автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.05, диссертация на тему:Технология пектиновых и сахаристых веществ на основе хлопковой створки и стеблей сахарного сорго

' Г в Ай\ДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН / 6 И Ю/1 1ЙНСТИТУТ ХИМИИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ

Для служебного пользования Экз. №054 На правах рукописи

МУМИНОВ НАЖМИДДИН ШАМСИДДИНОВИЧ

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕКТИНОВЫХ И САХАРИСТЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ ХЛОПКОВОЙ СТВОРКИ И СТЕБЛЕЙ САХАРНОГО СОРГО

05.18.05 - технология сахара и сахаристых веществ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

УДК 664.292 : 665.3 : 663.18

ТАШКЕНТ-1998

Работа выполнена в Среднеазиатском научно - исследовательском и проектно - конструкторском институте пищевой промышленности, в Киевском технологическом институте пищевой промышленности, в Бухарском технологическом институте пищевой и легкой промышленности.

Официальные оппоненты:

Бобровник Л. Д. - доктор технических наук, профессор, академик

Академии Инженерных наук Республики Украины, заслужный деятель науки и техники

Эшкувватов Б. Т. - доктор технических наук, профессор, член-

корреспондент Академии наук Республики Узбекистан

Рахимов Д.А. - доктор химических наук, профессор

Ведущая организация: Институт биорганической химии

Академии Наук Республики Узбекистан

Защита состоится " i- " " 1998 г. в 1 часов

на заседание специализированного совета Д. 015. 40. 01. по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора технических наук при Институте химии растительных веществ АН Республики Узбекистан по адресу : 700170, г.Ташкент , ул. ХАбдуллаева 77.

Автореферат разослан "-1 " ШОнХ. 1998 г.

Ученый секретарь специализированного совета .

доктор химических наук, профессор Н. Л. \лнсн

Введение Общая характеристика работы

Актуальность темы. Одним из наиболее эффективных природных соединений детоксикации организма от радионуклидов, тяжелых металлов и других токсичных веществ является пектин в его различных формах - лечебных препаратах и пищевых изделиях.

Учитывая особые физико-химические и потребительские свойства пектиновых веществ, изыскание новых видов сырья для выработки пектина, исследование, совершенствование существующих - и разработка новых технологий его производства в силу значительного превышения его потребности от объема производства, является актуальной задачей. Так, в 1985-1995 гг. в бывшем Союзе вырабатывалось лишь 550-600 _ т яблочного, свекловичного и цитрусового пектина при его потребности только для профилактических целей более 200 тыс,,т в год.

Другим важнейшим аспектом рассматриваемой проблемы является то, что пектин как природный комплексообразователь вызывает повышенный интерес не только тем, что он в мировой практике изучен недостаточно, но и как крайне необходимый препарат для применения в условиях ухудшения экологической обстановки и загрязнения окружающей среды.

Главной причиной задержки роста объема производства пастиломармеладных изделий является недостаточное обеспечение отраслей промышленности студнеобразующими веществами, в том числе пектином.

Перед суверенной Республикой Узбекистан остро 'встала проблема обеспечения страны сахаром и выработка продуктов питания на его основе.

Из создавшейся ситуации есть лишь ..один выход-срочная организация собственного производства сахара.

Анализ состояния производства и потребления сахара и его заменителей в мире показывает, что за последние 10-15 лет в США, Японии и европейских странах организовано и развивается быстрыми темпами производство глюкозно-фруктозных сиропов из сахаросодержащего сырья. Ими можно успешно заменять сахар почти во всех случаях.

Учитывая такие положительные достоинства сахаросодержащего растения - сахарного сорго, как засухо- и солеустойчивость, высокоурожайносгь и технологичность, считаем целесообразным организовать выпуск пищевого концентрированного глнжозно-фруктозного сиропа на его основе.

В связи .„ с этим разработка и внедрение новых технологий пектиновых и сахаристых веществ из нетрадиционных видов растительного, сырья и производство продуктов питания на их основе является важной народнохозяйственной задачей.

Цель работы заключается в разработке теоретически обоснованных и экспериментально подтвержденных технологических процессов производства пищевого порошкообразного пектина и глюкозно-фруктозного сиропа из нетрадиционных видов сыря с их практической реализацией.

В соответствии с поставленной целью решены следующие задачи:

-разработаны технологические процессы и режимы подготовки хлопковой створки к гидролизу-экстрагированию;

-определены технологические режимы гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ;

-предложены способы интенсификации процесса гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ;

-на основе результатов многочисленных сравнительных экспериментов по осаждению пектиновых веществ выбран эффективный осадитель;

-разработаны нормативно-техническая документация на сырье и пектин, технологические регламенты и проектно-техническая документация для проектирования пектиновых предприятий, работающих на отходах хлопководства;

-научно обоснована целесообразность организации в условиях республики выпуска сахаристых веществ (глюкозно-фруктозного сиропа) из нетрадиционного вида сырья - сахарного сорго;

-изучены динамика накопления сахаристых веществ в различных сортах сахарного сорго и физико-химические свойства сахаристых веществ в зависимости от технологических параметров и режимов;

-разработаны технологические параметры и режимы: подготовки сахарного сорго, извлечения сахаристых веществ, а также способы очистки глюкозно-фруктозного сиропа;

-проведены медико-биологическая и санитарно-токсикологи-ческая оценка глюкозно - фруктозного сиропа сахарного сорго;

-разработана нормативно-техническая документация на сырье и глюкозно-фруктозный концентрат, на его основе организовано постоянно действующее производство сахаристых веществ из сахарного сорго;

-предложены и апробированы в промышленных условиях рецептуры продуктов питания на основе пектина и сахаристых веществ из нетрадиционных видов сырья.

Научная новизна. Разработаны научные основы технологических процессов пектинового производства из нетрадиционного вида сырья-хлопковой створки.

Создано новое направление в технологии сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго, обоснована его перспективность. Достигнуты следующие новые научные результаты: -исследованы и разработаны режимы процесса подготовки хлопковой створки к гидролизу-экстрагированию;

-установлено влияние основных факторов процесса гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ на выход- ¡и физико-химические свойства целевого продукта; >■ ~ л .

-проведено комплексное исследование влияния:■грежимных факторов на кинетику извлечения пектиновых веществ; доказана целесообразность предварительной гидратации измельченной хлопковой створки как интенсифицирующего фактора;

-определено соотношение сырья к гидролизующему агенту, обеспечивающее максимальный выход пектина и рациональное использование экстр агента;

-выбран гидролизующий агент и установлена его концентрация, обеспечивающая достаточно полный гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ хлопковой створки;

-установлен температурный режим гидролиза - экстрагирования пектиновых веществ;

-определена продолжительность извлечения пектиновых веществ в процессе гидролиза-экстрагирования;

-исследован и выбран эффективный осадигель для выделения пектиновых веществ из экстракта хлопковой створки;

-изучена динамика накопления сахаристых веществ в различных сортах сахарного сорго;

-разработаны технологические процессы и режимы подготовки сахарного сорго к извлечению сахаристых веществ;

-установлены температурный режим и продолжительность извлечения сахаристых веществ из сахарного.сорго;

-исследованы и выбраны эффективные способы и средства очистки глюкозно-фруктозного сиропа изч'сахарного сорго.

-разработ<иОД ; рецешуры.и продуктов .питания на основе пектина и сахаристых веществ из нетрадиционных видов сырья.

, 1 .Научное обоснование возможности -и- целесообразности использования хлопковой створки в производстве пектина.

2,Обоснование оптимальных технологических: параметров и режимов технологии пектиновых веществ из:отходов хлопководства.

3.Научное обоснование возможности и целесообразности организации в Республике Узбекистан производства сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго. ..^ -..

4.0боснование оптимальных технологических параметров и режимов , технологии производства сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго. _ ...

5.0босш?вдаие эффективных способов и средств очистки глюкознотфруктознрго£сщютха из сахарного сорго.

6. Разработка-редепгуры продуктов питания с использованием пектина и сахаристых веществ по новой технологии из нетрадиционных видов растительного сырья.

работы обусловливается предложенными ¡гЬФективп'ым:

инженерно-технологическими приемами и принципами системного построения технологических схем, позволяющими организовать на промышленном уровне новые производства сахаристых веществ из нетрадиционных видов растительного сырья, повысить качество и выход конечного целевого продукта, в сравнительно короткие сроки внедрить новые технологии получения пищевого пектина, глюкозно-фруктозного концентрата и пищевых продуктов на их основе.

Ряд разработок диссертации выполнен на уровне изобретений. Разработана и внедрена в опытно-промышленных условиях технология производства пектиновых и сахаристых веществ из нетрадиционных видов растительного сырья.

Опытно-промышленный выпуск порошкообразного пектина освоен в экспериментальном производстве "Пахта" Чиназского района Ташкентской области.

На основании результатов исследований в 1995 г. разработанная технологическая линия производство глюкозно-фруктозного сиропа из сахарного сорго введена в опытно-промышленную эксплуатацию в агрофирме "Ижодкор" Наманганского района Наманганской области.

Результаты, выводы, предложения и рекомендации диссертационной работы нашли практическое применение в :

-разработке технологической схемы подготовки хлопковой створки к процессу извлечения пектиновых веществ;

-интенсификации процессов извлечения пектина из хлопковой створки в промышленных экстракторах пектинового производства;

-выборе оптимальных технологических параметров и режимов выделения пектина из жидкой фазы;

-выборе оптимального осадителя для осаждения пектиновых веществ из экстракта хлопковой створки;

-разработке технологического регламента для проектирования опытно-промышленного производства пектина из отходов хлопководства;

-аппаратурном оформлении технологических процессов получения пектина, кормов и биогумуса из отходов хлопководства;

-разработке технических условий для створок хлопковых коробочек (ТУ-10-03 УзССР 41-88) и пищевого порошкообразного пектина из хлопковой створки (ТУ-10-03 УзССР 42-88);

-создании типового проекта для строительства завода по производству пищевого порошкообразного пектина, кормов и биологического удобрения из отходов хлопководства;

-разработке технологической схемы подготовки стеблей сахарного сорго к процессу извлечения сахаристых веществ;

-определении оптимальных технологических параметров и режимов извлечения сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго;

-разработке эффективного метода очистки и осветления сахарного глюкозно-фруктозного сиропа из стеблей сахарного сорго:

-разработке технических условий для стеблей сахарного сорго (ТУ-РУз 46-41-95) и пищевого концентрированного глюкозно-фрукгозного сиропа из стеблей сахарного сорго (ТУ РУз -46-42-95);

-оформлении первичного токсикологического паспорта на концентрированный глкжозно-фрукгозный сироп из стеблей сахарного сорго; >

-разработке технологического, регламента для проектирования опьггно-промышленного производства пищевого концентрированного глюкозно-фруктозного сиропа из стеблей сахарного сорго;

-составлении нормативно-технической документации)} ..для производства пищевых продуктов с использованием цщцевого пектина из хлопковой створки и концентрированного глюкозно-фруктозного сиропа из стеблей сахарного сорго. л..

Личный вклад автора в работы, составляющие основу; настоящей диссертации, состоит в общей постановке задач, проведении исследований, экспериментов, анализов и обобщений научных результатов, формулировке найденных закономерностей, непосредственном участии и руководстве • ■ практической реализацией результатов. Выводы и рекомендации, приведенные в работе, получены лично автором.

Достоверность работы. Достоверность сформулированных в диссертации научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается согласованностью результатов теоретических и экспериментальных исследований, выполненных с помощью современных методов и средств, а также положительными результатами промышленных испытаний. Все экспериментальные исследования проведены в соответствии с общепринятыми методиками и ГОСТами с использованием измерительной аппаратуры высокой точности, и базируются на критериях качества применяемости конечного целевого продукта.

Реализация результатов работьд. Разработанный технологический регламент использован в проектно- сметной документации для строительства , опытно-экспериментального пектинового завода мощностью 100 т пекщна в год в г. Джетысае.

Результаты исследований.: использованы при разработке типового проекта завода по производству пищевого порошкообразного пектина мощностью 100 т пектина, 1600 т кормов и 2000 т биологического удобрения в год из отходов хлопководства, типового проекта постоянно действующего производства "сахаристых веществ (глюкозно-фруктозный сироп) из стеблей сахарного сорго мощностью 500 т в год, а также нормативно-технической документации на подготовку и организацию производства пектиновых и сахаристых веществ и пищевых продуктов на их основе.

