автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.04, диссертация на тему:Разработка технологии комбинированных экструзионных продуктов с использованием молочного сырья

РГ6 од

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПРИКЛАДНОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ

На правах рукописи УДК 664.644.41 :664.653.6

ОРДОКОВА Айгуль Ибраевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ КОМБИНИРОВАННЫХ ЭКСТРУЗИОННЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ

Специальность 05.18.04 — технология мясных, молочных и рыбных продуктов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1994

Работа выполнена на.кафедре технологии молока и молочных продуктов Московской Государственной академии прикладной биотехнологии и в лаборатории «Структурирования пищевых систем» Института пищевых веществ РАН.

Научные руководители: доктор технических наук, профессор Шилер Г. Г. кандидат технических наук, ст. научный сотрудник ИПВ РАН Дианова В. Т.

Официальные оппоненты: доктор технических наук Захарова Н. П. доктор технических наук, профессор Косой В. Д.

Ведущая организация — НПО по крахмалопродуктам

Защита диссертации состоится « » 1994 г.

на заседании специализированного Совета К 063.46.01 Московской Государственной академии прикладной биотехнологии по адресу: 109818, Москва, ул. Талалихина, 33

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАПБ

Автореферат разослан « » 1994 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, к. т. н., доцент

Забашта А. Г.

ОЕЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Анализ структуры питания населения СНГ за последние годы свидетельствует о наличии определенных медико-социальных проблем,обусловленных нарушениями принципов рационального питания, и, в частности,избыточным потреблением жиров и углеводов на фоне недостаточного потребления белков,главным образом белков животного проис-ховдения.

Научно-обоснованный подбор белков при конструировании комбинированных продуктов по принципу комплементарности аминокислотного состава является одним из путей решения проблемы качественной неполноценности питания. Проблема неполноценности тех или иных продуктов обусловлена несбалансированностью их состава по содержанию незаменимых аминокислот. Зерновые культуры,помимо незначительного содержания в них белков,бедны некоторыми наиболее важными аминокислотами.Поэтому практическое решение данной проблемы базируется на обосновании необходимости введения в зерновые продукты таких ингредиентов,которые содержали бы весь набор незаменимых аминокислот. По содержанию и соотношению незаменимых аминокислот белки молока относятся к биологически полноценным белкам, они высоко питательны и легко усваиваются.

По сравнению с существующими периодическими способами получения пищевых продуктов типа "Готовый завтрак"(варка-сушка,варка-сушка-, плгацекке-сущка), высокотемпературная экструзия как непрерывный процесс представляет огромные возможности в производстве широкого ассортимента комбинированных продуктов.Этот процесс является кратковременным, экономичным,универсальным и менее' энергоемким. Анализ литературных данных позволяет сделать вывод о' существующем в настоящее время ограниченном использовании молочных белков при производстве экструзион-ннх комбинированных продуктов.

Учитывая большой объем ценного сырья молочной промышленности (сухое обезжиренное молоко,казенны и казеината, концентраты сывороточных белков) и биологическую ценность молочных белков, частично проблему создания полноценных продуктов питания можно решить получением комбинированных экструзионкых продуктов типа "Готовый завтрак"'с использованием молочного сырья.

Цель и задачи исследований. Цель® настоящей работы является научное обоснование технологии комбинированных экструзионкых продуктов с использованием молочного сырья на базе комплексного изучения процесса экструзии молочного и крахмаловодержащего сырья.В соответствии а-

ы'.- I

-установить основные закономерности влияния технологических параметров экструзии на функциональные свойства экс тру зисггных комбинированных продуктов с использованием молочного сырья (КЭМС);

- изучить влияние молочных белков на процессы клейстеризации крахыа-мала смесей молочного и крахмалосодержацего сырья при тепловой обработке;

- установить рациональные технологические параметры получения КЭ!.!С;

- изучить структуру экструдатов,обогащенных сухим обезжиренным молоком;

- исследовать пищевую и биологическую ценность,микробиологические показатели КЗМС;

- разработать технологическую схему и нормативно-техническую документацию на производство КЭМС.

