автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Совершенствование технологии экструдированных продуктов на основе растительного и животного сырья

Введение.

Глава 1 аналитический обзор патентно-информационной литературы

1.1 Современные способы получения экструдатов.

1.2 Аппаратура и оборудование для получения экструдированных продуктов.

1.3 Современные технологии производства индивидуальных и многокомпонентных экструдатов.

1.4 Цель работы и задачи исследования.

Глава 2 объекты исследований, схема проведения исследований, методы исследований и математической обработки экспериментальных данных, планирование и постановка эксперимента

2.1 Объекты исследований, схема проведения исследований.

2.2 Методы определения общехимического состава.

2.3 Методы определения биохимических показателей.

2.4 Методы определения микробиологических показателей.

2.5 Методы математической обработки экспериментальных данных.

2.6 Планирование и постановка эксперимента.

3 разработка технологии экструдированных продуктов на основе сырья растительного происхождения, обогащенных белковыми добавками животного происхождения и биологически активными веществами

3.1 Теоретические основы получения экструдированных продуктов, сбалансированных по аминокислотному составу, с применением метода компьютерного моделирования рецептур.

3.2 Анализ сырья растительного и животного происхождения, предназначенного для производства экструдированных продуктов.

3.3 Анализ изменений сырья растительного и животного происхождения в процессе экструзии.

3.4 Получение концентратов БАВ методом тангенциальной ультрафильтрации.

3.5 Получение С02-экстрактов из пряно-ароматического сырья.

3.6 Конструирование рецептуры экструдированных продуктов на основе животного и растительного сырья, концентратов БАВ и С02-экстрактов.

3.7 Разработка технологии производства новых видов экструдированных продуктов в лабораторных условиях.

Глава 4 промышленная апробация разработанной технологии производства экструдированных продуктов на основе сырья растительного и животного происхождения, комплексная оценка качества разработанных экструдированных продуктов

4.1 Рецептурный состав разработанных экструдированных продуктов на основе растительного и животного сырья и концентратов БАВ.

4.2 Апробация разработанной технологии производства новых видов экструдированных продуктов в опытно-промышленных условиях.

4.3 Общий химический состав новых видов экструдированных продуктов.

4.4 Аминокислотный состав белков новых видов экструдированных продуктов.

4.5 Относительная биологическая ценность новых видов экструдированных продуктов.

4.6 Показатели безопасности новых видов экструдированных продуктов.

4.7 Органолептическая оценка качества готовой продукции.

4.8 Технико-экономические показатели производства новых видов экструдированных продуктов.

Выводы.

Во многих развитых странах мира количественное потребление белка признано одним из определяющих показателей цивилизованного общества /69/. В последние годы в рационе питания большинства населения России отчетливо наблюдалась тенденция постоянного увеличения дефицита пищевого белка /48/. Это связано в основном со снижением экономического благосостояния граждан России, так как мясные пищевые изделия отличаются высокой стоимостью, а также в связи с регрессивными процессами во всех отраслях пищевой промышленности /66/. Разбалансированность продуктов питания по основным компонентам приводит к излишней массе и преждевременному старению организма человека /54/. Поэтому актуальность данной проблемы носит глобальный характер и не ограничивается только задачей устранения дефицита белков в пищевых продуктах.

Рациональным путем увеличения потребления белка является переход на недорогие растительные белки и их сочетание с животными белками. Производство пищевых белков из растительного сырья - это один из наиболее быстрых и эффективных путей решения проблемы белкового дефицита в питании граждан России, так как эти белки позволяют обогащать многие виды пищевых продуктов и компенсировать нехватку животных белков /49/. Для решения этой проблемы необходимо наладить промышленный выпуск недорогих видов пищевых продуктов, как полуфабрикатов, так и непосредственно готовых к употреблению изделий, обладающих сбалансированным аминокислотным составом белков и значительной их доле в этих продуктах /32/. Ранее подобные задачи уже ставились перед отечественной пищевой промышленностью, но получить продукты, удовлетворяющие всем вышеперечисленным критериям, было технически невозможно /3/.

Многие известные в России специалисты (JI.B. Антипова, В.А. Грицких, А.И. Жушман, В.Г. Карпов, Г.И. Касьянов, А.Н. Остриков, Ю.М. Плаксин, Ю.А. Фатыхов) предложили технологию термопластичной экструзии для комплексной переработки разнообразного белковосодержащего сырья, в том числе и некондиционного /1/.

