увеличение скорости потока пектиносодержащего экстракта, приводит к росту производительности аппарата. Однако следует отметить, что стабилизация работы мембранного аппарата за счет этих факторов ограничена указанными пределами (давление 0,1 МПа, скорость потока 1,2 м/с) из-за невысоких прочностных характеристик мембран.

Установлено, что большей производительностью обладают мембраны при концентрировании экстракта, получаемого из свежих выжимок, а самой низкой производительностью обладают мембраны при концентрировании экстракта, получаемого из замороженных яблочных выжимок. Это объясняется тем, что пектиновый экстракт из замороженных выжимок содержит большее количество низкомолекулярных фракций и под действием давления поры мембраны забиваются и производительность снижается.

С повышением температуры экстракта пектина от 20° до 50°С происходит равномерное увеличение производительности ультрафильтрации. Это связано с тем, что при повышении температуры происходит снижение вязкости экстракта

пектина, что приводит к снижению влияния концентрационной поляризации и способствует повышению скорости диффузии.

Таким образом, мембранный метод концентрирования и очистки экстракта из яблочных выжимок с помощью ультрафильтрационной установки ФМБ-40, с мембранами типа УФМ-50 производства НПО «Владипор» позволяет получить жидкий препарат с содержанием сухих веществ 3,7-3,9 % и пектина 2,8-3,9 %.

6 таблице 7 представлена характеристика концентрированных препаратов.

Таблица 7 - Свойства концентрированных препаратов

Показатели Свежие яблочные выжимки Сушеные яблочные выжимки Замороженные яблочные выжимки

Экстракт пектина Концентрат Фильтрат Экстракт Концентрат Фнль-трп Экстракт Кояпен-траг филь-трвт

Сухие вещества, % 1,25 3,8 0,80 1,30 3,7 1,05 1,45 3,9 1,13

Зольность, % 0,13 0,04 0,08 0,20 0,07 0,12 0,17 0,06 0,10

Пектиновые вещества, % 0,81 3,9 од- 0,78 3,1 0,15 0,79 2,8 0,26

Жслирующая способность, ммрт. ст - 534 - - 610 - - 650 -

При этом происходит не только концентрирование пектина, но и его очистка, что, естественно, сказывается на технологических свойствах получаемого препарата, в частности, увеличивается степень его чистоты. Жидкий пектин после ультрафильтрационного концентрирования практически прозрачен.

2.2.6. Исследование структуры яблочного пектина и его фракций

С целью направленного регулирования свойств пищевых продуктов были проведены исследования химического строения пектина и его макромолекулярных характеристик с помощью ЯМР13С и ИК-спектроскопии (таблица 8).

Структурообразующую способность различных фракций оценивали зависимостью вязкости [т]уд] от концентраций пектиновых фракций. Установлено,

что 2-я фракция обладает ярко выраженными структурообразующими свойствами, что проявляется в существенном возрастании вязкости водных растворов с увеличением содержания пектина.

Таблица 8 - Содержание нейтральных Сахаров и Б-галактуроновой кислоты в макромолекулах пектина различных фракций

Фракция пектина Выход фракции, % Mw103 в 2М NaCl Содержание полисахаридных остатков,% Соотношение нейтральных Сахаров и ГК

нейтральные сахара (НС) галахтуроновая кислота (ГК)

1-я 10,02 69000 70,0 30,0 2,33 :1

2-я 81,3 48000 17,9 82,1 1:4,58

3-я 8,68 29000 84,5 15,5 5,45:1

Такое различие в структурообразующих свойствах фракций можно отнести за счет того, что 2-я фракция содержит галактуроновой кислоты в 2,73 - 5,46 раз больше, чем 1-я и 3-я фракции соответственно. Из таблицы 8 следует, что 1-я (выход 10,02%) и 3-я (выход 8,68%) фракции обогащены НС, а основную часть (81,3%) составляет 2-я фракция, в которой соотношение НС и ГК составляет 1:4,58, соответственно. Подробное изучение состава и структуры 2-й фракции пектина методом ЯМР13С и ИК-спектроскопии позволило установить, что исследованный яблочный пектин представляет собой смесь линейных полимеров - гомо- и рамногалактуронов и разветвленных полисахаридов, в молекулы которого входят остатки глактуроновой кислоты. При этом ГК распределена по фракциям неравномерно - наибольшее ее количество содержит 2-я фракция с молекулярной массой 48000. Установлено, что вязкость водных растворов пектина определяется в основном вязкостью 2-й фракции. Таким образом, молекулярная масса пектина (в исследованных пределах) не является определяющим фактором в его способности к структурообразованию в водных растворах, а основным фактором в этом случае будет соотношение нейтральных и кислых Сахаров в макромолекулах пектина.

3. Технологическая часть

На основании диссертационных исследований разработана рациональная, безотходная, энергосберегающая технология получения и ультрафильтрационной очистки жидкого концентрата пектина из отходов плодового виноделия.

Разработаны технологическая инструкция на получение пектина №10-120462000, утвержденная Минсельхозом России, и аппаратурно-технологическая схема его производства, которая позволяет реализовать технологический процесс получения пектина из яблочной выжимки на отечественном технологическом оборудовании, используемом в винодельческой промышленности.

Аппаратурно-технологическая схема (Рисунок 4) предусматривает: приемку яблок в гидробункер, мойку (поз.2) и инспекцию (поз.5), далее взвешивание (поз.5) и дробление (поз.б). Полученная мезга стекает (поз.7) и прессуется (поз.5). Полученная выжимка подается на производство пектина.

Свежие выжимки обрабатываются водой при гидромодуле 1:3 и температуре 50°С. Сушеные и замороженные выжимки обрабатывают при гидромодуле, соответственно, 1:7 и 1:5 в течение 20 минут. После обработки выжимки поступают в сборник для обработанных выжимок, откуда мезгонасосом подаются на гидролиз (поз.77).