прикладные результаты, диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на Республиканской научно-технической конференции "Научно-практические аспекты

комплексного использования хлопчатника как сырья для пищевой промышленности" (г.Ташкент, 13-14 марта 1990г.); Всесоюзном научно-техническом совещании "Пути повышения рентабельности работы перерабатывающей промышленности" (г. Коканд, 16-17 мая 1990г.}; региональном семинаре - совещании "Актуальные проблемы хранения и переработки пищевой и сельскохозяйственной продукции" (г.Бухара, 23-26 октября 1990г.); расширенном научно-техническом совете пищевых отраслей СредазНИПКИшпцепрома (г. Ташкент, 29 октября 1990т; 15 мая 1992г.); Всесоюзной научно-практической конференции "Ученые и специалисты в решении социально-экономических проблем страны" (г.Чимган, Ташкентская область, 17-19 апреля 1991г.); Ш -Всесоюзном семинаре молодых ученых и специалистов "Новые идеи в растениеводстве и пути их реализации" (г.Воронеж, 13-15 июля 1991г.); Республиканской научно-технической конференции "Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий и оборудования, новых видов пищевых продуктов в пищевую и перерабатывающие отрасли АПК" (г. Киев, КТИПП, 24-26 сентября 1991г.); Ш- и 4-научно-техническом семинаре Ассоциации "Пектин" "Элекгротехнология пектиновых веществ" (г.Киев, КТИПП, 17-19 февраля 1992-1993гг.); расширенном совместном заседании проблемной научно-исследовательской лаборатории и кафедры технологии сахара и сахаристых веществ КТИПП (г.Киев , 5 мая 1992г.); научно-практической конференции, посвященной 75-летию ТашГУ (г.Ташкент, 20 сентября 1994г.); Всероссийском научно-техническом семинаре-совещании "Научные и практические пути решения проблемы производства пектина" (Краснодар, 12-14 октября 1993-1995 гг.); Международной научно-технической конференции "Проблемы вовлечения в сельскохозяйственное производство новых нетрадиционных культур и разработка основ их переработки" (г.Ташкент, УзАСХН, 4-6 сентября 1995г.); Международной научно-технической конференции "Проблемы инновационного процесса в условиях перехода к рыночным экономическим отношениям" (г. Ташкент, ГКНТ РУз, 7-8 сентября 1995 г.); Международной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности" (Беларусь, г.Могилев, 22-24 ноября 1995г.);Международной научно-технической конференции "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности" (г.Самарканд, 20-22 сентября 1996 г.); Республиканском научно-техническом коллоквиуме "Независимость республики - гарант развития науки и технологии" (г.Ташкент, 5-6декабря 1996г.); Республиканской научно-технической конференции "Научно-практические основы переработки сельхозпродуктов" (г.Бухара, 26-28 ноября 1996г.); расширенном заседании ученого совета Бухарского технологического института пищевой и легкой промышленности (г.Бухара, 28 ноября 1996г.); расширенном совместном заседании научно-технического и ученого совета Самаркандского отделения АН РУз и

Самаркандского кооперативного института (г.Самарканд, 19 марта 1998 г.). г

Научные разработки в 1989-1992 гг. экспонировались на ряд • выставках Республики Узбекистан; в 1994-1997 гг. - в выставочном зале ГКНТ РУз.

Тематика исследований входила в планы важнейших комплексных программ научно-исследовательских работ ГКНТ СССР (постановление ГКНТ СССР от 14.03.90. №193) "Создать новую безотходную технологию по получению пищевого пектина из хлопковой стеорки", планы важнейших направлений государственных научно-технических приоритетов. ГКНТ РУз (постановление ГКНТ РУз от 20.05.93. №19) "Разработка технологических линий и оборудования мини-производств для переработки сельхозпродукций", (постановление ГКНТ РУз от 03.02.94. №3). "Разработка технологических линий и создание опытно-промгдаленного производства концентрированного сиропа из* сахарного сорго", (постановление ГКНТ РУз от 07.07.95. №19) и включена в сводные планы НИОКР СредазНИПКИпищепрома, БухТИПиЛП и Экспериментальной научно-производственной агрофирмы "Ижодкор".

Публ икатрт. Основные теоретические и экспериментальные результаты диссертационной работы изложены в 72 печатных работах, в том числе з двух монографиях (Муминов Н. Ш., Саломов Х.Т. "Производство пектина из растительного сырья". Изд. ГКНТ РУз, 240с., 1995г.; Муминов Н. III 'Технология производства сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго". Изд. "Фан" АН РУз, 165с., 1997г.), 12 авторских свидетельствах и патентах на изобретения и 15 статьях в зарубежных и республиканских научных журналах, а также более чем в 40 тезисах докладов различных международных и республиканских научно-технических конференций.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения,' 13 глав, заключения, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы и 30 приложений.

Работа изложена на 253 страницах машинописного текста, содержит 21 рисунок и 42 таблицы, включает в себя 211 библиографических ссылок на отечественные и иностранные источники.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой и второй главах проанализировано современное состояние техники и технологии зарубежного и отечественного производства пектина из различного пектиносодержащего сырья. Указаны преимущества и недостатки производства пектина из этих видов сырья.

Приведены номенклатура и основные физико-химические свойства пектиновых веществ и их использование в процессе производства.; Изложено применение пектиновых веществ в отраслях народного хозяйства и медицине. Описана хлопковая

створка как перспективное сырье для производства пищевого парошкообразного пектина. Сформулированы цель и задачи диссертационной работы,

В третьей главе рассмотрены методы исследования пектиновых и сахаристых веществ. Содержание пектина в порошке и его физико-химические показатели произведено пирометрическим методом, соглсасно ОСТ 18-62-72 "Пектин пищевой, сухой, свекловичный". Молекулярная масса образцов пектина вычеслена вискозиметрическим методом. Описана методика определения основных физико-химических свойств сахаристых веществ.

Глава четвертая посвящена исследованию хлопковой створки как пекпшосодержащего сырья и разработке технологических режимов и способов под готовки хлопковой створки к извлечению из неё пектиновых веществ.

Пекгиносодержащее сырье - хлопковая створка-перед складированием должна быть высушенной до остаточной влажности не более 8%, на переработку не допускаются гнилые створки. Сухая хлопковая створка должна отвечать требованиям, указанным в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Органолептические показатели Характеристика сырья

Внешний вид створки Цвет Запах В рассыпном виде без плесени, сухая От зеленовато-желтого до коричневого Специфический без затхлого, плесневого и ТА

Таблица 2

Физико-химические показатели сухой хлопковой створки

Физико-химические показатели Норма

Массовая д оля влаги, %, не более Зараженность микроорганизмами 8,0 не допускается

Массовая доля посторонних примесей: стебли, листая,ботва, хлопок-сырец, песок и т.п., %, не более 5,0

Зрелость не допускается створка от незрелых коробочек

Примечание. Содержание пектиновых веществ, осаждаемых спиртом, должно быть не менее 5,0%.

Исследование температурного режима сутки сырья. В процессе созревания хлопка-сырца, створка в силу воздействия на нее солнечных лучей и потоков горячего воздуха теряет влажность, что является положительной отличительной особенностью хлопковой створки, как сырья для пектинового производства. Однако во избежание микробиологической порчи при хранении створка влажностью более 8% должна подвергаться сушке. Исследования показывают, что температурный режим сушки влияет, в основном, на содержание пектиновых веществ в сгаорке, студнеобразующую способность и цветность целевого продукта. Установлены следующие оптимальные параметры сушки сырья, обеспечивающие высокие качественные показатели пектина: при температуре 70°С в течение 1-1,5 ч при интенсивной конвекции горячим воздухом.

Изменение пектиновых веществ в процессе хранение хлопковой створки. Изучали изменение пектиновых ¡веществ при длительном хранении сырья. Створку хранили при относительной влажности воздуха 70 - 82% и температуре -18...+45° С. Изменение содержания пектиновых веществ и прочности стандартного студня при хранении сырья представлены в табл.3. Установлено, что хранение (до 24 мес.) хлопковой створки в указанных условиях существенно не влияет на содержание и сгудкеобразующую способность пектиновых веществ сырья.

1 с.. I ^ 1абдица-3

Динамика изменения содержания пектиновых веществ и прочность стандартного студня при хранешш'сырья

Хранение хлопковой ггворки, месяц

2 6 10 14 18 24

Выход пектиновых веществ на воздушно- сухую массу, %

7Д5 8,0 8,10 8,12 , 7,78

7,76__

Прочность стандартного студня на ариборе Сосновского, км.рт.ст.

668,0 684,0 653,0 634,0 638,0 653,0

Установление оптимальной степени измельчения хлопковой створки. Одним из, важных факторов, влияющих на процесс ускорения гидролиза- экстрагирования, является увеличение поверхности массообмена. Однако чрезмерное дробление створки до мелкодисперсного состояния технологически нецелесообразно, поскольку при этом осложняются процессы промывки створок от полифенолов, разделения твердой фазы от жидкой, связанные с прессованием экстрагируемой массы, фильтрацией экстракта, что вызывает большие потери сырья. При этом образуется пульпообразная масса, затрудняющая проникновение экстрагента во внутренние слои растительной клетки, - что отрицательно влияет на процесс массообмена.

Установлен оптимальный размер пластинок хлопковых створок для гидролиза-экстрашрования, равный 3 - 5 мм.

Разработка режимов технологического процесса промывки сырья от полифенолов. При извлечении пектина из створки в экстракт переходят соли, кислоты, водорастворимые белки, минеральные вещества, сахара, ферменты, полифенолы, увеличивая тем самым содержание балластных веществ пектина и ухудшая его физико-химические показатели. Створка хлопковых коробочек содержит значительное количество фенольных соединений (до 8%). Освобождение измельченной створки от полифенолов является обязательной стадией технологического процесса в производстве пектина. Качество получаемого пектина, помимо ряда других факторов, в значительной степени зависит от содержания в нем полифенолов. Изучены различные стадии очистки створок от полифенолов, выбран наиболее эффективный раствор -хлористого натрия, способного интенсивно растворять полифенолы.

исследовано влияние температуры, продолжительности экстракции, гидромодуля обработки, а также концентрация соли и установлены оптимальные параметры процесса.

Разработан способ очистки хлопковой створки от полифенолов 3%-ным раствором поваренной соли при температуре 70°С в течение 30 мин, при гидромодуле 1:8 (рис.1).

го ж «о № во то твлттт'с

Рис.1. Зависимость выхода полифенолов в экстракт от концентрации №С1 и температуры процесса.

1 - 5%-ный раствор №С1; 2 - 3%-ный раствор ЫаС1; 3 - 1%-ный раствор ЫаС1;

ИсгАрууоваяия режима набухания сушеной измельченной хлопковой гтцорки. Экспериментально установлено, что объем поглощаемой воды в процессе очистки сырья от полифенолов зависит от температуры среды и времени обработки. Сухая створка массой 100 г, содержанием 92% сухих и 10-12% пектиновых веществ при температуре среды 70° С в течение 30 мин поглощает до 250% влага.

Степень экстрагирования пектиновых веществ из набухшего жома на 10-12% выше по сравнению с сырьем без предварительного набухания,

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований по разработке технологических режимов процесса гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из хлопковой створки.

С целью установления оптимальных режимов и параметров гидролиза-экстрагирования, обеспечивающих высокие физико-химические показатели и выход пектина, проведена серия исследований по разработке параметров, режимов и способов извлечения пектина, путем варьирования температуры, продолжительности процесса, рН среды, гидромодуля, вида гидролизирующих агентов и их концентрации.

Для получения достоверных результатов по установлению оптимальных параметров и способов гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ эксперименты проведены в две стадии и двумя способами при одних и тех же условиях.

Во всех образцах пектина определяли физико-химические показатели и за основу приняли средне арифметические величины.

Выбор оптимального соотношения сырья к экстрагенту. Физшсо-химические показатели готовых образцов пектина, полученных различными соотношениями сырья к экстрагенту, приведены в табл.

4. При гидромодуле 1:6 значительно возрастает вязкость гидролизугащей смеси, в результате чего существенно затрудняется разделение жидкой фазы и жома, что в конечном итоге вызывает снижение выхода пектина и повышение остаточного пектина в жоме. Образуется коллоидная масса, в которой затруднен переход пектиновых веществ из твердой фазы к жидкой, разделение фаз фильтрацией трудно осуществляется из-за густоты получаемого экстракта.

Возрастание гидромодуля существенно не влияет на качество и свойства пектинов. Однако, в технологическом цикле требуется увеличение производительности экстракторов, расхода спирта, соляной кислоты и других вспомогательных материалов. Исходя из этого и на основании полученных результатов гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ из хлопковой створки рекомендуется веста при гидромодуле 1: 8 и 1: 10.

Таблица 4

Выход и физико-химические показатели пектина в зависимости от соотношения сырья к экстратенту_

Условия гидролиза-эхстрагироааиия Концен- Выход трация ггекпша, пекпша % (на в экст воздуш ракге,% во-сухую массу) Показатели готового образца

содержание золы. содержание -СОСНз ГРУПП. содержание чисто го песга- на(по каль прочность 1%-ного студня по Соснового

Постоянные Меняющиеся : % % ций-пек- MM.prj.CI.

1"=70-да°С 1=Е0-90 мин Гйдромо дуль М =

Zi.ii =0,3-0,5% 1:6 8,0 0,5 0,61 74,52 592,8

Раствор 1:8 1,04 8,38 0,80 ОД) 78,46 646,2

|СООН)2 1:10 0,8 7,97 1,15 0,64 79,03 £00,0

Крат- 1:12 0,65 7,72 1,19 0,58 81,0 600,8

ность «= 2 1:15 0,5 7,76 1,16 0,62 79,16 5923

Выбор гидроличующих агентов и их концентраций при гидролте-акстрагировании. Было предположено, что цитоплазма клетки хлопковой створки складывается из пекгинагов, состоящих из солей щелочно-земельных металлов (кальция и магния) с полиуронидами, и доступ соляной кислоты к протопектину, локализированному во внутренних строениях клетки, недостаточен. Поэтому предложено гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ проводить по двум способам в две стадии: при первом способе на обеих стадиях следует использовать 0,3-0,5%-ный раствор щавелевой кислоты при гидромодуле 1:8 и температуре 75-80°С; при втором способе на первой стадии гидролиз-экстрагирование проводить 0,3-0,5%-ным раствором щавелевой кислоты, а на второй - 0,2-0,3%-ным раствором соляной кислоты при тех же условиях.

При гидролизе-экстрапировании вторым способом на первой стадии пектинаты кальция и магния разрушается, образуя пектин и оксалаты этих металлов, на второй внутриклеточный протопектин расщепляется до низкомолекулярного водорастворимого пектина.

Исходя из полученных результатов для извлечения пектиновых веществ рекомендуется использование комбинаций щавелевой и

соляной кислот. Студень, образованный на второй стадии гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ с использованием минеральной кислоты (HCl), оказался прозрачным, стекловидным, светло-соломенного цвета и с низкой зольностью.

Разработка грмттературиого режима гидролиза-экстрагирования. Г. целью определения оптимального температурного режима процесс гидролиза-экстрагирования, проводили в пределах 40, 50, 60, 70, 80 и 90 С.

Из данных табл. 5 видно, что с повышением температуры до 75-80°С в жидкой фазе увеличивается концентрация пектиновых веществ, повышается их выход, содержание карбоксильных групп, чистота пектина (уронидная составляющая) и его студнеобразующая способность. При температуре выше 90°С происходит термическая деградация пектиновых веществ, снижается проницаемость клетки и замедляется экстрагирование растворимого пектина, вследствие чего снижается студнеобразующая способность и повышается цвет студня.