Вышеназванные авторы высказывали мнение, что вышеописанный комплекс технологических задач возможно решить применением в пищевом производстве экструзионных технологий. Экструзионная обработка пищевого сырья представляет собой процесс превращения дисперсного материала крахмалсодержащего сырья, белковых комплексов, липидов, полисахаридов и пищевых добавок) под действием температуры, сдвиговых усилий и перепадов давления в однородный по микроструктуре пластичный пищевой продукт'. Использование экструзиоиной технологии для изготовления полуфабрикатов и готовых продуктов — одно из возможных решений актуальной проблемы — производства пищевых продуктов, сбалансированных по основным макро- и микропитательным веществам /5/, Экструзию можно использовать при выработке продуктов питания как общего, так и детского, диетического, лечебно-профилактического назначения /19/. Одновременно экструзионная технология создает предпосылки к безотходной комплексной переработке как белковосодержащего сырья, так и сырья с разнородным химическим и морфологическим составом, что перспективно в условиях возрастания дефицита пищевого белка /38/.

Преимущества процесса экструзии над другими видами технологической обработки пищевого сырья обусловлены следующими обстоятельствами. Только экструзионная технология позволяет получать продукты из совершенно различных и в обычных условиях несочетаемых видов сырья растительного и животного происхождения с регулируемой пищевой, биологической и энергетической ценностью с минимальными потерями ценных термолабильных веществ. Экструзия - идеальный технологический процесс для обогащения продуктов белком, углеводами, пищевыми волокнами, витаминами и другими добавками /20/. Она экологически безопасна и универсальна для производства целого ряда пищевых продуктов на одном и том же технологическом оборудовании. Компактность оборудования снижает расходы на производственные площади, линии по производству экструдатов отличаются предельно низкими эксплутационными расходами.

Сухие продукты экструзиоиной технологии (далее СПЭТ) появились на Российском рынке относительно недавно, но уже имеют высокий и стабильно увеличивающийся с каждым годом покупательский спрос. Это такие пищевые продукты, как картофельные чипсы, сухие завтраки в виде зерновых подушечек с начинкой, кукурузных хлопьев и пшеничных пластинок, быстрорастворимые супы, лапша быстрого приготовления /56/. Большая доля СПЭТ, производящихся в России, в основном из зернового сырья в виде сухих завтраков и представляют собой сухие полностью готовые к употреблению продукты. Состав этих СПЭТ (особенно с повышенным содержанием Сахаров) является неполноценным, т.к. при большом содержании углеводов почти полностью отсутствуют белки /57/. Наряду с этим отмечается также невысокая биологическая ценность по причине почти полного отсутствия витаминов, низкого содержания как биологически активных, так и балластных веществ -например, пищевых волокон.

Улучшить пищевую ценность экструдированных продуктов и снизить их себестоимость возможно путем сочетания растительных и животных белков. В производстве экструдатов особенно перспективно использование продуктов переработки бобовых культур, кол л агенсо держащего мясного сырья и некондиционного рыбного криофарша, а также белковых гидролизатов, полученных из некондиционного сырья животного происхождения. Применение в качестве биологически активных веществ (БАВ) СОг-экстрактов из пряно-ароматического сырья позволит улучшить органолептические характеристики новых пищевых продуктов /25/.

Технологические схемы включают щадящие режимы обработки сырья, такие как применение быстроходных экструдеров высокого давления, работающих при пониженных температурах, сверхкороткое время обработки, исчисляемое уже не в минутах, а секундах, подкачку инертной газовой среды в рабочую камеру экструдера (как правило для этой цели используется СО2 -углекислый газ. называемый также диоксидом углерода или двуокисью углерода). Эти технологические нововведения позволяют одновременно добиться инактивации вредных для здоровья человека антипитательных комплексов и предотвратить разрушение витаминов, деструкцию аминокислот и липидов.

