автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.02, диссертация на тему:Совершенствование технологии быстроразваривающихся продуктов из ячменя

7 о

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РСФСР ПО ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи ОВЧИННИКОВА НАТАЛИЯ ВЕНИАМИНОВНА

УДК: 664.786.8(043.3)

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ БЫСТРОРАЗВАРИВАЩИХСН ПРОДУКТОВ ИЗ ЯЧМЕНЯ

Специальность 05.18.02 - Технология зерновых, бобовых,

крупяных продуктов и комбикормов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1990

Работа выполнена на кафедре технологии переработки зерна Московского ордена Трудового Красного Знамени техлолоп ческого института пищевой промышленности

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Кандидат технических наук, доцент В.Т.Линниченко

Доктор технических наук, профессор Е.Д.Казаков

Кандидат технических наук, старший научный сотрудник И.Б.Хейфец

Ведущая организация Главное управление развития

^укомольно-крупяной промышл ности Министерства хлебопро дуктов РСФСР

Защита состоится 1990 г. на заседании

специализированного Совета К 063.51.02 Московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института пгсцево промышленности по адресу: 125080, А-80, Волоколамское шоссе Просим Вас принять участие в заседании Совета или приел свои отзывы в 2-х экземплярах.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке институт Автореферат разослан

1990 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета

к.т.н.,доц. И.С.Шуб

I.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Стратегия предлагаемых "мер по оздоровлению экономики..." определяет высокие теши развития крупяной промышленности на базе использования выпускаемого отечественной промышленностью оборудования, ставит задачи экономного и рационального расходования зернового сырья в процессе ого переработки. Ставится таюке задача улучшения качества, расширения ассортимента, повышения пищевой и биологической ценности продуктов питания.

Зерновые культуры являются одним из основных источников удовлетворения наших потребностей в белке, витаминах группы В. Крупа занимает значительное место в пищевом балансе как в СССР, так и за рубежом. Существующие технологии производства различных видов крупы, в том числе из ячменя, еще не всегда позволяют в значительна степени повысить эффективность использования зерна крупяных культур и добиться высокого качества продукции. Технология переработки ячменя в перловую крупу недостаточно совершенна.

Практика переработки ячменя указывает на низкую сохранность ценных питательных веществ в перловой крупе. При шелушении и шлифовании приходится снимать алейроновый слой и периферийные части эндосперма, содерз»ащие бедок и биологически активные вещества.

Особенности строения зерна ячменя и традиционный ассортимент juiyuou'riJbueMüü из него продукции не дают возможности в полной мере использовать питательный потенциал зерна: при общем содерллнии эндосперма 63...73$ используется только 40. ..45/2. Большак часть белка, витаминов, минеральных и других веществ направляются в отходы. Кроме того, время варки перловой крупы составляет 50... Gümi:h

Увеличение производства крупы высокого качества, расширенно ассортимента и повышение питательной ценности требуют постоянного

совершенствования техники и технологии переработки зерна.

Использование гидротермической обработки в процессе переработки ячменя открывает большие возможности для оптимизации технологического процесса, увеличения выхода и расширения ассортиментг продуктов, повышения питательной ценности и потребительских достс инств.

Цель и задачи исследования. Целью настоящего иор^тпрар*-'" лилась разработка рациональных способов производства хлопьев из ячменя, которые могли бы применяться на современных крупозаводах, а также изучение влияния технологических режимов и условий хранения на качество готовых продуктов.

В соответствии с поставленной целью были определены следупщ задачи исследования:

- провести аналитический обзор различных технологий произвол ства аналогичных продуктов и их качественных показателей;

- установить оптимальные параметры процесса гидрогермическс обработки ячменя;

- разработать рациональную технологию ячменных хлопьев, кот< рая может быть применима на современных крупозаводах;

- изучить влияние гидротермической обработки ячменя и плющения ядра на физические и биохимические свойства крупы-полуфабри-рината и хлопьев;

- исследовать процессы, происходящие при хранении ячменных хлопьев, и установить срок их хранения;

- провести производственные испытания разработанных технологий хлопьев.

Научная новизна. Исследованы режимы гидротермической обрабо' ки ячменя с применением пнекового пропаривателя непрерывного действия.

Разработаны две технологические схеш производства ячлешшх хлопьев, применимые на современных отечественных крупозаводах.

Изучена микроструктура получаемых крулы-полуфао'риката и хлопьев, показано образование разрыхленной и пористой структу! >п, обеспечивающей доступ их содержимого действию пищеварительных ''ер-ментов.

Установлены сроки хранения ячменшк хлопьев и исследована процессы, протекающие при их хранении.

Практическая ценность "работы. На основании проведенных исследований разработаны две технологические схеш производства ячменных хлопьев, имещпе ряд преимуществ по сравнению с существующими в нашей стране и за рубежом технологиями: меньшая энергоемкость процесса, сокращение его длительности (Положительное решение ШИИГПЭ о выдаче авторского свидетельства по заявке 4719588/13 от 30.01.90.).

Показана возможность применения разработанных технологии на современных отечественных крупозаводах, что подтверждено резуль-таташ производственных испытаний на Сызранском комбинате хлебопродуктов.

Ожидаемый экономический эуйект от внедрения продаосошпа технологии для крупозавода производительностью 100 т/сут. составит 510 тис. рублей в год при производстве яч.лсшшх хлопьев с пред-1-, . . увлажнением зерна водой и отволакиванием перед пропа-риванием и 548 тис. рублей в год при использовании технологии с предварительным увлажнением зерна водой без после,дующего отволакивания перед пропариванием.

