автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.03, диссертация на тему:Теоретические и прикладные основы консервации зерна риса

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи УДК: 664.782.03.001

РОСЛЯКОВ Юрий Федорович

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ОСНОВЫ КОНСЕРВАЦИИ ЗЕРНА РИСА

05.18.03 - Первичная обработка и хранение продукции растениеводства

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени доктора технических наук в виде научного доклада

КРАСНОДАР-1997

Работа выполнена на кафедре биохимии и технической микробиологии Кубанского государственного технологического университета.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Ковальская Л.П.

Член-корреспондент Российской акдемии технологических наук, доктор технических наук, профессор Надыкта В.Д.

Лауреат Государственной премии Российской Федерации, академик Международной академии энергоинформационных наук, доктор биологических наук, профессор Штефан В.К.

Защита состоится 26 июня 1997 г. в 10:00 на заседании Диссертационного совета Е).063.51.01 Московского государственного университета пищевых производств по адресу : 125080, Москва, Волоколамское шоссе, 11, (корп. 1,ауд. 229)

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке МГУПП.

Диссертация разослана 23 мая 1997 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

к.т.н., доцент И.В.Аржанова

Ведущая организация:

Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельскохозакадемии.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ *

1.1. Актуальность проблемы. Консервация влажного зерна интересует человечество уже более 100 лет. Решение этой проблемы позволит в период массовой уборки урожая сохранить зерно без потерь при сравнительно небольших затратах и получить из него максимальное количество качественной продукции. Проблема наиболее актуальна для зерна риса в силу его специфических особенностей - неравномерности созревания зерновок, способности к пожелтению при самосогревании и трещинообразованшо при механической транспортировке и тепловой сушке, повышенной физиолого-биохимической активности и повреждаемости микроорганизмами [41,60].

Многолетний опыт хранения риса-зерна показывает, что в условиях Северного Кавказа - самой северной зоны возделывания риса в России - в период уборки урожая на хлебоприемные предприятия поступает более 80 % зерна надкритической влажности (в т.ч. до 30 %- сверх ограничительных кондиций), своевременно просушить которое в полном объеме не представляется возможным, тем более, что зерно риса требует только мягких тепловых режимов сушки. Это приводит к неоправданным потерям.

В то же время высушивание зерна риса до сухого состояния необходимо лишь для его хранения. Для технологической переработки в крупу желательна более высокая влажность - 15.5-16.5 %. Решение этой задачи мы видим в создании технологии консервации свежеубранного зерна риса, его последующего хранения и переработки при влажности оптимальной для получения рисовой крупы.

В последние годы проблема сохранности риса-зерна обострилась ввиду того, что во многих хозяйствах Северо-Кавказского региона не хватает действующих зерносушилок и энергоносителей. Созданные в регионе многочисленные зер-нопроизводящие и зерноперерабатывающие фермерские хозяйства и акционерные общества не имеют соответствующей материально-технической базы для проведения научнообоснованных операций послеуборочной обработки зерна, однако они отказываются сдавать свое зерно в государственные хранилища из-за высоких финансовых издержек.

Представленная работа направлена на решение важной народохозяйствен-ной задачи - создание эффективных технологий временного хранения влажного продовольственного зерна риса, в основе которых лежит использование экологи-

* Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному консультанту -академику, д.т.н., профессору кафедры биохимии и технической микробиологии КубГТУ Щербакову В.Г. за постоянное внимание к теме исследования и участие в обсуждении результатов данной работы.

чески безопасных консервантов в минимальных дозах; она позволит сохранит] хлебные запасы страны в экстремальных условиях.

В решение отдельных аспектов проблемы химической консервации, техно логии хранения и биохимии зерна значительный вклад внесли ученые России (п( алфавиту) - В.И.Анискин, М.Е.Гинзбург, М.Т.Голик, В.Н.Делидович, Г.С.Зе линский, Е.Д.Казаков, Н.П.Козьмина, Е.П.Козьмина, Н.П.Красноок, В.Л.Крето вич, Л.Н.Куприц, Л.С.Львова, Я.Ф.Мартыненко, Е.Н.Мишустин, А.П.Нечаев Я.Я.Никитский, С.П.Пунков, Н.И.Соседов, Л.А.Трисвятский, В.Г.Щербаков Д.В.Шумский, О.Д.Шумский, ученые других стран - Alexander J.C., Bachman F. Bennet J.A., Божинова O., Cahagnier В., Drury Е.Е., Ellit С., Grochower J., Huitsor J.J., Jacguement H., Jonis J.M., Jormak W., J. K. Kunisuke, Kwolek W.F., Киров H. Lorens D.R., Marine S., Miling D.C., Moaré С., Mowat D.N., Недялков Я Podkovska W., Poisson J., Rogozinska J., Rolhkaehe J., Shotwell O.Z., Singn-Verm S.B., Siwilo R., Stevenson K.R., Takai H., Torest J.J., Watts P.W., Wilson D.M. и др.

Однако, несмотря на известные достижения как зарубежных, так и отечественных ученых в решений исследуемой проблемы, недостаточно внимания уделялось вопросам химической консервации продовольственного зерна и особенно нестабильного при хранении зерна риса; недостаточны теоретические исследования в области создания рациональных эффективных и экологически безопасных технологий консервации влажного зерна, способов внесения консерванта в зерновую массу; практически не выяснены механизм взаимодействия консерванта с зерновкой, его воздействие на микробиологическую, физиологическую и биохимическую активность зерновки и зерновой массы; неполны известные объяснения механизма консервации зерна, участия консерванта в метаболизме человека и животных; ограничены сведения об экологической оценке консервированного зерна и продуктов его переработки; до настоящего времени не проводились исследования по моделированию процесса консервации зерна и оптимизации его последующей переработки; не разработаны устройства для эффективного ввода минимальных доз консерванта в зерновую массу; не предложены надежные доступные способы утилизации отработанных консервантов; нуждаются в совершенствовании методы определения остаточного количества консервантов в зернопродуктах; отсутствует нормативная документация (НД) на консервированное зерно и продукты его переработки.

Актуальность проведенных исследований подтверждена включением работ по консервации зерна риса в координационный план научных исследований Минвуза СССР в области биологии (№ госрегистрации 01830002171), в научно-техническую программу Минвуза Российской Федерации "Продовольствие" (№ госрегистрации 38-03 ПП), в Программы фундаментальных исследований Госко-

митета Российской Федерации по высшему образованию (№ госрегистрации 01920001870) и Министерства общего и профессионального образования (19962000 гг.), в республиканскую комплексную научно-техническую программу "Продовольствие России" (№ госрегистрации 01890086835), в региональные комплексные научно-технические программы Северного Кавказа (1993-1998 гг.), в региональную научно-техническую программу "Экология и энергосбережение Кубани" (1997-1999 гг.), в международные межвузовские российско-болгарскую (1981-1985 гг.; 1996-1999 гг.) и российско-китайскую (1996-2000 гг.) научно-технические программы.

Представляемая к защите работа соответствует "Критическим технологиям федерального уровня" и "Приоритетным направлениям науки и техники" в Российской Федерации, утвержденным Правительством России (№ 2727п-П8, 2728п-П8 от 21.07.96 г.).

1.2. Цель и задачи работы. Цель исследования - разработка теоретических основ и практическая реализация новых технологий послеуборочной обработки и хранения зерна риса надкритической влажности с применением экологически безопасных химических консервантов в минимальных дозах.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка научной концепции консервации продовольствегаюго зерна риса;

- системное изучение особенностей зерна риса как объекта хранения и консервации;

- научное обоснование выбора консервантов, удовлетворяющих санитарным, экологическим, технологическим и экономическим требованиям;

- теоретическое объяснение роли выбранного консерванта в метаболизме живых организмов зерновой массы и механизма консервации зерна риса: воздействия консерванта на микробиологические, физиологические и биохимические процессы в хранящемся зерне, а также на технологические, потребительские, кулинарные, пищевые достоинства и биологическую ценность продуктов переработки зерна риса; изменение под действием консерванта углеводно-амилазного, бел-ково-протеиназного и липидного комплексов рисовой зерновки, ее структурно-механических, реологических и оптических свойств;

- физико-математическое моделирование процесса консервации зерна риса, оптимизация степени диспергирования и дозы вносимого консерванта;

- создание новых эффективных устройств, позволяющих минимизировать дозу консерванта до 0.05-0.01 % к массе зерна за счет его диспергирования, а также комбинированного использования химических консервантов и физических факторов - температуры, СОг, РГС, СВЧ, УЗ и других;

- иа базе теоретических и экспериментальных разработок создание рацио-

нальных технологий консервации влажного зерна риса, основанных на предложенных новых эффективных способах внесения микродоз консервантов в зерновую массу и промышленных устройств для их реализации;

- теоретическая разработка и создание экспресс-методов определения остаточных количеств консерванта в зерне риса и продуктах его переработки, а также разработка способов утилизации консерванта на всех технологических этапах консервации, хранения и переработки зерна;

- разработка научно-теоретических основ использования вторичных ресурсов, получаемых при переработке консервированного риса-зерна для стабилизации хлебобулочных изделий и комбикормов;

- разработка научной документации на консервированный рис-зерно и получаемую из него рисовую крупу;

- токсикологическая оценка консервированного риса-зерна и продуктов его переработки;

- создание научных основ технологии консервации зерна риса надкритической влажности минимальными дозами пропионовой кислоты (ПК);

- разработка технологических режимов и регламентов консервации зерна, испытание и оценка предлагаемых способов, устройств и технологий консервации влажного зерна риса в производственных условиях.

1.3. Научная концепция. В основу разработки теоретических и прикладных основ консервации влажного продовольственного зерна риса пропионовой кислотой положен системный подход в решении логически взаимосвязанных задач от выбора, экспериментального обоснования базового консерванта и объяснения механизма его действия до разработки технологии и создания оборудования для консервации риса-зерна, его хранения, переработки в крупу и утверждения нормативной документации на консервирванный рис и продукты его переработки.

Автор рассматривает консервацию диетического продукта - риса как альтернативный вариант решения широкой проблемы сохранения продовольствия с использованием в мини-микродозах разрешенного Госкомсанэпиднадзором РФ химического консерванта - пропионовой кислоты, не ухудшая при этом экологию, сохраняя исходные качества, в том числе жизнеспособность, пищевую и биологическую ценность, улучшая технологические свойства риса-зерна за счет его переработки при оптимальной для получения крупы влажности, соблюдая действующие нормы безопасности конечных продуктов.

1.4.Научпая новизна. Сформулирована научная концепция и разработаны основные теоретические положения применения низкомолекулярных карбоно-вых кислот в различных фазовых состояниях в сочетании с химическими и физическими факторами для консервации влажного продовольственного зерна риса.

Теоретически аргументирован выбор базового консерванта для зерна риса -пропионовой кислоты - на основании анализа ее физических, химических и физиологических особенностей, а также сравнительной оценки с другими консервантами, включая роль ПК в метаболизме живых организмов.

Теоретически обоснован и объяснен биохимический механизм консервирующего действия низкомолекулярных карбоновых кислот.

Впервые комплексно обоснована, разработана и запатентована усовершенствованная технология консервации влажного зерна риса, в том числе риса-зерна оптимальной технологической влажности, позволяющая максимально сохранить исходный химический состав и свойства риса-зерна, исключить допол-нитльное трещинообразование и пожелтение, образование и накопление афлаток-синов в зерне, получить экологически безопасную высококачественную рисовую крупу с повышенным содержанием целого ядра.

Установлена математическая зависимость между влажностью, температурой, длительностью хранения риса-зерна и дозой консерванта, позволяющая прогнозировать сроки хранения риса-зерна различной влажности.

Впервые разработана физико-математическая модель процесса консервации зерна и проведена ее оценка, на основе которой созданы теоретические предпосылки для создания новых эффективных способов консервации влажного зерна и конструкций устройств для их реализации.

Исследовано влияние пропионовой кислоты на ферментные системы и физиологические свойства рисовой зерновки; впервые теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность реактивации ферментов в процессе хранения консервированного зерна риса по мере улетучивания консерванта, восстановления биологического потенциала зерновки риса.

Установлено, что послеуборочное дозревание у консервированного малыми дозами консерванта влажного зерна риса проходит более быстро, чем у зерна, приведенного в стабильное состояние методом тепловой сушки; всхожесть и энергия прорастания у такого зерна превышают контроль.

Впервые теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность снижения трещиноватости консервированного зерна риса при его хранении во влажном состоянии за счет "заживления" ранее образовавшихся трещин.

Впервые проведено исследование реологических свойств и микроструктуры рисовых зерновок, подвергнутых обработке пропионовой кислотой, отлежке и хранению и изменивших свой цвет до лимонного, желтого и коричневого.

Исследованы технологические свойства консервированного риса-зерна, кулинарные и пищевые достоинства, а также биологическая ценность полученной из него крупы.

Теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность и целесообразность применения вторичных продуктов переработки консервированного риса-зерна для улучшения качества и стабилизации при хранении хлебобулочных изделий и комбикормов.

Впервые за счет использования новых разработанных автором способов внесения консерванта в зерновую массу и созданных оригинальных устройств минимизирована до 0,05 - 0,02 % к массе зерна доза консерванта, при которой практически исключается его контакт с эндоспермом зерновки.

Впервые предложено использование пропионовой кислоты в качестве инсектицида одновременно с консервацией риса-зерна.

Теоретически обоснована методология и разработано пять аналитических экспресс-методов определения остаточного количества пропионовой кислоты в рисе-зерне и продуктах его переработки.

Теоретическая и прикладная новизна и оригинальность проведенных научных исследований на международном уровне подтверждена получением авторских свидетельств на изобретения, патентов и положительных решений ВНИИ ГПЭ о выдаче автору охранных документов Российской Федерации.