Гидролиз сырья осуществляется биохимическим способом. Технологический регламент ферментативного гидролиза: винные дрожжи в количестве 10 млн/см3 вносят непосредственно в предварительно обработанные выжимки и выдерживают при температуре 30...35°С в течение 9 часов. Ферментированную суспензию декантируют или направляют на сепарирование (поз. 72). Твердую фазу, содержащую гидролизованные остатки выжимок и дрожжевую биомассу из приемного сборника (поз.б) подают на прессование (поз.5) и используют в качестве белково-витаминного корма.

Жидкую фазу, включающую нативный пектин из сборника (поз.7), осветляют путем центрифугирования (поз.13). Осветленный гидролизат пектина по мере поступления и расхода хранят в сборнике.

Приемка Мойка Инспекция Взвешивание Прессование Гидролиз-экстракция

Рисунок 4 — Аппаратурно-технологическая схема получения пектина из яблочной выжимки

Далее гидролизат пектина направляют на микрофильтрацию (поз .15) и ультрафильтрацию на фильтре ФМБ-40 с мембраной типа УФМ-50 (поз. 16). После ультрафильтрационной установки очищенный концентрат, содержащий до 3,9% пектина, стабилизируют сорбиновой кислотой, подают на хранение и розлив (поз .19).

Разработанная аппаратурно-технологическая схема отличается от существующих тем, что ферментативный гидролиз пекгинсодержащего сырья осуществляется нативными ферментами дрожжей, а стадии очистки, осаждения и концентрирования пектина осуществляются методом ультрафильтрации (заявка на патент России № 2004135344 от 03.12.2004).

Преимуществами данной технологии является использование технологических приемов, позволяющих воздействовать на объект биохимическими и физическими методами без нарушения экологической чистоты продукта. Важнейшими достоинствами предлагаемой технологии являются ее комплексность, безотходность и низкая энергоемкость производства. Основными биологически ценными продуктами этой технологии являются пектин, а также белково-витаминный концентрат (получаемый из отходов яблочной выжимки), обогащенный белковыми веществами за счет использования дрожжей.

Выводы

1. Проведены сравнительные исследования различных способов технологической обработки яблочной мезги, принятые в плодовом виноделии, изучены ее физические, химические и биохимические показатели. Спектральный анализ пектиновых веществ показал, что применяемая (в плодовом виноделии) технологическая обработка яблочной мезги приводит к частичному разрушению пектина, что делает нецелесообразным применение этой технологии при производстве пектина.

2. Исследованы условия подготовки различных видов яблочной выжимки к технологическому процессу гидролиза-экстракции пектина. Установлены оптимальные значения рН, температуры и гидромодуля при обработке свежих,

сушеных и замороженных выжимок. В результате исследований было установлено, что обработку различных видов яблочных выжимок рекомендуется осуществлять при температуре 50°С и следующих соотношениях твердой и жидкой фаз выжимки: для свежей -1:3, для сушеной -1:8, и замороженной -1:5.

3. Исследованы факторы, влияющие на изменение протеолитической активности дрожжей-сахаромицетов, и установлены оптимальные режимы проведения процесса гидролиза-экстракции белково-пектинового комплекса яблочных выжимок с использованием экстрацеллюлярных ферментов дрожжевой клетки. Процесс гидролиза-экстракции пектина рекомендуется осуществлять при следующих технологических параметрах: температуре 30°С; титре дрожжей 10 млн /см3; рН среды 4,5.

4. На основании анализа проведенных экспериментальных исследований и математической обработки полученных экспериментальных данных (с использованием современных методов и средств компьютерного моделирования и пакетов Excel и Matlab) разработана математическая модель процесса гидролиза-экстракции пектина из яблочных выжимок, позволяющая определить оптимальные временные параметры процесса гидролиза-экстракции пектина при выбранных технологических режимах.

5. Изучены условия концентрирования и очистки пектина ультрафильтрационным методом. Для получения концентрата пектина предложена установка ФМБ-40 с ультрафильтрационной мембраной УФМ-50, позволяющая получить жидкий концентрат, содержащий до 3,9% пектина.

6. Исследования различных фракций яблочного пектина с помощью ЯМР13С и ИК-спектроскопии показали, что структурообразующими свойствами в большей степени обладает вторая фракция, содержащая в 2,73 - 5,46 раз больше галактуроновой кислоты, чем первая и третья фракции. Это проявляется в возрастании вязкости водных растворов пектина с увеличением содержания в них пектина. Структурообразующие свойства пектина определяются в основном соотношением нейтральных и кислых Сахаров в макромолекуле пектина.

7. Разработан новый способ получения пектина из отходов плодового виноделия, основанный на гидролизе-экстракции белково-пектинового комплекса яблочных выжимок с применением экстрацеллюлярных ферментов дрожжевой клетки, концентрировании и очистке жидкого концентрата пектина методом ультрафильтрации, позволяющий комплексно использовать не только яблочную выжимку, но и отработанные винные дрожжи. Разработана аппаратурно-технологическая схема производства жидкого концентрата пектина. Минсеяьхозом России утверждена технологическая инструкция по производству пектина предложенным способом. Это открывает широкие перспективы развития новой безотходной, энергосберегающей технологии получения экологически чистого пектина - ценного биологического продукта.

Список работ, опубликованных по материалам диссертации

1. Панасюк АЛ., Жиров В.М. Сравнительная характеристика физико-химических показателей яблочного пектина, полученного из различных выжимок. Сб. трудов «Современные проблемы в пищевой промышленности». -М.: МГТА, 1999, вып.4, с.25-27.

2. Грузинов Е.В., Восканян О.С., Жиров В.М. Структура яблочного пектина и его фракций // Виноград и вино России, 1999, №5, с.32-33.

