автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.02, диссертация на тему:Разработка технологии экструзионных продуктов на основе комбинированного крупяного сырья

РГ6 од

^ Н " ; МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЕ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи УДК:664.76.05:678.027.3(043.3)

ПЛАТОВА Елена Юрьевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ЭКСТРУЗИОННЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ КОМБИНИРОВАННОГО КРУПЯНОГО СЫРЬЯ

Специальность 05.16.02. - Технология зерновых, бобовых,

крупяных продуктов и комбикормов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1993

Работа выполнена в Московской Государственной Академии пищевых производств

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Л.П. Ковальская

Официальные оппоненты: кандидат технических наук,

доцент МГАПП А.¿.Доронин

доктор технических наук, профессор Е.М.Мельников

Ведущая организация: ВНИИК (НПО по крахмалопродуктаы)

Защита состоится "27 " мая 1993 г. на заседании -специализированного Совета Д.063.51.01 Московской Государственной Академии пищевых производств по адресу: ' 125060, Москва, Волокаламское шоссе, II.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии.

Автореферат разослан "27 "апреля 1993 г.

Ученый секретарь специализированного Совета канд. техн. наук

И.Б. Кобелева

Общая характеристика работы Актуальность темы. В настоящее время перед пищевой промышленностью поставлена задача выпуска сравнительно недорогих экструзионных изделий с хорошими вкусовыми качествами на основе крупяного сырья. Промышленное производство таких продуктов ограничено выпуском рисовых и кукурузных палочек, которые высо-кокалдорийны, вкусны и пользуются спросом у потребителя, но, к сожалению, содержат мало белка н тому же с неполноценным составом аминокислот.

Расширить ассортимент экструзионных изделий и повысить их белковую ценность можно путем комбинирования крупяного сырья, например, добавлением к основному сырью (рисовой и кукурузной крупе) пшенной, перловой, гороховой крупы .нетрадиционных для экструзии. Это дает возможность получить больший ассортимент продуктов хорошего качества о привычным для потребителя вкусом и высокой белковой ценностью.

На основании отечественной литературы о специфических свойствах разного вида зернового сырья (Е.Д.Казаков, Л.В.Баби-ченко, Г.А.Егоров, Е.М.Мельников) и технологии его переработки (Н.П.Козьмина, Л.И.Пучкова, И.А.Попадич, Г.А.Маршалкин, Л.П. Ковальская, В.Т.Любушкин, В.Л.Яровенко, А.И.Кушман, В.Т.Линни-ченко и др.) можно сделать вывод о возможности совершенствования технологических приемов и получения новых, более полноценных по различным показателям продуктов из зерна.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - получить из комбинированного крупяного сырья экструдаты хорошего качества с повышенной белковой ценностью.

Исходя из этого, были поставлены следующие задачи: - установить оптимальные соотношения разных видов крупы и

подобрать оптимальные режимы экструдирования комбинированного крупяного сырья, позволяющие получить готовый продукт хорошего качества ;

- исследовать влияние экструзионной обработки на полисахарида крахмала и белки комбинированного крупяного сырья, ответственные за показатели качеотва и пищевую ценность готового продукта ;

- разработать технологические схемы производства экструда-тов из комбинированного крупяного сырья ;

- провести производственные испытания разработанных технологий.

Нзучнзл .нотам

- с учетом особенностей химического состава и технологических свойств основного вида крупы и крупы-наполнителя установлены оптимальные соотношения разных видов крупы и подобраны режимы экструдирования для получения готового продукта с высокими показателями качества (хорошим вкусом, цветом, структурой) ;

- изучено влияние экструзионной обработки на крахмал комбинированного зернового сырья, установлен характер превращений крахмала, его роль в формировании структуры экотрудатов и в процессах, ответственных за водоудерживающую способность и на-бухаемость их тканей. Установлена роль полисахаридов крахмала (амилозы и амилопектина) в формировании отруктуры экотрудатов и образовании водорастворимых веществ, обеопечивающих хорошую усвояемость продукта ;

- изучена микроструктура экотрудатов из комбинированных смесей круш. Подтверждено, что предложенные сочетания крупы и режимы экструдирования позволяют получить готовые продукты

о хорошей вспучиваемостыэ и пористостью, а следовательно о хорошей консистенцией, лучшей атакуемостью ферментами желудочно-кишечного тракта и усвояемостью организмом человека;

- выявлен характер превращений белков комбинированного крупяного сырья и изменений его фракционного состава при экст-рузионной обработке. Доказана роль белка в формировании структуры экструдатов. Показано, что введение крупы-наполнителя (пшенной, перловой, гороховой) в количестве 20-40% к основному сырью (кукурузной и рисовой здрупе) позволяет получить экструда-ты с более полноценным по аминокислотному составу белком. Рассчитаны аминокислотные скоры, подтвервдающие эти данные ;

- проведены сравнительные исследования химического состава комбинированного крупяного сырья и полученных из него экструдатов, характеризующих белковую, углеводную, витаминную ценность, и потери при экструзии. Выявлено, что экструзионная обработка не приводит к значительным потерям основных питательных веществ.