1.5. Практическая значимость. На основе проведенных исследований:

- разработана и запатентована применяемая на ОАО "Полтавский комбинат хлебопродуктов" Краснодарского края экологически безопасная ресурсосберегающая промышленная технология консервации влажного зерна риса пропионовой кислотой в различных фазовых состояниях в сочетании с химическими и физическими факторами, позволяющая гарантированно сохранить свеже-убранное зерно риса в хранилищах разного типа до 6 месяцев без количественных потерь и снижения качества, исключить самосогревание и плесневение риса-зерна и, как следствие, образование в нем афлатоксинов, а также пожелтение эндосперма рисовых зерновок и потерю товарного вида зерна при последующем хранении;

- разработана, запатентована и осуществлена на хлебоприемных предприятиях Краснодарского края экономически эффективная технология консервации риса-зерна оптимальной технологической влажности, позволяющая перерабатывать его в крупу в условиях, обеспечивающих снижение трещиноватости эндосперма рисовых зерновок и увеличение общего выхода крупы на 1.0-1.5 %, а целого ядра на 1.5-2.5 %;

- за счет совершенствования методов внесения в зерновую массу пропионовой кислоты в сочетании с физическими факторами достигнута минимизация дозы консерванта до 0.05-0.02 % к массе зерна (под руководством автора разработано и запатентовано 19 способов консервации зерна риса и 16 конструкций

устройств для их осуществления);

- разработаны способы утилизации отработанной пропионовой кислоты при консервации зерна, исключающие загрязнение окружающей среды;

- разработана конструкторская документация на изготовление промышленной и двух полупромышленных установок для консервации зерна, одна из которых в настоящее время запатентована, изготовлена и действует;

- разработаны и изготовлены четыре стендовые лабораторные установки для обработки зерна жидкими консервантами, конструкции двух из них запатентованы; разработана и применяется в КубГТУ и МГУПП усовершенствованная методика количественного определения массовой доли азота в растительных материалах; усовершенствован способ определения биологической ценности пищевых продуктов с помощью тест-микроорганизма ТеиасЬушепа рупГогпш; разработаны и запатентованы технологии применения пропионовой кислоты и продуктов переработки консервированного риса-зерна для стабилизации хлебобулочных изделий, а также сыпучих и гранулированных комбикормов; разработан, запатентован и апробирован на ОАО "Полтавский комбинат хлебопродуктов" Краснодарского края новый эффективный способ борьбы с амбарными насекомыми-вредителями, основанный на применении пропионовой кислоты;

- разработаны ТУ: "Рис-зерно консервированный пропионовой кислотой" и "Рисовая крупа из консервированного риса-зерна", а также технологическая инструкция для хлебоприемных и перерабатывающих предприятий по применению предлагаемых способов консервации риса-зерна; получены гигиенические сертификаты на консервированный рис-зерно и вырабатываемую из него крупу;

- приняты к рассмотрению ВНИИ ГЭП заявки на два товарных знака -"РИКОН" (рис-зерно консервированный) и "КРИКОН" (рисовая крупа из консервированного риса-зерна).

На основании выполненных лабораторных и производственных исследований получено разрешение Министерства здравоохранения Российской Федерации на применение пропионовой кислоты в качестве консерванта для продовольственного зерна риса (заключения № 123-14/3430-8 от 28.10.1976 г. и № 12314/1010-8 от 28.04.1977 г.), а с 1994 г. пропионовая кислота включена в список пищевых добавок, разрешенных к применению в пищевой промышленности Российской Федерации (постановление Госкомсанэпиднадзора РФ № 01-19/42-11 от 14.08.1994 г.).

Теоретические и прикладные положения работы включены в учебные курсы "Технология хранения зерна", "Биохимия зерна", "Технология хлебопекарного производства" и "Технология комбикормов", в издаваемое учебно-методическое пособие "Микробиология хлебопродуктов" для студентов КубГТУ

и других высших учебных заведений, а также в программу факультета повышения квалификации руководящих работников отрасли хранения и переработки зерна.

1.6. Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях Краснодарского отделения Всероссийского биохимического общества Академии наук Российской Федерации (Краснодар, 1975, 1977, 1986, 1990, 1995, Ш6), на расширенных заседаниях Координационного совета по решению научно-технической проблемы риса в Российской Федерации (Краснодар, 1975,1977), Технического совета Кубанского филиала ВНИИЗ и Краснодарского краевого производственного управления хлебопродуктов (Краснодар, 1977), Технического совета Красноармейского комбината хлебопродуктов (ст-ца Красноармейская, Краснодарского края, 1977, 1987), на научной конференции профессорско-преподавательского и научного состава Московского технологического института пищевой промышленности (Москва, 1977), на конференции молодых ученых МТИПП (Москва, 1977), на заседании Научного совета по проблеме "Интенсификация биохимических и физических процессов производства, повышение пищевой ценности продуктов питания" Госкомитета СМ СССР по научке и технике (Краснодар, 1977), на Всесоюзной конференции "Научно-технический прогресс в зерноперерабатывающей промышленности" (Одесса, 1977), на Координационном научно-техническом совете Министерства заготовок СССР (Москва, 1977), на юбилейных научных конференциях Краснодарского политехнического института (Краснодар, 1980, 1990), на научно-техническом совете Пловдивского высшего института пищевой и вкусовой промышленности (НРБ, Пловдив, 1982), на конференции молодых ученых и специалистов ВНИИЗ (Москва, 1985, 1986), на Всесоюзной научной конференции "Пути повышения качества зерна и зернопродуктов, улучшения ассортимента крупы, муки и хлеба" (Москва, 1989), на Международном симпозиуме "Экспрессное определение качества зерна и зернопродуктов" (Москва, 1990), на международной конференции "Современное комбикормовое производство и перспективы его развития" (Москва, 1994), на Международной научной конференции "Прогрессивные технологии и техника пищевой промышленности" (Краснодар, 1994), на Международной научно-технической конференции "Прикладная биотехнология на пороге XXI века" (Москва, 1995), на Международной конференции "Научно-технический прогресс в перерабатывающих отраслях АПК" (Москва, 1995), на научно-технической конференции "Научные основы прогрессивных технологий хранения и переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания человека" (Углич, 1995), на Международном симпозиуме "Экология человека: пищевые технологии и продукты" (Москва-Видное, 1995), на Международном симпозиуме

"Современное состояние хранения зерна" (Москва, 1996), на Международной научно-технической конференции, посвященной 65-летию МГАПП "Пищевая промышленность России на пороге XXI века" (Москва, 1996), на расширенном заседании НТС ОАО "Полтавский комбинат хлебопродуктов" (ст-ца Полтавская Краснодарского края, 1997), на заседании Научно-технического совета ОАО "Кубаньхлебопродукт" (Краснодар, 1997).

1.7. Публикация результатов исследований. Основные научные положения диссертации опубликованы в 115 работах, в том числе в монографии, 6 научных сборниках, 4 отчетах о НИР, 65 научных статьях, защищены 39 патентами Российской Федерации на изобретения, положительными решениями ВНИИ ГПЭ о выдаче патентов на изобретения и свидетельств на полезную модель и товарные знаки.

1.8. Структура научного доклада. Научный доклад состоит из аннотации на английском языке, 5 разделов, заключения и списка основных опубликованных научных работ, использованных в диссертации; изложен на 68 страницах компьютерного текста, содержит 24 таблицы и 16 рисунков.

2. РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В представленной работе обобщены результаты научных исследованийв области послеуборочной консервации и временного хранения влажного продовольственного зерна риса, без количественных потерь и ухудшения его качества, выполненных автором и под его руководством в период с 1974 по 1997 гг.

Схема проведения лабораторных и производственных исследований показана на рис. 1.

2.1. Разработка теоретических и практических основ применения низкомолекулярных карбоновых кислот для консервации зерна

Низкомолекулярные одноосновные карбоновые кислоты - муравьиная, уксусная, пропионовая и масляная - обладают выраженными фунгицидными и бактерицидными свойствами. Сравнительная оценка бактерицидных и фунгицидных свойств ряда низкомолекулярных кислот подтвердила их антимикробную активность по отношению к восьми наиболее распространенным видам микроорганизмов, повреждающих зерно при хранении [71].

Среди исследованных кислот и их смесей определенными преимуществами обладает пропионовая кислота - СН3СН2СООН - (ПК) и в первую очередь благодаря ее меньшей токсичности, приемлемой цене и сильному фунгицидному, бактерицидному и бактериостатическому действию [5-7, 15,17,21,39,48,60,68].

Рис. 1. Схема проведения исследований:

а) лабораторных;

б) производственных.

Как показали сравнительные исследования, являясь третьим членом гомологического ряда монокарбоновых кислот (рис.2) пропионовая кислота достаточно химически активна и проявляет ряд аномальных свойств, обусловленных глав-

Площадь частей молекул, Аа

муравьиная уксусная пропионовая масляная

полярной неполярной полярной неполярной полярной ненолярной полярной неполярной

52.0 12.2 44.1 40.6 42.6, 59.4 42.1 81.2

Рис. 2. Пространственное строение молекул низкомолекулярных крбоновых кислот: а) муравьиной; б) уксусной; в) пропионовой; г) масляной

Так, константа диссоциации у пропионовой кислоты ниже, чем у масляной, валериановой и капроновой кислот; электропроводность ниже, чем у масляной кислоты. Близость величины предельной электропроводности пропионовой кислоты (при 25 °С 32.6-10-4 ом-м2-моль"1) к величине предельной электропроводности бензойной кислоты при такой же температуре (Ло=32.3-1(И ом-м2-моль ') дает основание полагать, что пропионовая кислота существует в растворах в виде линейных и циклических ассоциатов - димеров, тримеров, тетрамеров и т.п. Ди-польный момент молекулы пропионовой кислоты (ц-1030 Кл-м) также близок по своему значению к бензойной кислоте и воде (5.84; 5.80 и б.138).Пропионовая кислота относится к неионогенным ПАВ, имеет относительно низкое поверхностное натяжение (26.7-10-3 Н/м) по сравнению с водой (72.75-10-3 Н/м), муравьиной (37.58-Ю-3 Н/м), и уксусной (27.8-10"3 Н/м) кислотами, которое с повышением температуры заметно уменьшается, что позволяет ей лучше адсорбироваться на сорбентах, например, на оболочках зерновок. При одной и той же молярной концентрации уксусной и пропионовой кислот (1.0 %) диспергирующее действие про-

пионовой кислоты в 2.3 раза выше. С увеличением концентрации в2 раза ее диспергирующее дейстбие удваивается. Несмотря на то, что она имеет плотность равную воде, ее температура кипения + 141°С, а плавления -22 °С. Ее молекула обладает дифильными свойствами: радикал проявляет неполярные свойства, а функциональная группа (СООН) - полярные, причем обе части достаточно уравновешены [62].

Аномальные свойства пропионовой кислоты обусловливают высокую активность ее сорбции на покровных тканях зерновок, вследствие чего при контакте с поверхностью зерновки или микробной клетки ассоциаты (молекулы) пропионовой кислоты располагаются на них и удерживаются гидрофильными полярными группами, тогда как гидрофобные радикалы образуют гидрофобную пленку "частокол Ленгмюра" вокруг зерновок и микробных клеток. Гидрофобизация покровных тканей зерновок и оболочек микроорганизмов в результате сорбирования на них молекул и ассоциатов пропионовой кислоты резко ограничивает водо-и газообмен зерновой массы, снижая интенсивность дыхания и обмена веществ зерновок и находящихся на них микроорганизмов. Развитие наиболее многочисленных аэробных микроорганизмов, приостанавливается, а затем они погибают.

На рис.3 показаны бактериальные клетки - негидрофобизированные (рис. За) в состоянии тургора и гидрофобизированные (рис.3 б) в состоянии плазмолиза.

б) >

Рис.3. Иллюстрация действия механизма консервации риса-зерна пропионовой кислотой (увеличение 10000х)

Создаваемая таким образом безводная и бескислородная среда в пределах единичной зерновки в составе зерновой массы обеспечивает длительное сохранение влажного зерна [71].

2.2. Разработка способов и устройств для внесения в зерновую массу консервантов в минимальных количествах

Использование низкомолекулярных органических кислот для химической консервации влажного зерна было начато в 60-х годах в Великобритании. Эффек-

тивность данного способа обусловила высокие темпы и достаточно большие масштабы его распространания - уже в 1971 г. в этой стране было законсервировано более 350 тыс. т зерна. Консервация зерна карбоновыми кислотами с этого времени получила широкое распространение в США, Канаде, Франции и других странах.

За рубежом для консервации зерна применяют в основном пропионовую кислоту (ПК) и ее смеси с уксусной и другими кислотами [15, 28, 60, 70]. Консерванты, используемые различными фирмами западных стран приведены в табл.1 [15, 28,60, 70]. Сравнительная оценка фунгицидных и бактерицидных свойств ряда органических кислот позволила установить, что наилучшим консервирующим эффектом обладает пропионовая кислота [31, 39], поэтому дальнейшие исследования вели преимущественно с зерном риса, консервированным пропионовой кислотой [1,5,6,12,17,28,30,50,52,60,68,70].

Таблица 1. Наиболее распространенные консерванты, используемые за рубежом

Названия консерванта и страны-изготовителя Состав консерванта

Пропкорн (Англия) Люпрозил (ФРГ) Грейи сторер Р. (США ) Сатри (США ) Орто грейн Презервейтив (США) Кемстор I (Канада, США) Кемстор II(Канада, США) Грейн трит (США) Грейн трит (США ) Грейн трит (США ) Грейн трит (США ) Нофо (Норвегия) АИВ-1 (Финляндия) АИВ-2 (Финляндия) Вихер (Финляндия) Пропионовая кислота (100 %) Пропионовая кислота (100 %) Пропионовая кислота (100 %) Пропионовая кислота (100 %) Пропионовая кислота (100 %) Пропионовая кислота (100%) Смесь пропионовой и азотной кислот (60:40) Смесь пропионовой и уксусной кислот (80:20) Смесь пропионовой, уксусной и других кислот Смесь пропионовой, уксусной и бензойной кислот Изомасляная кислота Изомаслянокислый аммоний 85% -я муравьиная кислота Смесь 25 %-й муравьиной и 75 %-й соляной кислот Смесь 98 % -й муравьиной и 2 %-й фосфорной кислот Смесь 53 частей 85 %-й муравьиной кислоты, 45 частей 37 %-го формальдегида и 2 частей 10 %-й глюкозы

Дозировка пропионовой кислоты и препаратов, приготовленных на ее основе, вносимых в зерновую массу при хранении, рекомендуемая зарубежными авторами и фирмами - составляет от 0.5 до 10 % для фуражного и от 0.3 до 1 % -для продовольственного зерна. С нашей точки зрения такие дозировки для консервации продовольственного зерна риса неприемлемы. Основная причина применения таких высоких доз консервантов в зарубежной практике - несовершенство технологий и устройств для их внесения в зерновую массу, что приводит к неэффективному использованию консервантов, усложняя при этом экологическую

обстановку в местах консёрвации зерна и исключает получение безопасных пище вых продуктов.

Разработанные автором и под его руководством новые способы и устройства для обработки зерна консервантами позволили снизить дозу вносимого консерванта до сотых долей процента к массе зерна и предложить ряд оригинальных технологий консервации пищевого диетического продукта - риса.'