Научная новизна. Установлены закономерности влияния основных технологических параметров экструзии на функциональные свойства екструдатов. Получены эмпирические уравнения,описывающие процесс экструзии смесей молочного и крахмалосодержащего сырья. На основе исследования термодинамических свойств модельных и реально зкетру-дируемых смесей показано,что при их тепловой обработке происходит необратимое плавление крахмалов и денатурация молочных белков. Выявлено,что молочные белки не влияют на температуру клейстеригации крахмала при тепловой обработке смесей молочного и крахмалосодержавшего сырья.

Практическая ценность. На основании научно-обоснованных параметров экструзии молочного.и крахмалосодержащего сырья разработана технология производства комбинированных экструзионных продуктов с использованием молочного сырья,позволяющая получать продукты с улучшенной пищевой ценностью. Способ производства КЭМС прошел производственную проверку на Кореневском опытно-экспериментальном завода. Разработана и утверздена НГД на производство КЭМС (сухиэ молочные завтраки) . •..;■■

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на "гядународной конференции "Экоресурсосберегащиэ технологии переработки сельскохозяйственного сырья" (Астрахань, 1993 г.).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит йэ введения, б глав,выводов,списка литературы и приложения. Содер-„глне работы изложено на страницах машинописного текста. Работа содержит таблиц, рисунков. Список литературы включает : наямвпо-

■ г)иЯ,из них иностранные.

• ' г

организация и метода- иссщовашй

Эксперименты проводились в лаборатории "Структурирования пищевых систем" Института пищевых веществ РАН, в лабораториях Московской Государственной академии прикладной биотехнологии. Схема проведения эксперимента показана на рис Л.

В качестве объектов исследования использовали рисовую муку (ГОСТ 27168-85),пшеничную муку (ГОСТ 26574-85), крахмал картофельный (ГОСТ 7699-78),сухое обезжиренное молоко' (ГОСТ 10970-87).концентрат сывсро--тачный'белковый,,полученный ультрафильтрацией (КСБ-УФ) (ТУ 10-02-02-44-87),казеин пищевой (ОСТ 49 60-74),казеинаты пищевые (ГОСТ 49721-80), а- также смеси СОМ:крахмал:рисовая мука, КСБ-УФ:крахмал:рисовая мука, казеин:пшеничная мука,казеинат натрия:пшеничная мука.

Экструзконную обработку смесей проводили на одноинековом лабораторном зкструдере "Ерабендер". Повторность опытов 3-х кратная. Рент-гзноструктурные исследования нативных и экструдировчнкых крахмалов проводили на дифрактометре'"Дрон-I" (Россия). Термодинамические параметры плсвления крахмалов и денатурации белков определяли на дифференциальном сканирующем микрокалориметре ДАСМ-4. Функциональные свойства зкструдатов (степень .< расширения, Объемную массу)определяли по общепринятым методикам. Структурно-механические показатели экструда-"св определяли на универсальной испытательной машине :"Инстрон-1122". Микроструктуру образцов изучали по срезам,полученным на замораживающем микротсме-нриостаге МК-25. Полученные срезы изучались под световым микроскопом . Пористость экструдатов изучалась с исполь-аовакием системы анализа оптических изображений "Ляйтс Tac Плис".

Определение содержания белка,жира,золы проводили по общепринятым методика», Макроэлементы?! состав определяли на спектрофотометре "УРА-ЗО". Микробиологические показатели оценивали по ГОСТ 9225-84. Физико-химические показатели экструдатов оценивали по показателям растворимости и водоудераиващей способности,определенным по методу Щоха(1960),набухаемости -пэ методике ТУ РСФСР 406-78 "Крахмал кукурузный набухающий пищевой".Обработка результатов эксперимента осуществлялась на основе общепринятых математических методов регрессионного и корреляционного анализа на ППЭВМ "Искра 1030",

СОДЕРШМЕ РАБОТЫ

, Лнаяитическкэ и экспериментальные исследования, проведенные при заполнении работы,базируются на фундаментальных трудах и исследованиях ряда отечественных и зарубежных ученых:Горбатова А.В..Хракцова А.Г., Ияввовд А.Н.,Косого В.Д.»Захаровой Н.П.,%шмана А.И.,Станлея,Миллера,

Изучение процессов плавления крахмалов и денатурации белков при экструзии молочного и крахмалосодеожащего сырья (термодинамические параметры:температура клейстеризации и энтальпия процесса клейстеризации и денатурации)_

¡Ксследованиа^влияния технологических факторов экструздаН

массовая' доля влаги в смесях__

состав дмдсай.