Практическая ценность. Разработаны новые виды комбинированных зерновых экструдатов, технологические режимы и схемы их производства на отечественном, серийно выпускаемом оборудовании. Проведена производственная проверка разработанной и опробиро-ванной технологии в опытно-производственном ВНШК (НПО по крах-малопродуктам). Имеется акт, подтверждающий, что использование разработанной и опробированной технологии позволит обеспечить производство экструдатов высокой пищевой ценности и расширить ассортимент данного вида продукции. Разработана технологическая инструкция на производство новых видов экструзионных продуктов из комбинированного крупяного сырья.

рнедрение результатов исследований в ¡трактину

Получено положительное решение на авторскую заявку новых продуктов на основе комбинированного крупяного сырья. Проведена производственная проверка разработанной технологии в Кореневском научно-производственном объединении по крахмалопродуктам.

Дппробашя паботы. По материалам диссертационной работы сделаны доклады на 1У Всесоюзной научно-технической конференции на тему: "разработка комбинированных продуктов питания (медико-биологические аспекты, технология, аппаратурное оформление, оптимизация)", Кемерово 1991., и сообщения на аналогичную тему на научно-стуценческих конференциях ШИПП.

Публикации. По материалам работы имеется 4 публикации, в том числе I положительное решение на авторскую заявку, I доклад на конференции и 2 статьи в журналах.

Структура и объем работу. Диссертация состоит из 4 глав, введения, обзора литературы, экспериментальной части, заключения, выводов, списка литературы, приложений.

Всего в работе 106 страниц, 20 таблиц и 12 рисунков, список литературы из 117 источников, из них 24 иностранных.

Содержание работы

Во введении дано обоснование актуальности проведенных исследований, их научной и практической ценности для производства

В обзоре литературы рассматриваются общие вопросы технологии экструзионных продуктов на основе крахмалсодержащего сырья в России (Л.И.Пучкова, А.И.Нушман, Л.П.Ковальская, Г.М.Медведев, • А.В.Бабиченко и за рубежом (WeWi undP№deztBezstoJ-, Wenge г

ce&Kttae).

Приведены цримеры использования комбинированного крупяного

сырья для экструзии (В.Т.Линниченко, С.В.Краус, Е.Г.Шипулина).

В глаше 2 описаны материалы и методы исследований.

Материалы исследования

В качестве крупы-основы использовали рис дробленый шлифованный (ГОСТ 6292-70) и кукурузную крупу (ГОСТ 6002-69).

В качестве крупы-наполнителя использовали:

- пшено шлифованное (ГОСТ 572-60) 2 сорт;

- горох колотый (ГОСТ 6201-68) I сорт;

- ячменную перловую крупу (ГОСТ 5784-60) № 1-2.

Комбинации крупы были в следующих соотношениях (крупа-основа: крупа-наполнитель) 80:20; 70:30; 60:40. Дальнейшее увеличение доли крупы-наполнителя в смеси приводит к ухудшению качества готового продукта.

Выбранные крупы-наполнители (пшенная, перловая, гороховая) превосходят по сумме всех аминокислот основную крупу. Так, если пшенная крупа содержит аминокислот (мг/100 г) - 11258, перловая - 3973, гороховая - 19388, то кукурузная - 7680, рисовая -6717, согласно справочным данным.

Методы исследования

Лабораторная установка для получения зкструдатов. устройство и принцип действия

Приведена принципиальная схема лабираиорног экструдера и описание основных элементов детелей и принципа действия.

Методы исследований химического состава сырья и готового продукта

Для определения способности крахмала связывать воду и растворяться, пробу крахмалсодержащего сырья нагревали в избытке воды при постоянном перемешивании до температуры 55°С и определяли количество воды, связанной набухающими зернами крахмала. Одновременно определяли и количество крахмальных полисахаридов,

- о -

переходящих в раствор при набухании и клейотиризации. Способность крахмал содержащего сырья связывать воду и растворяться в воде определяли по методу Шоха.

Определение набухаемости крахмала в холодной воде Определение набухаемости 1фахмала в холодной воде проводили по методике ТУ РСФСР 406-78 "Крахмал набухающий пищевой". Определение набухаемости крахмала в горячей вопе В измерительные цилиндры помещали навески измельченного до состояния муки крахмалоодержащего сырья в количестве I г. Приливали 80 мл дистиллированной воды. Цилиндры помещали на водяную баню с температурой 90°С на 5 часов, измеряя каждый яао объем гидратированного осадка.

Расчет способности 1фахмала к набуханию производили по формуле:

п №-У«)*т . а)

и 1/к '

где - иоходный объем крахмалоодержащего сырья, мл

V* - конечный объем крахмалоодержащего сырья, мл О- - способность крахмала к набуханию. Коэффициент деструкции крахмала в технологическом процессе рассчитывали по формуле:

КП - «VI- КУЯ . (2)

где

Кп - степень набухания образца в горячей воде до обработки, %

КУ2. _ степень набухания образца после обработки, %

К.Д.-коэффициент деструкции крахмала. Доследование микроструктуры

Фотографирование микроструктуры образцов проводили на

электронном микроскопе марки Фирмы " 01_ "

(Япония).