Структура н объем диссертации.Диссертация состоит из введения, обзора литература, описания объектов и методов исследования, экспериментальной части (6 глав), выводов и рекомендаций, библиографического списка (163 нашленовшгай источников) и пршихлетШ. 1'аб<

та изложена на 14у страницах машинописного текста, содержит рисунке и '¿о таблиц.

I. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Объекты иоследован ия. Исследования проводились на образцах ячменя сорта Донецкий-6 урожая 1988 г. Гомельской области БССР.

1.2. Метода исследования. Технический анализ проводили в соответствии с ГОСТами "Зерновые, бобовые и масличные культуры" (1980 г.).

Гидротермическую обработку ячменя осуществляли на лабораторном стенде, моделирующем производственные операции увлажнения, о: волазшвания, пропаривания, сушки и охлаждения. Изменение влажности зерна при увлажнении и подсушивании определяли по приросту и убыли массы образца.

Шелушение зерна проводили в лабораторной шелушильно-шлифовал: ной установке ТМ-05 фирмы "Sa taie. ".

При исследовании воздействия ГТО на технологические свойства зерна применяли математические методы планирования эксперимента.

Плющение крупы-полуфабриката проводили в вальцовом станке "si ge/nra." с гладкими валками при соотношении скоростей 1:1.

Потребительские достоинства крупы-полуфабриката и хлопьев из ячменя определяли методом пробной варки на приборе ÏÏ0P-I.

Физические свойства исходного сырья, крупы-полуфабриката и хлопьев оценивали по показателям растворимости и водоудерзкиваще! способности, определенных по методу Шоха (i960), набухаемости -по методике ТУ РСФСР 406-78 "Крахмал кукурузный набухакщий, пищевой".

Исследование микроструктуры образцов проводили методом растровой электронной микроскопии на электронном микроскопе марки фирмы ^¿¡Ä, (Япония) в увеличении I х 2000.

Для оценки биохимических свойств ячменя, крупы-полуфабриката и хлопьев использовали общепринятые метода анализа.

Содерясание общего азота определяли по методу Кьельдаля (ГОСТ 10846-74). Количественное содержание белковых фракций - по методу А.К. Ермакова (1972). Аминокислотный состав продуктов исследовали на автоматическом аминокислотном анализаторе марки "£ С - 2000" фирмы "B'oHonik " (фрг).

Содержание крахмала определяли поляриметрическим методом Эверса (ГОСТ-10845-76), содержание амилозы - по методике Е.П. Козь-миной и др. (1971), водорастворимых веществ - рефрактометрическим методом (А.И. Ермаков, 1972), декстринов - по метолу М.П. Попова и Е.Ф. Шаненко (1971), редуцирующих Сахаров - по Бертрану, клетчатки - по методу Кюршнера и Ганака,

Содержание минеральных веществ определяли атомно-омиссиошшм методом с индукционной ВЧ плазмой.

Липиды определяли по метолу Сокслета, изучение зжрнокиолот-ного состава проводили газокидкостной хроматографией в лиофилизп-рованной биомассе.

Для характеристики изменений, происходящих с хлопьями при Xjjuuuhüin ß различных условиях, применяли методы определения влажности (по ГОСТ 3040-55), кислотного числа жира (ГОСТ 108588-64), кислотности по болтушке (ГОСТ 10844-74) и водно-спиртовой штя>.;-кех. Микрофлору исследовали методом E.H. Мишустина и Л.А. Трисвят-ского в модификации ВНИИЗ.

хСм. в книге: Мясникова A.B., Ралль Ю.С. Практикум по товароведению зерна и продуктов его переработки. 41.: Колос, I98I.-C.IG5-I6C

2. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛШ1Ы ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Исследование технологии ячменных хлопьев

Применение гидротермической обработки при производстве ячменных хлопьев необходимо для получения крупы-полуфабриката повышенного выхода и обладающей хорошими пластическими свойствами. На 0( новании анализа литературных данных, а также технических хппякт"-ристик имеющегося на отечественных крупяных предприятиях оборудования и посредством постановки серии предварительных экспериментов было установлено, что основными факторами, влияющими на процесс производства крупы-полуфабриката и хлопьев являются: длител] ность огволаживания зерна после увлажнения, величина давления пара, экспозиция пропаривания и продолжительность сушки.

За основу был принят способ производства ячменных хлопьев МГШП, разработанный Хотетовской М.1С. и Мельниковым Е.М. (1982 г.

Процесс производства ячменных хлопьев включает в себя два этг па: получение из зерна крупы-полуфабриката, обладавшей хорошими пластическими свойствами и ее плющение.

Посредством проведения поисковых экспериментов установили интервалы варьирования режимов ГГО: величина давления пара (Х-^) -от 0,02 до 0,08 Ша, экспозиция пропаривания (Х^) - от 3 до 9 мш длительность огволаживания перед пропариванием (Хд) - от 3 до 9 1

Используя метод полного трехфакторного эксперимента ПФЭ-23, было изучено влияние перечисленных факторов на эффективность технологического процесса.

Оценку эффективности процесса проводили по выходу крупы-полуфабриката № I (У^) при равном для всех опытов общем выходе крупы-полуфабриката (75$), общему выходу хлопьев (У2) и выходу крупных хлопьев (Уд) - определяемому сходом сита ^ 5 мм. Все параметры,

определяющие эффективность процесса рассматривали по отношению к зерну.