~ На основании результатов исследований установлено, что с ростом температуры экстрагирования до 70-80°С увеличивается выход, студнеобразующая способность и полиуронидная составляющая. Исходя из , результатов анализа, оптимальная температура гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из хлопковой створки установлена 75-80°С.

Разработка оптимальной продолжительности процесса гидролиза-экстрагирования. Для определения оптимальной продолжительности процесса гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ, были проведены серии опытов с продолжительностью процесса от 50 до 120 мин с интервалом 10 мин (табл.6.). При этом температура среды, концентрация кислоты и гидромодуль процесса остаются постоянными. Из данных табл.6 видно, что при продолжительности обработки от 50 до 90 мин переход пектиновых веществ в экстракт возрастает, а при дальнейшем 1 увеличении времени обработки свыше 90 мин выход пектиновых веществ уменьшается и происходит разрушение ' клеточной структуры . частиц хлопковой створки, в силу чего резко ухудшаются, услория отделения жидкой фазы в процессе фильтрации, переход в экстракт балластных веществ увеличивается и повышается цвет готового пектина.

Наибольшее содержание чистого пектинового порошка по объему полиуронидов в пределах 80-85% и наименьшее количество золы в образцах пектйна получено при продолжительности процесса гидролиза-экстрагирования 80-90 мин. Это время является оптимальным для шдролиза-ЭКСтрапфования пектиновых веществ из хлопковой створки.

«ьмиспл- « лд^ищ^И" [ОЫХ0Д

, _ ^экстрагированиям _____I

постоянные

менятаиеся

влажность

(СООН) групп,

'(0СН3Р",пл" групп,

(СО®,) балла-

и^иьпз

групп"; %

¡стшх ¡веществ 1 * .1___

!Сте-эоль- ~!пень

ность, %

I Н1 !Экви- 1СтуднеоС-1Содержа-!1%-го!вал. 1раэ. спо~!ние чис-(собность !того пек-!по. Сое- !тина (по 1новскому 1пектату (мм.рт.ст.¡кальция), !_ ____!_ - -1

!этери-1раст-1вес !фика- [вора ! !цж, I I \ % I I !___1 _ _ 1

I

2 ! 3 ! ■ 4 ! 5 ! 6 ! 7 1 8 9 ! 10 ! 1 II ) 12 13 ! 14

- °С

60 7,0 12,60 9,58 5,88 0,51 8,87 2,2 47,60 3,44 346,6 664,0 69,29

70 5,70 И,68 10,43 6,56 0,61 9,10 0,34 48,05 3,2 351,74 691,6 76,50

60 8,0 12,64 11,69 5,61 0,56 5,71 0,38 41,49 3,45 310,74 592,8 78,41

90 6,78 13,10 11,86 5,98 0,44 4,81 0,53 42,59 3,65 316,96 653, ' 81,30

Концентрация экстраген-та С »0,3+0,5% Экстрвгект: (СОЖ)^ Концентрация экстраген-та С «0,2*0,3% Экс^гент НС Кратность - £ Гидромодуль М»1+8

•Ь

продолжительность С » 50 мин.

60 5,« 12,36 10,86 6,35 0,51 5,90 1,44 46,23 3,60 339,36 668,0 79,12

70 7,35' 11,74 10,82 6,73 0,56 6,78 0,12 47,80 3,34 349,99 638,4 80,68

X » 60 мин. 60 7,64 13,30 10,56 5,61 0,61 7,99 0,50 43,65 3,40 324,38 653,6 72,46

90 6,79 12,93 II,87 6,39 0,41 4,эа 0,20 44,0 3,23 325,29 706,8 83,24

60 5,52 12,64 9,88 6,60 0,68 10,03 1,23 49,56 3,48 362,69 684,0 , 74,28

К = 70 мин. 70 6,44 12,38 10,65 6,И 0,61 8,42 0,20 45,77 3,28 336,36 608,0 75,33

80 8,20 12,96 11,25 6,41 0,56 6,07 0,48 45,59 3,55 335,21 653,6 80,98

90 7,68 12,78 11,88 6,65 0,67 5,02 0,67 45,15 3,34 332,40 699,2 85,27

60 ■5,30 12,76 12,50 6,82 0,68 8,га 1,84 44,51 3,2 328,4 653,6 86,65

60 мин. 70 6,55 11,96 11,38 6,15 0;58 7,82 0,30 44,29 3,5 327,06 592,8 78,50

80 8,80 13,72 И,95 6,10 0.Ы' 5,57 0,70 42,90 3,5 316,75 646,0 81,99

90 7,40 13,04 11,99 6,18 0,72' 5,37 0,43 43,12 3,7 320,04 691,6 82,49

60 5,45 11,91 10,56 6,26 0,67 10,0 2,2 46,58 3,7 341,68 699,2 74,76

■г- 90 мин. 70 6,52 12,16 11,16 6,18 0,49 10,30 1,50 44,91 3,54 330,9 532,0 75,«

60 90 8,87' 13,62 12,10 6,18 0,48 6,46 1,26 42,69 3,40 318,70 623,2 62,12

- '60 5,18 13,3 11,02 6,84 0,60 9,02 1,80 47,77 3,64 349,57 653,6 80,23

120 мин. 70 6,66 12,42 11,88 6,27 0,49 8,43. 0,15 43,72 3,5 323,6 532,0 80,12

,80 7,77 13,76 И, 25 5,88 0,86 8,08 1,03 43,49 3.25 324,63 562,4 77,38

сл

%

Бцход и физико-химические показатели обрезца пектин?, в зависимости от продолжительности процесса гидролиз-экстрагирования по второму способу

Таблица .6

условия гидролнза-____ ^эхотрагарсиания_____

постоянные

иснлодиеся

Выход !Влаж- !

на' и*™.

% I % ! %

^ _ I ' !

£235

соси*)

групп,

В £ й й Це____

ССОСИ")¡балла-групп; {стных

« |воаеств | %

. '!Сте-„„-. 'пень ! этери-

Н05ть' !фика-

%

— IJ.1L

! га 1Экви-11/»-го1вад. •!-раст-!вес !вора ! ! I ! I

' - I '

1СтуднеоС' (раз. способность !по Сос-(новсуому, !мм.рт.ст. ! _

!Содержания чис-1того пек-1т/на (по . ¡пектату (кальян),

и ___

I 14

^ _2_ _ _

Т ~ у.'.Н.

! 4

5

I ( 8 ! 9 I 10 ! XX ! 12 !

13

лонцснтроцик экстрэгекта С =0,34-0,55

Зкстрагент « (СССН)^ 50 5,30 12,60 9,53 5,88 0,51 8,87 2,2 47,60 3,44 348,6 684,0 69,26

Концвнтрадая экстрагента 60 5,42 12,36 10,66 6,35 0,51 5,90. 1,44 46,23 3,60 339,36 668,0 79,12

С »0,2+®,355 ■70 5,52 12,64 9,88. 6,60 0,66 10,03 1,23 49,56 3,48 362,69 684,0 74,28

Зкстрагент « НС 80 5,80 12,76 12,50 6,82 0,68 8,05 1,64 44,51 3,2 328,41 653,6 86,65

Гидромодуль К-1:3 50 5,85 11,91 10,56 .6,26 0,67 10,0 ■. 2,2 46,58 3,7 341,68 699,2 74,76

(Х00г.:800мл.) 120 5,18 12,3 11,02 6,64 0,60 9,02 1 1,80 47,74 3,34 349,57 653,6 80,23

Текпер^тщю «о0эС

50 5,70 11,68 10,43 6,56 0,61 9,10 0,34 48,06 3,2 351,74 691,6 76,50

60 6,35 •11,74 10,82 6,73 0,56 6,78 0,12 ,47,80 3,34 349,99 638,4 80,68

=?0°С 70 6,44 12,38 10,65 6,11 0,61 8,42 0,20 45,77' 3,28 336,36 608,0 75,33

80 6,80 11,96 11,38 0,15 0,58 7,62 0,30 44,29 3,5 327,06 592,3 78,50

90 6,92 12,16 11,16 6,18 0,49 10,30 1,50 44,91 3,54 330,9 532,0 75,49

120 6,66 12,42 11,88 6,27 0,49 8,43 0,15 43,72 3,5 323,6 532,0 80,12

50 8,0 12,64 11,69 5,63 0,5о 0,71 0,38 41,49 3,45 310,74 592,8 78,41

60 8,24 13,30 10,56 5,61 0,61 7,99 1,50* 43,65 3,40 324,38 653,6 72,46

«80°С 70 8,40 12,96 И,25 6,41 0,56 6,07 0,48 45,59 3,55 335,21 653,6 80,93

50 8,60 13,72 11,95 6,10 0,51 ■ 5,57 -,70 42,901- 3,50 318,75 646,0 61,90

50 8,87 13,с2 12,10 ' 6,1е 0,48 6,46 1,26 42,39 3,40 318,70 ¿23,2 82,12

120 7,77 13,76 11,25 5,88 0,36 8,08 1,03 43,49 3,25 324,63 562,4 77,35'

.,50 6,78 13,16 11,66 5,98 0,44 4,81 0,53 42,59 3,65 316,96 653,6 81,30

£ =90°С /60 •. 6,79 12,96 11,67 6,34 0,41 " 4,93 0,20 44,0 3,23 325,29 706,8 83,24

70 7,68 12,74 II,ее 6,65 ■ 0,48 5,02 0,67 45,15 3,34 332,40' 699,2 85,27

' оО 7,84 13,24 11,99 6,18 0,43 5,37 0,72 43,12 3,70 320,04 691,6 82,49'

90 120"

О)

I

ИГТЛРД"ИЯНИР влиаиия режима перемешивания при гидролизе-экстрагировании пектттовьпс веществ. Для определения режима перемепш- . вания в экспериментах меняли продолжительность перемешивания и время покоя. Качественную оценку этого фактора производили на основании содержания и концентрации пектиновых веществ в экстракте, выхода целевого продукта и студнеобразующей способности полученного образца пектина.

Перемешивание существенно влияет на скорость перехода пектиновых веществ в гидролизирующий раствор и в конечном счете на выход пектина. При всех режимах перемешивания значительного изменения студнеобразующей способности не наблюдалось.

Исходя из результатов исследования, остановились на варианте, предусматривающем перемешивание через каждые 10 мин.

Разработка_оптимального числа стадий процесса гидррх^д-

экстрагирования. Изучено изменение концентрации и выход целевого продукта в результате ступенчатого ведения процесса гидролиза-экстрагирования.

На второй стадии процесса экстрагирования дополнительно из створки извлекается 4,5% пектина на воздушно-сухой вес сырья от 38,5% до 45,0% и в конечном счете общий выход пектина от его общего содержания в отворке составляет 83,5%.

Проведены опыты трехступенчатого гидролиза-экстрагирования. Третью фазу обработки провели при температуре 75-80°С в течение 50 мин при соотношении первоначальной массы сырья к экстрагенту 1:4 (100г: 400мл).(табл.7).

Тайлвца 1

Условия гидролиза- экстрагирования Последовательность ступеней гидролиза-экстрагирования Концентрация пектиновых веществ в жид -кой фазе,% Выход векпша(на воздушно-сухой вес),! Степень гидролиза-экстрагирования, %

С,=03-0,5% (СООН)2 Ся=0,2-0,3% Нс1 М = 1:8 (100гр:800мл) 1=75-80РС 1 = 80-90 мин Перемешивание 10 мин через каждые 10 мин Хлопковая створка 10-12

Первый подюлиз - экстрагирование Второй гидролиз экстрагирование 0,482 0,563 3,85 4,50 383 45,0

Третий гидролиз-экстрагирование 0,106 0,85 83

На третьей ступени концентрация пектиновых веществ в жидкой фазе составляет всего лишь 0,106%, в случае присоединения этого раствора к экстрактам I и П ступени происходит существенное понижение концентрации пектина в жидкой фазе до 0,385% (0,482 + 0,563) :2= 0,522; (0,482 + 0,563 + 0,106):3 = 0,385.

Падение концентрации пектина изменяет структуру осадка при осаждении, что затрудняет его обработку при промывке сырого пектина. По совокупности полученных данных был выбран двухступенчатый процесс гидролиза-экстрагирования как наиболее выгодный вариант с точки зрения экономики и самой технологии выработки пектина.

Интенсификация1 процесса гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ хлопковой счгворки с применением электроактивированной воды, Проведены исследования по изучению выхода й физико-химических показателей хлопкового пектина с применением электроактивированной воды (табл 8). Эксперименты провели в трех вариантах; в первом гидролизуюгцим агентом служил 0,3%-ный раствор щавелевой кислоты, во втором - электроактивированная водная система, прошедшая электромембранную обработку, и в третьем - та же самая в условиях вакуума.

; Таблица 8

Физико-химические показатели пестика, полученного

Наименование показателей Гидролиэирующий агент

0,3%-ная щавелевая КИСЛОТа электроак-' тивирован-ная вода электроакгивиро-ваннаявода (гидролиз вод вакуумом)

Выход пекпгаа.% - -7,2.,-:^; 6,5 .- /л

Содержание зслы,% 0,50 0,39 0,48 -

Прочность стандартной: пудкя по Сос-му,мм.рт.ст. .!>- 516,0 486,0 440,8

Содержание пектина, по пектату кальция,% 78,41 81,99 80,98

Гидролиз-экстрагирование провели по разработанной технологии извлечения пектиновых веществ.