3. Грузинов Е.В., Восканян О.С., Жиров В.М. Влияние температуры на вязкость низко концентрированных растворов яблочного пектина // Виноград и вино России. 2000. №1,с.30-32.

4. Панасюк A.JI., Жиров В.М. Разработка физического метода выделения и очистки нативного фермента. Сб. трудов «Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия». - М.: МГТА, 2000, вып. 5, т.2, с.204-206.

5. Казанова A.A., Жиров В.М. Спектральные исследования нативного пектина при различных способах переработки яблок. Сб. трудов «Инновационные технологии в пищевой промышленности третьего тысячелетия». -М.: МГТА, 2001, вып. 6, т.1, с.29-31.

6. Гагарин М.А., Бакулин В.П., Жиров В.М. и др. Устройство для измерения концентрации смеси веществ. Патент на изобретение РФ №2246118. МКИ: (5011*27/26, <30Ш27/22, выдан 10.02.2005 г. Бюл. №4.

7. Панасюк А.Л., Жиров В.М., Жирова В.В. Способ получения пектина из яблочных выжимок. Заявка на изобретение № 2004135344 от 03.12.2004.

8. Жиров В.М., Белов Н.И. Исследование процесса ультрафильтрационного концентрирования пектина // Пищевая промышленность. 2005. №4. с.70-71.

9. Жиров В.М. Математическая модель процесса экстракции пектина из яблочных выжимок // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. 2005. №4. с.50-52.

10. Жиров В.М. Концентрирование пектина с использованием мембранной технологии. Труды XI научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности». М.: МГУТУ, 2005, вып.4.

Отпечатано в ООО «Компания Спутник+» ПД № 1-00007 от 25.09.2000 г. Подписано в печать 29.04.05 Тираж 100 экз. Усл. п. л. 1,56 Печать авторефератов (095) 730-47-74,778-45-60

007/7 -0S.ZS

РНБ Русский фонд

2005-4 43354

4P» ^

0 Введение

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Структура и свойства пектиновых веществ

1.1.1 Особенности строения и химического состава пектиновых веществ

1.1.2 Классификация пектиновых веществ

1.1.3 Гидролиз пектиновых веществ

1.1.4 Физико-химические свойства пектиновых веществ

1.2 Анализ технологических способов получения пектина

1.2.1 Характеристика пектинсодержащего сырья и способы его подготовки

1.2.2 Способы выделения пектина из растительного сырья

1.2.3 Применение ферментных препаратов и культур микроорганизмов для получения пектина

1.2.4 Выделение и очистка препаратов пектина

1.3 Направления использования пектина в пищевой промышленности и в медицине

1.4 Направления использования пектина в технических целях

1.5 Характеристика и особенности отечественного рынка пектина

1.6 Цель и задачи исследования

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 62 2.1 Объекты и методы исследования 62 2.1.1 Объекты и материалы исследования 2.1.2 Методы исследования 69 2.1.3 Методы математического моделирования и статистической обработки экспериментальных данных

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Исследование химического состава яблочных выжимок и способов их обработки для получения пектина

3.2 Разработка способа предварительной обработки яблочных выжимок с целью оптимизации выхода пектина

3.3 Исследование влияния культуры дрожжей Sacharomyces vjni на выход биологически активных веществ из яблочных выжимок

3.4 Сравнительное изучение протеолитической активности промышленных культур дрожжей-сахаромицетов

3.4.1 Влияние содержания кислорода в питательной среде на протеолитическую активность дрожжей-сахаромицетов

3.4.2 Влияние количества засевной культуры на активность протеолитических ферментов дрожжей-сахаромицетов

3.4.3 Влияние содержания углеводов в среде на активность протеолитических ферментов дрожжей-сахаромицетов

4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1 Отработка технологических режимов гидролиза-экстракции пектина из яблочных выжимок

4.1.1 Математическая модель процесса экстракции пектина j ig

4.2 Разработка ультрафильтрационного метода выделения и очистки пектина

4.2.1 Исследование процесса концентрирования пектина ультрафильтрационным методом и его влияние на качественные 125 показатели продукта.

4.2.2 Изучение изменения химического состава концентрата жидкого пектина

4.2.3 Исследование химической структуры пектина и его фракций 135 4.3 Разработка аппаратурно-технологической схемы производства пектина

Выводы

Актуальность темы Повышение эффективности использования вторичных ресурсов производства, в частности, отходов плодового виноделия, с целью получения ценного пищевого продукта - пектина, на основе безотходных экологически чистых технологий, является важной и актуальной проблемой.

На сегодняшний день, в виноделии и других отраслях пищевой промышленности России (перерабатывающих плодовое сырье), вторичные ресурсы для производства пектина используются крайне неудовлетворительно. Это связано с целым рядом причин, и в первую очередь с отсутствием высокоэффективных экологически чистых технологий получения пектина.

Практика показала, что применяемый в настоящее время кислотно-спиртовый метод извлечения пектина при температуре 80° + 95°С (с использованием большого количества органических растворителей и других химических реагентов) не обеспечивает экологическую чистоту получаемого продукта, обладает повышенными энергозатратами и требует применения специального дорогостоящего оборудования.

В связи с этим, большой интерес и актуальность представляет тема диссертационной работы, направленная на разработку и исследование рациональной технологии получения пектина биохимическим способом - с использованием метаболических свойств дрожжей для гидролиза-экстрагирования и очистки, с целью создания экономичных и экологически чистых технологических приемов производства пектина из отходов плодового виноделия.