2.2.1. Способы и устройства для внесения пропионовой кислоты в зерновую массу и их критика

Проведенный патентный поиск в пределах фондов патентной литературы НТИ и с использованием глобальной сети Internet по наиболее развитым странам мира - США, Великобритании, Франции, ФРГ и Японии, включая СССР, страны СНГ и Россию (табл. 2), показал, что до настоящего времени еще не разработаны способы консервации риса-зерна продовольственного назначения, в том числе и зерна с оптимальной технологической влажностью, отсутствуют эффективные устройства для обработки зерна малыми дозами консерванта, поэтому мы считаем исследования в данной области актуальными.

Таблица 2. Сведения о проведенных патентных исследованиях

Источники патентной Глубина патент- Индексы (МКИ)

информации ного поиска, г

Официальный бюллетень "От- 1936-1996 А 23 К 1/20

крытия, изобретения, промыш- А 23 Z 3/3463

ленные образцы и товарные зна- А 23 В 9/00; 9/06; 9/16;

ки" 9/26; 9/32; 9/34

А 01 F 25/00; 25/08

В 02 В 1/06

В 02 В 5/00

В 02 В 6/00

В 24 Д 5/00; 13/00; 13/20

В 24 С 11/00

"Изобретения за рубежом". Объ- 1965-1993 А 01 F 25/00

единенное издание бюллетеней А 23В 9/00

патентных ведомств США, Ве- В 24 С 11/00

ликобритании, Франции, ФРГ и А 23 К 1/20

Японии А 23 К ЗЮЗ

Изобретения в СССР (СНГ) и за 1978-1996 А23 L 3/08; 3/3589

рубежом (реферативная инфор- > В 24 Д 5/00; 13/00; 13/12

мация)

Изобретения стран мира 1985-1996 А 01 F 25/00

А 23 В 9/00

А 23 С 19/00

А 23 К 3/00; 3/03

В 24 Д 5/00; 13/00; 13/12

Использование способа внесения в зерновую массу консерванта - пропио-новой кислоты - в аэрозольном и парогазовом состоянии [1] позволило значительно сократить дозировки консерванта, повысить равномерность его распределения в зерновой массе, уменьшить возможность диффузии консерванта внутрь зерновки и таким образом исключить или снизить остаточное содержание консерванта в зерновке риса и рисовой крупе до безопасных пределов [30]. Уже первые наши работы в этом направлении выявили преимущества предложенного способа введения консерванта в зерновую массу по сравнению с традиционно используемым в зарубежной практике капелыю-жидким. В исследованиях [5-9, 77] при влажности зерна риса 20.5 % оптимальная доза консерванта, вносимого в аэрозольном состоянии, составила 0.25 % к массе зерна. Однако для зерна продовольственного назначения такая доза консерванта оказалась все же большой, зерно частично теряло жизнеспособность, остаточное содержание пропионовой кислоты в рисе-зерне и рисовой крупе хотя и не превышало допустимых норм, но было сравнительно высоким [1, 6, 77, 78]. Поэтому дальнейшие исследования были направлены на поиск путей снижения дозы консерванта при обработке продовольственного зерна, крупа из которого должна удовлетворять требованиям, предъявляемым к диетическим продуктам.

2.2.2. Пути минимизации дозы вносимого в зерновую массу консерванта

При разработке способов внесения пропионовой кислоты в зерновую массу и устройств для их осуществления мы исходили из того, что важнейшим условием эффективного действия консерванта является высокая степень равномерности его распределения в консервируемом зерне [6,15,17,77].

Поставленная задача была решена путем перевода жидкой пропионовой кислоты на специальном устройстве в состояние тонкодисперсного аэрозоля, пара или парогаза и введения их в зерновую массу, перемещаемую в виде "дождя" противотоком к движению консерванта (рис.4: 1 - бункер; 2 - дозатор; 3 - отражатели для зерна; 4 - рабочая камера; 5 - фосунка; б - шнек). При таком способе обработки каждая зерновка покрывается тончайшей пленкой консерванта, что приводит практически к полной стерилизации поверхности зерна. В результате этого ликвидируется или подавляется главнейший фактор самосогревания и порчи зерна -микрофлора [5,6,17,27, 32,43,77-79].

Предложенная технология обработки влажного зерна пропионовой кислотой в виде аэрозоля и парогазовой смеси обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

а) повышается равномерность обработки зерна консервантом, в результате

Рис-.

зерно

Рис. 4. Схема устройства для обработки риса-зерна пропионовой кислотой в аэрозольном и парогазовом состоянии

чего исключается возникновение очагов самосогревания и порчи консервированного зерна, повышается эффективность воздействия консерванта на микрофлору зерна, увеличивается длительность безопасного хранения све-жеубранного риса-зерна до 6 мес. без ухудшения его качества [6, 9, 17, 19, 21, 30, 52];

б) сокращается расход консерванта в 2-10 раз по сравнению с известными способами при повышении эффективности его действия и уменьшении потерь зерна [17,21,22,70,77];

в) процесс обработки зерна консервантом может осуществляться в потоке при максимальном использовании транспортных механизмов [6,17,70];

г) уменьшение расхода консерванта до 0.3-0.01 % к массе зерна приводит к уменьшению его остаточного

количества в зерне и крупе до безопасных пределов [6,17,22,78].

Консервированное зерно не вызывает заметной коррозии металлических конструкций зернохранилищ и оборудования.

Поскольку пропионовая кислота вводится в зерновую массу в малых дозах, она адсорбируется главным образом цветочными пленками, поверхностными слоями семени и зародышем, практически не проникая во внутренние слои эндосперма. Остаточное количество пропионовой кислоты в рисовой крупе не превышает 2-10 мг %, а в каше обнаруживаются лишь следы консерванта [6, 17, 26, 44-46, 58, 65, 68]. Благодаря этому органолептические, технологические, биохимические, кулинарные и пищевые достоинства консервированного риса-зерна, как показали дальнейшие исследования, не ухудшаются.

Предложенный способ консервации зерна пропионовой кислотой может быть использован для зерна продовольственного назначения, о чем свидетельствует полученное нами заключение Института питания Академии медицинских наук и Министерства здравоохранения Российской Федерации [1,6,17].

Описанный способ был положен в основу создания лабораторных и полупромышленных установок для обработки риса-зерна пропионовой кислотой в

аэрозольном и парогазовом состоянии, которые использовались при выполнении экспериментальной части данной работы [79,83, 86-90,93,96,101, 102].

Кроме этого для дальнейшей минимизации дозы консерванта нами предложены и запатентованы способы консервации риса-зерна пропионовой кислотой в сочетании с физическими факторами, воздействующими на зерно - пониженной и повышенной температурой, С02, РГС, СВЧ, УЗ [24,25, ,37,40,49, 50, 57,66,67, 70, 82-113]. Хорошие результаты дала обработка риса-зерна пропионовой кислотой, разбавленной дистиллированной водой в соотношении 1:1 [85,88,93].

2.2.3. Моделирование процесса консервации риса-зерна пропионовой кислотой

Несмотря на многочисленные исследования в области консервации зерна, в литературе отсутствуют сведения о характере сорбции консерванта поверхностью зерновок и зависимости от различных факторов.

Для определения оптимальной толщины сорбционного слоя консерванта на зерновке, обеспечивающего достаточное подавление микробиологических и физио-лого-биохимических процессов, устойчивое хранение консервированного зерна, было проведено моделирование процесса консервации зерна путем решения систем дифференциальных уравнений, описывающих законы сохранения массы вещества в турбулизированных потоках, фильтрации парогазовой среды консерванта при прохождении сквозь встречный поток зерна, сорбции и десорбции консерванта, взаимодействия молекулярного слоя консерванта с поверхностью зерновок в зависимости от внешних факторов - температуры, абсолютной и относительной влажности воздуха и влажности зерна, длительности хранения зерна, дозы консерванта и степени его диспергирования [55, 56, 59,63,73].

За основу были взяты разработанные автором способы обработки зерна в потоке парогазовой среды консерванта [6, 17, 27, 32, 37, 43] и устройства для их осуществления [77, 78,79]. Использовали модель эффективного объема сорбции [55, 59]. Была установлена зависисмость расхода консерванта от расхода зерна. Отношение расхода зерна и консерванта при многослойном покрытии зерновок молекулами пропионовой кислоты принято прямо пропорциональным молекулярной массе консерванта и обратно пропорциональным квадрату величины посадочной площадки молекулы пропионовой кислоты.

Одной из важнейших задач моделирования процесса консервации зерна являлось определение взаимосвязи расхода зерна и консерванта с параметрами системы путем установления критериальных уравнений методами размерностей и теории подобия [56, 63]. Рассмотрим расход массы зерна М в установке [57,17,27,43]. Эта величина зависит от ускорения силы тяжести д, плотности зерна

р3, среднего размера зерновки г , а также от площади сечения выпускного отверстия в бункере О: М = Г(д,р3,г,Б) (1)

Согласно [55,59] процесс консервации зерна происходит в эффективном объеме Уэ. Конструктивные особенности установки для консервации зерна таковы, что зерно течет через нее не накапливаясь внутри рабочей камеры, поэтому расход массы зерна М, определяющий Уэ, есть функция указанных четырех переменных. Выделим из них три независимых переменных О, р3, д, которые могут быть выражены через три основные единицы измерения: массу М, длину Ъ и время Т :

в=мачРч71

р3 = Ма21Р2ТГ2

„ (2)

§ = МазЬРзТГз

Эти величины могут быть выделены из (1) в явном виде. Исходя из размерностей величин, находящихся в левой части равенств (2), выпишем определитель, составленный из «¡, Эр у ¡, 1 —1,2,3:

0 10

д =

(3)

1-3 0 0 1-2

Неравенство нулю этого определителя указывает на то, что величины левой части равенств (2) единственным образом определяются М, Ь, Т - величинами. Таким образом, О, р3, д - величины являются также независимыми. Представляя в связи с этим расход зерна в виде равенства

М = Бар31Уср(^) (4)

и выписывая размерности величин левой и правой частей этого выражения, получим три алгебраических уравнения:

Р = 1

а - Зр + у = 0 (5)

-1 = -2у , решение которых дает:

а=|; Р = 1; у (6)

Следовательно, выражение (4) можно записать в виде

М=05/2РЗ81/2-'ФЦ) (7)

В соответствии с пи-теоремой Букингема[5] при наличии пяти параметров процесса и ранга матрицы (3), равной трем (по числу независимых переменных), си-

стема характеризуется двумя фундаментальными критериями подобия [56, 63]. Их можно установить с помощью выражения (7), приняв

П, = р5/2^1/2у ;П2 = ^, тогда согласно (7) П, = ф(П2) (8,9)

Это и есть критериальное уравнение, определяющее расход зерна в зависимости от параметров системы. Вид функциональной зависимости в этом уравнении определяли экспериментально.

Вторым этапом было установление функциональной зависимости расхода консерванта т от толщины слоя консерванта х1С на зерновках, плотности консерванта рк, давления пара Др консерванта в рабочей камере, а также от расхода зерна 1У1: ш =ф(тк,рк,Ар,М) (10)

Из четырех выделенных нами величин выберем лишь три независимых переменных : Др, рК, Тк. Через эти средние величины выразим т в явном виде, предварительно представляя их через основные единицы измерения:

Др = Ма,1Р,ТГ1

рк=Ма21Р2ТГ2 (11)

тк =Маз1Р5ТГз

Действуя по аналогии с предыдущим, составим определитель: 0-1-2

А =

(12)

1 -3 0

0 1 о

Неравенство определителя нулю подтверждает независимость выбранных в выражении (10) параметров системы. Теперь запишем основополагающее уравне-

вие т = Ар ркткцл(13)

Выписывая размерности правой и левой частей этого уравнения, получим систему трех уравнений для трех неизвестных:

1 = а + Р 0 = -а - Зр + у

-1 = -2а , решение которой дает:

(14)

а = |; Р Г =2 (15)

Таким образом, выражение (13) можно представить в виде

т=(Дррк)^И (16)

По аналогии с (8) и (9) приходим к критериальному уравнению

71, = v(7l2), где (П)

Так как масса зерна m представима через удельную поверхность (Sj,:m = SyTK), то критерий 7Г| также можно выразить через удельную поверх-

Я1 = , ^1/2 И1) <19>

(ЛрРкГ V '

Знание вида функции vj/^i^) необходимо для установления текущей дозы

консерванта, так как величина = D„ есть доза консерванта [4]. Если оптималь-

М

ный режим обработки зерна выбран, то есть определена доза консерванта, то критерий ТС2 постоянен:

7T2=|Udo= const (20)

тогда согласно выражению (16) постоянен также и критерий Щ : ih

л,=-Гп—г = K = const (21)

(APPk)1/2^

Необходимое для обработки зерна давление паров консерванта можно выразить с помощью уравнений (20) и (21):

.2 л„2 /г» \2

m2 М2 (D.V

Ркк тк Рк^к

Таким образом, давление парогазовой смеси в рабочей камере установки прямо пропорционально квадрату расхода зерна и обратно пропорционально четвертой степени толщины слоя консерванта на зерновках. С технологической точки зрения важно, чтобы слой консерванта покрывал зерновки равномерно. Для этого жидкий консервант необходимо сначала превратить в пар, а затем ввести его в рабочую камеру, через которую навстречу консерванту движется зерно.

Согласно (16) средняя толщина слоя консерванта на зерновках 11/2

fk =

m

ni

V

(Дррк)

, или при постоянных Др и рК : . (23)

1/4

Ть =

т1^

Ш}1'

(Аррк)'/4

= В

т

1/2

(24)

где величина В по условиям опыта постоянна. Это окончательное выражение и определяет непосредственную связь средней толщины слоя консерванта с величиной его расхода и дозой О0. Оно может быть взято в качестве рабочей формулы для расчета эффективной толщины слоя консерванта, рекомендуемого для консервации зерна в предлагаемой нами установке [27,37,43].

В случае, если обработка зерна консервантом проводится не в парогазовой среде , а в капельно-жидкой полидисперсной фазе консерванта, то эффективность его обработки будет зависеть от степени дисперсности консерванта [73]. Для этого случая введем в уравнение (10) вместо др средний размер частиц (дисперсность)

консерванта т = >|/(М,рк,тк,с1;) (25)

В качестве независимых переменных возьмем М, рк, По аналогии с предыдущим случаем получаем определитель искомого решения системы алгебраи-

ческих уравнений: (26) 1 0 -1

А = 1 -3 0

о 1 0

Поэтому вместо (16) запишем уравнение Отсюда следует., что Р = у = 0; ос = 1, следовательно

'V

т =М<р Вводя новый критерий

(27)

(28)

(29)

получаем с помощью выражения (27) следующее критериальное уравнение 7С2=ф(Яйх),или 712=АЯ^. (30-31)

2.2.4. Разработка способа химической консервации риса-зерна оптимальной технологической влажности

1

Оптимальной для переработки риса-зерна в крупу является влажность от 15.0 до 16.5 % [17]. При такой влажности зерна обеспечивается максимальный выход крупы и целого ядра за счет меньшей трещиноватости и более высокой вязкости эндосперма. Однако такое зерно подвергается быстрой порче при хранении вследствие

активно протекающих в нем микробиологических, биохимических и физико химических процессов.