Цель данной работы - разработка технологии производства и рецептур многокомпонентных сухих продуктов экструзионной технологии (СГ1ЭТ), выявление возможности использования соевой необезжиренной муки и сухого необезжиренного соевого молока в производстве СПЭТ, а также возможности применения некондиционного мясного и рыбного криофарша и полученных из него гидролизатов на существующем или частично модернизированном технологическом оборудовании.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Дегустаторами отмечено: внешний вид: палочки с бурыми вкраплениями и пористой структурой; структура: воздушная, однородная, легко деформируется и восстанавливается; цвет: от светло-кремового до серо-кричневогов бурым вкраплениями; вкус: напоминает вкус крабовых палочек с арахисом; запах: аромат специй - для каждого вида продукта различный.

Все представленные образцы экструдатов оценены следующим образом: рецептура № 1 - средний бал - 4,3; рецептура № 2 - средний бал - 4,5; рецептура № 1 - средний бал - 4,7; рецептура № 1 - средний бал - 4,9.

Рекомендуем утвердить техническую и нормативную документацию на экструдаты

Заместитель председателя дегустационного совета:

Главный технолог ЗАО «Мясокомбинат «Тихорецкий» ' ' А.В. Верхососов

Секретарь

Т.Г. Гельдыш

1. ГОСТ 7269 - 79. Мясо, методы отбора образцов и органолептическиеметоды определения свежести. - М., 1979. - 24-27.

3. Грачев Ю.П., Тубольцев А.К., Тубольцев В.К. Моделирование иоптимизация тепло- и массообменных процессов пищевых производств. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 165 с.

4. Гринь В.Т., Гринь Р.Г. Экструзионная переработка семян сои с получениемдисперсии //Хранение и переработка сельхозсырья. - 1994, № 4. - 35-37.

5. Грицких В.А. Технология консервов и экструдатов. - Краснодар: КубГТУ,1997.-43 с.

7. Доморещенкова М.Л., Демьяненко Т.Ф. Новые виды текстурированныхсоевых белков пищевой промышленности //Пищевая промышленность. 2002, № 1 . -С .44 -47 .

8. Дудкин М.С. Пищевые волокна. - Киев, 1988, 126 с.

9. Журавская Н.К., Алехина Л.Т., Отряшенкова Л.М. Исследование иконтроль качества мяса и мясопродуктов. - М.: Агропромиздат, 1992. - 296 с.

10. Жушман Л.И., Коптелова Е.К., Карпов В.Г. Экструзионная обработкакрахмала и крахмалосодержащего сырья. - М.: ЦНИИТЭИПП, 1980. - С . 1 36.

11. Игнатьев А.Д., Шаблий В.Я. Использование инфузории ТетрахименаПириформис как тест-объекта при биологических исследованиях в сельском хозяйстве. - М.: ВАСХНИЛ. - 1978. - 52 с.

12. Касьянов Г.И., Бурцев A . B . , Грицких В.А. Технология производства «сухихзавтраков». - Ростов-на-Дону: Издат. центр «Март», 2002. - 96 с.

13. Касьянов Г. И., Грицких В. А., Бурцев А. В. Совершенствованиетехнологии экструдатов. //Хранение и переработка сельхозсырья. - 2000, № 8, 26-29.

14. Касьянов Г.И., Грицких В.А., Григоренко О.Н. Совершенствование-129экструзионной техники и технологии. - Краснодар: КубГТУ, 1997. - 128 с.

15. Касьянов Г.И., Грицких В.А., Григоренко О.Н. Технологиярыборастительных крипсов. - Углич: РАСХН, 1996. - 243 с.

16. Карпов В.Г., Витюк Л.А., Юрьев В.П. Некоторые представления омеханизме образования экструзионных продуктов пористой макроструктуры, полученных термической обработкой пеллет. //Хранение и переработка сельхозсырья. - 1998, № 9. - 21-23.

17. Карпов В.Г., Юрьев В.П. Трансформация кристаллической решеткикрахмала в смеси его с картофельным пюре при холодной экструзии //Хранение и переработка сельхозсырья. - 1998, № 10. - 27-28.

18. Комбикорма для рыб: производство и методы кормления /Е.А. Тамыгин,В.Я. Лысенко, В.Я. Скляров и др. - М.: Агропромиздат, 1989. - 168 с.

19. Концепция государственной политики в области здорового питаниянаселения России на период до 2005 года / A . B . Княжев, В.И. Сизенко, И.А. Рогов и др. //Мясная индустрия. - 1988, №.2. - 3-6.