Установлено, что рН гидролизирующего агента при гидролизе оказывает существенное влияние на выход-пектиновых веществ. Наибольший выход йаблюдается в интервалерН 1,5-1,7, при значениях рН 2,0-2,5 выход пектиновых веществ минимальный. Это объясняется низкой степенью гидролиза сырья, вследствие чего молекулы пектина все чаще остаются прочйо связанными через арабаны и галактаны с целлюлозой и протеином. Увеличение количества ионов водорода в системе приводит >к более полному разрыву связей между пектиновыми веществами и целлюлозой, протеином, повышению степени гидролизо в, как следствие,. ,к, более интенсивному переходу пектиновых веществ в экстракт, : .;,••••

Разработанная технология шдроЛиза-эксграгирования хлопкового пектина с применением активированной „воды позволяет создать экологически чистую технологию, интенсифицировать технологические процессы и повысить качество пектина

Глава шестая посвящена исследованию осаждения пектиновых веществ из экстракта хлопковой створки. ^

При выборе в качестве осадйтеля солей поливалентных металлов и органических осадителей учитывали растворимость солей, их эффективность для осаждения именно хлопкового пектина, физико-химические показатели полученных образцов, экономическую эффективность и производственную безвредность использования осадителей.

Осаждение пектиновых веществ_хлопковой, створки___солями

поливалентных металлов. В качестве осадителей были испытаны следующие соли:

Наименование Молекулярный Содержание

осадиггаля вес металла. %

А1С13 133,1 20,21

ДЫБО^Ь 18 Н,0 665,8 8,08

СаС1г 111,0 36,03

СивО« 5 НгО 249,5 25.45

Способность пектина осаждаться солями металлов зависит от вида сырья, условий процесса осаждения рН среды, вида осадителя и еш концентрации, температуры осаждаемой среды.

Для нейтрализации экстракта перед осаждением пектина использовали ЫН4ОН, ЫаОН, Йа2С03. Эксперименты показали, что наиболее подходящий для этой цели Г^Н4ОН, а использование №ОН, Ыа2С03 заметно влияет на качественные показатели пектина, а именно снижается желеобразующая способность; кроме того, при добавлении Ыа2С03 за счет интенсивного образования углекислого газа появляется пена, что осложняет дальнейшую обработку коагулята. Установлен оптимальный рН экстракта перед осаждением, равный 5-7, при этом расход 25%-ного раствора аммиака на 1600 мл объема полученного исходного экстракта составляет 3-4 мл.

Пектин, полученный солями поливалентных металлов, и кондитерские изделия, изготовленные на его основе, имеет темный цвет; кроме того, при очистке пектината алюминия, кальция, меди имеет место повышенный расход спирта и кислоты. Исходя из этого были проведены серии экспериментов по осаждению хлопкового пектина органическим^ осадителями.

(Уаждрние пектинотуьти веществ хлопковой створки органическими огадитр-лями- Огтыты по спиртовому осаждению концентрированного пектинового экстракта показали возможность снижения количества используемого спирта, соляной кислоты, аммиачной воды и на 25-30% энергозатрат, связанных с регенерацией отработанного спирта.

Следует учесть, что коэффициент концентрирования экстракта не должен превышать более чем в 4 раза, так как осложняется обработка концентрированного экстракта.

По физико-химическим показателям наилучшие результаты получены при осаждении хлопкового пектина 96% этанолом и он рекомендован как эффективный осадитель для выделения пектиновых веществ.

На основе разработанных технологических процессов, их режимов и параметров подготовки сырья к процессу гидролиза-экстрагирования, извлечения и выделения пектиновых веществ предложена принципиально новая технологическая схема производства пектина из хлопковой створки (рис. 2).

В седьмой главе приведен анализ состояния техники и технологии производства сахара и сахарозаменителей из различного сахаросодержащего сырья, указаны преимущества и недостатки производства сахара из этих видов сырья. Обоснована целесообразность производства глюкозно-фруктознош сиропа в условиях Республики Узбекистан. Описано сахарное сорго как высокоэффективное сырье для получения сахаристых веществ.

Восьмая глава посвящена описанию структуры и свойств сахаристых веществ, их использованию в процессе производства продуктов питания.

Девятая глава посвящена применению глюкозно-фруктозного концентрата в отраслях пищевой промышленности, десятая исследованию сахарного сорго как сахаросодержащего сырья.

Исследование сахарного сорго как сахаросолкржагггрго сырья.

Наилучшим временем уборки сорго на сахар и наибольшее накопление сахара в нем является период, когда стебли и зерно достигают полной спелости.

Конец уборки ограничивается морозами, которые сказываются на сахаристости сорго. Замерзание стеблей и следующее за ним оттаивание ведут к быстрому забраживанию сока и распаду Сахаров.

При г производстве сиропов листья дают нежелательные химические примеси зерна зеленого хлорофилла, разные органические кислоты, пектиновые вещества. Более того, листья при переработке частично- поглощают сок.

;1</Как показали опыты, сортовые стебли сохранялись в течение 4-5 месяцев при незаметной потере сока и сахаристости. Урожайность стеблей сахарного сорго колеблется от 200 до 300 ц/га.

Стеблях сахарного сорго при Созревании содержится около 8090% сока, Сахаров в соке лучших сортов! 18-25, а от общей массы - 1820 %, т. е. при урожае стеблей 200 ц/га урожаи сахара равен 20-24 ц/га. ¿ " "л"

Данные исследований изменения массы стеблей и накопления Сахаров в динамике роста сахарного сорго "Сахарное-40" приведены в табл. 9

По мере роста доля кожуры в стебле уменьшается и при полном созревании равна 13,1%. Доля мякоти к концу созревания достигает 86,9 %. После созревания умевййё^йшбзд'^^д^Я^1^ полной зрелости составляет 540 мл на 1' кг стеблей. Начиная с периода молочной спелости до полного созревания, стабилизируется массовая доля сухих веществ в соке, в то же время наблюдается стабильное повышение моно- и дисахаров в соке. В период молочной спелости сок имел рН=3,2 и титруемую кислотность 4,7 г/л (в пересчете на винную кислоту). После полного созревания зерна сахарного сорго сок стеблей имел рН=5,4, а титруемая кислотность уменьшилась до 2,4 г/л.

Таблица .9

N п/п Дни роста Масса кожуры Масса мяксгги Сухие «щества в соке Ди-и моноса--хара Выход сока

г I % г Í' % % % мл

Фаза выметывания

1 25 910 91,0 90 9,0 27,0 3,2 740

2 35 803 80,3 197 19,7 26,0 4,4 740

3 45 720 72,0 280 28,0 22,0 5,8 735

4 55 605 60,5 395 39,5 22,0 7,4 732

Принципиальная схема производства пектина из хлопковой створки.

Рис.2

неочищ. створка

взвешивание

разгрузка в бункер

сушка

склад органического сора

замочка

1Г

выращивание верми-культур

биогумус с вермикультурами

удобрение на отгрузку

вермикультура в цикл

склад нес ctbi чищенной эрки

отделение хлопка-■сырца

етды органи прим ЕНИЕ ческих есей

отделение обрывков стеблей

хранение-склад очищенной створки

дробление

хранение в бункере перед цехом экстр.

N п/п Дни роста Масса кожуры Масса мякоти Сухие вещества в соке Ди-и моносахара Выход сока

г % г % % % мл

5 65 540 54,0 460 46,0 21,0 8,4 725

6 75 495 49,5 505 50,5 20,5 10,3 700

Фаза цветения

7 85 410 41,0 590 59,0 20,0 11,4 647

8 95 370 37,0 630 63,0 20,0 14,7 610

Фаза молочной спелости

9 105 350 30,0 700 70,0 19,8 15,2 570

10 115 220 22,0 780 78,0 19,5 16,4 550

И 125 150 15,0 850 85,0 19,2 16,9 550

Фаза технологической зрелости

12 135 146 14,6 856 85,6 19,0 17,6 545

13 145 131 13,1 869 86,9 19,0 17,6 540

Изучено накопление Сахаров в различных сортах сорго. Результаты проведенных исследований приведены в табл.10 (количество Сахаров выражено в процентах от массы растения).

N п Наименование сорта 'рожайносгь, ц/га Выход сока, ц/га Процент сахара Сбор сахара, ц/га

1 Сахарное-20 Ростовская область 400 400 19,7 80,9

2 Сахарное ВИР-И Ростовская область 600 500 24,7 100,0

3 Л-304 ВИР 500 450 22,3 103,5

4 Сахарное 40 700 580 24,0 110,0

5 Узбекское кормовое 500 400 19,6' 80,0

Анализ показывает, что сорта различаются по содержанию сахара в соке стеблей (от 19,6 до 24,7 %) и накоплению сахара на гектаре (от 80 до 110 д). Наибольшее накопление сахара наблюдается в сорте Сахарное ВИР-16 в условиях восточных районов Узбекистана.

С целью уточнения времени сбора урожая сахарного сорго для дальнейшей технологической переработки на сахар был исследован углеводный состав (глюкоза, фруктоза и сахароза) в различных образцах свежих стеблей в зависимости от времени созревания.

Сахаросодержащие компоненты в стеблях сахарного сорго в зависимости от степени созревания приведены в табл. 11.

ТаблинаЛ

Nn/n Наименование Фаза Фаза цветения Фаза мо- Полная

сахарозов, % выметывания лочной технологи.

спелости - спелость

по возрастанию времени

1 Моносахара (глюк.+фрук.) 4,86 4,89 4,97 4,91 4,91 3,22

г Сахароза 4,97 5,24 3,80 5,70 6,93 12,81

3 Фруктоза - 0,97 3,22 3,23 3,33 2,07

4 Глюкоза - 3,42 7,55 2,22 Ъ18 2,05

5 Сумма Сахаров 9,83 14,52 14,54 16,02 17,35 20,93

6 В соке 14,50 15,90 16,89 20,62 20,52 23,33

7 Выход сока 65 64 63 55 56 60

Из таблицы видно, что по мере созревания сорго выход свободных моносахаридов уменьшается с 4,8% в фазе выметывания до 3,2% в полной технологической спелости и в то же время наблюдается накопление сахарозы до 12,81%. Содержание Сахаров в соке колеблется от 14,5 до 23,33%. Выход сока по мере созревания падает с 65 до 60%.

В соответствий1 с разработанными и утвержденными ТУ 46-41-95 "Стебли сахарного сорго" стебли должны отвечать - органолепти-ческим и физико-химическим требованиям, указанным в табл.12.

Оргаяслептические показатели Характеристика сырья LL- j

Внешний, вид Стебли длиной 14-24 м ~" диаметром 10-30 мм ~¿

Цвет От бежевого до светло-коричневого с • зеленоватым"' оттенком

Вкус Сладкий

Запах Слабый травянистый

Плесень, насекомые - вредители, их личинки и куколки Не допускается

Массовая деля влага, %, не более 10,0

Массовая доля золы, %, не более 7,0

Массовая доля экстрактивных веществ, %, не менее 40.0

Массовая доля органических примесей, %, не более 2.0

Массовая доля минеральных примесей, % не более - 04 "' ''

. .Методом бумажной хроматографии изучен моносахаридный состав стеблей сахарного сорго Сахарное-40 и сока стеблей. Установлено, что, начиная с 65-х суток роста растения, в сойё стеблей синтезируется моносахара глюкоза, фруктоза, галактоза, арабиноза и пентозаны. По мере роста растения содёржание пентозанов уменьшается, а доля глюкозы и фруктозы увеличивается. Начиная с 85-х суток роста, под воздействием фермента эстеразы происходит образование дисахаридов. В период полной зрелости в соке стеблей сахарного сорго доля сахарозы.досшгает 95% от массы всех моно- и дисахаридов. Изменение мхйю- и дисахаридов в соке стеблей сахарного сорго в динамике роста приведено в табл. 13.

i . Ч ' ' ....;•■ Та(мида13

Сутки Моно- и дисаха ра, в г/100 мл

глюкоза фруктоза арабиноза галактоза сахароза сумма Сахаров

65 0.70 0,60 0,30 0,25 - 1,85

75 1.1 0,95 0,40 0,45 - 2,90

as 2.1 1,8 0,6 0,7 1.2 6,4

95 3,0 3,1 0,4 0,4 4,7 11,6

100 3,4 3,2 0,3 0,4 5,9 133

110 3.1 2,3 0,3 0,3 8,7 14,7

120 1,2 1,0 0,2 0,1 14,9 17.4

130 0,4 0,3 0,1 - 17,1 17,9

Из одной тонны зрелых стеблей сахарного сорго получается до 550 л сока, содержащего около 18-24% Сахаров.

Химический состав глюкозно-фрукгозного сиропа

из сахарного сорго (%)'.

Содержание воды....................................................................22,0

Сухие вещества........................................................................72,0

Азотистые вещества.................................................—.......0,105

Сырой протеин..........................................................................0,66

Кальций.........................................................................................0,185

Фосфор__________________________________—.................................................0,27

Водорастворимые углеводы: ..............................................52,18

в т.ч. инвертированные сахара.......................................„....21,37

сахароза.......................................................................................30,81

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ САХАРИСТЫХ ВЕЩЕСТНИЗ стеблей сахарного сорго. Разработку технологических режимов извлечения сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго осуществляли дифференцированным изучением содержания сахара (моно- и дисахаридов) в различных частях стеблей разного возраста.

Исследованы массовые доли составных частей стеблей сахарного сорго в зависимости от их высоты, (табл. 14).

Тяблитта 14

N п/п Составная часть сахарного сорго Масса стеблей, г Масса кожуры Масса мякоти Масса сока, мякоти

г % г % г s % к массе стебля

1 Первая (нижняя) 1000 93 9,3 907 90,7 480,7 48,1

2 Вторая (средняя) 1000 90 9,0 910 91,0 486,9 48,7

3 Третья (верхняя) 1000 88 в,8 912 91,2 501,6 50,2

По мере роста в стеблях сахарного сорго доля мякоти увеличивается и заметно повышается выход сока, под воздействием собственных ферментных систем растения клетчатка превращается в низкомолекулярные полисахариды и вплоть до моносахаридов - глюкозы, фруктозы, арабинозы и т.п.

Для максимального извлечения полифенолов из кожицы стеблей сахарного сорго измельчали до частиц размером 2,0-3,0 мм и обрабатывали этиловым спиртом, содержащим 0,15 н соляной кислоты. Полифенолы определяли перманганомеггрическим методом. В табл.15 приведены данные по исследованию кожицы стеблей сахарного сорго.