На основе .опытных данных был определен оптимальный срок хранения кон сервированного зерна риса при влажности 16.5 % - до 6 мес.

При соблюдении названных условий удалось снизить дозу вносимой пропио новой кислоты до 0.07-0.02 % к массе зерна, уменьшить остаточное содержание кон серванта в рисовой крупе до пределов, находящихся за порогом чувствитслыгосп [15,17,26,44,46,65,70].

Предложенный нами способ консервации риса-зерна оптимальной технологи ческой влажности представляет собой комплексное решение поставленной задачи которое позволяет вначале сохранить без подсушки влажное зерно риса в течени( нескольких месяцев, а потом переработать его с естественной влажностью, опти мальной для перарботки в крупу.

Свежеубранное зерно риса с влажностью 15.0-16.5 % после очистки от грубьи примесей обрабатывают пропионовой кислотой в аэрозольном или парогазовом со стоянии в количестве 0.07-0.02 % к массе зерна и закладывают на хранение в железо бетонный силос элеватора, а через 6 мес перерабатывают в крупу без предварительной сушки.

В случае, когда рис-зерно поступает на элеватор с влажностью более 16.5 %, егс предварительно сушат традиционным способом на мягких режимах до влажнот 15.0-16.5 %. При поступлении риса-зерна с влажностью 14.1-14.9 % его консервируют пропионовой кислотой в соответственно уменьшенных дозах, хранят и перерабатывают также без предварительной сушки, однако достигаемый при этом эффект будет несколько ниже в связи с повышенной дробимостью более сухого эндосперма рисовых зерновок.

2.2.5. Разработка промышленной установки для консервации зерна

В 1994-1995 гг. проведены монтаж, пуско-наладочные работы и испытания разработанной нами промышленной установки для консервации зерна риса на ОАО "Полтавский комбинат хлебопродуктов" Краснодарского края. Технологическая схема обработки зерна риса на этой установке приведена на рис.13. Промышленная установка для консервации зерна (рис. 5) состоит из цилиндрической рабочей камеры 1, над которой расположено загрузочное устройство 2, со смотровым окном 3 и запорным клапаном 4, выполняющим роль дозатора. В верхней части рабочей камеры установлен рассекатель, состоящий из усеченного 5 и неусеченного 6 конусов со сквозными отверстиями в их поверхности. Под рассекателем в гори-

зонталыюй плоскости расположены параллельные решетки 7 и 8, вращающиеся под действием кинетической энергии падающего зерна с отверстиями 9 и монометрами 10. В центре рабочей камеры расположено смотровое окно 11. В нижней конусообразной части рабочей камеры смонтированы четыре форсунки 12 для подачи воздуха

расположенные в поверхностях конусов, а третья часть сползает по поверхности конусов. Все зерно, прошедшее через рассекатель, попадает на верхнюю, а затем на нижнюю щетки, что способствует более равномерному распределению зерна.

При этом падающие зерновки, ударяясь о решетки, замедляют свое движение, увеличивая время контакта с аэрозолем консерванта, поступающим из форсунок и равномерно распределяются по всему сечению рабочей камеры,что обеспечивает движение зерна не в виде сплошного потока, а в виде "дождя" и создает условия для хорошего контакта каждой зерновки с консервантом.

Часть зерна, движущаяся вдоль боковой стенки рабочей камеры, поступает на конический отражатель и, отскакивая от него, попадает в активную зону контакта с аэрозолем. Таким образом, отражатель исключает "сползание" зерна по боковой стенке рабочей камеры и выход за пределы зоны его обработки аэрозолем консерванта. Консервант в виде тонкого распыленного аэрозоля подается из форсунок, расположенных на нижней части рабочей камеры, в противотоке по отношению к

\

и жидкого консерванта в виде аэрозоля, а над ними размещен отражатель зерна 13. В нижней части установки предусмотрен патрубок 14 для вывода обработанного зерна в силосе 15. Установка крепится на станине 16. Для создаиия давления воздуха, подаваемого в форсунки, используется компрессор, с ресивером, влагоотделите-лем, редукционным вентилем и манометром. Запас жидкого консерванта находится в мерной емкости вместимостью 20 л.

Рис. 5. Промышленная установка для консервации зерна

Работает установка следующим образом. Свежеубранное зерно из загрузочного устройства через дозатор попадает в усеченный конус рассекателя. При этом одна часть зерна попадает в верхнее отверстие усеченного конуса и через него на внутренний конус. Другая часть зерна проваливается через боковые отверстия,

поступающему зерну, что улучшает равномерность обработки зерновок консервантом. При этом консервант окутывает каждую зерновку, подавляя и уничтожая микрофлору, находящуюся на ее поверхности. Обработанное ("стерильное") зерно из рабочей камеры самотеком выводится из установки и направляется на хранение. Вытесняемый из установки поступающим зерном воздух, содержащий пары консерванта, проходит через водяной фильтр и в чистом виде выводится в атмосферу.

Разработанная нами установка для обработки зерна консервантом в аэрозольном состоянии [78] отличается от известных аналогов возможностью более равномерной обработки поверхностей зерновок, большей продолжительностью активного контакта зерна с консервантом, меньшим его расходом на единицу массы при одновременном повышении эффективности воздействия консерванта на микрофлору зерна, являющуюся главным фактором его порчи [79].

Применение предлагаемой установки [27, 32, 43, 77-79] для обработки зерна жидким консервантом дает следующий положительный эффект:

-достигается высокая равномерность обработки поверхности зерновок консервантом, что является одним из главных условий его эффективного действия;

- улучшается сохранность зерна;

- сокращается расход консерванта;

- улучшается экологическая обстановка в помещениях, в которых производится консервация зерна.

Максимальная производительность данной промышленной установки составляет 25 т/ч, поэтому при консервации зерна в условиях элеватора их следует использовать несколько штук в соответствии с производительностью нории, подающей зерно на обработку.

Кроме этого нами разработана конструкторская документация на изготовление новой экологически безопасной промышленной установки для консервации зерна с замкнутым циклом воздушно-парогазовой смеси производительностью до 50 т/ч, позволяющей повысить эффективность процесса консервации, сократить расход и потери консерванта [1,102].

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ, БИОХИМИЧЕСКИХ, МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ И ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В КОНСЕРВИРОВАННОМ РИСЕ-ЗЕРНЕ ПРИ ХРАНЕНИИ

3.1. Влияние пропионовой кислоты на химический состав и биохимические свойства рисовой зерновки

Лабораторные анализы проводили согласно приведенной схеме (рис. 6).

Влияние обработки риса-зерна пропионовой кислотой на его химический состав показано в табл.3. Как видно из таблицы, при хранении в ж/б силосе элеватора в

Рис. 6. Схема проведения лабораторных анализов 27

консервированном рисе-зерне количество крахмала осталось практически на уровне контрольного сухого зерна и было на 2 % выше по сравнению с влажным зерном, хранившимся без обработки.

Некоторое повышение содержания редуцирующих Сахаров в консервированном рисе-зерне можно объяснить угнетением жизнедеятельности зерновок и микрофлоры на них - интенсивность дыхания опытной зерновой массы была значительно ниже контрольной [7].

Обработка риса-зерна пропионовой кислотой привела к некоторому росту массовой доли небелкового азота в зерновке. Уменьшение общего и белкового азота, а также заметное увеличение небелкового азота в контрольной партии сырого зерна было связано с его высокой микробиологической и физиологической активностью [4, 7,11,13].

Таблица 3. Химический состав консервированного риса-зерна

Партия риса-зерна Влажность, % Длительность хранения, сут Азот, мг/г СВ Крахмал, % Редуцирующие сахара, %

общий небелковый белковый в зерне в крупе в зерне в крупе

Контрольная I 14.0 0 12.92 0.17 12.75 82.24 - 2.38 -

60 12.99 0.19 12.80 82.35 84.80 2.30 0.81

Опытная (доза ПК 0.25%) 20.5 60 13.11 0.24 12.77 83.08 85.15 2.78 0.81

Контрольная II 20.0 15 12.38 0.32 12.06 81.09 82.38 4.16 1.56

Фракционный состав белка консервированного риса практически не изменился по сравнению с сухим зерном (табл. 4).

Таблица «/.Фракционный состав белка консервированного риса-зерна

Азот, мг/г СВ

Дли- На- белковый небелковый

Партии тель- чаль- общий альбу- гло- про- глюте- водо- нераст-

риса- ность ная мины були- лами- лины раст- вори-

зерна хранения, сут влажность, % ' ны ны (оризе-нины) вори-мый мого осадка

Контроль- 60 14.0 12.99 0.28 1.22 0.79 6.27 0.85 3.58

ная! - -

Опытная 60 20.5 13.11 0.35 1.27 0.99 6.35 0.91 3.24

(ПК 0.25%)

Контроль 15 20/0 12.38 0.30 0.77 0.70 4.88 1.00 5.73

пая II

Атакуемость а- и Р-амилазой крахмала рисовой крупы, получаемой из влажного риса-зерна, необработанного ПК, была на 2-9 % выше, чем крупы из сухого зерна риса. Это объясняется лучшей доступностью крахмала во влажном зерне для амилолитических ферментов. Через месяц хранения атакуемость крахмала в сыром зерне риса снизилась на 5 %, что связано с повышенной обсемененностыо зерна микроорганизмами и в первую очередь плесневой микрофлорой. Обработка Г1К предотвращает развитие микроорганизмов во влажном зерне и, как следствие этого, сохраняется высокая податливость крахмала действию амилаз. Лишь увеличение дозы консерванта до 0.5 % к массе зерна снижает атакуемост крахмала а- и р-амилазой из-за увеличения активной кислотности [11, 16, 23, 34].

Анализ полученных данных показывает, что в контрольных партиях риса-зерна в течение всего периода хранения наблюдался рост активности амилаз независимо от исходной влажности и сортовой принадлежности. Наиболее интенсивно он проходил в контрольных партиях сырого и влажного (20 и 16 %) зерна. Так, у сорта Краснодарский 424 к 3-й нед хранения суммарная активность амилаз превысила исходную в 2 раза, такая же зависимость наблюдалась и у зерна сорта Спальчик. Менее интенсивно шел амилолиз в контрольных партиях сухого зерна: к концу 7-й нед хранения активность исследуемых ферментов увеличилась по сравнению с исходной у сортов Краснодарский 424 в 1.5, Спальчик - в 1.3 раза.

Обработка влажного зерна пропионовой кислотой снизила рост суммарной активности амилаз при хранении. Их активность оставалась неизменной в течение 3 нед в зерне (\У = 20 %), обработанном 0.1%-й ПК, и в течение всего периода хранения в зерне (\У = 16 %) - 0.05 %-й ПК.

Таким образом, в консервированном влажном зерне риса гидролиз крахмала продолжается, активность амилолитических ферментов возрастает с увеличением длительности хранения, но эти изменения протекают менее интенсивно, чем во влажном зерне, не обработанном консервантом, следовательно, обработка ПК влажного зерна риса не ингибирует полностью амилолиз крахмала, но снижает суммарную активность амилаз при хранении консервированного зерна. Эффективность инактивирующего воздействия консерванта возрастает с увеличением его дозы вплоть до полной инактивации амилолитических ферментов.

Пропионовая кислота, используемая в качестве консерванта, оказывает ин-гибирующее действие и на протеолитические ферменты зерна. Внесение 0.1 %-й ПК в зерновую массу с влажностью 20.3 % несколько замедляет гидролиз белка: удельная активность протеаз на 30-е сут хранения снизилась в 2 раза по сравнению с влажным зерном и в 2.7 раза - с сырым зерном, не обработанным консервантом.

При дозе ПК 0.3% активность протеаз влажного зерна была ниже или на

уровне контроля - сухого зерна, а доза 0.5 %-й ПК к массе зерна заметно инги-бировала протеазы сырого зерна. Гидролиз запасных белков в опытных образцах уменьшился по сравнению с необработанным влажным и сырым зерном [16, 17, 20, 47, 53].

Установлено [8,10], что белковый комплекс влажного и сырого риса-зерна, обработанного ПК, в процессе хранения подвергается изменениям, которые зависят от дозы вносимого консерванта, влажности зерна и длительности хранения.

Через 7 сут хранения атакуемость протеазами белков консервированного зерна как влажного (XV = 16.2 %), так и сырого = 18.2 %) была более высокой, чем у сухого (контрольного) образца, из-за присутствия свободной влаги, кото" рая способствует разрыхлению белковой молекулы и делает ее более доступной действию протеолитических ферментов. Внесение в зерновую массу ПК в первую неделю хранения несколько усиливает гидролиз пепсином белков рисовой зерновки. Возможно, это объясняется тем, что консервант способствует созданию оптимальной для фермента кислотности (рН 1.2-1.5). Дальнейшее хранение обработанного ПК зерна риса в течение 15-30 дней не изменяет существенно гид-ролизуемость белков под действием пепсина и трипсина.

Таким образом, исследования [53] показали, что характер изменения ата-куемости белков ферментами желудочно-кишечного тракта практически не зависит от сортовых особенностей, а определяется влажностью риса-зерна и дозой . вносимого консерванта.

При исследовании липидного комплекса, отмечена повышенная активность липазы в рисе-зерне, обработанном ПК [10, 11, 47, 53]. При хранении консервированного зерна риса наблюдается увеличение относительного количества продуктов гидролиза жиров - моноацилглицеролов, диацилглицеролов, свободных жирных кислот [11]. Обнаружено [8], что через 30 сут хранения зерна риса с влажностью 16.2 и 20.3 % без обработки ПК кислотное число (К.ч.) липидов возросло на 4.5 и 26.2 мг КОН на 1 г по сравнению с исходными величинами и превысило К.ч. липидов сухого зерна в 3 и 5 раз соответственно. Пропионовая кислота снижает линолитическую активность зерна риса, хотя и происходит некоторый рост К.ч., в первую очередь за счет увеличения количества вносимой ПК.

Активность липазы консервированного риса-зерна через 60 сут хранения составила 4.44 мг 0.1 н КОН на 10 г, что на 24 % выше, чем у липазы контрольного сухого зерна, и в 2 раза ниже, чем в контрольном сыром зерне без обработки пропионовой кислотой.

Сравнительно слабое инактивирующее действие ПК на липазу риса-зерна аналогично действию других низкомолекулярных карбоновых кислот на гидролазы.

1 - контроль I (еухоа ьерно); з- Опыт (С: - ;

3 • контроль 11 сырое лерко).