Полученные уравнения регрессии имеют следующий вид: Ут= 70,28 +• 0,26Х1 + 0,62X2 + °»80#з + 0,48Х1Х2- 0,20X3X3 +

+ 0,20ХГХ3 + 0,05X^X3 (I)

0.25 Рр>= 2,45 Рт> = 4,1

У2= 69,54 + 0,44X3- +- 0,89X2 + 0,74Х3 + 0,44Х1Х2 - 0,36X3X3 + + 0,14Х1Х3 + О.ОЭХ^Хд (2)

£= 0,12 Гр>= 3,24 рт> = 5,3

У3 = 61,79 - 0,76Х1 - 0,36Х2 + 0,59X3 - 0,39ХГХ2 - 0,99X3X3-- ОДЭХуХд + ОДЭХ^Хз (3)

£= 0,26 Рр.= 2,88 Рф = 4,5

1 •

Проанализировав уравнения выявили, что:

- выход крупы-полуфабриката Я и выход хлопьев зависит от продолжительности отволакивания после увлажнения зерна водой и от экспозиции пропаривания (с увеличением этих параметров выход крупы-полуфабриката № I и хлопьев повышается). Значительно меньшее влияние на выход этих продуктов оказывает величина давления пара (его пос" приводит к увеличению выхода продуктов);

- выход крупных хлопьев уменьшается с ростом величины давления пара и экспозиции пропаривания, а увеличение продолжительности отволаживания зерна после увлажнения водой приводит к повышению их выхода.

При использовании данной технологии общий выход хлопьев выше по сравнению с существующими технологиями. Однако, выход крупных хлопьев при максимальных значениях давления пара и экспозиции про-

паривания несколько нике, чем при промежуточных значениях этих параметров. Поэтому исследование технологии получения однородных по крупности хлопьев имело научное и практическое значение.

Для изучения второго способе получения ячменных хлопьев так-гсе был поставлен полный трехфакгорный эксперимент ПФЭ-23' В ходе эксперимента изучали влияние величины давления пара (Х^), экспозиции пропаривания (Х2) и длительности сушки (" ^ • "счг технологического процесса.

Оценку эффективности процесса проводили по тем же параметраг предусмотренным в I способе.

ч'

После реализации плана ПФЭ-2 и расчета коэффициентов регрессии, были получены уравнения:

У1 = 71,69 + 0,61X3- + 0,54X2 + 0,71Х3 + 0,46Х1Х2 + 0,31Х2Х3-

- 0,46X^3 - О.ббХ^Хз (4)

0,33 Р р_= 4,5 Г Гш = 5,3

У2 = 69,82 + 0,62X3; + 0,58Х2 + 0,40Х3 + 0,42Х]-Х2+ О.гбХ^-

- ОД5Х3Х3- 0,75Х1Х2Х3 (5)

0,32 Р рш= 2,3 Гт> = 4,5

У3 = 60,24 + 1,39X3 + 1,61X2 -I- 0,36Х3 - 0,19X3X3 - 0,21Х2Х3-

- 0,44X3X3 - 0,86ХП;Х2ХЗ

/=0,35 рр.= 1>7 рт.= 4»5

При анализе уравнений регрессии было выявлено, что: - на выход крупы-полуфабриката № I все факторы оказывают приблизительно одинаковое влияние - с ростом каждого из исследуемых параметров выход продукта увеличивается;

- на общий выход хлопьев наиболее значительно влияет величина давления пара и экспозиции пропаривания и совсем незначительно - продолжительность сушки. С увеличением этих параметров выход хлопьев повышается;

- выход крупных хлопьев наиболее сильно зависит от экспозиции пропаривания и от величины давления пара. Незначительное влияние в данном случае (по сравнению с первыми двумя параметрами) на выход крупных хлопьев оказывает продолжительность сушки. Все три параметра оказывают положительное влияние на выход данного продукта ;

- от экспозиции пропаривания и величины давления пара наисолее сильно зависит выход крупных хлопьев, в то время как выход крупы-полуфабриката № I и общий выход хлопьев одинаково зависят от всех трех факторов, но зависимости слабее, чем в первом случае (уравнение 4),

Увеличение выхода крупных хлопьев по сравнению с предыдущей технологией связано, по-видимому, с ростом пластичности крупы-полуфабриката.

В результате реализации программы оптимизации иатализа полученных параметров, найдены оптимальные рекимы технологического процесса подготовки крупы-полуфабриката к плющению, находящиеся в центре эксперимента. По I методу проведения ГТО: увлажнение зерна ьило.. ^ашости 25$, отволакивание ячменя в течение (Х3) 6 часов, пропаривание насыщенным паром при давлении (Х^) 0,05 Ша в течение (Х2) 6 глин. По П способу ГТО в качестве оптимальных были выбраны такие значения параметров: увлажнение ячменя водой до влажности 25%, пропаривание насыщенным паром при давлении (Х^- ) 0,05 Ша с экспозицией (Х2) 6 шш, сушка зерна в течение (Х3) I мин при температуре сушильного агента 75°С.

2.2. Экспериментальная проверка разработанных технологий ячменных хлопьев

Производственные испытания технологий ячменных хлопьев были проведены на Сызранском комбинате хлебопродуктов.

Результаты экспериментальной проверки предлагаемой технологии показали возможность производства ячменных хлопьев на отечественных крупозаводах при обеспечении хорош: . .и.ч......я слои

чества.

Предварительно очищенное от примесей зерно подвергали гидротермической обработке. После пропаривания влажность зерна составляла 26...28$.