Определение содержания крахмала

Содержание крахмала определяли стандартным методом по Эверсу. Определение содержания амилозы и амилопектина Определение содержания амилозы и амилопектина проводили ускоренным колориметричеоким методом

основанным на измерении интенсивности синего окрашивания раствора крахмала с йодом при длине волны у| =625 км. Методы исследования белкового комплексу Содержание общего азота определяли методом Къельдаля (ГОСТ 1084-74).

Количество белковых фракций определяли методом Л.И.Ермакова. Аминокислотный состав продуктов определяли на автоматическом аминокислотном анализаторе 1*С -2000 фирмы "ЬиАъопс/к и (ФРГ). Определение аминокислотного состава осуществляли методом кислотного гидролиза при соотношении массы исследуемого продукта к массе кислоты (1:1000). Гидролиз проводили при 103-Ю5°С в течение 24 часов в запаянных в вакууме ампулах.

Для определения аминокислотного скора состав незаменимых аминокислот продукта сравнивали со стандартной шкалой белка, рекомендованной ФАО/ВОЗ.

Определение содержания водорастворимых витаминов Содержание тиамина и рибофлавина определяли флуорометри-ческим методом, содержание нианина-роданбромидным методом. Методы исследования сорбнионннх свойств экструдатов и выявление оптимальных условий их хранения Навески исследуемых продуктов, взвешенные на аналитических весах, помещали в эксикаторы над водными растворами серной

кислоты разной концентрации. Образцы продуктов выдерживали в эксикаторах, относительная влажность воздуха в которых соответствовала концентрации растворов серной кислоты, до достижения постоянной массы. Такое состояние образцов соответствовало их равновесной влажнооти. Затем образцы переставляли в соседние эксикаторы: десорбировавшие - на сорбцию, а сорбировавшие -на десорбцию. В результате эксперимента были получены изотермы сорбции - десорбции исследуемых продуктов.

Равновесную влажность определяли графическим методом. Для этого были построены графики в координатах. По оси ординат отмечали количество сорбированной влаги, приведенное к исходной массе навески, по оси абсцисс - относительную влажность воздуха. Аппроксимировав полученные экспериментальные зависимости по линейному уравнению, получали прямую линию, пересечение которой с осью абсцисс дает точку равновесной влажности, при которой наступает гигроскопическое равновесие. Определение водорастворимых веществ Определение водорастворимых веществ проводили рефрактометрическим методом.

Статистическая обработка экспериментальных данных Обработку экспериментальных данных проводили общепринятыми статистическими методами.

В главе 3 представлена экспериментальная часть.

футоры, .рлиявдие. ,нз щкчгедо экструдирования крупяного рнрья Экспериментами подтверждено, что факторы, которые оказывают наибольшее воздействие на эффективность процесса экструдирования и качеотва готовых изделий,- влажность крупяного сырья перед экструдированием и температура экструзионной обработки.

Выбор величин и пределов изменения основных параметров

проводили о учетом свойств крупяного сырья и качества готового продукта. При этом руководствовались принципом минимального температурного воздействия, так как высокие температуры приводят к разрушению аминокислот.

Влажность смесей комбинированного крупяного сырья изменяли от 14 до 22%. Уменьшение или увеличение влажности нецелесообразно , так как приводит к нарушению работы экструдера и ухудшению показателей качества готового продукта.

Температуру обработки изменяли от 140°С до 200°С. Этот диапазон температуры также обусловлен необходимостью получения экструдатов хорошего качества.

Частоту вращения шнека не изменяли. Эта величина была постоянной - 2,0 с"-1-, учитывая, что при правильном подборе температуры и влажности частота вращения шнека не оказывает влияния на качество готового продукта.

Исследование влияния режимов экотрузионной обработки на изменение качества и пишевой ценности комбинированного крупяного сырьд

Результаты экспериментов убедительно доказывают, что такие параметры, как температура обработки и влажность сырья существенно влияют на изменение физико-химических свойств крахмала экструдатов. Оптимальная температура экструдирования и влажность сырья выбирались при высоких значениях растворимости и хорошей водоудерживаклцей способности экструдатов. Максимальные значения этих показателей свидетельствуют о высокой усвояемости экструдатов организмом человека. Оптимальные параметры экструдирования приведены в таблице I.

Влияние условий обработки на показатели качества экструдатов

Смеси крупы " __________

(состав в частях), I темпера-

подвергнутые 1 тура об-

экструзии ¡работки,

Условия обработки

ТО пп

!