N а п Составная часть сахарного сорго Содержание полифеиалов, мг/кг Содержание свободных моно-:ахаров, г/кг Содержание общего инвертированного сахара, г/кг

1 Первая (нижняя) 7325 5,0 19,3

2 Вторая (средняя) 4700 9,0 37,4

3 Третья (верхняя) 3900 14,0 41,4

Общее содержание полифенолов в кожице стеблей по высоте синтезировано неравномерно^ Нужно полагать, что чем выше высота стебля сахарного сорго, тем ниже содержание в нем растворимых компонентов. Что касается моносахаридов, то на верхних частях стеблей кожица в 2,0-2,5 раза больше синтезирует глюкозу и фруктозу, чем на нижних.

Сок мякоти подвергали физико-химическим исследованиям. В табл.16 приведены, результаты анализа. Перед анализом сок центрифугировали и деконтировали от осадка. Осадок сока составлял 3% от его массы.

Таблица 16

N Составная часть РН Моноса- Инвентированные Белок,

п/п сахарного сорго хара, % сахара, % мг/л

I. Первая (нижняя) 4,8 8,3 юл 57.0

г Вторая (средняя) 4,7 9,1 11,9 83,0

3. Третья (верхняя) 5.1 9,7 13,2 88,0

Дифференцированный анализ Сахаров сока мякоти стеблей сахарного сорго показал, что в основном в соке синтезированы моносахара: глюкоза (до 60%), фруктоза (до 35%), лактоза (1%), арабиноза (до 1%), ксилоза (до 1%), сахароза (до 3%), остальное сахара в виде водорастворимых полисахаридов.

Для получения сахарного концентрата диффузионный сок нагревали до 80°С и затем обрабатывали 10%-ным раствором гидроокиси кальция. Ион кальция, реагируя с органическими (винной, лимонной, янтарной и др.) кислотами, образует нерастворимые соли но схеме

ьг-снг-ахк

2 Н - СН2 - СООН+Са(ОН)2—> ">Са+Н20

И-СНГ соск

Гидроокисью аммония диффузионный сок обрабатывали до рН—9с;, затем фильтровали и охлаждали до 20°С. В целях освобождения сока от избытка ионов кальция обрабатывали сернистым ангидридом до рН=6,5-7,0. Сок от образовавшегося осадка сернокислого кальция освобождали фильтрованием. Осветленный - диффузионный сок в вакууме концентрировали до достижения 70-75% сухих веществ. Физико-химические показатели глюкозно-фрукгозного сиропа приведены в табл.17.

Тдйдшта 17

N п/п Составная часть сахарного сорго Удельный вес рН, % Ионоса -хара, % Инвестирован ный сахара, % Белок, мг/кг Полифенолы, мг/кг

1 Первая (нижняя) . 1,64 . 6,7 67,5 71,3 83,0 125,0

2 Вторая (средняя) Ш 6,6 68,1 73,2 78,0 113,0

3 Третья (верхняя) 1,64 6,9 68,4 . 73,8 81,0 112,0

Сахарные концентраты из стеблей растения сахарного сорго различной высоты имеют идентичную физико-химическую

характеристику-существенное уменьшение белковых веществ и полифенолов.

Вкус полученных сахарных концентратов сладкий, с легким ароматом растения сахарного сорго, посторонний запах отсутствует.

После выделения диффузионного сока остается жом, представляющий собой белый волокнистый влажный материал. Влажность жома составляет 50-55 %. В целях извлечения сахаристых веществ жом обрабатывали горячей водой при температуре 80-85° С в течение 10-15 мин при гидромодуле 1:6. Экстракцию Сахаров осуществляли при периодическом перемешивании массы. Экстракт от массы отделяли фильтрованием. Горячий экстракт обрабатывали 10%-ным раствором гидроокиси кальция до рН=9. Осадок кальциевых солей органических кислот от экстракта отделяли центрифугированием и деконтацией. Фугат охлаждали до 20° С и обрабатывали сернистым ангидридом до pH=6,5-7,0. Осадок сернистого кальция отделяли фильтрованием. Фильтрат концентрировали до содержания сухих вещёСТв70-75%.

При обработке экстракта гидроокисью кальция образуются, во-первых, кальциевые соли органических кислот по схеме

сбо^Ъоо|-

НООС-Н-СООН+Са(ОН)2—> Ш0-1*-С00{ + Н20,

и, во-вторых, комплексные соединения полифенолов с ионом кальция* ~

Полученные соединения осаждают на дно и свою поверхность

' Та' Гг-08-?-^

адсорбируют красящие {танины, катехины, дельфиниды и др.) и белковые (пептиды, полипептиды) вещества.

Оставшиеся в среде свободные ионы кальция при дальнейшей обработке реагируют с ионом БОз" и опять в среде образуется водонерастворимая соль

Са""+£Юз~=Са5Ю3 ^

Высокая адсорбционная способность сернистого кальция позволяет осаждаясь, дополнительно увлекает коллоиды сока и тем самым глубже очищать сок.

Сахарный сироп, из жома стеблей сахарного сорго, не отличается от сахарного концентрата, полученного прессованием. стеблей сахарного сорго (1фракция). По некоторым физико-химическим показателям, содержанию балластных веществ (белки, полифенолы) сахарный концентрат из экстракта оказался намного чшце, чем сахарный концентрат, полученный из первой фракции. В табл.18 приведены физико-химические свойства глюказно-фруктозного сиропа из экстракта сортовой выжимки.

Таблица 18

N п/ п Составная часть сахарного сорго Удельный вес рН. % Моносахара, % Инвентиро -ванный сахара, % Белок, мг/кг Полифенолы, мг/кг

1. Первая (нижняя) 1,66 6,8 68,1 71,6 15,0 38,0

г Вто'рая (средняя) 1.6? 6,9 68,0 71,9 21,0 46,0

3. Третья (верхняя) 1,65 6,8 68,1 72,1 17,0 41,0

В результате проведенных лабораторных и опытно-промышленных исследований получены образцы глюкозно-фруктозного сиропа, физико-химические показатели которых представлены в табл. 19.

Таблиц 19

N Наименование показателей Норма, характеристика

1. Внешний вид Медовообразная жидкость

2. Цвет От светло-коричневого до коричневого

3. Вкус Сладкий с длительным ощущением сладости

4. Прозрачность Светло-прозрачный

5. Массовая доля сухих веществ, %, не менее 70-75

6. Удельный вес, т/100 мл, не более 1-й

7. Массовая доля золы, %, не более 1-1,5

8. Массовая доля редуцирующих Сахаров, %, не менее 36-45

9. рН - 1%-ного водного раствора 6-6,5

10. Массовая доля основного вещества, %, не менео 36-40

11. Массовая доля тяжелых металлов, мг/кг, не более свинца кадмия мышьяка ртути меди цинка 1,0 0,1 0,5 од 10,0 30,0

1 г Миксггоксины и яд охимикаты Отсутствуют

Описание разработанной теуттлогии получения сахаристых веществ из стеблей сахарного сорго. (рисЗ) Подготовка сырья для получения первичного диффузионного сока. Стебли сахарного сорго при поступлении на завод взвешиваются на автомобильных весах(1), разгружаются на бетонированную приемную площадку (2). Приемная площадка рассчитана на суточное количество поступающего сырья и служит для круглосуточной ритмичной очистки стеблей сахарного сорго от листьев, органического и минерального сора. Стебли сахарного сорго вручную передаются на кормодробилку-стеблерезку (4) для грубого измельчения до размера 30-40 см, затем через горизонтальный транспортер (5) передаются на трехвальцевый пресс (6) для получения первичной фракции сока. Сорговый жом, полученный после прессования, содержит основную часть растворенных в клеточных строениях моно- и дисахаров. Для

максимального извлечения Сахаров сорговый жом через крутонаклонный ленточный транспортер (10) подается на диффузор

Получение первичного Диффузионного гока из стеблей гахарного ciipm. Сорговый жом заливают Горячей водой в соотношении 1:3. Температуру до 80-85° С в течение

60-70 мин при периодическом перевешивании, затем через шнек (13) ее подают в трехвальцевый пресс (6) для прессования, а полученный диффузионный сок, пр1опк^(й^"тр^6ук> фильтрацию й очищенный от механических фракции.

Содержание Сахаров в дй^ф^й01шрм'с0ке; й|1йак)йет ¿é менее 18%. Сортовая выжимка, полненная после прессовайия', составляет 20-25% от первоначального; Объёма поступающего па переработку сырья и направляется на корм. Сорговый высокой

сахаристости способен быстро сбраживатьс^ зййсатъ,' ; поэтому необходимо принимать все меры к сокращению'срока на проведение всех технологических операций. Диффузионный сок при помощи центробежного насоса (16) перекачивается в цилиндрические емкости (17), снабженные мешалкой (12) и паровой рубашкой. Сок после грубой фильтрации имеет светло-зеленый оттенок, легко подвижен, содержит некоторое количество мезги и хлорофилла.

Очистка диффузионного_сока из стеблей сахарного, сорго.

Диффузионный сок нужно очистить от - взвешенных примесей, белков или соответствующий образом обработать белки, оставив их в глюкозно-фрукгозном сиропе ' кш1 питательные вещества. Несахарисше вещества, которые' невозможно удалить фильтрацией, подвергали химической и физической обработке. Диффузионный сок в емкости (17) подогревают до тёмпературы 80-85° С с подачей горячего пара в течение 35-40 мин. Затем к содержимой массе добавляют ' из расчета 500 мл на 1000 л диффузионного сока ортофосфорной' -кислоты, при этом кислотность диффузионного сока снижается в прёделах рН 4,0-4,5, несахаристые вещества при низкой температуре выпадают в виде осадка, т. е. происходит процесс коагуляции диффузионного сока. После коагуляции диффузионный сок проходит процесс отстаивается при температуре 50-55° С в течение 1,5-2 ч. После этого его подают на фильтр-пресс (18) для фильтрации скоагулированных коллоидов. Отфильтрованный сок направляется к емкости (19). Здесь в диффузионный сок добавляют известковое молоко из расчета 0,2 % от массы сока и подогревают до 80-90° С. Часть несахаров, растворен-ных в соке, в результате соединения с известью при последующем подогреве выпадает в виде осадков. При воздействии высокой температуры находящиеся в соке в растворенном состоянии белки сворачиваются и всплывают на поверхность в виде обильной пены, мути. Поднимаясь на поверхность, пена увлекает за собой значительное количество красящих веществ и мелкую муть несахаристых веществ, выделившихся из сока в результате подогрева и нейтрализации

диффузного сока известью. Диффузный сок имеет при этом нейтральный рН, равный 6,0-7,0. В диффузионном соке содержатся и ценные вещества, которые нужно сохранить. К ним относится крахмал, присутствие в стеблях сахарного сорго крахмала достигает 6-8%, а при извлечении Сахаров в сок переходит 2-3% крахмала. Когда температура диффузионного сока при подогреве в емкости (19) достигает 80-90 С, крахмал клейстеруется. Такой подогрев приводит к укрупнению выпавших хлопьев коллоидов, что способствует лучшей фильтрации сока. После этого диффузионный сок пропускается через теплообменник труба к трубе (20), где охлаждается до 55-60° С. Охлажденный диффузионный сок поступает в емкость (21) для ферментативной обработки, т.е. для осахаривания крахмала с солодовой вытяжкой из расчета 75 г на 1000 л диффузионного сока. Процесс осахаривания продолжается до тех пор, пока йодная проба не укажет на полное расщепление или осахаривание крахмала. При этом важно, чтобы температура диффузионного сока всегда составляла 55-60° С, снижение температуры нежелательно. После фильтрации диффузионный сок поступает в емкость (22) с помощью насоса (16) для обработки осветляющими веществами. При этом сок предварительно подогревают до 80-85° С. В качестве осветляющего вещества применяют бентонит, задаваемый из расчета 0,2-0,3% от массы сока. Повышение температуры связано с увеличением фильтрационной способности сока, уменьшением вязкости. Бентонит повышает пористость осадка, благодаря чему сок лучше фильтруется. Из емкости (22) диффузионный сок подают в центрифуги (23) для центрифугирования. Отцентрифутированный сок имеет цвет светлого чая, совершенно прозрачен.

Вакуум-выпаривание диффузионного гока из сахарного сорго. Отцентрифутированный прозрачный диффузионный сок сахарного сорго с помощью насоса (16) подают в вакуум-выпарной аппарат (26) для концентрирования. Перед вакуум-выпариванием в диффузионный сок добавляют сернистый андигрид из газобаллона с расчетом 50г на 1000л сока до рН 6,5-7,0. Диффузионнный сок концентрируется до содержания сухих веществ 70-75%. Степень концентрирования контролируется рефрактометром. Вакуум-выпаривание ведется при температуре не более 65-70° С при разряжении внутри аппарата 600-700 мм.рт.ст. и давлении пара в рубашке вакуум-аппарата не более 2,0-2,5 атм. Вакуум-выпарная установка состоит из выпарной емкости (25), барометрического конденсатора (27) и водокольцевого вакуум-насоса (32).

Концентрированный глюкозно-фруктозный сироп откачивают из вакуум-аппарата в отстойник, где охлаждают до нормальной температуры путем пропускания охлажденной смеси через рубашку отстойника. Через 1,5-2,0 ч сироп фильтруют через фильтр и откачивают в сборник перед розливом. Концентрированный отфильтрованный сироп хранят в емкостях (33), выполненных из черного металла и покрытых внутри эпоксидной смолой.

Концентрированный глюкозно-фруктозный сироп разливают из емкости (33). Срок хранения -концентрированного глюкозно-фруктозного сиропа со дня выработки - не более 9 мес.