В результате обработки ПК влажного риса-зерна и хранения его 60 сут относительное количество продуктов гидролиза - моноглициридов, ацилглицеро-лов, диацилглицеролов и свободных жирных кислот - незначительно увеличилось по сравнению с сухим зерном, что, вероятно, связано с некоторым повышением активности липазы в консервированном зерне (рис. 7). Вследствие этого произошло относительное уменьшение триацилглицеролов и полярных липидов [Ю].

В контрольной партии сырого риса-зерна в результате самосогревания и интенсификации гидролитических процессов количество триацилглицеролов в липидах этого зерна уменьшилось на 10.8 %, а полярных липидов - на 2.1 %, возросла доля свободных жирных кислот до

Рис. 7. Групповой состав липидов риса-зерна 22.8 %, моноацилглицеролов - 5.9 консервиронного пропионовой кислотой о/о и диацилглицеролов -13.7 %.

Жирнокислотный состав липидов консервированного риса-зерна, за исключением уменьшения относительной доли линолевой кислоты, за время его хранения существенно не изменился (табл. 5).

Таблица 5. Влияние консерванта на жирнокислотный состав липидов риса-зерна

Кислота Содержание жирных кислот, % к общему количеству липидов в партиях риса-зерна

контрольной опытной (сырое контрольной

(сухое зерно) зерно, доза ПК — (сырое зерно)

0.25%)

С 12:0 0.3 2.8 8.8

С 14:0 0.6 0.8 3.5

С 16:0 16.9 17.6 19.6

С 16:1 0.2 0.5 1.5

С]8:0 4.1 3.7 1.8

С[8:1 39.8 38.1 35.2

С18:2 38.1 36.5 28.6

Насыщенные (сумма) 21.9 24.9 33.7

Ненасыщенные (сумма) 78.1 75.1 66.3

В контрольной партии сырого зерна относительная доля ненасыщенных жирных кислот снизилась на 11.8 % по сравнению с сухим зерном и на такое же количество увеличилась относительная доля насыщенных жирных кислот.

Таким образом, в консервированном сыром зерне риса (\У = 20 %) происходит частичная инактивация липолитических ферментов, о чем можно судить по

стабильному снижению удельной активности липазы в течение всего срока хранения, во влажном зерне (\¥ = 16 %) внесенные дозы консерванта (0.05 и 0.1 %) оказались недостаточными для инактивации липазы, о чем свидетельствует некоторый рост ее активности в первый период хранения, в дальнейшем ПК препятствует нарастанию К.ч. липидов влажного риса-зерна в период его хранения до 60 сут.

В опытных образцах зерна риса (доза ПК = 0.1 %) каталаза сохраняет 45 % ее активности, а активность пероксидазы практически не изменяется. В набухших зерновках опытных образцов активность обоих ферментов снижается незначительно. Полной инактивации пероксидазы не происходит за счет широкого диапазона рН, при котором этот фермент активен. На всхожесть зерна контрольного и опытного образцов эти изменения активности каталазы и пероксидазы не влияют, всхожесть зерна составляет 95 и 94 %. Это указывает на то, что и гидролитические и окислительно-восстановительные ферменты при хранении реакти-вирукг.тя, обеспечивая развитие будущего растения [47, 53].

Проведенные исследования показывают, что консервация влажного зерна риса вызывает обратимое снижение активности гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов с их последующей реактивацией при хранении, позволяющей повысить устойчивость риса-зерна в процессе хранения и сохранить жизнеспособность зерна, что открывает перспективу промышленной консервации семенного риса.

3.2. Воздействие консерванта на видовой состав и интенсивность развития микроорганизмов в зерновой массе

Многолетние лабораторные исследования и производственные испытания предлагаемых способов консервации риса-зерна пропионовой кислотой показали угнетающее действие консерванта на развитие различных микроорганизмов в хранящемся зерне. Установлено, что степень угнетения зависит от дозы консерванта, рода, семейства и вида микроорганизма, влажности хранящегося зерна, относительной влажности воздуха, температуры окружающей среды и длительности хранения.

Обобщая полученные нами экспериментальные материалы, можно видеть, что доза консерванта в 1 % к массе зерна обеспечивает хранение сырого зерна риса в течение шести и более месяцев. При такой дозе консервант уничтожает и подавляет практически всю микрофлору на зерновке риса.

При дозе консерванта 0.5 % к массе зерна влажностью 20.3 % наблюдается угнетение микрофлоры на протяжении всего периода хранения. На 60-е сут количество микроскопических грибов уменьшилось в 100 раз, а бактерий - в 3 раза по сравнению с соответствующими исходными.величинами. Внесение пропионовой

кислоты в количестве 0.3 % к массе зерна той же влажности также существенно подействовало на микрофлору свежеубранного зерна риса: количество плесневых грибов уменьшилось в 12 раз, бактерий в 2 раза.

Обработка влажного зерна риса ПК вызывает также изменение видового состава поверхностной микрофлоры. Доза консерванта 0.1 % уничтожает на влажном зерне микроскопические грибы Cladosporium, Alternaria, Fusarium, но практически не действует на некоторые плесневые грибы родов Pénicillium и Aspergillus. На зерне, обработанном консервантом в дозе 0.5 %, идентифицированы плесневые грибы Pen.rogueforti, Pen.expansum, As.repens, As.Candidus [5, 6, 15, 16,26].

Дальнейшие исследования показали, что ПК в дозе 0.07 % к массе зерна оказывает на микрофлору депрессивное действие. В первые две недели хранения в опытной партии зерна наблюдалось подавление гибкой и бактериальной микрофлоры. К концу периода хранения общее количество микроорганизмов незначительно увеличивалось. В первые дни хранения грибы Alternaria, составляли до 5060 % от общего числа выросших колоний, Cladosporium - 5-10 %, Pénicillium -10-20 %; присутствовали некоторые виды Aspergillus.

Количество плесневых грибов на консервированном рисе-зерне, взятом из силоса послойно, составило: 2.9 104, 7.6104, 6.7-Ю4, 7.МО4, 6.6104 клеток/г зерна, что свидетельствует о достаточно равномерной обработке зерна консервантом [6, 17, 72].

В рисе-зерне, обработанном пропионовой кислотой, хранящемся в железобетонном силосе и под полиэтиленовой пленкой от 30 до 60 сут, афлатоксины отсутствовали, несмотря на его высокую влажность, ввиду гибели плесневых грибов - продуцентов афлатоксинов.

Обработка свежеубранного риса-зерна пропионовой кислотой губительно действует также на жизнедеятельность насекомых-вредителей. При производственных опытах хранения обработанного свежеубранного риса-зерна, затаренного в мешки, под полиэтиленовой пленкой и в железобетонном силосе элеватора развития насекомых-вредителей не наблюдалось. В лабораторных условиях рисовые долгоносики погибали при дозах пропионовой кислоты 0.3 % на 8-е сут; при дозах консерванта 0.02-0.05 % к массе зерна запах пропионовой кислоты действовал на них как отпугивающее средство [5,40,42, 60, 66,67].

3.3. Влияние пропионовой кислоты на жизнеспособность зародыша

рисовой зерновки

Исследование влияния дозы ПК на всхожесть и энергию прорастания риса-зерна W = 15,7 % (табл. 6) позволило установить, что пропионовая кислота вызы-

вает снижение жизнеспособности зародыша рисовой зерновки. На 14-й день хранения в I образце при дозе ПК 0.5 % зерно риса полностью утратило свою жизнеспособность.

Таблица 6. Влияние консерванта на жизнеспособность риса-зерна

Об- Доза Энер- Всхо- Энер- Всхо- Энер- Всхо- Энер- Всхо- Энер- Всхо-

ра- ПК, % гия жесть гия жесть гия жесть гия онхсть гия жесть

зец про- прорас- прорас- прорас- прорас-

зер- рас- тания тания тания тания

на тания

% при длительном хранении, дни

1 7 14 21 30

1 0.5 5.0 5.0 2.0 3.0 0 0 0 0 0 0

II 0.3 68.0 69.0 66.0 67.0 22.0 30.0 14.0 15.0 3.0 5.0

III 0.1 75.0 77.0 73.0 73.0 44.0 50.0 37.0 37.0 35.0 37.0

Ксух. 0 96.0 97.0 97.0 98.0 97.0 98.0 97.0 98.0 97.0 99.0

Кал. 0 0.05 0.02 93.0 95.0 56.0 62.0 44.0 47.0 31.0 33.0 20.0 25.0

Во II образце при дозе ПК равной 0.3 % всхожесть уменьшилась в 2 раза, а в III образце при дозе 0.1 % - в 1.5 раза, сохранившись на уровне 50 % по сравнению с контрольным сухим зерном (W = 10 %).

При уменьшении дозы консерванта для зерна с более низкой влажностью удалось сохранить его всхожесть [7, 14, 51]. Так, в партии риса-зерна с влажностью 16 % при дозе ПК 0.09 % всхожесть зерна была на уровне 70-72 % при продолжительности хранения 180 сут. В другой партии с исходной влажностью 16.5 % при дозе ПК 0.02 % зерно к 30-му дню сохранило исходную всхожесть -75 %, а по истечении 4 мес всхожесть возросла до 90 %.

При влажности зерна 14 % и дозах ПК 0.05 и 0.10 % энергия прорастания и всхожесть оставались на уровне контроля. При увеличении дозы ПК до 0.15 и 0.20 % снижалась энергия прорастания, хотя всхожесть сохранялась высокой -70-72 %. При дальнейшем увеличении влажности зерна до 22, 24, 26 и 28 % при дозах ПК 0.05-0.15 % происходил резкий всплеск всхожести. Следует отметить, что и энергия прорастания в образцах с влажностью 22 и 24 % сохранялась сравнительно высокой [51].

При влажности риса-зерна 26 и 28 % значительно снизилась энергия прорастания (до 8-40 %), а всхожесть была на уровне 77-87 %. Через 30 дней хранения энергия прорастания и всхожесть снижались тем заметнее, чем выше была исходная влажность.

Для объяснения наблюдаемого изменения энергии прорастания и всхожести определили pH водной вытяжки в образцах, приготовленных из необрушенного зерна риса и ядра после отделения цветочных пленок, а у образцов с влажностью

от 16 до 20 % - из зародышей и эндосперма. Разброс значений рН колебался от 7.35 (контроль, рис необрушенный) до 6.08 (опыт, влажность 16 %, обработанный ПК в дозе 0.3 %).

Таким образом, внесение ПК в количестве 0.2-0.3 % к массе зерна заметно снижает всхожесть рисовых зерновок, в то время как обработка влажного зерна риса ПК в количестве 0.05-0.15 % сохраняет всхожесть семян; наиболее благоприятна дозировка ПК - до 0.05 % к массе зерна, при которой возможна консервация зерна риса семенного назначения. В то же время исследованные дозы консерванта не оказывали заметного влияния на изменение значений рН водных вытяжек, которые находились в интервале 6.08 (опыт) - 7.35 (контроль).

Возможной причиной снижения жизнеспособности зерна риса при обработке консервантом в дозах более 0.05 % могло быть у гниение дыхательного газообмена зерновок из-за образовавшейся на их поверхности мономолекулярной пленки пропионовой кислоты.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОБРАБОТКИ СВЕЖЕУБРАННОГО РИСА-ЗЕРНА ПРОПИОНОВОЙ КИСЛОТОЙ НА ЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ КАЧЕСТВА, КУЛИНАРНЫЕ И ПИЩЕВЫЕ ДОСТОИНСТВА

4.1. Анатомическое строение зерновки риса

Сканирующая электронная микроскопия показала, что при обработке влажного риса-зерна (XV = 15-22 %) пропионовой кислотой в оптимальных дозах (Впк - 0.05-0.25 %) крахмалистая паренхима и белково-липидный матрикс не претерпевают каких-либо видимых структурных изменений (рис.8 а,б), сколы эндосперма как контрольных сухих, так и опытных зерновок имеют рельефную поверхность, а крахмальные зерна - типичную овальную форму и гладкую поверхность [6,17].

Пропиоповая кислота в присутствии свободной воды [6] вызвала расслоение оболочек и частичную деструкцию клеток алейронового слоя (рис.8 в,г). В таких зерновках стенки клеток алейронового слоя деформированы, алейроновые зерна рыхлые и шероховатые. Деструкция клеток алейронового слоя для товарного риса-зерна имеет положительное значение, так как она будет способствовать более полному удалению этого слоя при шлифовании ядра.

В тканях зародыша зерновки при обработке риса-зерна консервантом изменения незначительные, тогда как при самосогревании они существенны [1].

Структура необработанного консервантом влажного риса-зерна нарушается из-за самосогревания: белково-липидный матрикс в различной степени денатурируется, исчезают четкие очертания крахмальных гранул (рис.8 д), плодовая и

Рис.8. Микроструктура зерновки риса (увеличение 10000х):

а,в) опыт (\\' - 20,5 %, Бпк= 0,25 %, I = 13 °С, т = 60 сут);

б,г) контроль I (\У = 13,8 %, Опк = 0,1 = 60 °С, т = 60 сут); д,е) контроль II = 20,3 %, БПк= 0,1= 15 °С. х = 15 сут)

Рис.9.Микроструктура поверхности рисовой крупы (увеличение 10000х): а) опыт; б) контроль I

семенная оболочки расслаиваются, клеточные стенки алейронового слоя деформируются, теряется первоначальная форма зерновок (рис.8 е).

Нами впервые были исследованы особенности структуры эндосперма и поверхности рисовых зерновок различного цвета - белого, лимонного, желтого и коричневого. Установлено, что поверхность белой крупы, выработанной из консервированного риса-зерна, практически не отличалась от крупьг, полученной из контрольного сухого риса-зерна (рис.9 а.б). По мере изменения окраски от ослоп до коричневой усиливается степень дсс1рукции как поверхности, так и эндосперма рисовых зерновок и получаемой из них кр\пы [1].

По мере пожелтения зерновок границы между отдельными крахмальными зернами стираются, белково-.типнднын матрикс становится более заметным и обнаруживается на поверхности крупы в виде светлых лепестков. У коричневых зерновок поверхность аморфная, границы между отдельными крахмальными гранулами едва различимы, белково-липидный матрикс разрыхлен и обнаруживается на поверхности в виде торчащих лепестков, придающих поверхности шероховатый вид. Крахмальные гранулы потеряли четкие очертания, по-видимому, вследствие частичной клейстеризашш, вызванной интенсивным гидролизом при самосогревании [1].

Таким образом, можно утверждать, что процесс пожелтения риса сопровождается глубокими структурными изменениями химических компонентов зерновок, которые в конечном счете ухудшают товарный вид риса-зерна, сю технологические, кулинарные свойства и пищевые достоинства.