Цель и задачи исследования Целью диссертационной работы является разработка и научное обоснование рациональной (безотходной, энергосберегающей) технологии получения экологически чистого пектина, на основе интенсификации процесса гидролиза-экстракции пектина из отходов плодового виноделия (яблочных выжимок), с помощью ферментативной системы дрожжей, с последующим ультрафильтрационным концентрированием. В задачи исследования входило:

- изучить влияние технологических процессов обработки яблочной мезги на концентрацию и структуру пектиновых веществ;

- исследовать условия подготовки различных видов яблочной выжимки к процессу гидролиза-экстракции пектина;

- исследовать процесс ферментативного гидролиза-экстракции пектина катализируемого нативными ферментами дрожжей, определить оптимальные условия их действия и провести математическую обработку полученных экспериментальных данных;

- изучить условия и разработать эффективный способ концентрирования гидролизата пектина;

- исследовать и изучить влияние концентрации пектина и его молекулярной массы на структуру и вязкостные свойства водных растворов яблочного пектина;

- разработать рациональную энергосберегающую, экологически чистую и безотходную технологию получения жидкого концентрата пектина из отходов плодового виноделия.

Научная новизна На основании проведенных исследований:

- изучены и научно-обоснованы технологические приемы обработки яблочной мезги, изменяющие структуру пектиновых веществ;

- методами ЯМР,3С и ИК-спектроскопии получены экспериментальные данные по микроструктуре пектиновых веществ, позволяющие установить, что основным фактором в его способности к структурообразованию является соотношение нейтральных и кислых сахаров в макромолекуле пектина;

- определена протеолитическая активность экстрацеллюлярных ферментов дрожжей вида Sacharomyces vini, Sacharomyces carlsbergensis и Sacharomyces cerevisiae и определены технологические параметры ферментативного катализа системы пектин-белок с участием протеолитических ферментов дрожжей рода sacharomyces;

- разработана математическая модель процесса экстракции пектина, с участием экстрацеллюлярной ферментативной системы дрожжей рода

Sacharomyces, позволяющая определить оптимальные временные параметры процесса гидролиза-экстракции пектина при выбранных технологических режимах;

- установлены задерживающая способность мембран по отношению к пектину и режимы концентрирования экологически чистого пектина из яблочных выжимок.

Практическая ценность Разработана новая, комплексная, безотходная технология получения жидкого пектинового концентрата на основе ферментативного катализа пектин-белкового субстрата яблочной выжимки нативными протеолитическими ферментами дрожжей-сахаромицетов с последующим ультрафильтрационным концентрированием, позволяющая:

- получить экологически чистый высококачественный пектин;

- осуществить комплексное использование отходов виноделия -яблочные выжимки и отработанные дрожжи для получения жидкого пектина;

- использовать отходы пектинового производства для нужд сельского хозяйства (получение белково-витаминного концентрата). разработана и утверждена минсельхозом россии технологическая инструкция по производству яблочного пектина № 10-12046-2000.

Проведена опытно-промышленная проверка предлагаемой комплексной безотходной технологии на основе использования экстрацеллюлярных ферментов дрожжей в условиях фирмы «пищеком», согласно разработанной технологической инструкции на производство пектина из яблочных выжимок.

Работа выполнялась по плану Минсельхоза России по теме № 1299 от 3.08.99 г. - «Разработка комплексной технологии переработки яблок с целью получения пектина». Ожидаемый экономический эффект от внедрения новой технологии получения пектина - 350 тыс. рублей в год.

Проведенные исследования позволили предложить новый способ получения пектина из отходов плодового виноделия, на основании которого подана заявка на патент России № 2004135344 от 03.12.2004.

Апробация работы Основные положения и результаты диссертационных исследований доложены и обсуждены на отечественных и международных научных конференциях:

- Современные проблемы в пищевой промышленности. МГТА, 1999.

- Пищевая промышленность на рубеже третьего тысячелетия. МГТА, 2000.

- Инновационные технологии в пищевой промышленности третьего тысячелетия. МГУТУ, 2001.

- Стратегия развития пищевой промышленности. МГУТУ, 2005.

Публикации По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе получен патент России и подана заявка на патент России.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов исследований и их обсуждения, технологической части, выводов, списка используемой литературы из 135 наименований, приложений, изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 34 таблицы и 36 рисунков.

Выводы

1. Проведены сравнительные исследования различных способов технологической обработки яблочной мезги, принятые в плодовом виноделии, изучены ее физические, химические и биохимические показатели. Спектральный анализ пектиновых веществ показал, что применяемая (в плодовом виноделии) технологическая обработка яблочной мезги приводит к частичному разрушению пектина, что делает нецелесообразным применение этой технологии при производстве пектина.

2. исследованы условия подготовки различных видов яблочной выжимки к технологическому процессу гидролиза-экстракции пектина. установлены оптимальные значения рн, температуры и гидромодуля при обработке свежих, сушеных и замороженных выжимок. В результате исследований было установлено, что обработку различных видов яблочных выжимок рекомендуется осуществлять при температуре 50°С и следующих соотношениях твердой и жидкой фаз выжимки: для свежей

1:3, для сушеной -1:8, и замороженной -1:5.

3. Исследованы факторы, влияющие на изменение протеолитической активности дрожжей-сахаромицетов, и установлены оптимальные режимы проведения процесса гидролиза-экстракции белково-пектинового комплекса яблочных выжимок с использованием экстрацеллюлярных ферментов дрожжевой клетки. процесс гидролиза-экстракции пектина рекомендуется осуществлять при следующих технологических параметрах: температуре 30°С; титре дрожжей

10 млн /см3; РН среды 4,5.

4. На основании анализа проведенных экспериментальных исследований и математической обработки полученных экспериментальных данных (с использованием современных методов и средств компьютерного моделирования и пакетов excel и matlab) разработана математическая модель процесса гидролиза-экстракции пектина из яблочных выжимок, позволяющая определить оптимальные временные параметры процесса гидролиза-экстракции пектина при выбранных технологических режимах.