Способы очистки пищевого концентрированного сиропа из стеблей сахарного сорго. Для проведения процесса очистки из сока предварительно удаляли грубые механические; примеси и взвешенные частицы фильтрацией и центрифугированием при факторе разделения фаз 3500-4000 об/мин. Для полной очистки применяли суспензии бентонита и желатина. Для установления оптимальной эффективной дозы бентонита в лабораторных условиях проводили пробную оклейку. По прозрачности сока и характеру осадка определяли оптимальную дозу бентонита для осветления.

Образование осадка красящих веществ и белков начинается при содержании бентонита 2,5 г/л. Оптимальная доза при этом установлена в пределах 3,5-4,0 г/л. Полученньш сок после очистки бентонитом отличался прозрачностью, светло-зологшстым цветом. Установлены оптимальные дозы желатина - 100-150 мл/л.

Изучен процесс осветления сахарною глюкозно-фруктозного сиропа из стеблей сахарного сорго с использованием активного угля, полученного из местного сырья - хлопкового лигнина (отход гидролизного производства). Использованы как гранулированные, так и порошкообразные активированные угли.

Для экспериментов использовали образцы литниковых активных углей АУЛ-Х, АРЛ-68, а в качестве сравнения -промышленные АР-Б (Россия) и CECА-А-22 (Франция). Показано, что сорбционное осветление мутного сахарного сиропа не дает положительных результатов из-за быстрого забивания пор активных углей высокомолекулярными загрязнениями, дающими мутность сиропа, поэтому его предварительно подвергали центрифугированию при различных скоростях и времени. Результаты исследования представлены в табл. 20.

Таблица 20

Скорость, об/мин Продолжительность центрифугирования, мин

1 3 5 7 10

3000,0 5,0 7,0 12,0 15,0 20,0

4000,0 W 13,0 20,0 27,0 35,0

5000,0 9,0 20,0 30,0 43,0 52,0

6000,0 12,0 23,0 38,0 48,0 63,0

Наиболее активно процесс сорбции красящих веществ протекал на активированном гранулированном угле АУЛ-Х и СЕСА-А-22 (порошок). Увеличение дозы активного угля позволяло существенно снизить содержание красящих веществ в сахарном сиропе. Процесс осветления наиболее полно протекал в течение первых 3 ч, в дальнейшем он достигал равновесного состояния. На основании полученных данных составлена математическая модель, которая имеет следующий вид: д = 0,61 - 0,031 - 0,5 а 1, где I - время процесса, ч;

а - соотношение уголксахарный сироп.

Рис."5. Технологическая схема получения глюкозно-фруктозного сиропа ит:

сахарного сорго.

Млдикп - биологическая и токсикологическая оценка глюкоэно-фруктозного пищевого концентрированного сиропа из сахарного сорга_3 результате проведенных исследований по установлению степени токсичности и опасности пищевого концентрированного глюкозно-фруктозцого сиропа из растения сахарного сорго установлено ед^ующие;.

-максимально достижимые дозы 10000 мг/кг для белых мышей и 15000 мг/кг для белых крыс не вызывали гибели йодошлтшх животных; ■

-концентрированный сахарный , сироп, из растения сорго, не имеет кожко-резорбтивных и меспю-раздражаюодоссБойсгв; .. . - .

-согласно классификации ГОСТ 111,007-76 "Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности", концентрированный сахарный сироп относится к ГУ классу малоопасных веществ. ; »7 ! ¡ШУл-.^

Полученные результаты позволяют рекомендовать и>ицешрированный глюкозно-фруктозный сахарный сироп из растения сорго для производства и применения на соответствующих предприятиях пищевой промышленности. «.о.•;>-■.

Разработка рецептур и организация производства 'продуктов питаяия на

основе сахаристых веществ из_нетрадиционны* гадов сырья.

Полученные хлопковый пекпш и глюкозно-фрукгоЗный сироп в лабораторных и. опытно-промышленных условиях использованы для разработай рецептур продуктов питания. Разработаны новые виды ; мармелада с использованием порошкообразного1 >с пектина, полученного из хлопковой створки. Исследовано влияние1,различных . ^факторов на свойства, мармеладного студня, приготовленного на хлопковом пектине.; Экспериментально установлено, что высокое качество мармелада достигается при массовой доле сухих веществ 73-74%, рН 3,2-3,4 (Обеспечивается добавкой лимонной кислоты), концентрации пектина 2,8-4,0%.

В лабораторных и промышленных условиях отработаны рецептуры и технологические параметры производства желейно-фрукггового мармелада на хлопковом пектине. Производственные испытания проведены на Янгиюльском ПКО "Лаззат". По результатам исследований предложены две рецептуры мармелада: "Узбекистан" и "Лола", (табл. 21)

Таблица 21

| Сырье | - 1 ■ 1 Расход на 1т готового

ма змелада, кг

"Узбекис тан" | "Лола"

Сахар-песок для обсыпки Сахар-песок в желе Хлопковый пектин Яблочное шоре Свекольная подварка Лимонная кислота Лактат натрия Красители Эссенция I 86,6 701,6 27,3 88,0 0 4,4 6,0 1,0 1.0 86,6 636,4 27,0 88,0 93.0 6,0 5,0 0 1.0

| ,--• 1 Итого I 915,9 | 943,0

Изделия одобрены республиканской дегустационной комиссией "Узпшцепром" и рекомендованы к производству. На опытном производстве выработано более 72 т ж елейно-фруктового мармелада.

Мармелад из хлопкового пектина мелкозернистый, без посторонних включений, прозрачный, поддается резке ножом. Разработанная технология и дозы хлопкового пектина рекомендованы для массового производства мармеладно-пастильных изделий.

Использовали хлопковый пектин в качестве стабилизатора безалкогольных напитков. Для обеспечения гомогенности таких напитков и улучшения стабилизирующих свойств безалкогольных напитков разработана технология использования пищевого пектина из хлопковой створки в качестве стабилизатора. Пектин из хлопковой створки способствует комплексообразованию с белками, аминокислотами и полифенолами ягод, фруктов. Комплексы находятся в напитке во взвешенном состоянии, образуя гомогенную систему. Благодаря этим свойствам хлопкового пектина сохраняется гомогенность напитка.

Безалкогольные напитки, на которых провели опыты, имели улучшенный товарный вид и органолептические свойства.

Хлопковый пектин использовали для выработки безалкогольного напитка "Романтика" из концентрата, полученного по специальной технологии. Концентрат производят из местных нетрадиционных видов трав и бахчевых культур.

По органолептическим показателям напиток имеет золотистый цвет, цитрусовый аромат, гомогенную, не разделяемую на фазы систему.

Физико-химические и органолептические показатели концентрата приведиы ниже

1. Цвет светло-коричневый

2. Аромат цитрусовый

3. Вкус горьковатый

4. Массовая доля сухих веществ: 60-65%

в том числе:

а) мокосахара 10-13%

б) дисахара 15-20%

в) полигалактуроновые соединения 8-10%

г) полисахариды 20-27%

Разработали разные варианты рецептур компотов из различных фруктов с 25, 50, 100%-яой заменой сахара на глюкрзно-фруктозный сироп из сахарного сорго и изготовили на его основе образцы компотов. В качестве контрольных использовали образцы компотов на сахаре. Как показала оценка оргаяолептических свойств компотов, проведенная в отраслевых центральных дегустационных комиссиях, значительных различий между качеством образцов, изготовленных с сахаром и ГФС, не обнаружено.

Разработаны технология консервов, компотов из персиков и сливы с применением глкжозно-фруктозного сиропа из сахарного сорго и научно-техническая документация на их производство.

Предложена рецептура на сдобные булочные изделия "Надира" с заменой 50%сахара на концентрированный глюкозно-фрукгозный сироп из сахарного сорго.

В установленном порядке утверждена разработанная нормативно-техническая документация на продукты питания с использованием сахаристых веществ.

вывода И РЕКОМЕНДАЦИИ

На основании результатов выполненных исследований сделаны следующие выводыи рекомендации:

1 .Качество цедеюшцродугсгапектина зависит не только от химико-технологических процессов, но и в большей степени от качества и способа - подготовки цектиносодержащего сырья к гидролизу-зкстрагированию. Разработаны технологические процессы, определены ти с установлены оптимальные параметры процесса подготовки хлопковой стаорки к гидролизу-экстрагированию:;

-сушки хлопковой створки, обеспечивающими его высокие качественные показатели, являются сушка при температуре 70° С в течение 1-1,5 ч при интенсивной конвекции горячим воздухом;

-размер пластинок хлопковой створки в процессе гидролиза-экстрагирования составляет 3-5 мм. , - .. н :,,

Хранение сухой хлопковой сщорки в течение 24 месяцев в обычных температурных условиях.:,;_(от,-18° С до + 45° С) и при относительной влажности окружающего воздуха (70 - 82 %) не влияет на физико-химические показатели пектина.

Очистка хлопковой створки от полифенолов 3%-ным раствором поваренной соли при температуре 70 С в течение 30 мин, гидромодуле 1:8 во время производства пищевого хлопкового пектина значительно уменьшает количество сопутствующих органических компонентов и улучшает качество готового продукта.

При набухании сухая хлопковая створка с содержанием сухих веществ 92%, влажностью 8% при температуре среды 70° С в течение 30 мин поглощает 250% воды. При этом степень экстрагирования пектиновых веществ из набухшего жома на 10-12% выше по сравнению с сырьем без предварительного набухания.

2На основе результатов исследований разработаны оптимальные технологические режимы процесса гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из хлопковой створки:

-соотношение сырья к гидролизующему агенту 1:8-1:10; ■ -доказана необходимость двухсгадийного гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ. В качестве гидролизующего агента рекомендовано последовательное использование растворов 0,3-0,5%-ной щавелевой и 0,2 - 0,3%-ной соляной кислоты;

-температура гидролиза-экстрагирования составляет 75-80° С; -продолжительность процесса гидролиза-экстрагирования - 80-90

мин;

-перемешивание в течение через каждые 10 мин. ч> На основе разработанных технологических режимов гидролиза-экстрагирования предложена принципиально новая технологическая схема производства пектина из хлопковой створки.

З.Установлено, что при осаждении солями поливалентных металлов -не,-, обеспечивается полное выделение и высокое качество пектина. Д\я выделения пектиновых веществ из экстракта хлопковой

створки этанол рекомендован как эффективный осадитель. - 4.На основе результатов исследований разработаны и утверждены

-ТУ 10-03 УзССР 41-88 "Створка хлопковой коробочки";

-ТУ 10-03 УзССР 42-88 "Пектин пищевой, порошкообразный из хлопковой створки";

-типовой проект завода по производству пищевого порошкообразного пектина мощностью 100 т пектина, 1600 т кормов и 2000 т биологического удобрения в год из отходов хлопководства.

5.На основе результатов исследований введено в опытно-промышленную эксплуатацию производство пектина из хлопковой створки. Доказана возможность выделения пектина, отвечающая по потребительским и физико-химическим показателям требованиям шпцевой промышленности и медицины.

6.Установлено, что наибольшее накопление сахара в стеблях сахарного сорго совпадает с полной спелостью семян, поэтому наилучшим временем его уборки на сахар является период, когда стебли и зерно достигают полной спелости.

7 .Установлено, что удалять листья со стеблей сорго при переработке глюкозно-фруктозного концентрата обязательно, так как они дают нежелательные химические примеси, снижают качество концентрата.

Установлено, что стебли сахарного сорго в нормальных атмосферных условиях сохраняются в течение 4-5 мес без особых заметных потер сока и сахаристости.

Выявлены наиболее продуктивные сорта сахарного сорго с высоким накоплением сахара. Изучена динамика накопления сахаристых веществ. Содержание Сахаров в образцах колеблется от 14,5 до 26,33%.

7.Методом бумажной хромогографии изучен моносахаридный состав стеблей сахарного сорго и сока стеблей, а также изучен химический и углеводный состав глюкозно-фруктозного сиропа из сахарного сорго.

8-Предложено измельчение стеблей сахарного сорго размером 30-40 см перед прессованием на трехвальцевых прессах для получения сока t-фракции.

9 Для максимального извлечения сахаристых веществ и получения П-фракции диффузионного сока процесс диффузии рекомендуется веста при:

-соотношении торговый жом: вода, равном 1: 3; -температуре содержимой массы 80-85° С; -продолжительности процесса 60-70 мин при периодическом перемешивании.

Ю.Разрабогган механизм и последовательность протекания технологических режимов очистки диффузионного сока: .

-параметры центрифугирования (при факторе разделения фая 3500-4000 об/мин для очистки от грубых механических премесей и

взвешенных частиц;

-механизм комбинированной очистки диффузионного сока бетонитом и желатином; определена оптимальная доза расхода • реагентов, равная 3,5-4,0 г/л и 100-150 мг/л;

-осветление сахарного глюкозно-фруктозного сиропа с использованием гранулированного и порошкообразного активированного угля АУЛ-Х, АРЛ-68, полученного из хлопкового лигнина.

-доза сернистого ангидрида и рН диффузионного сока перед вакуум-выпариванием 50г на 1000 л сока рН=6,5-7,0.

11.Разработаны и утверждены в установленном порядке:

ТУ Уз 46-42-95 "Пищевой концентрированный глюкозно-фрукгозный сироп из сахарного сорго";

первичный токсикологический паспорт на концентрированный сахарный сироп из растения сахарного сорго;

технологический регламент для проектирования завода по производству пищевого концентрированного глюкозно-фруктозного сиропа из стеблей сахарного сорго.

12.Полученный пектин из хлопковой створки и глюкозно-фруктозный концентрат использованы для разработки рецептур продуктов питания в лабораторных и опытно-промышленных условиях. По результатам исследований предложены две рецептуры мармелада "Узбекистан" и "Лола", они одобрены республиканской дегустационной комиссией "Узпшцепром" и рекомендованы к производству.

Разработана технология использования пищевого хлопкового пектина в качестве стабилизатора для обеспечения гомогенности и улучшения стабилизирующих свойств фруктовых и овощных безалкогольных напитков.

13.Разработаны различные варианты рецептур и изготовлены образцы компотов из разных фруктов со 25, 50, 100%-ной заменой сахара глюкозно-фруктозным сиропом из сахарного сорго.