Подсушивание осуществляли до влажности 22...24/. При этом обеспечивалось равномерное распределение влаги в зерне - влажное: наружных слоев была существенно ниже, чем в центре.

Шелушение зерна, подготовленного по разработанной наш технологии, проводили в шелушильных машинах А1-31Щ-3. Зерно хорошо обрабатывалось в шелуиителях.

Разработанная подготовка зерна позволила сократить процесс шелушения - шлифования до 2...3 систем. При этом содержание недо-дира в крупе-полуфабрикате составило 0,03...0,05$. На заключител] ном этапе применяли щеточную машину ВДМ-5, на которой частично о' делялись пленки, оставшиеся в бороздке.

Крупу-полуфабрикат плющили в вальцовом станке с гладкими вал: цами, вращающимися с одинаковыми скоростями.

Выход готовой продукции в результате производственных испытаний составил до 68%. Зольность хлопьев была около 1%. Такая зольность характерна для перловой крупы крупных номеров 53...55$ выхода.

2.3. Рекомендуемые технологии ячменных хлопьев

На основании проведенных исследований и производственной проверки рекомендуются технологии ячменных хлопьев (рис. I, 2).

Сходом с сита 0 5 мм получают крупные хлопья, а сходом с сита 0 3 мм - мелкие хлопья. Потери при плющении крупы-полуфабриката не превышают 2%.

Выход ячменных хлопьев по предлагаемым технологиям представлен в таблице I.

Выход ячменных хлопьев, %

Таблица I

АЗД пп | Продукт ! Способ ! I ! гго II

I. Общий выход хлопьев, % к зерну 71 72

в том числе сход с сита 0 5 мм 64 G8

2. Мучка кормовая II 10

3. Лузга 9 10

4. Отходы + мелкий ячмень 9 8

2.4. Потребительские достоинства ячменных хлопьев

Потребительские достоинства хлопьев, подученных по оптпмаль-п" ' предлагаемых технологий оценивали в сравнении с пер-

ловой крупой, полученной по традиционной технологии и хлопьями, полученными по технологии МТИПП (H.H. Хотетовская) (табл. 2).

л

Зерно

ы

г^

1—

Xlrv

.--1 ----

i-S

V

; МинемиьнО)

Х7

<гЛ"

VX/j ¿--J-L^cT — -i -i*

A

3

ея

■ ¿tr^r

9/0

J

гага

V

a

70

ГШ

h

» t 1 I

I

I5S1

•I

4

I

4

'I I

отдел

Рис.

.1. Технологическая схема зерноочистительного отделения производства ячменных хлопьев I - автоматические весы; 2 - воздушно-ситовой сепаратор; Ъ - бург 4 - куколеотборочная машина; 5 - овсюгоотборочная машина; 6 - км неотделительная машина; 7 - увлижнительлая машина; 8 - накопител] ный бункер: 9 - шнековый пропариватель; 10 - бункера для отволакивания; II - сушилка; 12 - аспирационная колонка.

Рис.. .2. Технологическая схема шелушильного отделения производства ячменных хлопьев из зерна

I - накопительный бункер; 2 - магнитная колонка; 3 - шелушильно-шлифовальная машина; 4 - аспи р^дионнгя колонкг; о - щеточная машина; 0 - плющильный станок; 7 - сушилка; Й - просеиватель; 9 - евтоцгт для р?,С'4асоЕки хлопьев.

нч СО

Потребительские достоинства ячменных хлопьев

Таблица 2

Время j Коэффици-варки,} ент раз-мин. | варивае-• мости

Консистенция

1. Хлопья, полученные по I методу 6 тт"луг~'........

чатая

2. Хлопья, полученные по П методу 6 7,6 полурассып-

чатая

3. Перловая крупа № I 150 4,4 рассыпчатая

4. Хлопья, полученные по методу полурассып-МТИПП 7 7,6 чатэя

Цвет подученной каши из хлопьев белый, а из перловой крупы ■ кремовый.

Длительность приготовления хлопьев составляет 6...7 мин. Они отличаются хорошей развариваемостью, приятным вкусом, рассып чатой консистенцией.

3. Биохимические показатели ячменных хлопьев

Имеющиеся в литературных источниках результаты получены при жестких рекимах ГГО зерна (давление пара 0,1...0,4 Ша). В данно: работе было исследовано влияние мягких режимов ГГО (давление пар при пропаривают до 0,1 Ша) на химический состав и пищевую ценность хлопьев. .

3.1. Белковый комплекс

Результаты исследования содержания белка при различных режимах ГГО показывают, что в образцах, полученных по предлагаемым технологиям, этот показатель практически не изменяется. Это обь-

ясняется применением достаточно мягких режимов ГТО. Содержание белка в зерне составило 14,1/5, в крупе-полуфабрикате - по I методу - 12,1...13,0, по П методу - 12,9...13,6, в хлопьях - по I методу - 11,9...12,7, по П методу - 12,6...13,4$.

Существенные изменения произошли во фракционном составе белков (табл. 3).

Ооч'...¡.,о .... ¡зствителыш к термической обработке водо- и соле-растворимые белки - их содержание при пропаривании снижается в 1,5...2 раза. Потеря белком растворимости происходит за счет его денатурации. Процесс плющения оказывает незначительное влияние на изменение растворимости белков.

ГГО ячменя, а такта плющение практически не изменяют аминокислотный состав крупы-полуфабриката. Кулинарная обработка незначительно снижает содеряание аминокислот в каше из хлопьев. В каше из крупы-полуфабриката эти изменения более значительны.