5. Изучены условия концентрирования и очистки пектина ультрафильтрационным методом. для получения концентрата пектина предложена установка ФМБ-40 с ультрафильтрационной мембраной

УФМ-50 производства НПО «Владипор». Процесс осуществляется при рабочем давлении 0,15-Ю, 18 МПа, температуре 40°С и скорости протока раствора 1-И ,5 м/с, что позволяет в ходе 45-^-50 мин обработки получить жидкий концентрат, содержащий до 3,9% пектина.

6. Исследования различных фракций яблочного пектина с помощью ЯМР|3С и ИК-спектроскопии показали, что структурообразующими свойствами в большей степени обладает вторая фракция, содержащая в 2,73 - 5,46 раз польше галактуроновой кислоты, чем первая и третья фракции. Структурообразующие свойства пектина определяются в основном соотношением нейтральных и кислых сахаров в макромолекуле пектина.

7. Разработан новый способ получения пектина из отходов плодового виноделия, основанный на гидролизе-экстракции белково-пектинового комплекса яблочных выжимок с применением экстрацеллюлярных ферментов дрожжевой клетки, концентрировании и очистке жидкого концентрата пектина методом ультрафильтрации, позволяющий комплексно использовать не только яблочную выжимку, но и отработанные винные дрожжи. разработана аппаратурно-технологическая схема производства жидкого концентрата пектина. минсельхозом россии утверждена технологическая инструкция по производству пектина предложенным способом. это открывает широкие перспективы развития новой безотходной, энергосберегающей технологии получения экологически чистого пектина - ценного биологического продукта.

1. Мак-Креди P.M. Пектин и пектовая кислота. В кн. Методы химии углеводов // М.: «Мир», 1967,с. 375.

2. Кретович В.Л. Основы биохимии растений // М.: «Высшая школа», 1986,503 С.

3. Pedersen I.K. Pektins.- in Handbook of water soluble gums and resins // Editor by Dandson R.Z. et al., New York, Mc Grow Hill Book Co., 1980, p. 1-21.

4. DE vries J.A., voragen A.G. rombouts F.M., pllnik W. changes in the structure of apple pectin substansts during ripening and storage// carbohidr. polim., 1984, №4, P.3-13.

5. Донченко Л.В. Технология пектина и пектинопродуктов // М.: «ДеЛи», 2000,255с.

6. Beiq М.М., Gerade Т.Т. Citrus pektin polysaccharides theirin vitoin teraction with low density senum lipqoroteins //AOS. symp. ser. Univ. Florida/USA, 1983, vol. 214, p. 185-190.

7. Karr A.L. Cell watl bioqenesis. Plant Biochemistry // New York-London. «Acad. Press», 1976, p. 405-426.

8. Stoddart F.W., Barnett A.J., Narth cote D.H. Pectic polusaccharides of qrowinqplant tissues // blochem. Т., 1967, vol. 103, P. 194-204.

9. Neukom H., Am ado R., Pfisten M., Erkenntnisse auf dem Getiete der Pektin//«Lebensmitt-WissTechnol», 1980, vol.13,№ 1,p. 1-6.

10. Шелухина Н.П., Абаева Р.Ш., Аймухомедова Г.Б. Пектин и параметры его производства//Фрунзе: «Илим», 1987,141 с.

11. Голубев В.И., Шелухина Н.П. Пектин: химия, технология, применение//М.: «Пищевая пром-сть», 1995,426 с.

12. Каватата Т. Молкулярный вес и молекулярные размеры пектина // «Нихон ночей качаку канси», 1977, т. 51, № 1, с. 15-21.

13. Шелухина Н.П. Научные основы технологии пектина // Фрунзе: «Илим», 1968,168с.

14. Карпович Н.С., Яровая Е.В., Почко С.М., Нелина В.В. Требования к сушеному свекловичному жому сырью для производства пектина // «Сахарная пром-сть», 1987, № 8, с. 37-38.

15. Фан-Юнг А.Ф., Каминская Ф.И., Бирюкова С.Н. Производство детских, диетических и профилактических консервов // Киев: «Техника», 1984,38с.

16. Карамышева У.Ж., Шелухина Н.А. // Сборник научных трудов посвящ.40-летию образования АН Кыргиз. Респ., Бишкек, 1995.-с.34-38.

17. Зайко М.Ю., Починок Т.Б., Белевич Т.А. Связывающая способность пектина по отношению к свинцу и никелю в различных условиях // Изв. вузов «Пищевая технология», 1996, №1-2.-с.31-32.

18. Калайциди л.Ю. Биохимические особенности и разработка технологии пектиновых веществ с заданнымикомплексообразующими свойствами из различных видов сырья // дисс., к.т.н., краснодар, 1998.-156С.

19. Кондратенко В.В. Биохимическое обоснование технологии пектиновых веществ из тыквы // Дисс., к.т.н, -Краснодар, 1999,-250с.

20. Хатко З.Н. Биохимическое обоснование и разработка способовполучения высокоочищенного свекловичного пектина // Дисс.,к.т.п.-Краснодар, 1997.-151С.

21. Хенглейн Н.Ф. Пектины. Биохимические методы анализа растений пм.: «Мир», 1960, с.280-323.

22. Недужий А.А., Куриленко О.Д. Исследование структурнойвязкости в растворах, содержащий пектиновые вещества //тр.

23. Киевского технол. ин-та пищевой пром-сти, 1953, №13.-с.111-116.

24. Tung-Shan Chen, Yoslyn М.А. The effect of sugars on viscosity of pectin solution. // J. of coll. and interface sci., 1967, vol. 25, p. 346352.

25. Панин Д. Разработка технологии пектина // Дисс., к.т.н., М.: МГТА.-2002, с. 120.

26. Camcohoba A.H. Новое в производстве фруктовых консервов // «Консервная, овощесушильная и пищеконцентратная пром-сть»,$ 1988, № 10, С. 3-4.