Для объективной оценки рисовой крупы на содержание в пей пожелтевших зерен нами разработан достоверный способ определения коэффициента желтезны кругты, основанный на способности желтого пигмента интенсивно поглощать синий и слабо-красный свет [1].

Исследования влияния дозы консерванта на микроструктуру клеток анатомических частей рисовой зерновки показали, что структура плодовых, семенных оболочек и алейронового слоя рисовых зерновок при дозе консерванта 0.05 -0.3 % практически остается без изменений,'аналогично структуре зерновки без обработки консервантом. Пропионовая кислота в более высокой дозе - 0.5 % в присутствии свободной влаги вызывает расслоение плодовых и семенных оболочек; некоторые изменения происходят в клетках алейронового слоя: межклеточные перегородки в отдельных местах деформированы, прочность соединения между алейроновыми зернами снижена,.наблюдается их выпадение цз клеток.

Видимых различий в структуре эндосперма рисовых зерновок, обработанных пропиоповой кислотой в дозах 0.1 и 0.3 % и необработанных, не выявлено. При дозе консерванта 0.5 % наблюдается деструкция тканей зерновки, появлякп-

ся микротрещины, происходит выпадение крахмальных зерен из пластид и образование пустых ячеек. Хранение в течение двух месяцев консервированного риса-зерна с влажностью 20.3 % при дозе консерванта 0.5 % к массе зерна сопровождалось разрыхлением крахмальных зерен и разрушением белковой матрицы. Однако в зерновках частично сохранились клетки с плотно упакованными сложными крахмальными зернами [6,17].

4.2. Влияние консервации и хранения риса-зерна во влажном состоянии на его реологические свойства

Для исследования реологических свойств было взято зерно риса сорта Лиман урожая 1995г. с влажностью 13.0 %, а также искусственно увлажненное до 18.0 и 22.0 % и обработанное пропионовой кислотой в дозах 0.1, 0.25 и 0.5 % к массе зерна.

Как известно, величина деформации под действием силы характеризует хрупкость зерновки. Сухое зерно более хрупко и разрушается при небольшой деформации. С увеличением влажности оно становится более пластичным, в результате чего величина его деформации возрастает.

На рис.10 приведены диаграммы разрушения контрольных образцов сухой (рис. 10 а) и влажных (рис. 10 б,в) зерновок.

а)

ЗС8. 8

б)

__I__а__1__1.

111111

--1- - --

11111

1111111 "Г "Г"-»—Г--¡--Г "Г"

тШш

—Т—I--Г-Т--Г-Г—

1, г -г -•}--,--г-

В)

Рис.10. Диаграммы разрушения зерновок риса контрольных образцов (необработанных консервантом):

а) 13,0%;

б)\У= 18,0%;

в) \У = 22,0 %

Они воспроизводят основные сведения о механических свойствах зерновок

и характеризуют зависимость между напряжением и деформацией зерновки. По этим диаграммам можно установить пределы упругости, пропорциональности и прочности.

Начальный участок кривой - прямолинейный (рис. 10 а,б,в), на нем сохраняется пропорциональность между напряжением и деформацией зерновки (отрезок ОА); здесь деформация зерновки подчиняется закону Гука

2 > гДе Е - модуль упругости, (32)

о - напряжение, Н; е- деформация, мкм.

В конце этого участка достигается условный предел пропорциональности

(точка А). Согласно полученным диаграммам предел упругости сухих зерновок выше, чем влажных, он уменьшается с увеличением влажности зерна.

Участок кривой АВ (рис.10 а) параллелен оси абсцисс - это площадка текучести, в ее пределах деформация зерновки происходит при практически неизменной или маловозрастающей нагрузке. С увеличением влажности (рис.Ю б,в) площадка текучести сокращается и исчезает. Затем кривая поднимается вверх, но не прямолинейно, а криволинейно, что свидетельствует о быстром росте остаточных деформаций. После достижения критического значения нагрузки происходит разрушение зерновки.

При исследовании контрольных и опытных образцов было замечено, что с увеличением влажности предел прочности зерновки снижается, а ее деформация возрастает. Таким образом, сухая зерновка по сравнению с влажной более прочна и менее деформируема. При увлажнении в зерновке происходит ослабление межмолекулярных связей, в результате чего ее прочность снижается, а величина деформации возрастает.

Установлено, что кривые сжатия располагаются по разными углами по оси абсцисс: для сухого и стекловидного зерна более вертикально, для влажного и мучнистого - угол наклона меньше. По мере увеличения влажности сухого зерна повышаются его пластические свойства.

Внесение различных доз пропионовой кислоты в зерновую массу по разному повлияло на структурно-механические свойства зерновок.

Обработка ПК в количестве 0.1 % к массе зерна незначительно повлияла на пластические свойства зерновки, однако было отмечено увеличение угла наклона кривой разрушения при влажности 18.0 % и 22.0 % и незначительный рост деформации (рис.11 а,б).

Дальнейшее увеличение дозы консерванта до 0.25 % вызвало некоторое усиление упругих свойств зерновки (рис. 11 в,г), что привело к увеличению угла наклона кривой к оси абсцисс по сравнению с контрольными образцами и образ-

дами, обработанными ПК в дозе 0,1 % к массе зерна (¿Рз > ¿§г > /Рс /.уъ > А уг > ZYl).

Б пк =0,10%

171.2

г-

>Г1——Г"1—;—1— аБсо/Гэтформ. и»]' ' ¿¿зг.'дм"

д)

гоао

Б пк = 0,50%.

11111 --4-- 11111 .1--4--■--4—^ 1 1 1 1 /

11111 --1---I —1— Ь__1 _I „ 1 1 1 У «»ц-г^а^г--

—г 1—1 тут"

|||| ■)—1—(--<--■ ||||

//Г 1111 -#-1—7--1--Г—1— 1111 •I—1—г-г" ыч--1-

1\Х \ 1111111

--Г—1--1—1—1--Г —

г6солЬвчорм.[ш1то' 1 ¿20.000

Рис.11. Диаграммы разрушения зерновок риса опытных образцов: а, в, д) XV — 18,0 %; б, г, е) V/ = 22,0 %

На этих диаграммах разрушения образовалась"зарождающаяся" площадка текучести, указывающая на постепенный переход влажного консервированного зериа риса из состояния пластичного тела в упруго-пластичное (рис.11 в, г).

Обработка риса-зерна консервантом в количестве 0.5 % к массе зерна повысила предел упругости зерновки, снизив величину деформации, в результате чего

' на диаграмме образовалась площадка текучести ЛВ (рис.11 д, е). Полученные результаты позволяют сделать вывод, что в данном образце консервант вызвал некоторое уменьшение области пластических деформаций и повышение упругих свойств зерновки. Поведение зерновки в данном случае характеризуется как упру-гопггастичное > ¿(Зз; > / 73).

Таким образом, обработка влажного зерна риса пропионовой кислотой в указанных дозах улучшает его структурно-механические и реологические свойства, что проявляется в переходе зерновок из пластичного состояния в упру-гопластичное, по-видимому, за счет частичной денатурации их белкового матрик-са, приводящей к увеличению прочности зерновки и уменьшению ее деформации.

Полученные данные позволяют отчасти объяснить "необычное'' поведение зерновок влажного (\У=15.0-16.5%) консервированного зерна риса во время технологического процесса - снижение дробимости при шелушении и шлифовании, приводящее к увеличению выхода целого ядра и уменьшению - дробленой крупы [17].

4.3. Технологические свойства

Пропионовая кислота препятствуя самосогреванию, плесиевеиию и пожелтению риса-зерна надкритической влажности (сорт Краснодасркий 424, XV = 23.1 %, Опк = 0.25 %), способствует сохранению и даже улучшению его технологических свойств (табл. 7).

Таблица 7. Влияние пропионовой кислоты на выход и качество крупы при хранении консервированного риса-зерна под полиэтиленовой пленкой

Партия риса-зерна Длительность хранения, сут Выход готовой продукции % Лузга и прочее, %

крупа мучка

целая дробленая всего

Опытная 30 60.36 8.16 68.52 14.78 16.70

(сырое)

Контрольная I 30 61.13 7.41 68.54 15.05 16.41

(сухое)

Контрольная II 10 53.93 13.51 67.44 15.93 16.63

(сырое)

Из табл.7 видно, что общий выход крупы, в том числе и целого ядра, при переработке опытной партии (после месяца хранения) остался таким же как и у контрольной партии сухого риса-зерна, в то время как при переработке контрольной партии сырого риса-зерна после 10 дней хранения в результате начавшегося самосогревания общий выход крупы уменьшился на 1.1 %, а целого ядра -- на 7.2 % по сравнению с контрольной партией сухого зерна, а выход дроб-

леной крупы соответственно увеличился на 6.1 %.

Аналогичные результаты были получены при переработке в лабораторных и производственных условиях консервированного влажного риса-зерна = 20,5 %, Эпк = 0.25 % ), хранившегося 60 суток в железобетонном силосе элеватора, и затем подсушенного до 14.2 % влажности [7]. После 3-дневной отлежки опытная партия консервированного влажного риса-зерна была переработана на крупозаводе Полтавского комбината хлебопродуктов, в результате чего была получена крупа высшего сорта (табл.8) в количестве 50.79 %, что на 2.11 % выше расчетного выхода, при общем выходе крупы 67.66 % (на 3.58 % выше расчетного). Расчет выходов производился в соответствии с базисными нормами и с учетом инструктивного письма Министерства заготовок РСФСР № 0-3-98 от 3 января 1975 г.

Таблица 8. Влияние обработки влажного риса-зерна пропионовой кислотой и хранения в железобетонном силосе элеватора на его технологические свойства

Партия риса-зерна Длит, хранения, сут Способ сушки Способ получения крупы Выход готовой продукции, %

крупа мучка лузга и прочее, "л

целая дробленая всего

Копт- 60 Активное ЛУР-1М 55.66 13.55 69.21 14.99 16.80

рольная I вентилиро-

(сухое) вание

ВТИ-8 ЛУР-1М 51.67 16.33 68.00 15.40 16.60

ВТИ-8 На заводе 51.11 16.73 67.84 15.84 16.32

Опытная 60 Активное ЛУР-1М 56.94 12.23 69.17 13.90 16.93

(сырое) вентилиро-

вание

ВТИ-8 ЛУР-1М 51.39 16.80 68.19 15.24 16.57

ВТИ-8 На заводе 50.79 16.87 67.66 15.97 16.37

Конт- 15 Активное ЛУР-1М 48.02 17.08 65.10 17.96 16.94

роль- вентилиро-

ная II вание

(сырое)

Выработанная из консервированного пропионовой кислотой риса-зерна крупа по всем качественным показателям соответствовала требованиям ГОСТ 6292-70. Содержание в крупе зерен с пожелтевшим эндоспермом находилось на уровне исходного сырья - 0.20 % при хранении зерна в силосе и 0.35 % - под полиэтиленовой пленкой. Посторонний запах в крупе отсутствовал. В противоположность этому крупа, выработанная из неконсервированного сырого риса-зерна, подвергавшегося самосогреванию, содержала пожелтевшие зерновки от 10 % (в силосе) до 30 % (под пленкой) и имела прогорклый запах.

Еще более эффективной оказалась переработка риса-зерн, а консервированного пропионовой кислотой, при оптимальной технологической влажности (табл.9).

Обработка свежеубранного зерна риса с влажностью 16.2% позволила не только приостановить образование трещин в рисовых зерновках, но и "залечить"

некоторые уже имеющиеся трещины, в результате чего общая трещиноватость риса-зерна несколько снизилась. Это привело к увеличению выхода целого ядра на 3-4 % по сравнению с сырым зерном, не подвергавшимся обработке консервантом [15, 17,22, 78].

Таблица 9. Влияние обработки риса-зерна пропионовой кислотой и хранения в лабораторных условиях на его технологические свойства

Партия риса-зерна Ihm ÖS /О Влажность. "о Трещиноватость, % Виход готовой продукции %

крупа мучка

целая дробленая всего

15 сут хранения

Контрольная

0 20.3 31.7 64.92 9.26 74.18 13.78

Опытная 0.1 20.3 27.3 65.48 8.77 74.25 13.31

0.3 20.3 26.4 65.36 7.91 74.27 13.17

0.5 20.3 25.6 65.04 8.19 74.13 13.40

Контрольная

0 16.2 19.0 69.40 8.01 77.41 12.91

Опытная 0.1 16.2 19.5 69.53 7.97 77.50 12.73

0.3 16.2 19.2 69.60 7.94 77.54 12.72

Контрольная

0 11.7 19.8 68.75 8.58 77.33 12.94

3 0 сут хранения

Контрольная

0 20.3 33.1 64.18 9.76 73.94 13.84

Опытная 0.1 20.3 28.2 65.67 8.64 74.31 13.18

0.3 20.3 27.0 66.73 7.57 74.30 13.07

0.5 20.3 26.8 66.45 7.87 74.32 13.16

Контрольная

0 16.2 21.0 69.54 7.98 77.52 12.97

Опытная 0.1 16.2 19.7 69.78 7.79 77.57 12.78

0.3 16.2 18.3 69.93 7.66 77.59 12.51

Контрольная 0 11.7 20.1 68.82 8.64 77.47 12.92

Обработка свежеубранного зерна риса пропионовой кислотой в количестве 0.07 % к массе зерна при последующем хранении во влажном состоянии в течение 60 сут позволила не только сохранить, но и улучшить исходные технологические свойства риса-зерна (табл. 10).

Таблица 10. Выход и качество крупы при переработке консервированного риса-зерна сорта Спальник, хранившегося в железобетонном силосе элеватора

Партии Влаж- Трещиноватость, % Выход готовой продукции, "/а Лузга и

риса-зерна , ность, % исход- конеч- крупа прочее,

ная ная целая дробленая всего мучка %

Контрольная 14.0 35.0 46.0 56.74 11.78 68.53 15.33 16.15

(Мытная 16.5 39.0 42.0 60.56 8.64 69.20 13.59 17.22

Общий выход крупы ири промышленной переработке опытной партии риса-зерна превысил результаты, полученные при переработке аналогичной контрольной партии риса-зерна, высушенной стандартным способом при мягких тепловых режимах, на 0.67 %, а выход целого ядра - на 3.82 %.

Методом сканирующей электронной микроскопии было обнаружено большее количество трещин на поверхности крупы, выработанной из контрольной партии риса-зерна, чем на поверхности крупы, полученной из опытной партии (рис. 12 а,б).