20. Лазарев С В . , Лазарева Л.Д. Влияние экструзионного крахмала на качествопшеничного хлеба //Хлебопродукты. - 2000, № 6, 23 с.

21. Липатов H . H . Методологические подходы к проектированию рецептурмногокомпонентных пишевых продуктов третьего поколения //Тез. докл. Всес. науч.-техн. конф. «Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания»; - М., 1988. - 10-11.

23. Липатов H . H . , Рогов И.А. Методология проектирования продуктов питанияс требуемым комплексом показателей пищевой ценности //Изв. вузов СССР. Пищевая технология. - 1987, №2. - 9-16.

24. Львовский E . H . Статистические методы построения эмпирических формул.- М.: Высшая школа, 1982. - 212 с.

25. Малкина В. Д. Применение пшеничных экструзионных отрубей при-130выработке хлеба/ /ХлебопечениеРоссии. - 1998, № 4 . - С . 17-18.

26. Малкина В.Д. Свойства и применение экструдатов в хлебопечении //Тезисыдокладов 3-го Международного симпозиума «Экология человека: Проблемы и состояние лечебно-профилактического питания», М:, 1994. 85-86.

27. Мачихин Ю.А., Мачихин СЛ. Инженерная реология пищевых материалов.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 216 с.

28. Медведев Г.М., Рахимов С Б . , Медведев А.Г. Температурные режимыэкструзии пищевых масс //Пищевая промышленность. - 2001, № 1. - 3435.

29. Миронова И.Г., Ковбаса В.Н., Кобылинская Е.В. Исследование влияниядобавок-обогатителей на процесс экструзии при производстве сухих завтраков повышенной пищевой ценности //Хранение и переработка сельхозсырья. - 2000, № 8. - 67-69.

30. Мохначев И.Г., Гранатова В.П., Давыденко Л.И. Комплексообразующаяспособность продуктов углубленной переработки жома сахарной свеклы// В сб. матер, межд. конф. «Рациональные пути». - Краснодар: КубГТУ, 1999. 121 с.

31. Новое в технологии экструзионных закусочных продуктов /Жушман А.И,Карпов В.Г., Краус С В . , Ордокова Л.И. //М:, 1993, обзор, сер. 19, вып. 2. 28 с.

32. Орлов А.И., Подгорнова Н.М. Производство кормов с применениемэкструзионной технологии. - М.: ЦНИИТЭИ ВНПО «Зернопродукт», 1990. - С . 1 - 5 6 .

33. Остриков А.Н., Абрамов О.В. Математическая модель процесса экструзиипри неизотермическом течении вязкой среды в одношнековых экструдерах// Известия вузов. Пищевая технология. - 1999, № 1. - 14-18.

34. Уголев А.М. Питание и здоровье //Пищевая промышленность. - 1990, № 6 .С 5 - 7 .

35. Петровский К . С , Ванханен В.Д. Гигиена питания. - М.: Медицина, 1982.528 с.

36. Плаксин Ю.М., Корсков Н.П., Ларин В.А. Использование нетрадиционногосырья для получения экструзионных пищевых продуктов. //В сб. тез. докл. междун. конф. «Пищевая промышленность России на пороге X X I века». МГАПП. - М.; 1996, Часть 1. - 46-48.

37. Фатыхов Ю.А. Применение методов экструзии для получения пищевыхрыбных продуктов. Учебное пособие. - Калининград: КГТУ, 1999. - 53 с.

38. Федеральный закон Российской Федерации № 29 ФЗ от 02.01.2000 г. «Окачестве и безопасности пищевых продуктов» //Российская газета, № 5 , 1001.2000.

39. Черняев Н.П. Технология комбикормового производства. - М.:Агропромиздат, 1985. - И З с.

40. Чувахин С В . Смесители и экструдеры в кондитерской промышленностиМ.: ЦНИИТЭИПП, 1986. - 1-20.

41. Эвенштейн З.М. Здоровье и питание. - М.: Знание, - 1987. - 148 с.

42. Экструдер. Пат. 2156097 Россия, МПК7 А 23 Р 1/12, А 21 С 11/20. /КазаковА.И., Гвоздев А.Ю. № 99109892/13; Заявл. 05.05.1999; Опубл. 20.09.2000.