влажность,

Раотво-римооть при 55 С

Водоудер-живащая .способность, г/г

(80:20) 165 16 52,52 11,3

2. Рисовая : пшенная (70:30) 165 . 16 52,73 11,67

3. Рисовая : пшенная (60:40) 150 18 53,52 11,52

4. Рисовая : перловая (80:20) 165 16 52,93 12,53

5. Рисовая : перловая (70:30) 165 16 51,52 12,97

6. Рисовая ¡перловая (60:40) 160 18 50,30 11,37

7. Рисовая : гороховая (80:20) 170 18 48,30 10,20

8. Рисовая : гороховая (70:30) 170 18 45,30 10,00

9. Рисовая : гороховая (60 :40) 170 18 42,15 9,8

Ю.Кукщзшя : пшенная 165 16 49,50 11,39

11.КУКЩЗШЯ : пшенная 165 16 49,85 12,45

12.^3^ : гороховая 150 18 50,14 9,21

ХЗ.Кукщзшя :-перловая 165 16 50,25 10,82

14ЛПВ : перловая 165 16 50,76 11,74

15.К^зная : перловая 160 18 49,65 10,15

Хб.Кукщзн^ : гороховая 170 18 49,62 10,20

17.Кук^В : гороховая 170 18 51,56 11,27

: гороховая 170 18 51,87 11,98

Влияние термической обработки на набухаемость едахмала сырья и экструдатов в воде

При экструзии происходит деструкция крахмала сырья. Экотру-дированный продукт приобретает способность набухать в холодной воде. В горячей воде крахмал экструдатов обладает пониженной способностью к набуханию по сравнению с неэкструдированным. Следовательно, можно рассчитать степень деструкции крахмала и выразить эти величины с помощью безразмерного коэффициента (К.Д.) (см.формула 1.2). Значения коэффициента деструкции приведены в таблице 2.

Таблица 2

Значение ко эффициента деструкции крахмала экструдатов из комбинированного крупяного сырья

}Ш ! Наименование-крупы в смесях и ее пп | содержание (в частях) ! Коэффициент деструкции [ крахмала (К.Д.)

I. Рисовая : (80:20) 3,8

2. пшенная (70:30) 3,2

3. (60:40) 3,15

4. Еисовая : 5. перловая в. (80:20) (70:30) (6Г):4П) 2,5 2,2 2.П

7. Рисовая : 8. гороховая 9. (80:20) (70:30) (60:40) 4,0 4.3 4.4

10.Кукурузная : 11.пшенная 12. (80:20) (70:30) (60:40) 4,5 3,9 3,3

13.Кукурузная : 14.перловая 15. (80:20) (70:30) (60:40) 4Д 3,5 3,2

16.Кукурузная : 17.гороховая 18. (80:20) (70:30) (60:40) 4,7 4,6 4,25

Получение экструдатов иа комбинированного сырья в производственных условия*;

Экспериментальные исследования по производству экструдатов из комбинированного сырья были проведены в НПО по крахмалопро-дуктам, в цехе 1фупяных палочек.

В качестве сырья для производства экструдатов использовали следующие крупы:

- кукурузная мелкая для производства хрустящих палочек ГОСТ 6002-69 ; .

- пшено шлифованное ГОСТ 572-60, 2 сорт ;

- горох колотый, ГОСТ 6201-68, I сорт ;

- ячменная перловая ГОСТ 3784-60, п.1-2.

Подученные продукты характеризуются высоким содержанием-водорастворимых веществ, хорошей вспучиваемостью и вполне удовлетворительными органолепгическими свойствами.

Рекомендуемые технологические схемы производства

комбинированных крупяных акструдатов

Технологическая схема производства экструдатов на основе комбинированного крупяного сырья (рис.1) была разработана на основе серийно, выпускаемого промышленного оборудования.

Технологическая схема включает следующие этапы

1. Контроль крупы.

2. Измельчение крупы (пшенной, перловой, гороховой).

3. Увлажнение и отволаживаняе крупы./

4. Дозирование и смешивание крупы.

5. Контроль экструзированного продукта.

Заключение по данной главе следующее:

- выбраны оптимальные соотношения крупы, при которых достигается хорошее качество готового продукта ;

- установлены оптимальные параметры экструдирования комбинированного крупяного сырья ;

- производственные испытания технологии экструзионных продуктов на основе комбинированного крупяного сырья, проведенных в НПО по крахмалопродуктим, подтверждены результатами лабораторных испытаний и показали возможность промышленного производства экструдатов на основе не применявшегося ранее сырья;

- разработана технологическая схема производства экструдатов на, основе комбинированного крупяного сырья на базе серийно выпускаемого отечественного оборудования.

В главе 4 приведены результаты исследований химического состава (углеводного и белкового комплексов, водорастворимых веществ, витаминов) комбинированного крупяного сырья и экструдатов из них.