температура

скорость вращения шнека

структурно-

механические

показатели

Изучение структуры КЭ?.'С

[ макро- и микроструктура[

|пористость|

Обоснование режимов получения КЭМС

Разработка технологии КШС

I

Изучение пищевой и биологической ценности, микробиологических показателей КЕмС

Промышленная а проб* щия,разработка и

утверждение НГд

Рис. I. Схема проведения эксперимента

Процессы плавления крахмалов и денатурации белков при экструзии смесей молочного и крахмалосодеряащего сырья

С целью изучения влияния молочных белков на температуру клейстеризации крахмала при тепловой обработке смесей молочного й крахмалосо-дзржащего сырья исследовали термодинамические параметры модельных зистем на основе рисового и пшеничного крахмалов,ССМ,КСБ-У$,каэеи-■■>.и':& натрия и реально экструдируеыых смесей ССЫ:рисовая мука,КСБ-УФ: расовая мука.казеинат натрия:пшеничная мука.Проведенные исследования показали,что температура клейстеризации крахмала при тепловой заработке смесей не отличается от температуры клейстеризации рисовой я пшеничной муки.Молочные белки не оказывая« влияния на температуру хкейстеризации крахмала, и экструзия смесей проводится при темпера-ссрз экструзии крахмалосодержащего сырья. Энтальпия процесса клейе-

4

териэации крахмалов и денатурации белков э смесях равна сумме этих величин при желатинизации и денатурации отдельных компонентов смеси,что свидетельствует об отсутствии взаимодействия меяду ними. Катодом рентгеноструктурного анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии показано,что происходит необратимое плавление кристаллических областей крахмала и денатурация нативных сывороточных белков в смесях КСБ-УФ:рисовая мука. Крахмал теряет естественную кристалличность и приобретает аморфную структуру,о чем свидетельствуют исчезновение пиков кристалличности на дифрактограм-мах экструдированных крахмалов (рис.2) и отсутствие пиков тепло-поглацения на термограммах зкструдированных крахмалов и мукк(рис.З), .Разработка научно-обоснованных режимов получения К5МС

Качество экструдатов зависит как от свойств исходного сырья, так и в большой степени от параметров экструзии. На основании экспертного ранжирования для исследования были выделены следущие технологические параметры экструзии смесей СОМ:крахмал:рисовая ;гука к КСБ-У5: крахкал срисовал мука: массовая доля СШ и КСБ-У5 в' i.-меси,массовая доля влаги в смесях,температура экструзии. В результате собственных предварительных исследований были составлены два плана трехфакторкого эксперимента 3 ,где выбранные параметры иле ют следящие интервалы варьирования (таблД):

План трехфакторного эксперимента Таблица I.

Факсом {Единицы jo6o4Ha_r ' Уровни 'Центр ¡Шаг

jнижний [верхйий 'экспер.¡варьироз.

Массовая доля СОМ % Xj . 12 28 • 20 4

Ье;КСВ*У2 д^спеййх' .' _.

Массовая деля влаги % ^2 16 24 20 2

Температура зкструзии'С Xg 150 190 170 10

Б качества критерийз процесса на основания экспертного ранжирования вкбрагты коэф$ицие?!г расширения (В,м/и) и объемная масса , кр/м > экструдатов,а также органолептические показатели. Для продуктов типа "Готовый завтрак" стёйень > расширения должна быть, каксикалькой величиной, а объемная масса -минимальней. Реализация плана эксперимента и последующая математическая обработка позволили получить следующие уравнения регрессии,адекватно описывающие процесс экструзии смесей СОМ:крахмал:рксовая мука :

v.-' 5

двойной угол рассеяния.

Рис.2. Дийрактогаммы кратаалов

а -пшеничный крахмал до экструзии б -рисовый крахмал до экструзии в -пшеничный зкструдированный крахмал г -рисовый зкструдированный крахмал

а в г- смесь гтазшгчная мука -казеакаг катрзя ло а посла

экструзия -

6 и д - смесь расовая мука -КСБ-УФ до в посла экструзии

вне -смесь щсовея мука -CÛU до к посла оаирузвя

В 6,89-0,033 xr0,081 Х2- 0,013 Х3

= -29,10 + 3,99 Xj -t- 15,30 Х2 -0,93 Х3 и смесей КСБ-УФ:крахмал:рисовая мука

В « 5,13-0,0007 ^ - 0,00067 х|+0,0001 Х§ - 0,054 Xj + 0,15 Х2+ -f-0,0034 XjXg - 0,0015 Х2Х3 - 0,00017 XjXg-O.OIô Х3