43. Головченко В., Лопатин Г., Ковбаса В. Дослщження науковц1в свщчать:екструдати, шрот i концентрати 1з зернобобових. //Харч, i переробатыващя промышленность. 2001, № 1, 23-25.

44. Alonso R., Aguirre А., Marzo F. Effects of extrusion and traditional processingmethods on antinutrients and in vitro digestibility of protein and starch in faba and kidney beans //Food Chemistry - 2000. - Vol.68, № 2. - P. 159-165.

45. Berghofer E. , Ho S. Kinetics of colour changes during extrusion cooking ofmaize grits / /J . of Food Engineering. - 1999. - Vol.39, № 1. - C73-80 .

49. Carvalho C , Mitchell J. Effect of sugar on the extrusion of maize grits and wheatflour /Tnternet J. Food Science & Technologies - 2000. - Vol.35, № 6. - P.569576.

51. Clarke В. A simplified twin screw co-rotating food extruder: design, fabricationand testing. / /J . of Food Engineering. - 1999. - Vol.40, № 1-2, - P. 129-137.

52. Cooked, extruded and expanded cereal product Societies des Products Nestle.Заявка 1082910 Е П В , МПК7 A 23 L 1/18. /Dupart P., Blasius L . , Blechlinger K . № 99118Ц8.8; Заявл. 11.09.1999; Опубл. 14.03.2001.

53. Desrumaux A . , Bouvier J., Burri J. Com grits particle size and distributioneffects on the characteristics of expanded extrudates //J. of Food Science. 1998.-Vol.63, № 5. - P.857-863.

55. Evans E. , Carruthers S.C., Witty R. Effect of cooking methods on the proteinquality of meat as determined using Tetrahymena Pyriformis W. growth assay //J. of Food Science. - 1979. - Vo l . 44, № 6. - P.1678-1680.

57. Grain based extruded product and process of making. Пат. 6010732 США,МПК7 A 23 N 15/00. /VanLengerich В., Robie S. //General Mi l l s , Inc.; № 08/964284; Заявл. 04.11.1997; Опубл. 04.01.2000.

58. Holtoff К. Innovative Maschinen für innovative Produkte / /ZSW: Zucker- undSusswaren Wirt. - 2000, № 11. - S.346-348.

60. Lawrie R., Ledward D . Texturization of recovered proteins //Waste Feeds andFoods. - 1983.-P.163-182.

61. Lin S., Huff H . , Hsieh F. Texture and chemical characteristics of soy proteinmeat analog extruded at high moisture. //J. of Food Science. - 2000. - Vol.65, № 2.-P.264-269.

63. Mermelstein N . Forum provides information on extrusion and drying //FoodTechnologies. - 2001, № 1. - P.78-80.

64. Method of making dried extruded gnocchi. Пат. 5922387 С Ш А , МПК6 А 23 L1/16. /Parada M . , Santagata J. № 08/738291; Заявл. 25.10.1996; Опубл. 1307.1999.

66. Parker J., Hassell M . , Mottram D., Guy R. Sensory and Instrumental analyses ofvolatiles generated during the extrusion cooking of oat flours //Food Chemistry. - 2000. - Vol.48, № 8. - P.3497-3506.

67. Process for obtaining extruded food products having high die shape conformityand reduced. Пат. 5976596 США, МПК6 A 23 В 4/03, A 23 В 4/044. /Nestec S., Best Е. , Fayard G., Holz К., Vanacker P. № 08/985030; Заявл. 04.12.1997; Опубл. 02.11.1999.

68. Ramirez Ascheri J.L., Filer Carvalho C.W. Elaboración de pellets de harina deraspa de mandioca por extrusion termoplastica (escala piloto e industrial). //Cau Matsuura Alimentaria. 2000. - Vol.37, № 309, P.101-106.

69. Singh D. , Chauhan G., Suresh L , Tyagi S. Nutritional quality of extruded snacksdeveloped from composite of rice brokens and wheat bran //Internet J. of Food Products. - 2000. Vol .3 , № 3, - P.421-431.

71. Valle G., Barren С , Colonna P., Vergnes B . Cuisson-extrusion: quelques outilsd'aide a la decision. Aliminate et agrégative. - 2000. - Vol.117, № 5. - P.51-58.