27. Ежов В.Н., Полонская А.К., Луканин А.С. Биотехнологические основы производства яблочного и виноградного пектина // Ялта: Труды института винограда и вина «Магарач», 1992, с. 3-27.

28. Гринчишина З.Ф., Реснянская О.В., Могильный М.П. Жидкий пектин из отходов пищевого сырья// Материалы 1-ой конференции Сев.-Кавказ. региона «Современные достижения биотехнологии», Ставрополь.: -1995, с 70-72.

29. Варов С.Л. Переработка яблочных выжимок // «Консервная, овощесушильная и пищеконцентратная пром-сть».- 1991, вып. 3, с. 3-13.

30. Ежов B.H., Сомина Е.Г., Симакова M.B. Влияние режимов сушки яблочных выжимок на выход и качество пектина // «Виноград и вино России», 1999,№5,с.33-35.

31. Ильина И.А., Земскова З.Г., ДонченкоЛ.В., Уврачева T.B. Извлечение пектш ia с предварительной обработкой СВЧ-сушкой сырья.//Хранение и переработка сельхозсырья. -2000.-№12.—С.23-25.

32. Донченко Л.В., Нелина В.В., Карпович H.C., Бряков С.Г. Влияние размера частиц сырья на выход пектина // «Пищевая пром-сть», 1987, №2, С. 21-22.

33. Кочеткова А.А., Калунянц К.А., Нестерова И.Н. и др.экологические аспекты технологии пектина. // «пищевая пром-сть», 1991, №7, с. 56-59.

34. Крачанова М., Бенему С., Динков И. Получение и характеристикапектинов из апельсинов // науч. тр. высш. инст. хранит. и вкус. пром., Пловдив, 1989, №2, с. 3-12.

35. Kroll J., Kraus М., Kroch R Varfahzen zur Gewinnunq von Pektinen // Pat. DDR № 268857, A23L 2/30,14.06.08.41. mankotoska M.A Sposob exteakye pektin // Patent PNR № 142192 231/04,30.01.88.

36. Микеладзе О.Г. Разработка технологии получения пектиновыхвеществ из вторичного сырья при производстве консервированного мандаринового сока // Одесса:, 1990,67с.

37. Способ производства пектина // Заявка Украины № 49010998/05; 9.1.91, опубл. 15.11.94, бюл. №21.

38. Sokat Т., Okushima М. Microbiol production of pectin from citruspel // Applied. And Env. Microbial., 1980, vol. 39, № 4, p. 908912.

39. Кониси X. Способ производства пектина из растительного сырья // Патент № 60-108402, Япония, МКИ С08В37/0, опубл. 1983.

40. Kroll J., Kraus М., Boell W. Varfahzen zum Gewinnunq extraniezbaror in haestoffe aus pektin hactiqen pilanzlichen Ronslodden // Pat DDR 268858, ест. A23 L 2/30,14.06.89.

41. Ващенко Т.Н. Набухание пектиновых веществ // М.: 1985, с. 2-7.

42. Гитенштейн Б.М., Малтабар В.М., Щеглов Ю.А., Печерский А.А. Квопросу о ДИФФУЗИИ яблочных выжимок садов // «виноградарство И виноделие молдавии», 1973, № 6, с. 52-53.

43. Rogo Iranzo J., Carmen Mizalles M., Pilor Claromunt Preparaciondecorteza secadenaranja para la obetencion de ectina rendiniento j colidod del producto // rev. aqr. i tecnalim., 1975, vol 15, № 4, c. 539.

44. Снежкин Ю.Ф., Лисиченок С.Л., Хавин А.А. Влияниепредварительной обработки яблочного сырья на выход пектина //

45. Пищевая пром-сть», 1992,№ 1, с. 29-30.

46. Андреев В.В., Науменко И.В., Паршакова Л.П. Способы получения и применения различных типов яблочного пектина // М.: 1981, с.8-24.

47. Парфененко В.В., Бузина Г.В., Фомина О.А. Виды пектина и их применение // «Хлебопекарная и кондитерская пром-сть», 1980, № 8, с. 32-34

48. Ильина И.А., Земскова З.Г., Беззаботова Ю.С. Исследование интенсификации гидролиза-экстракции пектина из предварительно замороженного сырья // Вестник РАСХН , 2000, №3, с.83-85.

49. Способ получения пектина из растительного сырья // А. с. № 1052510,СССР,МКИСО8В37/06,опубл. БИ№41,1983.

50. Wang С.С., Chang K.S. Beet pulp isolated pectin phisicochtmecal properties as related to freezing // J. food sci., 1994.-59. №6. -c.l 153-1167.

51. Шилина Н.И., Гореньков Э.С. Исследование активированной воды в производстве яблочного пектинового полуфабриката // Тезисы докл. всероссийской конференции «Электрохимическая активация воды в медицине и с-х. производстве », М.: 1994, с.28-29.

52. Влащик Л.Г. Получение пектинового экстракта из свежих виноградных выжимок // «Виноделие и виноградарство», 2004, № 3, с.34.

53. Богус A.M., Шаззо Р.И. Физические способы получения пектина // Краснодар.: «Эковест», 2003,127с.

54. Донченко Л.В., Сычева Г.М., Ильина И.А. и др. Режим гидролиза яблочных выжимок и свойства пектина // «Пищевая пром-сть», 1989, №9, с. 26-27.

55. Pousa A., Novak J., Semberova Z. Zpusob vyzoby stredne esterjfiko vynnyck pectinu // A.c.№ 249013, ЧССР, МКИ, C08B37/06, опубл. 1988.

56. Ниномия Хирофуми, Судзуки Акидзи. Зависимость скоростипроцесса гидролиза протопектина от температуры // изв. вузов

57. Пищевая технология», 1990, № 2-3, с.28-29.