Исследование измерений крахмала при экструзионной обработке

Экструзионная обработка крахмалсодержащего крупяного сырья вызывает глубокие изменения его углеводного комплекса. Степень изменения крахмала при получении готового продукта характеризует его питательную ценность и усвояемость организмом человека. Исследование содержания крахмала и его горакшонного состава в комбинированном крупяном сырье и в экотрудатах из них

В результате обработки в экструдере крахмал комбинированного крупяного сырья претерпевает значительное изменение. Жесткое воздействие влаготермомеханической обработки уменьшает содержание нативного недекстринизированного крахмала в конечном продукте, что является главным достоинством данного способа обработки. Содержание нативного крахмала в продуктах, полученных

РисЛ.. Технологическая схема производства экструдатов из комбинированного крупяного сырья 1,2 - бункеры ; 3,4 - рассев ; 5,6 - магнитная колонка ; 7 - дробилка ; 8 - просеивающая машина ; 9.10 - увлажнительная машина ; II - бункеры ; 12 - дозаторы ; 13 - смеситель : 14 - экструдер, 15 - транспортер ; 16 - просеивающая машина ; 17 - дражжировочный аппарат ; 18 - транспортер ; 19 - емкость для масла ; 20 - дозатор сухих компонентов

после экструдирования, приведены в таблице 3 и 4. Экструзия по-разному влияет на амилозу и аминопектин, как видно из таблицы 3 и 4. Можно высказать предположение, что в образовании пористой, пенообразной структуры экотрудата участвуют оба полисахарида крахмала сырья. Однако количество амилозы уменьшилось в 2 раза, а количество амилопектина в 1,8 раза. Из этого можно заключить, что амилоза под воздействием экструзии разрушается больше, чем аминопектин.

Таблица 3

Содержание крахмала и его фракционный состав в сырье и в экструдатах на основе рисовой крупы

Соотношение крупы в комбинированных смесях (в частях)

Содержание

нТ^' % I амилозы* .„вещества. 1

аминопектина

.„ИУШУУПД_|___I_____

в сырье! в экс- в сырье I в экс- в сырье I в экс_1 труда те}_{ труда те,_| трудате

Рисовая : пшенная (80:20)

(70:30)

(60:40)

70,7 38,4 ш 1М 1(578 53,87 76,20 ЗП.4Т 79Х

69,8 37,7 15,98 22,9 20,3 53.81 77,1 30,П4 79,7

68,2 36,5 Т5г2Г) 22,3 7.26 19,9 5?, 99 77,7 29,23 80,1

Рисовая:

перловая, 180:20) 71,4 39,8 16.63 23,3 3] 71

(70:30) 70,2 38,6 Ш2 7,99 шУ МЛ25 7770 Я

(60:40) 69,3 37,5 15.59 7.57 2Й72 53г70 7775 №

Рисовая гороховая (80:20) 67,5 35,8

(70:30) 64,8 32,9

(60:40) 63,5 31,7

ш

¡2.04 2|

77

т ш вд

в

х - числитель соответствует содержанию в Ъ на сухие вещества,

знаменатель соответствует содержанию в % к содержанию крахмала

Содержание крахмала и его фракционный состав в сырье и в экструдатах на основе кукурузной крупы

Соотношение Солегшание

крупы в комбинированных смесях крахмала, % на сухие вещества амилозых амилопектин£

(в частях) в сырье в экс-труда те в ! в сырье | экотру-дате в сырье в экс-1трудате

Кукурузная: пшенная (80:20) 68,0 35,4 18.15 26,7 8,24 ¡$73 49.84 73X 27,15 76,7

(70:30) 67,5 34,8 16.87 25ДГ 2370 50,62 75^0 Щ-

(60:40) 66,96 33,2 ^.27 7.56 2278 25,82 ттуг

Кукурузная: перловая (80:20)

(70:30) (60:40)

Кукурузная:

68,3 36,7 67,8 35,4 67,3 35,0

¿470

,0

да да

51Л4 ТбСо

гороховая (80:20)

(70:30) (60:40)

64,4 32,3

62,0 31,7 ^4.13 59,6 37,6

25.

7,67 4£_

20~4 77^"

Кб

х - числитель соответствует содержанию в % на сухие вещества ; знаменатель соответствует содержанию в % к содержанию крахмала.

Содержание водорастворимых веществ

Содержание водорастворимых веществ является показателем, характеризующим питательную ценность и усвояемость зерновых экструдатов. Отмечено увеличение водорастворимых веществ у экструдатов по сравнению с сырьем в 5-8 раз (таблица 5). Это увеличение можно объяснить за счет образования большого количества декстринов.

Микроструктура крупяных экструдатов Для полного исследования влияния экструзионной обработки на структуру комбинированного крупяного сырья были сделаны фотографии микроструктуры экструдатов. На фотографиях образцов с перловой крупой хорошо видны округлые зерна крахмала, не взорвавшиеся при экструзии. Можно также отметить более пористую, насыщенную структуру у образцов, содержащих горох. Это следствие большого (до 10%) содержания белка в экструдатах с горохом, который при экструдировании, очевидно, образует комплекс с крахмальными полисахаридами. Таким образом, можно предположить, что формирование пористой структуры идет за счет не только крахмала, но также за счет белковых полимеров. Исследование белков

Влаготермомеханическая обработка вызывает глубокие изменения в состоянии белков. Уменьшение их содержания в продукте возможно связано с денатурацией, участием их в реакциях меланоидинообразования, что влияет на пищевую ценность готового продукта.