Рис.12. Микроструктура поверхности рисовой крупы, выработанной из риса-зерна оптимальной технологической влажности (увеличение 2600х): а) опыт; б) контроль

Пропиоиовая кислота в дозе 0.07 % не ухудшила потребительские качества крупы. Различий в белизне крупы, полученной из риса-зерна опытной и контрольной партий, не обнаружено, в обоих случаях белизна равнялась 100 условным единицам прибора ФМШ-56М [2, 3,6].

Гидротермическая обработка (ГТО) консервированного риса-зерна, включающая пропариванис влажным водяным паром под давлением 0.1 МПа в течение 10 мин, отлежку и просушивание при температуре сушильного агента 50 °С, способствовала существенному увеличению общего выхода крупы и особено целого ядра (табл.11), а также снижению содержания консерванта в рисе-зерне (табл.12) до следовых количеств, находящихся за порогом чувствительности органов осязания человека.

4.4. Кулинарные свойства и пищевые достоинства рисовой крупы

Обработка сырого риса-зерна (\У = 20.5 %) сорта Краснодарский 424 пропионо-вой кислотой в количестве 0.25 % к массе зерна и последующее хранение в сыром состоянии в течение 60 сут в железобетонном силосс элеватора не вызвали существенных изменений кулинарных свойств выработанной из него крупы (табл. ¡3).

Наблюдали некоторое увеличение числа набухания и коэффициента набухания у рисовой крупы, полученной из опытной партии консервированного риса-зерна. Это можно объяснить разрыхлением структуры эндосперма [6, 8, 9].

44

Таблица 11. Влияние гидротермической обработки консервированного риса-зерна на трещиноватость эндосперма, выход и качество крупы

XV, % Ого,, % Трещиноватость, % Фактический выход крупы, % Разница, %

без ГТО с ГТО без ГТО с ГТО

целой дробл. общий целой дробл. общий Д целой Л дробл. Д общий

13,2 0 51,2 3,2 23,5 42,7 66,2 45,8 21,4 67,2 +22,3 -21,3 +1,0

18,0 0 66,6 6,9 20,1 ' 44,4 64,5 39,6 25,9 65,5 + 19,5 -18,5 + 1,0

20,0 0 68,2 8,3 14,9 47,9 62,8 40,1 23.8 63,9 +25,2 -24,1 +1,1

18,0 0,05 58,9 5,7 21,6 43,5 65,1 52,4 16,5 68,9 +30,8 -27,0 +3,8

20,0 0,05 63,3 5,5 16,8 45,6 62,4 50,6 17,4 68,0 +33,8 -28,2 +7,6

18,0 0,1 58,2 5,3 21,7 41,4 63,1 52,8 16,3 69,1 +31,1 -25,1 +6,0

20,0 0,1 62,9 6,2 18,1 44,8 62,9 51,6 16,9 68,5 +33,5 -27,9 +5,6

Таблица 12. Влияние ГТО на остаточное содержание пропионовой кислоты в консервированном рисе-зерне

% Бпк, % Остаточное содержание консерванта, % к массе зерна, после хранения, сут

без ГТО с ГТО

1 7 30 1 7 30

180 0,05 0,027 0,013 0,003 0,001 0,0005 0,0001

200 0,05 0,038 0,019 0,006 0,002 0,0004 0,0001

180 0,1 0,062 0,025 0,008 0,005 0,0006 0,0003

200 0,1 0,079 0,031 0,009 0,007 0,0008 0,0005

Таблица /¿.Влияние обработки пропионовой кислотой и хранения сырого риса-зерна в ж/б силосе элеватора на кулинарные свойства выработанной из него крупы

Кулинарные свойства рисовой крупы

Партия Способ Способ число набу- коэффици- коэффици- коэффици-

риса-зерна сушки получения хания ент набу- ент водопо- ент разва-

крупы хания, % глотитель-ной способности, % риваемос-ти, %

Контроль- Активное ЛУР-1М

ная (сухое) вентилирование 7.2 617 636 2.7

ВТИ-8 На заводе 7.3 630 620 2.9

Опытная Активное ЛУР-1М

вентилиро- 7.5 633 633 3.2

вание

ВТИ-8 ЛУР-1М 7.5 650 639 3.0

ВТИ-8 На заводе 7.5 667 628 2.8

Оценку пищевых достоинств рисовой крупы, выработанной в производственных условиях из консервированного риса-зерна проводили методом дегустации рисовой каши специалисты кафедры технологии производства продуктов общественного питания Московской экономической академии им. Г.В.Плеханова по методике Госкомиссии по сортоиспытанию крупяных культур.

Органолептическис показатели каши - вкус, запах, консистенцию и цвет -оценивали по пятибалльной системе с учетом коэффициентов значимости, которые подбирались согласно методическим указаниям постоянной комиссии по пищевой промышленности СЭВ. В связи с тем, что при обработке производственного риса-зерна пропионовой кислотой наиболее важным было сохранение естественного запаха и вкуса рисовой крупы и приготовленной из нее каши, коэффициенты значимости для этих показателей были установлены более высокими (запах - 3, вкус - 3, консистенция - 1.5, цвет - 2.5). Для отличной оценки каши необходимо набрать не менее 45 баллов, хорошей - не менее 40 и удовлетворительной не менее 35 баллов. При 35 баллах каша считается непригодной для употребления в пищу.

Расхождения между суммарными дегустационными оценками рисовой каши, приготовленной из опытной и обычной крупы, были не существенными. Все образцы каши, приготовленные на воде и на молоке, имели естественный запах и вкус, рассыпчатую консистенцию и присущий рисовой каше белый цвет, в результате чего получили отличные оценки (табл. 14).

Таблица 14. Влияние обработки пропионовой кислотой и хранения сырого риса-зерна в ж/б силосе элеватора на пищевые достоинства выработанной из него крупы

Органолептические показатели Коэффициент значимости Средняя оценка в баллах Сумма условных баллов

контроль опыт контроль опыт

Вкус 3.0 4.77 4.70 14.31 14.10

Запах 3.0 4.66 4.59 13.98 13.77

Консистенция 1.5 4.83 4.69 7.25 7.04

Цвет 2.5 4.94 4.94 12.35 12.35

Сумма 10 - - 47.89 47.26

Аналогичные данные нами были получены при проведении дегустации рисовой каши, приготозленной из крупы, которая была выработана из консервированного пропионовой кислотой риса-зерна, хранившегося в течение 6 месяцев в мешках в зерновом складе. Увеличение доз пропионовой кислоты до 0.6-1.0 % к массе зерна вызвало ухудшение органолептических показателей каши - запаха и вкуса (табл. 15).

Таблица 15. Органолептические показатели рисовой каши, приготовленной из консервированного риса, хранившегося в мешках втечение 6 мес (оценка по 5-балльной системе)

Доза пропионовой кислоты, % Начальная влажность образцов, % Оценка органолептических показателей рисовой каши, балл

консистенция цвет запах вкус

0 12.6 Рассыпчатая 4.9 4.6 4.7

0.3 22.0 » 4.9 4.7 4.7

0.6 22.0 » 4.9 4.2 4.1

1.0 22.0 » 4.7 3.5 3.3

На основании приведенных данных дегустационная комиссия сделала заключение, что обработка сырого риса-зерна пропионовой кислотой в количестве 0.25-0.30 % к массе зерна и последующее хранение в течение 60-180 суток не вызывает ощутимых изменений органолептических показателей рисовой крупы и приготовленной из нее каши, которая по своим пищевьм достоинствам не уступает каше, приготовленной из обычной качественной крупы.

Рисовая крупа, выработанная из обработанного пропионовой кислотой риса-зерна, рекомендована дегустационной комиссией для приготовления продуктов общественного питания.

4.5. Остаточное содержание пропионовой кислоты в консервированном рисе-зерне и продуктах его переработки

Определение остаточного содержания свободной и связанной пропионовой

кислоты в тканях зерновки показало [6, 17], что распределение консерванта по слоям зерновки неравномерно (табл. 16).

Таблица 16. Влияние дозы консерванта на кислотность и рН риса-зерна

Опк '% W, % Кислотность ядра U j рН ядра

при времени шлифования, с

0 30 60 90 120 150 0 30 60 90 120 150

0 12.6 1.55 0.85 0.65 0.60 0.60 0.55 7.25 7.17 6.90 6.85 6.77 6.70

0,3 22.0 4.10 3.30 2.60 1.90 1.90 1.80 6.22 6.02 5.95 5.81 5.70 5.65

0,6 22.0 10.80 8.70 8.45 7.70 7.30 7.10 5.30 5.15 5.05 5.00 4.95 4.90

1,0 22.0 13.00 11.30 11.00 9.90 9.80 9.60 5.10 4.96 4.85 4.83 4.80 4.79

Содержание пропионовой кислоты уменьшается по мере приближения к

центру зерновки, наибольшее количество ее в верхних слоях зерновки. Изменение рН по слоям зерновки незначительно. Увеличение кислотности зерна за счет пропионовой кислоты носит временный характер, так как основная масса консерванта удаляется при технологической и кулинарной обработке (табл. 17).

Таблица 17. Содержание пропионовой кислоты в консервированом рисе-зерне и крупе

Содержание пропионовой кислоты, мг %

W. в зерне в крупе

% в начале опыта в конце опыта после сушки на воздухе без обработки после промывания в проточной воде Змин после варки 40 мин

12,6 0 0 0 0 0

22,0 300 220 100 80 40

22,0 600 480 225 150 140

22,0 1000 820 370 240 220

Остаточное содержание пропионовой кислоты в консервированном рисе-зерне [17] оптимальной технологической влажности (\У = 16.5 %, Бпк = 0.07 %) и продуктах его переработки показано в табл. 18.

Таблица 18. Остаточное содержание пропионовой кислоты в консервированном рисе-зерне оптимальной технологической влажности и крупе

Образец Остаточное содержание ПК, %

свободной связанной всего

Опытная партия

Зерно риса 0.0007 0.0001 0.0008

Ядро 0.0005 0.0001 0.0006

Крупа 0.0002 0.0001 0.0003

Контрольная партия

Зерно риса 0.0002 0.0001 0.0003

Ядро 0.0001 0.0001 0.0002

Крупа 0.0000 0.0001 0.0001

Из табл. 18 видно, что по мере технологической обработки зерна риса с влажностью 16.5 % остаточное содержание связанной и свободной пропионовой кислоты в крупе уменьшается до 0.0003 весовых процентов и находится за порогом чувствительности органов осязания человека [16]. Остаточные количества пропионовой кислоты участвуют в метаболических процессах человека и животных [35]. Допустимая суточная доза пропионовой кислоты для человека по данным Всемирной организации здравоохранения составляет 10-20 мг на 1 кг массы тела в сутки, а по другим официальным данным ее употребление не регламентируется, так как оно ограничивается ее вкусовыми качества.

4.6. Биологическая ценность продуктов переработки консервированного риса-зерна

Биологическую ценность определяли с помощью микроскопического тест-организма ТйгасЬутепа ру пГогпш (табл. 19).

Таблица 19. Относительная биологическая ценность риса-зерна

№ образцов Влажность зерна, % Доза ПК, % Количество инфузорий в 1 см ОБЦ, %

1 16 контр - 31.0-10* 62

2 16 0.1 43.5 104 87

3 16 0.2 36.0-104 72

4 16 0.3 37.5-104 75

5 20 0.1 30.0-104 60

б 20 0.2 27.5-104 55

7 20 0.3 27.5-104 55

Казеин (контроль ) - - 50.0-104 100

При исследовании консервироанного риса-зерна различной влажности (табл. 19) выявлено, что доза ПК 0.3 % при влажности зерна 20 % приводит к снижению его относительной биологической ценности на 2-7 % по сравнению с исходным зерном. Обработка зерна риса с влажностью 16 % при дозе ПК от 0.1 до 0.3 % не оказывала токсичного воздействия на инфузорию и даже стимулировала ее развитие: во всех опытах при этой влажности относительная биологическая ценность консервиронного риса была выше, чем исходного зерна, что можно объяснить участием пропионовой кислоты в метаболических процессах тест-микроорганизма.

4.7. Медико-биологическая оценка рисовой крупы, полученной из консервированного зерна

Медико-биологическая оценка рисовой крупы, полученной из консервиро-

ванного пропноновой кислотой риса-зерна была произведена совместно с сотрудниками Краснодарского научно-исследовательского института сельского хо-- зяйства им.П.П.Лукьяненко, Краснодарской научно-исследовательской ветеринарной станции и проблемной научно-иссле-довательской лаборатории по изучению биологической ценности и безвредности продуктов Кубанской медицинской академии. Исследования проводили на белых крысах линии Вистар по общепринятой методике ростовым методом.

Различий в среднесуточных привесах опытных и контрольных животных не выявлено. При патоморфологических макро- и микроскопических исследованиях внутренних органов животных никаких различий также не обнаружено.

Остаточное содержание консерванта в рисе-зерне, ядре и крупе было в следовых количествах [54,61], находящихся за порогом чувствительности (табл. 20).

Таким образом, обработка влажного риса-зерна пропионовой кислотой по предлагаемой технологии не вызывает изменения санитарно-гигиенических показателей (дегустационная оценка, биологическая ценность, безопасность) получаемой из него крупы по сравнению с крупой, выработанной из зерна риса, хранившегося и переработанного по традиционным технологиям.

Таблица 20. Остаточное содержание пропионовой кислоты в консервированном зерне риса и продуктах его переработки

Доза ПК, Остаточное количество пропионовой кислоты, %

% в рисе-зерне в ядре в крупе

свободы. связан. всего свободн. связан. всего свободн. связан. всего

0 0.0002 0.0001 0.0003 0.0001 0.0001 0.0002 - 0.0001 0.0001

0.07 0.0007 0.0001 0.0008 0.0004 0.0001 0.0005 0.0002 0.0001 0.0003

0.1 0.0008 0.0001 0.0009 0.0005 0.0002 0.0007 0.0003 0.0002 0.0005

0.3 0.0010 0.0004 0.0014 0.0008 0.0005 0.0013 0.0005 0.0004 0.0009

0.5 0.0019 0.0011 0.0030 0.0013 0.0012 0.0025 0.0010 0.0009 0.0019

По результатам наших исследований Министерство здравоохранения РФ дало официальное разрешение на использование пропионовой кислоты в качестве консерванта для продовольственного зерна риса [6, 17, 22, 26, 44], а с 1994 г. она включена в список пищевых добавок, разрешенных к применению в Российской Федерации.

5. РАЗРАБОТКА НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ХРАНЕНИЯ ЗЕРНА РИСА

5.1. Допустимая длительность безопасного хранения риса-зерна, консервированного пропионовой кислотой

На основании полученных экспериментальных данных определены оптимальные дозы вносимой в зерновую массу пропионовой кислоты в зависимости

от начальной влажности риса-зерна и предполагаемой длительности безопасного хранения при температуре 18-20 °С (табл. 21).