58. Погребная В.Л., Алтуньян М.К. Зависимость скорости процесса гидролиза протопектина от температуры // Изв. вузов «Пищевая технология», 1990, № 2-3, с. 28-29.

59. Франтишек Р. Способ получения арабинозы пектина и целлюлозы //А. с. № 153378, ЧССР, МКИ. С08В37/06, опубл. 1971.

60. Способ получения пектина из растительного сырья // А. с. № 1186619, СССР, МКИ COO 8В 37/06-, опубл. би№ 39,1985.

61. Донченко Л.В., и др. Влияние температуры на экстрагирование пектина. // «Пищевая пром-сть», 1998, № 6, с. 31 -32.

62. Способ получения осветленных растительных соков и выделение компонентов пектинового концентрата // Патент США № 4551341, МКИВРО 1 13/00,1983.

63. Андреев В.В., Поршакова Л.П. Исследования кислотного способа получения яблочного пектина медленной садки // «Консервная и овощесушильная пром-сть», 1984, №7, c.21-22.

64. Arslan Nijrhan, Asan TUrker. Characterisation of sugar-beet pulp pectin. // Ci им. Acta turc., 1993, №21, p.183-188.

65. Румянцева Г.Н. Микробные ферментные препараты в производстве пектина: Механизм действия и эффективность применения // «Хранение и переработка сельхозсырья», 1998,-№12, с.30-33.

66. Разработка способа выделения пектиновых веществ из вторичных ресурсов консервной промышленности // Отчет НИР Института химии им. Б.И.Никитина АН Тадж. ССР, Душанбе, 1985,87 с.

67. Жехова M. профилактическое питание при некоторых вредных воздействиях // Материалы 2-го международного семинара «Экология человека: Проблемы и состояние лечебно-профилактического питания», Пятигорск, 1993, с.173.

68. Шелухина Н.П. Перспективные методы получения пектина // «Пищевая пром-сть», 1988, №5, с. 11-12.

69. Rolet М-С, Thidoult J-F, Hallaer J. Carakteristiguesdes pectinesobtenuespareaction de geotvichum penicillatum // surdes pulpes de bettaraveSci. Alim., 1990, vol 10, №4, p. 865-876.

70. Способ повышения чистоты пектина. А. с. № 40225, НРБ, МКИ, C08B37/06, опубл. БИ№ 11, 1986.

71. Аймухамедова М.Б. Способы получения пектиновых веществ Beta vulgaris. // «Пищевая пром-сть», 1988, № 5, с.19.

72. Dousa A., Semberova Z. Vyroba pectinu z cerstovych jabbunych vylisku // Prum. Potravin, 1985, vol. 36, № 8, p. 399-401.

73. Морита Соей, Тамая Хироаки, Кота Саньити и др. Способ выделения пектиновых веществ. Патент Японии 60-161401,, МКИ С08В37/06, опубл. 1985.

74. Способ производства пектина. А. с. № 467732, СССР, МКИ С08В37/06,опубл. БИ№3, 1976.

75. Способ экстракции пектинов // Патент ПНР №142192, МКИ С08В37/06, опубл. 1988.

76. Способ получения пектина // А. с. № 465172, СССР, МКИ С08В37/06, опубл. БИ№ 17,1975.

77. Способ получения пектина // А. с. № 840043, СССР. МКИ, С08В37/06, опубл. БИ№23,1981.

78. Медведев В.В., Чалая JI.JI. Концентрирование яблочногопектинового гидролизата фильтрацией // «пищевая пром-сть», 1998, № 5, с.7-8.

79. Рева Л.П., Симахина Г.А., Логвин В.М. Осаждение свекловичного пектина в щелочной среде // «Сахарная пром-сть», 1979, № 3, с. 1415.

80. Моисеева В.Г., Зайко Г.М., Ананьева М.К. Изучение условийспиртового осаждения свекловичного пектина // изв. вузов

81. Пищевая технология», 1984, №, с. 5.

82. Юдинцева И.В., Вакалов И.А. Оптимальные условия спиртового осаждения свекловичного пектина // «Хлебопекарная и кондитерская пром-сть, 1973, № 6, с. 41-42.

83. Филиппов М.П., Науменко И.В. Стабильность пектиновых веществ в водных растворах // «Пищевая пром-сть», 1988, № 5, с. 16-17.

84. Судзуки С. Получение пектина // Пат. № 60-133002, Япония, МКИ С08В37/06, опубл. 1983.

85. Jain Rekesh К., Ghankrokte, Agrauwal J. Isolation and characterization pectin from appele pomale // Indiau Food Packer, 1984, vol.38, №6, p. 65-70.

86. Карпович Н.С., Донченко JI.В., Киореску Е.Н. и др. Технологические схемы производства пектина из свекловичного жома//«Пищевая пром-сть», 1985, №31, с. 17-20.

87. Шмидкая М. Проект завода по производству яблочного пектина // Всесоюзное совещание по вопросам технологии и химии пектина», Нальчик: 1961, с. 39.

88. Балтага С.В., Арасимович В.В. К вопросу использованиякормового арбуза для производства пектина и технологии егопереработки // «Всесоюзное совещание по вопросам технологии и химии пектина», М: 1962, с.30

89. Парфененко В.В., Бузина Г.В. Некоторые особенности технологии производства свекловичного пектина // «Хлебопекарная и кондитерская пром-сть», 1974,№ 6, с.23-24.

90. Способ определения концентрации пектиновых веществ // А. с. № 763355, СССР, мки С08В37/06, опубл. БИ 1980, № 34.

91. Голубев В.Н., Губанов С.Н., Микеладзе О.Г. и др. Холодная технология пектина // «Сахарная свекла: производство и переработка», 1991, №2, с. 51-53.