651,9 + 0,23 xf - 0,774 х| -0,039 Х§ -13,7 Х3+5б,25 Х2 + +-23 Xj - 0,84 XjX2- 0,041 XgX3 -0,042 XjX3

Анализ коэффициентов уравнений показывает,что на функциональные свойства экструдатов -.'Степень расширения и объемную массу-наиболее существенное влияние оказывает массовая доля СОМ н КСБ-УФ в сиэсях. Массовая доля крахмала в смесях-Ю % от содержания сухих Есществ. С ростом доли ССМ в смесях от 12 до 28 % наблюдалось снижение коэффициента расширения от 3,2 до 2,7 .По мере■увеличения СОМ в сиеси наблюдалось упрочнение структуры и потемнение экструдатов,связанное с реакцией Майара. Эластичные свойства экструдируемой смэси сэязаны с содержанием крахмала в смеси,поэтому увеличение содержания СОМ приводит к меньшей способности "расплава биополимеров" к деформации перегретым паром на выходе из матргаде экструдера.и следовательно к меньшей способности к расширению. Обогащение экструдатов более 20 % СОМ приводило к потемпенив экструдатов (рис.4).

Закономерности влияния массовой доля КСБ-У55 в смеси на функциональные свойства экструдатов не отличаются от закономерностей, полученных для экструдатов с. СОМ. Так.узеличение содержания КСБ-УФ от 12 до 28 % приводило к росту объемной массы от 84 до 334 кг/м^. снижению степени-:- >. расширения от 3,4 до 2,5 для экструдатов,полу-чзннж при температуре экструзии 150'С и массовой доле влаги 16 %. (рис.5). Физическая природа зкетрудируешх компонентов оказывала значительное влияние на функциональные свойства экструдатов. Введение более 12 и 20 % КСБ-УФ и СОМ соответственно?- неблагоприятно отражалось на органолептических показателях экструдатов.

С ростом массовой дож влаги (м.д.) и температуры экструзии. : степень '.' расширения экструдатов скхвглгась, экструдаты характеризовались грубой консистенцией,сильным потемнением. Наилучше функциональные свойства и хрустящая консистенция,с равномерной пористостью получены для экструдатов,экструдирозанных иэ смесей 16^-ной

¿-150'С-; ■6 - 170*С

-г -- 1зо *с

170'С 190 "С

12 16 Й> 21 Л

б ("ссм,'°

Рг-О

. 4.Гргфякп эавясямостя степени спела роняя (В, Ц) (а) я.обмкной кассы вкстр?дптот> (б) Щ.у яг/и3) от мас.-доли • СШ в сух. пат. см а си (С00„ я нас, доли . влаги ( ) пра различных температурах экстру зла

=150 =170*С. * =190'С

22

12 16 20 24 28. Сксб.уф,

-£ = 150 С = 170'С

190'С

б « 16 / 20 24' 28. Сксб_^

Рис. 5. Графики зависимости степени расширения ( В,м/м) (а) и объемной массы ,кг/м~) (б) от массовой доли КСБ-УФ в сухом веществе смеси (Скс£_уф,$),массовой доли влаги (у/ и температуры экструзии.

влажности при температуре экструзии 150-160 С.После анализа уравнений регрессии определены рациональные параметры экструзии смесей: м.д.влаги 15-17 температура 150-160'С,м.д.КСБ-УФ не более 12 %, м.д.СОМ не более 20 %. При более низких температурах и м.д.влаги менее 15 % процесс не всегда достигает завершения,смеси биополимеров не проплавляются. При более высоких температурах проявляется заметное влияние реакции Майара.а при более высокой влажности в обрабатываемых смесях больше свободной влаги,, ниже их механические свойства, меньше изменяется структура крахмала в процессе экструзии.

Величина и продолжительность механического воздействия влияет на свойства экструдатов.При низких скоростях вращения шнека, так же как и при высокой температуре экструдаты имели темный цвет и характеризовались низкой : степенью расширения. Рост скорости вращения от 10 до 25 с"* приводит к увеличению коэффициента раски-рения на 30 % для экструдатов с м.д. СОМ 12+20 полученных при температуре 150"С и м.д.влаги в смесях 16 %, Поэтому,скорость вращения шнека 25 с наиболее приемлема.