Разработаны рецептуры и технологическая инструкция на производство консервов, плодовых компотов из персиков и слив с применением глюкозно-фруктозного сиропа из сахарного сорго.

Разработана рецептура на булочно-сдобные изделия "Надира" с заменой 50%сахара концентрированным глюкозно-фруктозным сиропом из сахарного сорго.

14. На основании результатов исследований создана, испытана и внедрена в производство в 1994г. технологическая линия по выпуску глюкозно-фруктозного сиропа из сахарного сорго в агрофирме "Ижодкор" Наманганского района Наманганской области.

Публикации по теме диссертации

Монографии и статьи;

1. Муминов Н. Ш., Саломов X Т.,Эгамбердиев Н. Б. Производство пектина из растительного сырья, печатный, монография, изд. ГКНТ РУз. Ташкент. -1995. С. 207.

2. Муминов ШП. Технология производства сахаристых веществ из сахарного сорго, печатный, монография, изд. "Фан" АН РУз. Ташкент. -1997. С. 165.

3. Муминов Н.Ш. Свой путь развития. Как обеспечить республику сахаром?, журн. "Экономика и Статистика". -1995. № 5-6. С. 20-24.

4. Муминов Н.Ш., Файзиева 3. Исследование процесса сорбционного осветления сахарного сиропа. Узб. хим. журн. Ташкент. - 1996. № 5-6. С: 81-83.

5. Муминов Н.Ш. Стебли сахарного сорго-сырьё для производства сахара Узб. биолог, журн. Ташкент. -1996. № 6, С. 50-52.

6. Муминов Н.Ш. Особенности осаждения пектиновых веществ из створки Gossypium Hirsutum. журн. "Химия природных соединений", Ташкент. - 1997. № 2, С. 202-206.

7. Муминов Н.Ш. Экстрагирования хлопкового пектина, журн. "Химия природных соединений", Ташкент. -1997. № 2. С. 207-209. ,,

8. Муминов Н.Ш. Особенности получения пектина из хлопковой створки, журн. "Пищевая промышленность". Москва.-1997. № 2. С.22.

9. Муминов Н.Ш. Разработка технологических режимов извлечения сахаристых веществ сахарного сорго, журн. "Хранение и переработка сельхозсырья". Москва. -1997. № 2. С.22-23.

10. Муминов Н.Ш. Исследование динамики накопления сахаристых веществ сахарного сорго, журн. "Химия природных соединений". Ташкент. -1997 . № 3: С. 456-457.

11. Муминов Н.Ш. Разработка технологических режимов извлечения сахаристых веществ из сахарного сорго. Узб. хим. журн.. Ташкент. -1997. № 1. С. 44- 48. • <

-12; Мумияов Н.Ш.. Разработка технологических процессов и режимов подготовки хлопковой створки. к извлечению пектиновых веществ. Узб. хим. журн. Ташкент. - 1997. № 3. С.81-88. .

13. Мумшюв Н.Щ. Пищевой пектин из отходов хлопководства, журн. "Хлопководство". Ташкент..- 1997. №1. С.43-45.

14. Муминов" Н.Ш. Выбор Органических осадителей для пектиновых вещеСТв хлопковой створки, журн. "Пищевая промышленность". Москва. 1997. №3. С.8 ' .....,,

15. Муминов Н.Ш. Экстрагирование хлопкового : пектина.. журн. "Хранение й переработка сельхозсырья". Москва: -1997. №2.С.47г50.;

■ 16. Муминов Н.Ш. Разработка технологии производства сахаристых веществ из нетрадиционных видов растительного сырья. Доклад на республиканском научном; коллоквиуме посвященный 5-летию независимости РУз. "Независимость Узбекистана - гарант развития науки и технолоши" ГКНТ, ВАК РУз., Ташкент. 1996. 5-6 декабря.

Авторские свидетельства. и..патенты:

17. АС. №1752420 от 08.04.1992. (СССР). Устройство для кинестетической обработки растительного сырья. Юсупов А.М., Саломов Х.Т., Салимов З.С., Муминов Н.Ш. /Не подлежит опубликованию в открытой печати. /

18. АС. №1808149 от 10.10.1992. (СССР) .Способ получения пектина из растительного сырья. Саломов Х.Т., Прназарова У., Юсупов АМ , Муминов Н.Ш. /Не подлежит опубликованию в открытой печати, /

19. Положительное решение ВНИИГП о выдаче АС. на заявку № 4919774/ 05 ot18.03.1991. Способ получения пектина. Саломов, Юсупов А.М., Муминов Н.Ш. /Не подлежит опубликованию в открытой печати. /

20. Положительное решение ВНИИГП о выдаче АС. на заявку № 5019344 от 23.11.1991. Способ получения пектина. Муминов Н.Ш., Саломов Х.Т., Атакузиева Р.А и др. /Не подлежит опубликованию в открытой печати. /

21. Положительное решение ВНИИГП о выдаче АС. на заявку № 50099144 /05 от 18.03.1991. Способ получения пектина.,Саломов Х.Т., Муминов Н.Ш., Арифходжаев ХА и др. /Не подлежит опубликованию в открытой печати. /

22. Патент № 2168 от 10.03.1994 . Способ получения глкжозно-фруктозного сиропа из сахарного сорго. Муминов Н.Ш., Абдрахимов А. Бюллетень изобретения., № 4., С.14.

23. Патент № 3390 от 30.03.1996. Способ получения глюкозно-фруктозного сиропа из сахарного сорго. Муминов Н.Ш., Абдрахимов Д., Хакимов Ю. Бюллетень изобретения., 1996., № 1., С.7.

24. Патент № 3389 от 30.03.1996. Способ производства этанола из биомассы сахарного сорго. Муминов Н.Ш., Абдрахимов А., Шарипов С. Бюллетень изобретения, 1996. № 1., С.9.

25.Патент № 3297 от 30.03.1996. Способ производства конфет типа грильяжных. Муминов Н.Ш., Абдрахимов А, Беликов Б.С. Бюллетень ззобретения, 1996., № 1., С.10.

26. Патент № 3391 от 30.03.1996. Способ очистки сахаросодержащего эаствора из сахарного сорго. Муминов Н.Ш., Абдрахимов А., Абдураимов А. эюллетень изобретения, 1996., № 1., С.10.

27. Патент № 3359 от 30.03.1996. Установка для обработки растительного :ырья. Муминов Н.Ш., Абдрахимов А, Саломов Х.Т. Бюллетень изобретения, .996., № 1., СЛ. '"

28. Положительное решение на заявку от 29.11.1995. Способ »бесцвечивания сахаросодержащих растворов. Муминов Н.Ш., Юнусов М.П., Е>айзиева 3. С.10.

Те.чигьг докладов и дяппнированние статьи:

29. Муминов Н.Ш. Влияние биохимических процессов, протекающих при ранении сырья на качество конечного продукта. Тез. докл. Щ-го семинара галодых ученых и специалистов "Новые идеи в растениеводстве и пути их еализации". Воронеж, 1991. 13-15 июля. С. 46-48.

30. Муминов Н.Ш., Саломов Х.Т., Прназарова У. Влияние температурного араметра на полноту гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из лопковой створки. Москва,1991. 4с. Деп. в АгроНИИТЭИпшцепроме 14. 01. 991, №2365.

31. Муминов Н.Ш.,Саломов Х.Т., Арифходжаев ХА и др. Зависимость гуднеобразукнцей способности хлопкового пектина от процесса гидролиза-кстратирования. Москва., 1991. 6с. Деп. в АгроНИИТЭИпшцепроме 14.01.1991, 2 2366.

32. Муминов Н.Ш. Способы подготовки сырья и проведение гидролиза-сстрагирования пектиновых веществ, из хлопковой створки. Тез. докл. Респ. 1учно-пракг. конф. "Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсо-5ерегающих технологий, оборудования и новых видов пищевых продуктов в ццевую и перерабатывающие отрасли АПК"., Киев 1991. 24-26 сентября.

33. Муминов Н.Ш., Саломов Х.Т. Исследование и разработка технологических режимов гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из хлопковой створки. Москва., 1992. 16с. Деп. в АгроНИИТЭИпищепроме 18.01.1992, № 2466.

34. Муминов Н.Ш., Саломов Х.Т . Исследование и выбор оптимального осадителя для осаждения хлопкового пектина. Москва., 1992. 6 с. Деп. в АгроНИИТЭИшпцепроме 18.01.1992. №2467.

35. Муминов Н.Ш. Разработка технологических режимов гидролиза-экстрагирования пектиновых веществ из хлопковой створки. Тез. докл. Ш-го научно-технического семинара "Электротехнология пектиновых веществ"., Киев КТИПП, 1992. 18-19 февраля, с.59-6 2.

36. Саломов Х.Т, Юсупов АМ., Муминов Н.Ш. и др. Пищевой пектин из хлопковой створки. Информационный проспект для ВДНХ Узбекистан 1990 -1991 гг. Ташкент, С. 8.

37. ТУ Уз.10-03.41-88. Створка хлопковой коробочки, (научный рук. Саломов Х.Т. Авторы: Прназарова У., Рустамбекова Г.У., Арйфходжаев ХА, Муминов Н.Ш., Турбасв БД.). : '.

38. ТУ Уз.10-03.42-88. Пектин пищевой, зййшсовьгй, сухой, (научный рук. Саломов Х.Т. Авторы: Прназарова У., РустамбекОва Г.У^'Арйфходжаев ХА, Муминов Н.Ш., Турбаев Б.Д). ' ;

39. Технологический регламент для проектирования завода по производству пищевого порошкообразного пектина, кормов и биологического удобрёния из отходов хлопководства. Для служебного пользования. Ташкент. 1990. С.97. (Авторы: Саломов X. Т., Юсупов АМ, Арйфходжаев ХА, Муминов Н.Ш., Турбаев Б.Д).

40. Типовой технологический регламент для проектирования завода по производству пищевого порошкообразного пектина, витаминизированных кормов и биологических удобрений из отходов хлопководства. Для служебного пользования. Ташкент. 1990. С.145. (Авторы: Саломов Х.Т., Юсупов АМ., Арйфходжаев Х.А, Муминов Н.Ш., Турбаев Б.Д) .

' 41; Муминов Н.Ш. Исследование и разработка технологических режимов извлечения Пекпшовых веществ из хлопковой створки. Автореф. дисс. канд. техн. наук., Киев:КТИПП, 1992. С. 24.

42. Муминов Н.Ш. Создание промышленной технологии производства пектина из хлопковой сгаорки. Тезисы докл. респуб. научно-практ. конф. "Ресурсо-и энергосбережения в отраслях АПК" Бухара, 1993 . 12-14 апреля.

43. Муминов Н.Ш. Разработка технологий производства пектина из различных видов растительного сырья, вторичных сырьевых ресурсов и плодов, их применение в отраслях пищевой промышленности. Тез. докл. 1-Всероссийского научно-технического семинара совещания с международным участием "Научно-практические пути решения проблемы производства пектина" Краснодар. 1993 .12-14 октября.

44. Муминов Н.Ш. Изучение технологических качеств сахарного сорго различных сортов и способов получения сахарного концентрата и его очистки. Тезисы докл. научно-практической конференции, посвящ. 75-летию ТашГУ, Ташкент 1994.

45. Муминов Н.Ш. Особенности мини-сахарного производства из стеблей сахарного сорго. Тез. докл. П-научно-практической конф. по становлению и развития мини-сахарного производства в РУз. Чирчик, 1994. 19-20 апреля.

46. Муминов Н.Ш. Основные технологические режимы извлечения сахаросодержащих углеводов из сахарного сорго. Тез. докл. Научно - практи-

ческой конференции, посвящ. 60-летию ТИИИМСХ., Ташкент 1994.

47. Муминов Н.Ш. Исследование динамики накопления Сахаров в сахарном сорго. Ташкент. 1995,6с. Деп. в ГКНТ РУз 28.06.95. № 2413.

48. Муминов Н.Ш. Назаров А.Т. Разработка технологических режимов извлечения сахаристых веществ из сахарного сорго. Ташкент, 1995. 6 с. Деп. в ГКНТ РУз 28. 06.95. № 2414.

49. Муминов Н.Ш. Разработка методов и технологических параметров процесса очистки сока из сахарного сорго. Ташкент, 1995.-5 с. Деп. в ГКНТ РУз 28. 06.95. № 2412.

50. Первичный токсикологический паспорт на концентрированный сахарный сироп из растения сорго. Утвержден Главным Государственным Санитарным врачом РУз. Ташкент. 1995.

51. ТУ Уз 46-41-95. "Стебли сахарного сорго". Ташкент. 1995. (научный рук. Муминов Н.Ш.).

52. ТУ Уз 46-42-95. "Пищевой концентрированный глюкозно-фрукгозный сироп из сахарного сорго", (научный рук. Муминов Н.Ш.).

53.Принципиально новая технология получения глюкозно-фрукгозного сиропа из сахарного сорго. Экспресс-информация и рекламно-информационный материал на выставку "Достижения науки и техники в производство" Ташкент. 1995.10 с. (авторы Муминов Н.Ш., Абдурахимов А).

54. Муминов Н.Ш., Саломов Х.Т., Карпович Н.С. Производство пищевого порошкообразного пектина из нетрадиционных видов сырья. Экспресс-информация и рекламно-информационный материал. Ташкент. 1995. с.4.

55. Муминов Н.Ш. Разработка технологий й пути обеспечения Республики сахаром и пектином. Тез.докл. респ. научно-техн. конф. "Проблема разработки химической технологии импортзамешаемой продукции в Узбекистане".Ташкет, Институт химии., 1995. 10-12 мая.

56. Муминов Н.Ш. Разработка новой технологии получения концентрированного глюкозно-фрукгозного сиропа из нетрадиционного сахаросодержащего сырья и её промышленное внедрение. Тез. докл. международного симпозиума вовлечения с сельскохозяйственное производство новых нетрадиционных культур и разработка основ их возделывания. Ташкент. УзНИИР, 1995. 4-6 сентября.