Изменение йвактаонного состава белков комбинированного крупяного сырья при экструзионной обработке При экструзии растворимость белков крупяного сырья в различных растворителях изменяется. Изменения в белковых фракциях

Содержание водорастворимых веществ

I Наименование _ смесях и содержание (в частях)

Содержание водорастворимых веществ,

¡Й ! крупы в

7„ на сухие вещества

сырье

экструдат

1. Рисовая : пшенная

(80:20)

2. (70:30)

3. (60:40)

5,8 5,7 5,7

38,3 36,5 35,2

4. Рисовая: перловая

(80:20)

5. (70:30)

6. (60:40)

4,8 4,2 4,0

40,5 39,5 38,7

Рисовая : гороховая

7. (80:20) 3,70 41,5

8. (70:30) 3,90 41,8

9. (60:40) 4,00 41,8

Кукурузная : пшенная

10. (80:20) 4,1 43,9

11. (70:30) 4,1 43,6

12. (60:40) 4,3 43,5

Кукурузная: перловая

13. . (80:20) 3,8 40,7

14. (70:30) 3,7 42,5

15. (60:40) 3,2 42,8

Кукурузная : гороховая

16. (80:20) 4,1 40,1

17. (70:30) 4,2 40,5

18. (60:40) 4,1 41,2

приведены в таблицах 6 и 7. Можно отметить, что экструзионная обработка приводит к увеличению нерастворимого белка на

16-195?. Это уменьшает пищевую ценность продукта. Аминокислотный состав белков

Известно, что влаготермомеханическое воздействие может привести к снижению содержания некоторых аминокислот. Поэтому нами приводилось исследование аминокисютного состава белков комбинированных крупяных смесей до и после экструзионной обработки. Выявлено, что кратковременное воздействие температуры и давления при экструзии не приводит к значительным снижениям белковой ценности готового продукта, так как потери незаменимых аминокислот не превышают 5$.

расчет аминокислотного скора и опенка пишевой ценности экструдатов из комбинированного крупяного сырьд Как видно из таблицы 8, у комбинированных экструдатов улучшается сбалансированность по аминокислотам с увеличением содержания пшенной, перловой, гороховой крупы в среднем от 20 до 40$.

Расчет аминокислотного скора экструдатов показал, что по принципу дополняемости аминокислотного состава можно создавать продукты более высокой питательной ценности и белковой достаточности.

родержание витаминов

Изучение содержания водорастворимых витаминов Вр В2, РР в комбинированном сырье и экструдатах из этого сырья (таблица 9) показало, что наиболее чувствительны к экструзионной обработке тиамин (потери - 7-8%), и рибофлавина (потери - 11-13$). Потери ниацина составили (0,7-1,0$).

- гг -

Фракционный состав белков комбинированного крупяного сырья

№Ъ пп Наименование Оопет зжание белков

крупы в смесях и содержание (в частях) общее1 водо- 1 ! раст- | ! вори- ! ! мых 1 соле- ! спирто-раство! растворимых ! римых щелоче-растворимых | не-раство римых

% на сухие вещества

I. Рисовая : пшенная (80:20) 7,91 0,85 0,98 0,49. 2,74 2,74

2. (70:30) 8,35 0,91 0,74 0,66 1,77 4,27

3. (60:40) 8,88 0,97 0,70 0,72 1,75 4,74

Рисовая : перловая

4. (80:20) 7,49 0,82 0,67 0,79 2,21 2,97

5. (70:30) 7,66 0,85 0,73 1,04 2,85 2,19

6. (60:40) 7,97 0,98 0,79 1,08 3,17 1,95

Рисовая : гороховая

7. (80:20) 10,23 1,06 2,41 0,36 2,52 3,86

8. (70:30) 11,80 1,21 3,71 0,38 2,62 3,88

9. (60:40) 13,49 1,37 5,28 0,39 2,64 3,82

Кукурузная : пшенная

10. (80:20) 8,06 1,35 0,97 2,40 2,37 0,97

II. (70:30) 8,43 1,36 1,08 2,31 2,75 1,93

12. (60:40) 8,90 1,39 1,20 2,29 3,09 0,92

Кукурузная : перловая

13. (80:20) 7,57 1,23 1,00 2,62 1,84 0,88

14. (70:30) 7,79 1,24 1,0» 2,68 1,95 0,86

15. (60:40) 8,04 1,27 1,12 2,74 2,05 0, 85

Кукурузная : гороховая

16. (80:20) 10,36 1,69 2,88 2,81 2,07 0,91

17. (70:30) 11,95 1,85 4,18 2,84 2,15 0,94

18 (60:40) 13,70 1,71 5,85 2,89 2,30 0,95

Фракционный состав белков экструдатов из комбинированного крупяного сырья

т пп Наименование крупы в смесях и содержание (в частях) Содержание белков

I водо- I соле-общее 1 раст- | раство-1 вори- 1 римых I мых | спирте растворимых -щелоче! не-раство! растворимых 1 римых