При установлении рациональных режимов экструзии смесей казеин-пшеничная мука и каэеинат натрия-пшеничная мука вышеназванные смеси экструдировали при выбранной температуре 150-160*С,скорости вращения шнека 25 и и.д. влаги в смесях 16 %. Изучали влияние м.д.казеина и казеината натрия на функциональные свойства экструдатов и органолептические показатели. Пределы изменения м.д.казеина и казеината натрия выбирались на основании предварительных исследований и составляли 10» 16, 25 и 40 % от м.д.сухих веществ (рис. 6 а). В результате получены зависимости функциональных свойств

от м.д. казеина и казеината натрия в смеси: 2.16

В -0,0002 Ск*э +2,8 -0,49 Сказ+ 60

В =0,00001 + 2,7 Щ, ™ 65- 0,024 С^

На основании этой серии экспериментов определены рациональные

. : м.д.казеина, и казеината натрия в смесях: Сказ= 10 и

Скаэ.*ая 10 .

Структура комбинированных экструзионных продуктов с использованием молочного сырья

Структурно-механические показатели экструдатов являются одними из главных показателей качества и зависят от условий обработки сме-

сей я от состава сырья.Изучали влияние основных технологических факторов,в качестве которых выбраны м.д. ССМ, КСБ-У..,казеина и каэеината натрия в смесях (Ссом, Сксб_уф, Скад, },м.д.

влаги (W ,%) и температуры экструзии на напряжение ( Ор.КПа) и работу резания ( экструдатов.

Результаты изучения влияния м.д. СОМ и КСБ-У5 на показатели усилия и работы рээания экструдатов.показали,что с ростом м.д. молочных компонентов происходит нарастание жесткости экструдатов. Введение до 12 % КСБ-УФ и 20 % СОМ ведет к уменьшении абсолютной деформации на кривых зависимости напряжения от деформации,что приводит к нарастанию хрупкости экструдатов и снижению работа резания. Дальнейшее введение СОМ и КСБ-УФ упрочняет экструдаты.что выражается в резком повышении структурно-механических характеристик. Обработка экспериментальных данных позволила аппроксимировать зависимости напряжения резания экструдатов,обогащенных СС',1 и КСБ-У0 от содержания общего белка в смесях уравнением:

Qp= 1,03-0,19 C6-V0,01 Сб Зависимость работы резания экструдатов, обогащенных СОМ описывается уравнением:

Ар= 1457 -167 Сб4 6,63 С§ ,

а для экструдатов,обогащенных КСБ-УФ, уравнением:

Ар* 1298 -135 Сб+5,44 Щ

Эти зависимости показаны на рис. 7а,б.

Структурно-механические показатели экструдатов с казеином и каэеинатом натрия с ростом содержания этих компонентов от 10 до 40 & уменьшаются. Работа резания для экструдатов с казеином уменьшается в 2 раза,для экструдатовс казеинатом натрия в 6 раз, что, по-видимому связанно,- с растворимой формой казеината натрия и нерастворимой казеина (рис, 6^).

Рост температуры экструзии от 150 до 190*С и м.д. влаги от 16 до 24 % также повышает прочностные свойства экструдатов,обогащенных СОМ и КСБ-УФ,формируется более плотная структура. Повышение напряжения и работы резания экструдатов ыодет быть обусловлено возникновением ковалентных связей вследствие интенсификации реакции Майара при высоких температурах и увеличением толщины стенок пор.Большее введение белка приводит к большему упрочнению структуры. Зависимости работы резания экструдатов от температура и м.д. влаги в смесях описываются уравнением:

Ар= а +вХ, где X -м.д.влаги или температура экструзии.

к/и'

^ 1

к- г^Ч; 1

1

10 2ТГ

ка-'

каз/

а

Ркс. б.'Зав-лсклссть степени расширения (В) и объемной, массы (Р/г) (а)',напряааная и работа резаккя (Ар) (б) зксгр?да,гоз от нас.доли казеина ила казеиыата натрая —ъ—•

в смеси.