57. Муминов Н.Ш. Разработка технологии производства пектина из нетрадиционных видов культур. Тез. докл. международного симпозиума вовлечения с сельскохозяйственное производство новых нетрадиционных культур и разработка основ их возделывания. Ташкент. УзНИИР, 1995, 4-6 сентября.

58. Муминов Н.Ш., Назаров А.Ш., Саломов Х.Т. Изучение моносахаридного состава стеблей сахарного сорго. Тездокл. межд. конф. "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности", Могилев., 1995. 22-24 ноября.

59. Технологический регламент для проектирования завода по производству пищевого концентрированного глюкозно-фрукгозного сиропа из стеблей сахарного сорго. Для служебного пользования. Ташкент.1995. С.115 (научный рук. Муминов Н.Ш.)

60. Муминов Н.Ш. Разработка технологий сахаристых веществ из нетрадиционных видов сырья. Тез. докл. международной конференции "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности". Самарканд. 1996. 20-22 сентября.

Муминов Нажмиддин Шамсиддиновичшшг техника фанлари доктори

илмий даражасшш олшп учун "Пахта чаноги ва ширин жухори пояси асосида пектин ва шакар моддаларининг техпологаяси" мавзусида бажарган илмий тшшинг кискача мазмуни Диссертация ишида пектин ва шакар моддаларини ноанъанавий усимлик турларининт кисмлари - пахта чаноги ва ширин жухори поясидан ишлаб чикаришнинг технологияси яратилган булиб, мазкур технология асосида пахта пектини ва шакар моддалари (куюкдаштирилган глюкоза-фруктоза киёми) ишлаб чикдрадиган тажриба-синов цехлари ишга тупшрилиб, уларни кенг саноат микёсида ишлаб чикаришни ташкил этиш хар томонлама илмий асослаб берилган. Шакар моддалари (пектин, куюкдаштирилган глюкоза-фруктоза киёми) ишлаб чикариш технологиясининг асосий жараёнлари булган - хомашёии тайёрлаш, максадли мах,сулотни ■ ажратиб олнш, чуктириш, кераксиз моддалардан тозалашнинт технологик режим ва параметрлари, усул ва методлари яратилган, ишлаб чикилган. Табиий - х,олдаги ноанъанавий хомашблардан олинган шакар модцаларидан фойдаланиб, янги турдаги озик-овкат мах.сулотларининг рецептуралари яратилган.

Олинган илмий хулосалар ва тавсйялар куйидагилардан иборат:

Пахта чаногини гидролиз-экСтракция жараёнига тайёрлашнинг юкори сифат курсаткичларини таъминловчи курйтишнинг энг макбул параметрлари 70° С ва 11,5 соат оралигида, энг макбул ул^ови 3-5 мм булиши лозимлиги, курук пахта чаногини 24 ой давомида одатдаги температура оралигида -18°С дан + 45°С гача, атрофдага хавонинг нисбий намлига -70 - 82% да сакдаш олинган пектиннинг физик-кимёвий. курсаткичларита таъсир килмаслиги урнатилган.

: Пахта ' чанопши полифеноллардан тозалашнинт технологик режим ва параметрлари яратилган: 3%-ли ош тузининг эритмаси билан 70° С температурада, 30 мин вакт оралищда 1:8 гидромодулда тозалаш.

Пахта чаногидан пектин моддаларини гидролиз-экстракциялаш жараёнининг энг макбул технологик режимлари ва параметрлари ишлаб чикилган:

- хомашёнинг шдролизловчи агентга нисбати 1: 8 - 1:10;

„." - пектин моддаларини гидролиз-экстракция жараёнини икки боскичда амалга ошириш лозимлиги исботланган. Гидрсшизловчи агент сифатида мувофиц равшцца 0,3...0,5% -ли щавель ва 0,2...0,3% -ли хлорид кислотаси эритмаларидан фойдаланиш тавсия этилган;

- гвдролиз-эксгракциялаш жараёнининг температура«! 75 - 80° С;

- гидролиз-экстракциялаш жараёнининг давом этиш вакти 80 - 90 мин;

- гидролиз-экстракциялаш жараёнининг аралаштириш вакти хар 10' минутдан кейин.

Пахта пектинини поливалент металларнинг тузлари билан чуктиршцда, чуктиришнинг • самарадорлиги ва пектиннинг юкори сифати таъмивданмаслиги аникданган. Пектин моддаларини пахта чаноги экстрактидан ажратиб *олиш учун этанрл- самарали чуктирувчи сифатида тавсия этклган.

Пахтачилик чикиндиларидан бир йилда куввати 100 т кукунсимон, озик-овкат пектини, 1600 т чорва моллари учун озука ва 2000 т биологик угат'. ишлаб чикарадиган заводнинг намунавий лойихаси ишлаб чикилган ва тасдикданган. Пахта чаногидан пектин ишлаб чикарувчи тажриба - саноат заводи ишга туширилган.

Канд жухорининг поясида шакар моддаларининг тупланиши унинг уругини тулик етилиши билан тугри келиши ургакилган. Канд жухорини шакар ишлаб чикариш максадида йигиштириб олишнинг энг кулай вакти канл жухори пояси >!, донининг тулик етилган даври хисобланиши аникланган.

Кднд жухори пояснив мегьёрий атмосфера шароитида 4-5 ой давомида сок ва шакар модяалариви унча юк.ори булмаган йукотишнсиз сахлаш мумкинлиги урнатилган.

Кднд жухорининг юкори самарали, узида купрок шакар моддаларнни тупловчи навлари аникланган, унинг хар бир ривожланиш фазасида шакар моддалари тупланишининг динамикаси урганилган. Кднд жухорининг турларида шакар моддаларининг микдори 14,5 % дан 26,33% гача булиши аникланган.

Канд жухоридан ошнган глюкоза-фруктоза киёмининг моношакар, кимёвий ва углевод таркибн урганилган. Кднд жухори пояснни I - фракцияли сок олшн учук уч валыуш прессларда прссслашдаы олдик 30-40 см улчовларда майдалаш таклиф этилган.

Шакар модддаларини ва П - фракция диффузион сокни ажратиб олиш учун, диффузия жараёншшнг технологик режишари ва параметрлари яратилган:

канд жухори коми : сув, 1: 3 нисбатига тент булиши;

диффузия жараёнинг температураси 80 - 85°С да булиши;

диффузия жараёнинг давоы этиши 60 - 70 мин вакт оралигида булиб, барча масса даврий аралаштирилиб турилиши керак.

Канд жухори посидан олинган диффузион сокни тозалашнинг технологик параметрлари ва режимлари шплаб чикдлган:

- диффузион сохни йирик механик аралашмалар ва кзсмлардан тозалаш учун 3500-4000 об/мин фазалар омилида центрифугалаш параметрлари;

- диффузион сокни бентонит ва желатин аралашмаси билан тозалашнинг механизми. бентонит ва желаТнннинг энг макбул доза сарфи иувофик. равишда 3,5 -4,0 г/л ва 10 - 150 мг/л аникланган;

- глюкоза-фруктоза кяёмияинг пахта липшнидан олингаи гранулланган ва кукунсимон актив кумир АУЛ-Х, АРЛ-6 билан тицдиршп;

- диффузион сокнинг куюклаштирищцан олдинга рН курсаткичи ва куюклаштириш жараёни учун ишлатиладиган олтингугурт ангидридининг дозаси аникланган : 90 мл 50 хар бир 100 л сок учун ва рН = 6,5 - 7,0.

Техник шартлар ТУ Уз 46-42-95 "Кднд жухоридан олинган куюклаштирилган озик-овкат ппокоза-фруктоза вдёми", канд жухори поясидан олинган куюклаштирилган шакарли киём учун токсикологах холат даражасини белгиловчи тиббиёт хулосаси, канд жухори поясидан куюклаштирилган озик-овкдт ппокоза-фруктоза кнёмини ишлаб чихарувчи'заводни лойвдалаш учун техдологик. регламент ишлаб чихилган ва тасднкпанган.

Олинган пектин ва ппокоза-фруктоза киёмидан лаборатория ва тажриба-саноат шароитида озик-овкдт ма^сулотларишнг рецептураларини ишлаб чикищда фойдаланилган. Тадкикртлар натижаси асосида мармеладнинг икки тур рецептуралари "Узбекистан" ва "Лола" ишлаб чикдлиб, бу рецешуралар республика дегустация комиссияси томонидан куллаб-кувватланиб, ишлаб чихдришга тавсия килинган.

Пахта пектини мева ва сабзавотлардан тайёрланган чагадавбосди ичимликларининг стабили заторлих хусусиятини яхпгалаш ва стабилизатор сифатида гомогенлигини таъминлаш учун фойдаланишнинг технологияси ишлаб чюдалган.

Хар хил мевалар компотларининг 25, 50, 100% - ли шакар микдорини кднд жухори-дан олинган глюкоза-фруктоза киёмига алмаштириб, х,ар хил вариантлари ишлаб чикилган ва компотларнинг намуналари тайёрланган.

Илмий тадкикотлар натижаси асосида 1995 йилда Наманган вилоятинииг Наманган туманидаги "Ижодкор" агрофирмасида канд жухорининг поясидан

куюкдаштирилган глюкоза-фруктоза - киёми олинадиган технологик линия Синовдан утказклиб, ишлаблчикаришга жорий килинган.

COMMON RESULTS AND RECOMMENDATION

On the..strength; of i the results of the conducted investigation the following conclusions-arid recommendations were done:

Cotton leaf, process preparation for hygroysis extracting are deferaiined its high quality .indicators is. a, drying1 on temperature 70 С during 1- 1,5 hour under the intensive conviction with hot air. Protracted keeping dry cotton leaf during 24 months in the conditions of usual temperatute fluctuation from -18C to + 45 Cand relativ humidity of the air 70...82% does not have influence on physic-chemical indicators of pectin. The optimum size of cotton leaf blade in the process of hydrolysis-extracting is 3-5 millimetres.

Cleaning cotton leafs from polyfend with 3% solution of food salt under the temperature of 70 С during 30 minutes in hudromodule 1:8.

On the ground of researches optimal technological regimes for the process of hygroUse-extractmg of pectin substances from cotton leaf:

- relation of raw materials to hygrolizing agent is 1:8 - 1:10.

. -the-necesseryof two stage hygrolise-extraction of pectin substances is proved. It ,s recimmended to use 0,3...0,5% solution of (COOH)2, acide and then 0,2...0,5% solution of salt^acid; as hygrolizing agent. -

- temperature of hygrolize-extraction is 75-80 С

- time of hygrolize-extraction process being 80-90 minutes

- mixing each 10 minutes. ,

To extract pectin substances from cotton leaf extracted etanol ia recommended as an effictive mean. .

Project of plant for the production of eatable powder-typepectin with the capacity of 100 tons of . pectin/ year, 1600 tons of. feed (stem) and '2000 tons of liological fertilizers/ year from the cotton by products is approved. •; - ;

It ,s defined that; the moati-accurmulation of sugar-m'stems' of .sugar-sorgo coimcides with complete ripeness of seeds,■ that. ,s why the best.time for sugar.sorgo harvesting is the period when stems and seeds reach, their, complete ripeness V- е-опг-ч;-'

It ,s defined thet under normal atmosphere conditions, sugar sorgo stems'"were preserved ia the period of 4-5 months without noticable losses' of juice-rand: Sugarness.

,;-The most producting sorts of sugar sorgo with high accumulation of' sugar in them were exposed lately. The phases of sugar sorgo development were deterifiined and the dynamics of sugar subatances accumulation was studied. Content of sugar in samples flactuates from 14,5% to 26,33%.

Monosugar content of sugar, glucose-fructose syrup, chemical and carbohydrate content .Rf from sugar sorgo was studied.

Tha-cutting-of sugar sorgo stems in size of 30-40 sm. before pressing on three rolling/press for producting of 1- flaction juice was offered.

For maximum extraction of sugar sudstancess and for producting diffusion juice of 11th flaction the diffusion process has been created:

- the ratio sorgo-cake: water is equal to 1:3;

- the temperature of be mass is kept till 80-85C;

- the duration of process is up to 60-70-minutes while constand mixing.

The mechanism and consequence of the process, technological parameters and condicions of diffusive juice has been worked out;

- centrifuging paramétrés (3500-4000 turns per minute) for refining the diffusive' juice from rough mechanical admixtures and suspended parts;

- mechanism of combined of diffusive juice by bentonit and gelatin; an optimal dosega of reagents of 3,5-4,0 agriculture and 100-150 md/I was defined.

- illumination of sugar glucose-fructose syrup using granulated and powder actirated

coal.

AUL-X, ARL-68, produced from cotton lignin

- a dose of sulphureous anhydride and Ph of diffused juice before vacuum-evaporation, which is equale to 90 mis 50 grams per 1000 litres ofjuice Ph = 6,5 - 7,0

TU Ux 46-42-95 "Concentrated food glucose and fructose syrup of sugar sorghum "

Pimary tox: cological passport of sugar of concentrated sugar syrup of sugar sorghum. Technological regulation for planning the factory for production of concentrated food fructose-glucose syrup from the sugar sorghum sterms has been worked out and approved.

Pectin extracted and fructose-dlucose concentrate were for working out the recipes of food product in laboratory and industrial-experiment conditions. According to the results of research 2 recipes of marmelade "Uzbekistan " and "Lola " have been suggested; they have been approved by the Republic tasting committee "Uzpisheprom " and recommended for production.

Different kinds of fruit compote recipe with 25, 50, 100, percent substitution of sugar sorghum fructose-glucose syrup have been prepared. Recipes and technological instruction on production of tinned goods, fruit peach and plum compotes ewith the use of sugar sorghum fructose-glucose syrup have been developed.

On the bases of the results research a new technological line on production of glucose-fructose from the sugar sorghum has been worked out, tested and introduced in 1994 at the agreeculture firm "Ijodkor " Namangan region the province of Namangan.