3.2. Углеводный комплекс

В результате гидротермической обработки при мягких режимах и плющении с увеличением давления пара и экспозиции пропаривания количественное содержание крахмала уменьшается. В хлопьях содержание крахмала меньше, чем в крупе-полуфабрикате, что указывает на положительное воздействие процесса плющения.

Разрушениям подвергаются также амилоза иамилопектин. Однако, изменения содержания амилозы более значительны по отношению к абсолютному значению их содержания.

Гидротермомеханическая обработка ячменя способствует уменьшению содержания крахмала и увеличению количества водорастворимых веществ, декстринов и Сахаров в процессе гидролиза. При более

Изменение фракционного состава белков крупы-полуфабриката и хлопьев, % к белку

Таблица 3

! По I методу ! По П методу

Резл1мы ГТО 1 альбумины + 1 глобулины ! проламкны ! глютелины 1 ¡альбумины + ¡глобулины !проламины ! глютелины !

; I ! крупат-хло-! полуф:пья !крупа-!полуф. т ¡хло-!пья |крупа-1полуф. 1 :хло- !пья !крупа-Iполуф. !хло-!пья !крупа-!полуф. ■хло-!пья ¡'крупа-(полуф. хлопья

I. Р= 0,08 Ша

^пр.= 6мин 2. Р= 0,05 Ша гпр.=6мин- 13,2 11,5 28,2 25,4 34,5 30,2 14,0 12,4 29,3 26,1 35,8 32,2

13,8 12,1 28,7 26,1 36,3 31,9 14,4 12,6 30,1 26,5 37,3 32,9

3, Р= 0,02 Ша

= 6 мин. ьПр. 14,5 12,3 29,8 26,4 38,9 " 32,3 14,6 13,1 31,4 27,0 38,1 33,2

4. Р= 0,05 Ша

/>- = <3 ми. 13,6 11,8 28,5 25,9 35,0 31,2 14,1 11,8 29,7 26,4 36,7 32,3

5. Р= 0,05 Ша

2пр.= 3 мин- и.: 12,1 29,4 26,9 39,3 32,8 14,8 12,8 31,0 26,6 38,0 32,9

6. Р= 0,05 Ша \лЪ.с.= 21,0 13, с 10,9 27,9 25,2 33,8 30,4 13,8 11,2 29,8 25,9 36,3 32,7

7. Р= 0,05 Ша Г = 6 мин. I' 11,9 28,3 26,0 36,5 32,2 14,2 12,7 30,3 26,3 37,1 33,0

8. Р= 0,05 Ша

I'. 12,5 29,0 27,5 39,0 33,3 14,5 12,8 31,7 26,7 38,0 33,4

жестких режимах этот процесс, а также денатурация водорастворимых белков протекают более глубоко с образованием указанных веществ.

Пропэривапие ячменя влечет за собой некоторое снижение содержания восстанавливающих Сахаров. Эти изменения обтлснянтся тем, что редуцирующие сахара вступают в реакцию меланоидинообразования с аминокислотами и пептидами.

Ме:глн'!чоо«'ол воздействие при плющении также оказывает влияние на изменение углеводного комплекса. Полученные данные показывают, что в хлопьях содержание декстринов, водорастворимых веществ и редуцирующих Сахаров больше, чем в крупе-полуфабрикате в 1,5...2,5 раза.

С увеличением давления пара (при получении хлопьев по I методу) происходит рост растворимости и набухаемости хлопьев. С возрастанием экспозиции пропаривания происходит рост растворимости, снижение водоудерживэпцей способности и набухаемости. Эти изменения обусловлены термической деструкцией полисахаридов крахмала, которая, возрастая с увеличением температуры обработки, приводит сначала к росту этих показателей, а затем к их уменьшению в связи с протеканием процесса гидролиза крахмала, образованием окрашенных и летучих продуктов. Изменения набухаемости свидетельствуют о количестве структурных элементов, обладающих способностью поглощать влагу, увеличиваясь при этом в объеме.

Изучено изменение микроструктуры эндосперма при ПО, механическом воздействии и кулинарной обработке. Форма крахмальных гранул ячменя близка к вытянутому эллипсоиду. Б центре эндосперма гранулы расположены с промежутками, в периферийной - плотно упакованы в белковую матрицу,

В крупе-полуфабрикате, полученной по П методу, крахмальные гранулы еще достаточно плотно уложены в белковой матрице. В крупе-

полуфабрикате, полученной по I методу, гранулы крахмала не 1 плотно прилегают друг к другу, как в предыдущем образце. Бел: матрица видоизменяется и следы белка видны на крахмальных гр; лах.

В крупе-полуфабрикате, полученной по I методу, после ва] наблюдается процесс гидролиза крахмала. Белковая матрица раз] на, крахмальные гранулы почти одинаковы по крупности. В обра; полученных по П методу, после варки размеры крахмальных гра1 меньше, белковая матрица не разрушена полностью.

В хлопьях, полученных по I методу, крахмальные гранулы £ положены более компактно. В хлопьях по П методу крахмальные г на рассредоточены. Эта зависимость наблюдается и у хлопьев пс кулинарной обработки.

В продуктах из ячменя, прошедших гидротермическую обрабс по I методу, процессы проходят глубже, до преобразования бел! структуры. В образцах, полученных по П методу проведения ПО цессы протекают лишь до преобразования крахмальной структуры, ло затрагивая белковую матрицу.

3.3. Липидный комплекс.