(Зр.МПа 1,4

1,0

0,6

0,2 О

1

/

/

/

# ®

^ 0

Ар.Дд/ц'

,2

800

600

400

'б»

%

У

£

/

$ //

\

\

Ь 1 .ь. Ь « & 0

5 10 15 20 С, а

Рис .^.Графика зависимости вапрякеняя /а/ а работа резаная /й/ о* содержания бедка в сыеон (Св); тешература зксгщ-заи 150*0, ;мас,долл влаги- 16

—ф—ВЕсгрудагы из смесей с СШ ^ --о-эксгрудагн О КСБ-УФ

Менее прочные энструдаты.с более пористой и аморфной структурой, имеющие нежную консистенций получены при температур.; экструзии 150-160* С, м.д. влаги 16 м.д.ССМ 20 £,м.д.КСБ-УЗ 12 казеина

и казеината натрия 10 %.

Изучение микроструктура экструдатов,обогащенных СОМ,показало, что введение ССМ в концентрации более 20 % приводит к неоднородности пор,появлении крупных центральных пустот с оттеснении? мелких на периферия экструдата.Микроструктурныз исследования экстру-датов с м.д. ССМ 32 % показали,что они имеют мзлкопористу»?,неоднородную структуру и утолщенные а значительной степени стекки,особенно во внешней части экструдата.по сравнении с мелкой тонкостенной структурой с равномерней пористостью,наблюдаемой для экструдатов из рисовой муки (контроль). Качество экструдатов зависит от структуры пор,от степени пористости. С ростом м.д. СОМ размер пор уменьшается,общая площадь пор,отнесе?пая к площади экструдата, снидаетея,что означает увеличение толщины стенок пор и упрочнение структуры.Результаты микроструктурных исследований и пористости показали,что максимально допустимой является м.д. СОМ 20 %.

■ Технологический процесс получения К£?.'С

На основании разработанных рациональных режимов экструзии смесей молочного и крохмалосодеряащего сырья в условиях Корзкезгксго опытно-экспериментального завода на зкетрудере Ьо-КЭД -88 бала проведена проверка технологии КЭМС,позволившая скорректировать ре-зимн получения таких продуктов применительно к промышленному оборудованию:!.!, д. влаги 16 температура экструзии П0-120*С,скорость зращения. пнеков 16 с""*. Более низкая температура экструзии объясняется, очевидно, изменением продолжительности термообработки,которая обусловлена более низкой частотой вращения шнеков. В результате проведенных исследований разработана схема технологического процесса производства КЭМС. Весь технологический процесс производства состоит из трех основных стадий(рис.8):

I.Подготовка смесей (просеивание,составление рецептуры,увгглненкз,

отволагавгние) 2,Экструдисование смесей

3.Обработка экструдатов (резки экструдатов, смаэдени^ггакесе'мя добавок или драпирование,расфасовка).

КЭЗС характеризуются улучпенной пищевой и биологической даннос-

тыо по сравнению с экструдатами из рисовой(контроль Т")и пшеничной муки (контроль 2). Содержание белка увеличивается на 80 flOO % Повышенное содержание белка сочетается с их высокой биологической ценностью. Соотношение белков животного и растительного происхождения 1:1. Содержание незаменимых аминокислот в экструдатах,обогащенных ССМ и КСБ-УФ,составляет 35,94-39,34 вэкструдатах Из рисовой муки - (^"контроль Г") 29,93 %. Обнаружены все незаменимые аминокислоты (триптофан не определяли),причем скор лимитирующих аминокислот повысился для лизина от 62 (контрольI") до 72, 62 и 96 % при введении 12, 20 % СОМ и 12 % КСБ-УФ соответственно,метиони-на и цистина от J7 (контроль I) до 71, 68 и 32 %, треонина от 05 (контроль I) до 95, 105, 125 соответственно(табл.й).

Химический состав КЭКС Таблица 2.