% на сухие вещества

Рисовая : пшенная

I. (80:20) 7,82 0,86 0,59 0,46 1,92 3,99

2. (70:30) 8,12 0,91 0,16 0,56 0,97 5,53

3. (60:40) 8,54 0,96 0,17 0,67 0,93 5,82

Рисовая : перловая

4. (80:20) 7,37 0,83 0,20 0,76 1,45 4,14

5. (70:30) 7,55 0,86 0,23 1,00 2,02 3,44

6. (60:40) 7,76 0,90 0,35 1,25 2,56 2,70

Рисовая : гороховая

7. (80:20) 10,17 1,07 1,76 0,35 1,51 5,48

8. (70:30) 11,27 1,19 2,80 0,32 1,35 5,61

9. (60:40) 12,97 1,36 4,15 0,31 1,34 5,81

Кукурузная : пшенная

10. (80:20) 7,63 1,29 0,47. 2,23 1,49 2,26

II. (70:30) 8,02 1,31 0,39 2,19 1,76 2,37

12. (60:40) 8,52 1,34 0,52 2,15 2,13 2,38

Кукурузная : перловая

13. (80:20) 7,23 1,24 0,49 2,43 1,00 2,07

14. (70:30) 7,48 1,25 0,50 2,52 1,05 2,16

15. (60:40) 7,95 1,30 0,Ш 2,68 1,13 2,31'

Кукурузная : гороховая

16. (80:20) 10,05 1,67 2,15 2,68 1,73 1,80

17. (70:30) 11,64 1,48 3,80 2,72 0,28 2,35

18. (60:40) 12,13 1,44 4,33 2,41 0,71 3,24

Значения аминокислотного скора экструдатов из комйинкропанного gpyn^gpg сырья, %

Тайлша 8

Не замените аминокислоте шкала3* ' рисовая:ппенная I рисовая:перловая рисовая:гороховая кукурузная : Lкукурузная:перловая тчеигая i- кукурузная:гороховая

80:2d70:3d 60:40 80:20j 70:3cj 60:40 80:20 j 70:30j 60:40 80:20 j 70:30 60:4cj 80:20| '0:30 j 60:40 80:20 j 70:ЗС| 60:40

Валян 50 77,4 79 83 76,4 76 75 83,8 115 124,2 81 83,6 85 79,4 73,8 71 100,6 119 127,8

Иэолецпн 40 87 90 93 78,7 78 77,2 116 133,7 152,7 98 99,5 102,5 86 • 83,7 80 132 148,5 166,7

JIelîic«h 70 112 120 129 83 81,8 79,5 112,7 125 133,4 156 164,8 169 133,5 122 118,8 158,1 172 180

Лнэкн 55 42 44 47 46 48 48,5 87 114 130 39 39,6 40,3 34,3 39,0 41,4 83,2 105 129,8

Метконян + щетин 35 93 94 97, ,7 79 78 78,5 82 92 96,5 100 III 120 67,7 68,8 75,7 76,2 78,8 91,1

Треонин 40 66 67 68 54 54 54 77 хоо 114,7 57 60,5 в? 44 46 46,7 77 95,7 109,7

Триптофан 10 S7 108 118 84 84 84 ' 115 123 148 75 78 84 61 65 , 69 87 105 ИЗ

Секялаланга + тирозин 60 НО 115 128 108,5 107,5 106 118 158 164 115,б 122,3 127,8 104 105 108,3 130,5 157 164,5

Всего 360 684,4 717 763,7609,6 606,6 602,7 791,5 960,7 1063,5 721,8 759,3 795,6 609,0 603,5 611 845 981,5 1083,(

го

аь.

Таблица 9

Содержание водорастворимых витаминов в крупяном сырье и в экструдатах из комбинированного крупяного сырья

Наименование продуктов Содержание витаминов (мг/ЮО г)

тиамин (Вт) рибофлавин ниацин (РР)

Т 2 3 4

Крупы:

рис дробленый 0,197 0,46 1,87

кукурузная 0,23 0,11 1,75

пшенная 0,27 0,03 2,15

перловая 0,30 0,10 3,27

горох колотый 0,64 0,12 2,00

Экструдированные продукты (наименование крупы в сырьевы смесях и содержание в частях) X

рис: пшено (80:20) (70:30) (60:40) 0,20 0 21 0,23 0,374 0,331 0) 288 1,926 1,954 I '982

рис: перловая (80:20) (70:30) (60:40) 0,21 0,22 0,25 6,388 0 352 0,316 2,150 2,290 2,430

рис: горох (80:20) (70:30) (60:40) 0,29 0,33 0,39 0,392 0,358 0,324 1,896 1,909 1,922

кукуруза: 'пшено (80:20) 0,23 0,094 1,730

(70:30) 0,24 0,086 1,870

(60:40) 0,25 0,078 1,910

кукуруза: перловая

(80:20) 0,24 0,108 2,054

(70:30) 0,25 0,107 2,206

(60:40) 0,26 0,106 2,313

кукуруза: горох

(80:20) 0,315 0,112 1,896

(70:30) 0,352 0,113 1,909

(60:40) 0,400 0,114 1,422

Определение условий хранения экструдатов цз комбинированного крупяного сырья

Экотрудированные продукты из комбинированного крупяного сырья обладают пористой структурой. В зависимости от уоловий хранения они способны сорбировать или десорбировать влагу из окружающей среда. Для изучения этой способности экструдирован-ных продуктов определяли их равновесную влажность, при которой наступает состояние динамического равновесия.