В полученных по оптимальным режимам образцах крупы-полуфа ката и хлопьев величина кислотного числа составила по I метол соответственно 8,2 и 9,4 мг КОН, по П методу - 9,7 и и

Кислотное число исходного образца ячменя составило 16,4 мг КС Эти дашше свидетельствуют о том, что ГТО даке при мягких ре)., приводит к значительному снижению кислотного числа (почти в 2 :п). При проведении ГТО по I методу оти изменения более значи

1Ш.

В исследованных образцах присутствовали насыщенные итрпые кислоты: миристиновая, пентадекаповая, арахпновая, пальмитиновая, стеариновая и ненасыщенные кислоты: олеиновая, липоловая и ли-ноленовая. Из насыщенных жирных кислот преобладает пальмитиновая, а из ненасыщенных - стеариновая.

Гидротермическая обработка по I методу и плющение вызывают г;;........ 1 изменения в количественном составе жирных кислот, чем ГГО по П методу и плющение (табл. 4).

Кирнокислотньш состав липидов ячменных продуктов, %

Таблица 4

Наименование образца

Содержание хирных кислот, % от суммы

насыщенные

-4-

ненасыщенные

Ячмень

По I методу:

крупа-полуфабрикат

хлопья

По П методу

крупа-полуфабрикат

хлопья

мири- !пента-!арахи-!паль-!стеа-!олеи-!лино-!линоле-стино-!дека- ¡новая !мити-!рино-!новая!левая!новая вая ¡новая ! !новая!вая ! ! !

|С14:□ |с15:0 |°15:1 |С16:о|С18:□}С18:I|С18:2|С18:3

1.0 0,7 0,6 11,5 3,1 28,0 52,3 4,1

2,9 0,2 0,1 25,4 1,8 11,9 55,2 2,3

3.1 0,2 0,4 29,0 2,1 11,4 51,2 2,1

2,9 0,2 0,2 24,9 1,8 3,0 0,2 0,3 25,1 1,9

12,2 55,3 2,2 12,0 55,4 2,2

Содержание жира в исследованных образцах составило: в зерне -2,92%, крупе-полуфабрикате и хлопьях, полученных по I методу соответственно 1,51 и 1,45, а по П методу - 2,04 и 1,61$. Приведенные результаты свидетельствуют о более глубоких изменениях в продуктах, полученных из ячменя, прошедшего ПО по I способу.

Миниральнып состав ячменя, крупы-полуфабриката и хлопьев, мг/ЮО г

Таблица 5

Элементы Зерно Перло4- По I методу ПО 1 По П методу ГГ0

вая ! крупа! до варки ! после 1 варки ! до варки ! после варки

1" ! крупа-полу?® б. ¡ХЛОПЬЯ 1 !крупа-¡полуфаб. ¡хлопья! 1 1 крупа-пол.уФа б. !хлопья 1 !крупа- ! I полуфаб,! хлопья

Макроэлементы

К 575 247 247 258 182 229 234 248 174 219

Са 52,6 38,2 40,5 43,7 38,4 40,8 39,0 42,8 35,3 40,9

щ 177,8 83,0 90,2 104,0 76,1 87,4 89,3 100,1 73,8 87,2

440 300 330 362 298 345 317 332 276 320

Ре 6,2 1,8 2,7 7,8 1,8 7,5 2,3 6,7 2,0 6,4

А1 5,9 4,2 5,9 6,3 3,6 4,9 6,0 8,6 5,7 6,3

6,0 3,4 5,6 5,7 4,1 3,9 5,6 5,7 4,8 5Д

Микроэлементы

Ма 1,59 0,81

В 0,66 0,34

Са 0,71 0,48

3,62 1,63

Л? 0,20 0,09

Рв 0,09 0,07

А5 0,00 0,004

0,92 1,15 0,81 0,84

0,61 0,62 0,39 0,44

0,71 0,74 0,47 0,50

2,12 2,24 1.П 1,21

0,20 0,10 0,20 0,10

0,09 0,07 0,05 0,02

0,005 0,004 0,004 0,005

0,91 1,03 0,83 0,94

0,66 0,71 0,51 0,63

0,78 0,99 0,73 0,85

2,08 2,26 1,12 1,19

0,40 0,40 0,20 0,30

0,07 0,07 0,02 0,01

0,005 0,004 0,005 0,006

3.4. Содерз-.лние минеральных веществ

Содеряяние минеральных веществ в крупе-полуфабрикате и хлопьях больше по сравнению с исходным образцом перловой крупы, полученной традиционным методом (табл. 5). Это объясняется сравнительно большим выходом этих продуктов и воздействием ГТО, которая пизнвпет миграц™ минеральных веществ из периферийных слоев зерна к эндосперму и зародышу.

В продуктах, полученных по I методу, содержится максимальное количество минеральных веществ, так как в этом случае сказывается положительное влияние процесса отволакивания.

3.5. Зольность и клетчатка

Зольность ячменных хлопьев ниже, чем зольность крупы-полуфабриката, так как при механическом воздействии на крупу-полуфабрикат в процессе плющения происходит отслоение оболочечных частиц, находящихся в бороздке.

Величина зольности исследованных продуктов:

крупы-полуфабриката и хлопьев, полученных по I методу соответственно 1,05...1,09 и 0,93...1,08$, по П методу - 1,00...1,15 и 0,85...1,08$. Такая величина зольности характерна для перловой крупы крупных номеров, получаемой с выходом 53$.