экструдаты: . Массовая доля веществ,/?

jвлаги 1 белка 1 жира J углеводов ! золы

контроль Iй 5,0 7,1 7,0. 80,2 0 ,7

I 5,о И,9 7,0 74,7 1,4

2 5,0 14,7 7,0 71,4 1,9

3 5,0 13,1 7,0 73,6 1,3

контроль 2" . 5,0 10,3 7,0 77,2 0,5

4 5,0 17,9 7.0 69,2 0,9

1-зкструдаты из смеси с соотношением CCL5: крахмал:рисовая мука

2-экст^у^аты из смеси с соотношением СОМ:крахыал:рисовая мука

3-экструдаты из смеси с соотношением КСБ-УФ:крахкал:рисовая мука 12:10:78 . ■

4-экструдаты из-смеси казеинат натрия:питаничиая мука,'соотношение компонентов 10:90

Так как С0Ь,КСВ-У$,казеинат натрия богаты минеральными веществами, то КН£С характеризуются лучшим макроэлементам составом па сравнению с контрольными экструдатами. •' -Изучение физико-химических свойств экструдатов,обогащенных молочными балками показало,что в процессе'экструзии водоудерживавщая способность увеличивается почти й 5 раза,кабухаемость возрастает в 5-6 ^аз,растворимость увеличивается в два. раза. Это связано с разрушением кристаллической и.спиральной структуры верен крахмалов

Биологическая ценность КЗМС ----—,-р.

Аминокисло-гикала ¡контроль; ты [ФА0/В0ф I" }

Таблица 3.

,КОНТ|)ОЛ| 4

ИзолеКцин 4,0

Лейцин 7,0

Метионин*

цистин 3,5

Фенилаланинг

тирозин 6,0

Треонин 4,0

Валин 5,0

Лизин 5,5

98/3,9х 114/8,0

88/3,5 132/5,4 145/5,8 110/4,4 115/4,6 128/9,1 131/9,2 133/9,3 118/8,3 122/6,6

17/0,6 71/2,5 68/2,4 32/1,1 108/3,6 31/1,1

140/8,5 160/9,6 193/11,6 161/9,8 128/7,7 141/8,5

85/3,4 95/3,8 105/4,2 125/5,0 77/3,1 100/ 4,0

104/5,2 124/6,2 135/6,8 192/9,6 96/4,8 108/5,0

62/3,4 72/4,0 82/4,5 96/5,3 47/2,6 88/4,8

А в числителе даны значения аминокислотного скора,в знаменателе массовая доля аминокислоты в г на 100 г белка

Изучение переваримости белков КЭМС в опытах фермен-

тами желудочно-кишечного тракта показало,что по сравнению с контрольными экструдатами они характерна тотся лучшей перзваримостьэ(табл. 4). ■ _____

Переваримость, мг тирозина п оелка ;контроль, V1" 1 ! г I 1 2 "■I....... 1 з г 1-г ---- ¡нонт- ; |Р0ЛЬ2„| 4

с пепсином 6,9 7,7 8,2 Ь.7 5,8 6,9

с трипсином б,б 6,7 8,4 ' 8,2 6,2 7,9

сумма 13,5 14,4 16,6 14,9 12,0 14,8

Исследование микробиологических показателей зкструдатов проводили до и после экструзии,а также в процессе хранения через 3 и 6 месяцев со дня выработки. В процессе высокотемпературной экструзии большая часть микрофлоры погибает. Количесгв.о мезофильпых аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов уменьшается почти в 30 раз. В экструдатах не обнаружены бактерии группы кишечных палочек ( в I г),дрожжи и плесени (в I г) и не отмечалось роста этих микроорганизмов в процессе хранения. Таким образом,в результате вмсоко-температурной экструзии происходит активная инактивация микроорганизмов. Срок хранения КЭМС при соблюдении технологических режимов, санитарно-гигиенических: условий производства и при хранении в запаянных полиэтиленовых пакетах составляет 3 месяца.

Проведенные исследования позволили разработать НТД на производство КЗМС (сухие молочные завтраки).,

1- сырьевой бункер

2-нория

3-магнитное заграждение

4-накопительные бункера

5-сепаратср

6-камнеотборник

7-дробилка

8-сито

16 ^

Рис. 8. Пре.длагаемая машинно-аппаратурная схема производства КЗКС

9- промежуточный бункер Ю- дозаторы

11-смсситель-увладнитель

12-двушкекоьый дозатор-смеситель

13-питатель экструдера

14-экструдер

15-ленточныЙ конвеер

16-дражировочный барабан

17-бак с фильтром :

18-насос-дозатор

19-нокопитель

20-упаковка

ВЫВ ОДЫ

1. Установлены закономерности экструзии молочного и крахмалосодер-/ жащего сырья, изменения функциональных свойств экатрудатов под воздействием основных техксязгичесних "йаракетро8>экртруг^и,Ббос-нованы технологические параметры получения экструзионных комбинирован»-- продуктов с использованием молочного сырья.