В работе был использован тензометрический метод Ван Баме-лена. В результате получены зависимости количества сорбируемой (десорбируемой) влаги от относительной влажности воздуха.

В точках равновесной влажности достигается состояние динамического равновесия продукта. Эти значения равновесной влажности воздуха являются оптимальными для хранения данных видов экструдатов из комбинированного крупяного сырья.

На основе полученных данных рекомендуется хранить экотрудированные зерновые продукты в запаянных полиэтиленовых пакетах.

общие вывода

1. Установлено, что комбинирование крупы при экструдиро-вании позволяетиспользовать нетрадиционные виды крупы, расширить ассортимент зерновых изделий и улучшить пищевую ценность экструдатов.

2. С учетом химического ооотава и технологических свойств основного вида крупы (риоовой и кукурузной) и крупы-наполнителя (пшенной, перловой, гороховой) установлены оптимальные соотношения разных видов крупы и режимы экструдирования, позволяющие получить экструдаты с высокой пористостью, оильно разрыхленной структурой, хорошим вкусом, высокой водопоглотительной и водо-удерживающей способностью. Для рисово- и кукурузно-пшенных

экструдатов оптимальная температура экструзии 165°С при влажности сырьевых смесей 16% и содержании пшенной крупы 20 и 30$ ; 150°С и влажности 18$ при содержании пшенной крупы 40$. Для рисово- и кукурузно-гороховых экструдатов оптимальная температура 170°С при влажности смеси 18$ и содержали крупы 20,. 30 и 40$.

3. Установлен характер превращений крахмала, его роль в формировании структуры экструдатов. Показано уменьшение содержания амилозы и амилопектина соответственно в 2 и 1,8 раза при экструзионной обработке. На основании полученных данных сделано предположение, что в формировании структуры экструдатов участвуют оба полисахарида.

4. Показано увеличение содержания в 5-8 раз водорастворимых веществ в экструдатах по сравнению с содержанием их в сырьевых смесях. Это связано с превращениями крахмала при экструзии, образованием большого количества декстринов и свидетельствует о повышении усвояемости готового продукта. Увеличение доли крупы-наполнителя выше оптимальной может привести к уменьшению содержания водорастворимых веществ.

5. Изучена микроструктура экструдатов из комбинированного крупяного сырья, полученных по оптимальным режимам, и доказано, что они обладают хорошей вспучиваемоетьго и пористостью, а, следовательно, высокой водопоглотительной способностью.

6. Выявлен характер превращений белков комбинированного крупяного сырья и изменений его фракционного состава при экструзионной обработке. Выявлено, что при экструзии уменьшается содержание всех фракций, кроме водорастворимой, и увеличивается количество нерастворимого белка на 16-19$.

7. Изучен аминокислотный состав белков комбинированного крупяного сырья и экструдатов и доказано, что увеличивая долю крупы-наполнителя, можно повысить полноценность белков. Исследования подтвердили правильность теоретического выбора соотношений и оостава комбинированных крупяных смесей.. Потери аминокислот при экструзии составляют 1-10$. Рассчитан аминокислотный скор и показано увеличение а?о значения. Это подтверждает, что комбинирование зернового сырья позволяет получить более сбалансированный по аминокислотному составу белок.

8. Установлено, что экструзионная обработка не приводит к значительным потерям водорастворимых витаминов.

9. Проведены эксперименты по выявлению оптимальных условий хранения экструдатов из комбинированного крупяоного сырья. Показано, что при определенных значениях относительной влажности воздуха достигается равновесная влажность готового продукта, при которой не изменяются его физико-химические свойства.

10. Проведена опытно-промышленная проверка разработанной технологии на Кореневском опытно-экспериментальном заводе, в ходе которой были установлены оптимальные режимы экструдирования применительно к промышленному оборудованию. Имеется акт, подтверждающий, что использование разработанной и опробированной технологии позволит обеспечить производство экструдатов высокой пищевой ценности и расширить ассортимент данного вида продукции. Разработана технологическая инструкция на производство новых видов экструдированных продуктов из комбинированного зернозого сырья.

Основные результаты исследований опубликованы в следующих работах:

I. Заявка й 49440 79/13-048793 от II.06.91. Пищевая плитка и способ ее приготовления.

2. Платова Е.Ю., Ковальская Л.П., Преснякова В.В., Хейфец И.Б. Как хранить пищевые концентраты. "Тара и упаковка". № 3, 1992,

с.8.

3. Новый профилактический пищевой продукт "суперзавтрак"

на основе экструдированного зернового сырья. Сб.тез.докл. 1У Всесоюзной научно-технической конференции: "Разработка комбинированных продуктов питания (медико-биологиче.кие аспекты, технология, аппаратурное оформление, оптимизация) - Кемерово, 1991.

4. Платова Е.Ю., Линниченко В.Т., Краус C.B. Изменение физико-химических показателей в результате экструзионной обработки комбинированного крупяного сырья. - ГЛ., "Пищевая промышленность", Л II, 1992. с.25.