Содержание сырой клетчатки в крупе-полуфабрикате, полученной по I и П методам ГТО не превышает значения этого показателя, характерного для перловой крупы крупных номеров (табл. 6).

Кулинарная обработка приводит к уменьшению содержания клетчатки в исследованных продуктах в 2...3 раза за счет перехода оставшихся оболочечных частиц в варочную волу.

Содержание сырой клетчатки в ячменных продуктах, %

Таблш

Продукты ( Содержание клетчатки,^

! до кулинарной ! обработки ! после кулинг ! обработю

Зерно 2,21 -

По I методу ГТО: крупа-полуфа брикат 1,35 0,48

хлопья 0,85 0,23

По П методу ГТО: крупа-полуфа брикат 1,48 0,62

хлопья 0,92 0,29

4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ ЯЧМЕННЫХ ХЛОПЬЕВ ПРИ ХРАНЕНИИ

Стойкость ячменных хлопьев при хранении определяется их роскопичностью, состоянием липидной фракции, количеством мик] организмов.

Процесс хранения ячменных хлопьев исследовали в течение месяцев. На хранение были заложены ячменные хлопья, полученш по оптимальным режимам по I и П методам. Начальная влажность пьев составляла 10 и 12%. Образцы хранив в гжспкаторг%-, создана относительная влажность воздуха 60 и 70%.

Были построены кривые изменения влажности в процессе хр; ния (рис. 3). Все кривые сорбции имеют одинаковую форму - на] ный участок процесса поглощения влаги переходит в прямую лиш соответствующую установлению равновесной влажности продукта.

Хлопья, полученные разними методами при одинаковых значениях относительной влажности воздуха имеют различную равновесную влажность.

Было исследовано изменение крошимости хлопьев (табл. 7). С увеличением продолжительности хранения крошимость хлопьев возрастает, однако количество мелкой фракции не превышает 29,2$,

Кру:--^"-' -опьев при храпении снижается. По истечение срока хранения содержание крупной фракции (сход сита 0 5 мм) уменьшается в среднем на 7..Л0%, Лишь в отдельных образцах эти изменения более значительны.

Примерно на такую же величину увеличивается содержание средней фракции (сход сита 0 3 мм). Увеличивается содержание мелкой фракции (проход сита 0 3 мм), но результат не превышает 10%.

Изменение крошимости хлоггьев при хранении, %

Таблица *?.

Отн. !_Крошимость. проход оита 0 3 мл

пп ж !" ! ' ~ " " '

ность !ноо,гь !_Срок хранения,, мес._

!среды,Исход.! I ! 2 ! 3 ! 4 ! 5 ! 6

% ев,/° I ! ! ' ' 1 !

Хлопья, полученные по I методу

I. 60 10 5,0 5,8 6,7 6,9 7,6 7,3 10,0

2. 60 12 4,3 4,3 3,0 8,9 9,3 10,9 13,8

3. 70 10 2,6 4,0 6,2 6,3 7,9 9,3 13,4

4. 70 12 4,9 5,2 4,2 4,8 6,9 7,9 17,6

Хлопья, полученные по П методу

5. 60 10 7,9 9,6 9,2 8,8 14,4 13,6 19,0

6. 60 12 7,4 7,6 10,2 10,6 13,2 13,5 16,4

7. 70 10 9,8 10,5 11,5 13,5 20,7 23,8 26,8

8. 70 12 9,3 9,2 12,1 13,7 23,3 22,0 29,2

а)

12 3

Срок хранения, мес.

б)

3

~г

4

Срок хранения, мае.

Рис.5. . Изменение влажности хлопьев в процессе хранения

а) т при относительной влажности среди

(1;3 - по I методу; 2,4 - по П методу);

б) - при относительной влажности среда 71);»

(1,3 - по I методу; 2,4 - по П методу).

Кислотное число жиро свежевпработпншх хлопьев составляло 9...10 мг КОН/г. При хранении всех образцов в течение трех месяцев кислотное число практически не изменялось.

К шестому месяцу хранения кислотное число жира не превышало 12... 15 мг KOIl/r для образцов, полученных по I метода и 16...17 мг КОН/г - по П методу. В образцах, полученных по П методу, вели-icfv шсла больше. Это объясняется менее глубокими из-

менениям!, происходящими при ГТО. По этому показателю хлопья могут считаться доброкачественными после хранения в течение шести месяцев. По литературным данным для ячменной крупы предельное значение кислотного числа составляет 30 мг КОН/г. Максимальная величина кислотного числа жира ячменных хлопьев по истечение срока хранения составила 17 мг КОН/г.

Все образцы свежеприготовленных хлопьев имели кислотность по водной болтушке - 5 град, а по водно-спиртовой вытяжке - 3 град.

В процессе хранения кислотность хлопьев по водной болтушке возрастает, но не превышает 12 град.

В течение первых трех месяцев значительного изменения кислотности не происходило.

Кислотность по водно-спиртовой вытяжке по истечение срока хранения не превышала 7...8 град.

Микробиологические анализы, показывающие изменения количественного и качественного состава микрофлоры продукта свидетельствуют о начальных стадиях изменения его качества, когда оно не выявлено еще органолептическими и химическими исследованиями.

Свежевыработанные хлопья как по I, так и по П методам, а также эти продукты после первого месяца хранения не содержали микрофлоры. В первые два месяца хранения на поверхности хлопьев

сохранялись неспоровые бактерии ¿Ъ^'п-Иа КОТОрые

пягствовали появлению посторонних бактерий, что способствов; лучшей сохранности продуктов. В процессе храпения происходи, постепенное отмирание неспоровых бактерий, что подтверждает! явлением на поверхности хлопьев споровых бактерий и грибов.