2. Показано,что в процесса тепловой обработки смесей.молочного'и крахмалосодержащего сырья происходит необратимое плавление крахмалов и денатурация молочных белков.

3. Установлено,что молочные белки не влияют на температуру клейсте-ризации крахмалов.

4. Функциональные свойства экструдатов определяются общим содержанием .белка в смесях. Результаты эксперимента г. сказали,что при содержании белка в смесях с СОМ не более 13,5% и в смесях с КСБ-УЗ не более 12,7 * получены зкструдаты с наилучиими функциональными и органояептическими показателя!.«!.

5. Характер изменений функциональных свойств экструдатов затеи? от природы молочных белков.

6. Исследовано изменение структуры и пористости экструдатов,обогащенных СОМ, Увеличение массовой доли ССМ более 20 ~/а ведет

к менее развитой пористости продукта,неоднородности пор,уплотнен™ и утолщении стенок пор.Показано,что допустимый уровень введения ССа-20 % от массовой доли сухих веществ.

7. Установлены рациональные технологические параметры получения экструзионных комбинированных продуктов с использованием молочного снрья:гсассовая доля ССМ не более 20 КСВ-УЗ> не болев 12 %,казеина и казеината натрия не более ГО массовая доля влага 15-17 температура экструзии 150-160 С,скорость вращения шнека 25

8. Изучен аминокислотный состав белков экструдатов. Показано, что сочетание молочных белков с крахиалосодержащим сырьем приводит к повышению биологической ценности за счет комплемен-тарности по лимитирующим аминокислотам.

9. Разработана технология экструзионных комбинированных продуктов с использованием молочного сырья. Проведена опытно-промышленная проверка данной технологии на Кореневском опытно-экспериментальном заводе. Разработана и утверждена НТД на производство экструзионных продуктов с использованием СОМ, КСБ-УФ,казеина,казеината натрия (сухие 'молочные завтраки ).

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Ордокова А. И., Шил ер Г.Г.,Дианова В.Т.Параметры технологии

.экструзионгеого „продукта литазди' с добавязянамледлочного сы— .рь&Инфор. сборник серии "Производственный я научный опыт рекомендуемый для внедрения в консервной, овсацесушильной и пище-концентратной промышленности", 1? I, 1993, с.5-10

2. Ордокова А.И.,Шилер Г.Г.,Дианова В.Т.Производство сухих завтраков способом варочной э кс труэ и и. Экспре сс информация,серия зарубежный опыт,3? 1,1993, 12-19 с.

3. Ордокова А.И..Щербинин А.А..Дианова В.Т.,Засыпкин Д.В, Физические свойства экструдированных продуктов с использованием молочного сырья. Хранение и переработка сельхоэсырья ).' 2, 1993, с.38-40

4. Ордокова А.И,.Алексеев В.В.Использование молочного сырья в термопластической экструзии //Тезисы доклада на Международной конференции "Экоресурсосберегающие технологии переработки

■ сельскохозяйственного сырья", Астрахань ,1993 г/

5. Ордокова А.И.,Даниленко А.Н,Сравнительное исследование физико-химических и функциональных свойств смесей на основе крахмало-содержащего сырья и сухого обезжиренного молока и их экструдатов.//Тезисы доклада на Международней конферегщии "Экоресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья", Астрахань,1993 г.

6. Ордокова А.И.,Хвыля С.И..Авилов В.В.,Кузнецова Т.Г.Изучение структуры комбинированных экструзионных продуктов,обогащенных сухим обезжиренным молоком. Молочная прокышленность, & 3,1994 . г.

7. Ордокова А.И..Даниленко А.Н.,Юрьев В.П.Термодин&мичеекие свойства рисового и пшеничного крахмалов,белков молока и их смесей. Хранение и.переработка сельхоэсырья 1994, К5 3

8.'Жушан А.И..Карпов В.Г.Драус С.В.,Ордокова\А.И, Новое в технологии экструэионных закусочных изделий. Обзорная информация,

' серия 19, вып., 3 АгроНИЙТЭШП. ■ .

Подписание печать 19'9-^г. Формат 60X84/16 Буи. офс. Пгчатьофг.

Тираж ¿Ьй Зиаз^дУ МП сПЕТКТ» . , 107564, Москва, Богатырский мост, 17, корп. 5