92. Голубев B.H., Губанов С.Н., Микеладзе О.Г. Роторно-кавитационный аппарат для обработки пектиносодержащего сырья // «Пищевая пром-сть», 1990, № 9, с. 30-31.

93. Голубев В.И., Бондарь С.Н. Мембранная обработка экстрактов свекловичного пектина//«Пищевая пром-сть», 1988,№3, с.56-64.

94. Голубев B.H., Гаджиева А.А., Кожухарь B.B., Корчиева Т.М. Гидроакустические аппараты при переработке растительного сырья//«Пищевая пром-сть», 1992,№7, с. 11-12.

95. Генератор кавитации // А. с. № 1428440, СССР, МКИ В 01-7/00, опубл. БИ№37,1988.

96. Способ получения пектина // А.с. № 1666458, СССР, МКИ С08В37/06, опубл. БИ № 28,1991.

97. Способ получения пектина. А. с. № 664967, СССР, МКИ С08В37/06,опубл. БИ № 20,1979.

98. Bleim Z. Substaneje pektino znalnie bioloqiezne // Post. Nyk. Poniczyem, 1968, vol. 15, №20, p. 81-90.

99. Способ получения пектинсодержащего продукта Патент РФ № 2035516.

100. Способ производства пектинсодержащего сахара. Патент РФ № 2005791

101. Помозова В.А., Нуштаева Т.Н., Шелухина Н.П. Пектиновые вещества в напитках // Обзорная информация. Серия 22.-М.: АГРОНИИТЭИПП, 1993, №5,28с.

102. Поляков В.А., Филонова Г.Л., Ермакова Р.А. Производстваконцентратов для безалкогольных напитков с использованием пищевых добавок // обзорная информация. серия 22.-М.: АГРОНИИТЭИПП, 1991,№11,32с.

103. Корниенко C.H., Голубев B.H. Разработка технологии фруктовых консервов лечебно-профилактического действия // В кн.: Экология человека: Проблемы и состояние лечебно-профилактического питания. М.: Центр.Рос. Дом знаний, 1992.

104. Филиппов М.П., Науменко И.В. Стабильность пектиновых веществ в водных растворах // «Пищевая пром-сть», 1988, № 5, с. 16-17.

105. Петрушевский В.В., Казаков А.Л., Бандюкова В.А. Биологически активные вещества пищевых продуктов // Киев: «Техника», 1985, 170с.

106. Кочеткова А.А., Колеснов А.Ю. Классификация и применение пектинов //«Пищевая пром-сть», 1995.№ 9, -с.28-29.

107. Кочеткова а.а. Некоторые аспекты применения пектина // «Пищевая пром-сть», 1992, № 7, с. 25-28.

108. Пектин. Производство и применение. Под редакцией Карповича H.C. // Киев: «Урожай», 1989. 87с.

109. Аймухамедова Г.К., Алиева Д.Э., Шелухина Н.П. Свойства и применение пектиновых сорбентов // Фрунзе: «Илим», 1984,25с.

110. Аймухомедова Г.Б., Алиева Д.Э., Шелухина Н.П. Свойства иприменение пектиновых сорбентов//Фрунзе: «Илим», 1987,31с.

111. Карпович Н.С., Киореску Е.Н., Ярова Е.В., Мельник Г.С., Крапивницкая И.А. Проблемы производства пектина // «Пищевая пром-сть», 1988, №5, с. 2-3.

112. Шелухина Н.П. Научные основы технологии пектина // Фрунзе:, 1988,40 с.

113. Фолкс Г.Ф., Асмуссен Р., Фишер К., Эндресс Х.У. Затраты и рентабельность переработки яблочных выжимок // «Пищевая пром-сть», 1992, № 7, с. 26-28.

114. Методы технохимического и микробиологического контроля в виноделии» // Под ред. Валуйко Г.Г. М.: «Пищевая пром-сть»,-1980,186с.

115. Методы технохимического контроля в виноделии» // Под ред. Гержиковой В. Симферополь.: «Таврида», 2002, -286с.124. ГОСТ Р 51553-00

116. Ермакова.И., Амбросимович В.В., Иконникова М.И.и др. Методы биохимического исследования растений. -Ленинград: Колос, 1972, с.68

117. Бурьян Н.И. Практикум по микробиологии виноделия // Ялта, 1991.- с. 432.

118. Жвирблянская А.Ю., Исаева B.C. Дрожжи в пивоварении//М.: «Пищевая пром-сть», 1979, 246 с.

119. Rapp A., Markurtz A. Weinanalytik mit Kernresonazspektreskopie//Wein wirt. -Tech. 1990. №4. S. 14-18.

120. Мухиддинов 3.K., Халиков Д.Х., Григорьева Е.Э., Панов В.П. Остурктуре гомогалактоуронана пектина. //химия природ. соедин. 1993.№1. с. 91-95.

121. HUKANUCU К. И11ФРАКРАСНЫЕ СПЕКТРЫ И СТРОЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХсоединений. Практ. руководство. М.: Мир, 1965. -216 с.

122. Филиппов М.П. Инфракрасные спектры пектиновых веществ. // Проблемы аналитической химии; Т. VIII, Методы анализа пищевых продуктов. M. "Наука". 1988. - с. 198-216.

123. Квасников Е.И., Щелокова И.Ф. Дрожжи. Биология. Пути использования // Киев, «Наукова думка», 1991,322с.

124. Елисеева И.И., Юзбашев M.M. Общая теория статистики. Учебник под ред. чл.-корр. РАН И.И.Елисеевой.- 4-е изд. M.: Финансы и статистика, 2002.- 480с.

125. Поршнев С.В. Компьютерное моделирование физических процессов в пакете MATLAB. -м.: Горячая линия . -Телеком, 2003, -592с.

126. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. Под редакцией Фигурнова В.Э. -M.: ИНФРА, 2003, -544с.