Хлопья, полученные по П методу менее стойки при хранеш чем по I методу. Обсемененность их микроорганизмами по окон1 срока хранения больше - бактериями на 2...8 тыс. ед., грибнс флорой - на 1...19 тыс. ед.

Грибная флора хлопьев представлена, в основном, видами РешоШип?, и сМасоь.

Наблюдается перегруппировка в составе бактериальной флс отмирают кокковые формы, эпифитная бактерия ¿ь<\'гш квг$1~со Количество спорообразующих бактерий сохраняется почти без из нений, поэтому их относительное содержание среди бактерий пс ется.

Ячменные хлопья, выработанные по любому из разработашш методов с влажностью 10.. .12% могут храниться не менее 6 мес оставаясь пригодными для употребления в пищу.

ОЕЩИЕ ВЫВОДЫ И РЖОЫЕВДАЦШ

I. Изучено влияние параметров гидротермической обработк (времени отволамавания после увлажнения, .... ^ ~ да!, экспозиции пропаривандя, длительности сушки), на качество кр, полуфабриката и хлопьев из ячменя. Оценена значимость влияни. этих факюров на формирование физико-химических свойств полу продуктов.

2. Получены математические модели процесса производства ячменных хлопьев и установлены ого оптимальные параметры: по I методу проведены ПО - время отволаглвания после увлашения 6 часов, давление пара при пропаривании 0,05 МПа, экспозиция пропаривания

6 мин.; по П методу ПО - давление пара при пропаривании 0,05 МПа, экспозиция пропаривания 6 мин., продолжительность сушки I мин.

3. лабораторных исследований разработаны две технологии ячменных хлопьев для современных отечественных крупозаводов.

4. Изучено влияние процесса производства ячменных ххочьсь на изменение химического состава ячменя, крупы-полуфабриката и хлопьев.

Отмечено уменьшение содержания крахмала при соответствующем увеличении содержания декстринов и водорастворимых веществ в процессе проведения гидротермической обработки . ячменя при мягких режимах и шпсщенш крупы-полуфабриката. Глубокие изменения пре- • терпевают полисахариды крахмала, особенно амилопектин.

Установлено, что в полученных ячменных хлопьях содержится больше белка, а также аминокислот, липидов, минеральных веществ по сравнению с перловой крупой, произведенной традиционным методом.

5. Исследовано изменение микроструктуры исходного сырья, отмечено образование новой внутренней структуры в хлопьях в результате гидролиза крахмала и денатурации белков, что способствует лучшей переваримости продуктов.

6. Установлено, что все биохимические изменения более значительны при проведении ПО по I методу.

7. Проведено опытное хранение хлопьев с различной влаш тыо при определенной относительной влажности среды.

Изучено изменение влажности хлопьев в процессе храненш;

8. Показано, что ГТО и плющение оказывают положительное влияние на изменение качественных показателей при хранении, новлено, что характер изменения кислотности, кислотного чнс^ ра, микрофлоры свидетельствуют о хорошей стойкости хлопьев г хранении по сравнению с перловой крупой.

9. Производственные испытания, проведенные на Сызрани« комбинате хлебопродуктов, подтвердили результаты лабораторш следований и показали возможность производства хлопьев на от ственном оборудовании при обеспечении хороших показателей ве и качества готовой продукции.

10. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предложи технологий для крупозавода производительностью 100 т/сут. сс ляет: 5Г0 тис. руб. в год - для технологии с предварительна лажнением зерна водой и последующим отволаямванием перед пр< риванием; 548 тис. руб. в год - для способа, включающего пр< рительное увлажнение ячменя водой без последующего отвода? ния перед пропарнванием.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Способ получения ячменных хлопьев /Мельников ¿J.M., Динни-ченко ß.T., Опчинниковп 11.13. - Положительное решение ВНИИГПЭ о выдаче авторского свидетельства по заявке № 4719588/13 от 30.01. 90 г.

2. Мельников Е.М., Линниченко В.Т., Овчинникова Н.В. и др. Ис-дование ku-iva гва ячменных хлопьев в процессе хранения./Деп. в

ЦНИИТЭИ Минхлебопродуктов СССР 13.02.89 г., № 944-хб/.

3. Мельников Е.М., Линниченко В.Т., Овчинникова Н.В. Исследование микрофлоры ячменных хлопьев в процессе хранения./Деп. в ЦНИИТЭИ Минхлебопродуктов СССР 13.02.89 г., » 945-хб.Л

4. Овчинникова Н.В..Линниченко В. Т. Влияние гидротермической обработки зерна ячменя на выход крупы и хлопьев, Их биохимические свойства. Информационный сборник "Научно-технические дости^ жения и передовой опыт в отрасли хлебопродуктов".-ЦНИИТЭИ ВИТО "Зернопродукт", вып.ТО, 1990 г.

5. Овчинникова Н.В., Мельников Е,М., Линниченко В.Т. и др. Совершенствование технологии ячменных хлопьев. Информационный сборник "Научно-технические достижения и передовой опыт в отрасли хлебопродуктов".-ЦНИИТЭИ ВНПО "Зернопродукт", вып.»12, 1990.

6. Способ получения ячменных хлопьев /Мельников Е.М., Линниченко В.Т., Овчинникова Н.В. - Приоритет заявки № 4849802/13 от 23.07.90г.

»И'-

ПИК ИНШЭИ Ми№Ш)опрщгутга СССР