Таблица 21.Влияние дозы пропионовой кислоты на длительность безопасного хранения свежеубранного риса-зерна

Длительность безопасного хра- Опк при влажности свежеубранного риса-зерна, %

нения, сут

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

15 0.025 0.05 0.17 0.07 0.10 0.10 0.12 0.15 0.15 0.17

30 0.05 0.07 0.10 0.10 0.12 0.12 0.15 0.17 0.317 0.20

45 0.07 0.07 0.10 0.12 0.15 0.17 0.17 0.20 0.22 0.25

60 0.07 0.10 0.12 0.15 0.17 0.20 0.20 0.22 0.25 0.27

75 0.10 0.12 0.15 0.17 0.20 0.20 0.22 0.25 0.27 0.30

90 0.12 0.15 0.17 0.20 0.22 0.22 0.25 0.27 0.30 0.32

Математическая обработка полученных данных методом множественной корреляции позволила получить для расчета дозы пропионовой кислоты уравнение множественной регрессии следующего вида:

У = - 0.63 + 0.038 XI + 0.0032 Х2, где (33)

У - доза вносимой в зерновую массу пропионовой кислоты,% к массе зерна;

Х1 - влажность свежеубранного риса-зерна, %;

Хг- длительность безопасного хранения свежеубранного риса-зерна, сут.

Параметры этого уравнения характеризуются следующими величинами:

<1х, = 0.62; с1х2= 0.36; Б х,х2 = 0.98, где ' (34)

с1 Х| и <1 х2 - коэффициенты частной детерминации, характеризующие влияние влажности зерна и длительности его безопасного хранения на величину дозы пропионовой кислоты, вносимой в зерновую массу; О х(х2_ коэффициент общей детерминации.

Таким образом, величина дозы вносимой в зерновую массу пропионовой кислоты на 62 % определяется влажностью консервируемого зерна и на 36 % заданной длительностью безопасного хранения. Общее влияние этих двух факторов на величину дозы пропионовой кислоты составляет 98 %. Влияние случайных, неучтенных нами факторов - 2 %. Коэффициент множественной корреляции Я = 0.99.

Номограмма для определения оптимальной дозы пропионовой кислоты в зависимости от исходной влажности и прогнозируемой длительности хранения свежеубранного риса-зерна представлена на рис.13.

При повышении или понижении температуры зерна при закладке на хране ние следует соответственно увеличить или уменьшить дозу пропионовой кислоты

на 0.005 % на каждый градус.

В связи с тем, что надежное удаление пропионовой кислоты из пищевого риса-зерна возможнс лишь при дозах до 0.3 % к массе зерна, на практике при планировании сроков хранения влажного обработанного пропионовой кислотой риса-зерна следует считать эту дозу предельно допустимой. Более высокие дозы пропионовой кислоть обеспечивают лучший эффект консервации, но при этом не исключается возможность ухудшения органолептических показателей консервированного риса-зерн; и вырабатываемой из него крупы.

5.2. Экологически безопасная ресурсосберегающая технология консервации зерна риса

Предлагаемая технология консервации свежеубранного риса-зерна пропионовой кислотой (рис. 14), включает очистку риса-зерна от грубых примесей, обработку пропионовой кислотой в аэрозольном и парогазовом состоянии в количестве 0.02-0.25 % к массе зерна, отлежку в течение 30-40 мин, храпение до 6 мес и тепловую сушку. Технологическая схема консервации риса-зерна в условиях современного элеватора показана на рис.13. Предлагаемая технология позволяет консервировать свежеубраннос зерно риса влажностью от 15.0 до 25 %, преимущественно до 22 % при температуре хранения до 20 °С. В то же время принятая дозировка пропионовой кислоты может дать положительный консервирующий эффект только при равномерной обработке всей массы консервируемого зерна [б, 28, 36, 42,45].

Рекомендуемый способ послеуборочной обработки свежеубранного зерна риса осуществляется следующим образом. Рис-зерно, очищенный от грубых примесей, из приемного бункера 1 через приемный транспортер 2 и норию 3 подается в надвесовой бункер и, взвешивается па автоматических весах 5 и через поворотный круг б поступает в надсспараторный бункер 7, откуда зерно подается на промышленную установку 8 (рис. 5) для обработки зерна пропионовой кислотой в эрозолыюм и парогазовом состоянии и затем в подсепараторные бункеры 9 на отлежку.

Рис.13. Номограмма для определения оптимальной дозы консерванта

Непрерывный цикл консервации риса-зерна, начинается с момента, когда запас консервированного зерна в подсспараторных бункерах будет достаточным, чтобы отлсжка вновь поступающих порций обработанного зерна происходила одновременно с выпуском зерна, прошедшего отлежку. Целью отлежки является повышение равномерности обработки зерна консервантом и уменьшение коррозии технологического оборудования и зернохранилищ.

После 30-40 мин отлежки консервированное зерно по системе коммуникаций направляется через транспортер 10 на хранение в силос 11. По истечение 30-180 сут зерно в зависимости от производственной необходимости из силоса подается на подсилосный транспортер 12 и далее на сушку, охлаждение, отлежку и переработку.

Предлагаемый способ консервации влажного свежеубранного риса-зерна [6, 17, 18,29,52] имеет следующие преимущества:

- увеличивается продолжительность безопасного хранения влажного и сырого свежеубранного риса-зерна до 180 сут и более без ухудшения его первоначальных качеств;

- в зерновой массе исключаются процессы самосогревания, плеснсвения, образования микотоксииов и- пожелтения; жизнедеятельность насекомых-вредителей подавляется;

- сокращаются до минимума потери сухих веществ вследствие снижения интенсивности дыхания всех компонентов зерновой массы;

- появляется возможность проведения сушки риса-зерна в удобное время и с применением "мягких" режимов, что способствует снижению его трещиноватости и увеличению выхода целого ядра при его переработке в крупу;

- повышается коэффициент использования зерносушилыюго оборудования,

Рис. 14. Технологическая схема консервации риса-зерна пропионовой кислотой в условиях современного элеватора

сокращается продолжительность работы технологического оборудования на ■внутренних операциях и расход электроэнергии;

- создается возможность широкого использования силосов элеваторов -наиболее механизированных хранилищ - для временного хранения влажного и сырого свежеубранного риса-зерна;

- создаются условия для сохранения высокого качества заготовленного ри-" са-зерна независимо от погодных условий в период уборки урожая и заготовки;

- существенным преимуществом рекомендуемой технологии является возможность консервации риса-зерна продовольственного назначения. 1 ( [

Наибольший эффект от применения предлагаемого способа мозйет бьггь получен в годы с неблагоприятными погодными условиями в период уборки урожая, а также при консервации свежеубранного риса-зерна.

5.3. Технология консервации риса-зерна оптимальной технологической

влажности

Предлагаемая технология [17-19, 22, 52, 72] заключается в следующем. Све-жеубранное зерно риса с влажностью 15.0-16.5 % очищают от грубых примесей, обрабатывают пропионовой кислотой ТУ 6-01-989-90 в аэрозольном состоянии в количестве 0.02-0.10 % к массе зерна и закладывают на хранение в железобетонный силос элеватора с дистанционным контролем температуры зерна. Зерно риса хранят в течение 2-6 месяцев при температуре 13-18 °С, после чего перерабатывают на крупозаводе без предварительной сушки.

Технологическая схема консервации риса-зерна оптимальной технологической влажности в производственных условиях показана на рис.15. Поступающее в приемное устройство 1 свежеубранное зерно риса очищают от грубых примесей, формируют в партии с влажностью 15.0-16.5 % и с помощью транспортера 2 и нории 3 направляют в силосы 4. Из силоса 4 зерно риса через шибер 7 подается норией 5 на промышленную установку 6 (рис. 5) для обработки зерна консервантом производительностью до 25 т/ч, расположенную непосредственно над силосом 8. В рабочей камере установки консервант окутывает каждую зерновку тончайшим слоем, стерилизуя ее поверхность. В таком виде обработанное зерно самотеком направляется в силос 8 на хранение, продолжая в процессе свободного падения контактировать с парами консерванта, образовавшимися над обработанным зерном, где и хранится без перемещения до момента переработки в крупу. Отгрузка на рисозавод консервированного риса-зерна производится с помощью транспортера 9.

Рис.15. Технологическая схема консервации риса-зерна оптимальной технологической влажности

Изложенный вариант технологии апробирован и внедрен на Полтавском комбинате хлебопродуктов Краснодарского края. Структурная схема послеуборочной обработки, консервации, хранения и переработки риса-зерна представлена на рис.16.

Рис. 16. Структурная схема послеуборочной обработки, консервации, хранения и переработки риса-зерна

5.4. Использование вторичных продуктов переработки консервированного зерна риса для стабилизации хлебобулочных изделий и комбикормов

При переработке риса-зерна в крупу образуются пищевые вторичные продую ты, одним из которых является мучка эндосперма, получаемая после 3-й и 4-й шли фовальных систем. По сложившейся традиции она вместе с другими продуктам* шлифования направляется на корм скоту, что экономически нерационально. Нами установлено, что добавление в пшеничную муку рисовой мучки до 5 % в массе муки увеличивает газообразующую способность теста благодаря внесению с мучкой дополнительных Сахаров (до 1.7 %) и повышенной активности ее ами-лолитических ферментов, способствует укреплению клейковины муки, а также увеличению объемного выхода, пористости и формоусггойчивости выпеченного хлеба (табл. 22).

Корка хлеба, выпеченного с внесением рисовой мучки, имела темно-коричневую окраску, выпуклую форму, гладкую поверхность. Мякиш имел равномерный сероватый цвет, пластичность его была хорошей, величина пор - средней, поры равномерно распределены по всему объему мякиша. Зараженности выпеченного хлеба картофельной болезнью после 24 часов хранения обернутым во влажную бумагу в термостате при температуре 37 °С не наблюдалось. Опытные образцы хлеба не имели специфического запаха, свойственного "больному" хлебу, и липкого мякиша, что связано в первую очередь с наличием в мучке остаточного консерванта [64,69, 70].

Таблица 22. Влияние рисовой мучки получаемой при переработке консервированного риса-зерна на структурно-механические свойства пшеничного хлеба

Наименование образцов Нобщ,-сжимае-мостъ, ед.приб. Нпл. -пластичность, ед.приб. Нупр. -упругость, ед.приб. Относит. пластич., % Относит. упругость, % Нпл. Нупр.

Контрольный (без мучки) 39.8 30.4 9.4 76.4 23.6 3.2

Опытный 1 (с мучкой после 3-й шл.с.) 44.2 31.8 12.4 71.9 28.1 2.6

Опытный 2 (с мучкой после 4-й шл.с.) 47.6 33.6 14.3 69.9 30.1 2.3

Внесение рисовой мучки в пшеничную муку также экономически целесообразно в связи с тем, что стоимость мучки в несколько раз ниже стоимости пшеничной муки.

Рисовая мучка, полученная при переработке зерна риса, обработанного про-

пионовой кислотой в дозе 0.04 % к массе продукта, отличалась устойчивостью при хранении [76] - количество плесневых грибов в ней снижалось по сравнению с контролем, в котором количество плесеней резко возросло (табл. 23).

На основе опытного и контрольного образцов рисовой мучки в лабораторных условиях был приготовлен полнорационный комбикорм ПК 20-1 для уток-несушек [33,38,76,80,81]. В состав рецепта комбикорма ввели 5 % рисовой мучки.

Количественный и качественный состав развившейся при хранении на комбикормах микрофлоры представлен в табл. 24.

Таблица 23. Изменения количественного состава микрофлоры рисовой мучки при хранепии

Длитель-

ность хра- Количество микроорганизмов, клеток/г продукта

нения, сут

рисовая мучка — контроль рисовая мучка — опыт

плесневые грибы бактерии плесневые грибы бактерии

1 26-104 77-10* 12-10* 68-10*

7 30-10* 86-10* 10-10* 71-10*

14 48-10* 50-Ю* 13-10* 98-10*

20 Хранение прекращено 10-10* 82-10*

30 8-10* 60-10*

Таблица 24. Влияние рисовой мучки, полученной из консервированного риса-зерна, на микрофлору комбикорма ПК 20-1

Образцы Влажность, % Количество микроорганизмов, клеток/г продукта

плесневые грибы бактерии

Через 1 сут хранения

Контрольный 11.2 6-10" 60-105

Опытный 11.3 4-10" 40-105

Через 30 сут хранения

Контрольный 11.2 11-Ю4 85-Ю5

Опытный 11.2 1-10* 19-Ю5

Через 60 сут хранения

Контрольный 11.1 Хранение прекращено на 44-е сут

Опытный 11.3 6-10* 28-Ю5

Через 75 сут хранения

Контрольный 11.0 -

Опытный 11.2 8-104 36-105

Из таблицы видно, что в комбикорме ПК 20-1, выработанном с использованием обычной рисовой мучки, через 30 суток хранения количество плесеней и бактерий значительно увеличилось, на 44-е сут данный образец был снят с хранения. В комбикорме ПК 20-1, содержащем рисовую мучку, полученную при пере-

работке консервированного риса-зерна, через 30 сут количество бактерий снизн лось более, чем в 2 раза, а через 60 сут их было в 1.5 раза по сравнению с исход! ным количеством, тогда как содержание основных питательных веществ в не! : практически не изменилось [74,75,76].

5.5. Возможные пути утилизации консерванта на технологических этапах

консервации, хранения и переработки риса-зерна

Для нейтрализации или улавливания пропионовой кислоты при дегазаци зерна возможны следующие методы: щелочная нейтрализация, конденсация па ров, адсорбция, сжигание. Щелочная нейтрализация насыщенным растворо; осуществляется с помощью Са(ОН)2, в который через барботер подается воздух содержащий пары пропионовой кислоты. Образовавшийся раствор пропионат: кальция сливают и возвращают в нейтрализатор, добавляют необходимое коли чество Са(ОН)г и воды. Твердую соль обрабатывают твердым СаО и использую' как пластификатор в дорожном строительстве.

Для конденсации паров пропионовой кислоты из воздуха его охлаждаю-рассолом в теплообменнике, периодически удаляя жидкую кислоту, а неконден сированные пары кислоты поглощаются из воздуха в нейтрализаторе см. выше.

Метод адсорбции осуществляется путем продувания отработанного воздух; через слой адсорбента - активированный уголь. После насыщения сорбента еле дует продувка адсорбера острым паром, пары конденсируют а кислоту кон центрируют.

Основное достоинство установок, работающих по методу сжигания паро! консерванта, - простота конструкции.

5.6. Разработка нормативной документации на консервированный рис-зерно

и продукты его переработки

На основании провденных исследований и производственных испытание разработан комплект нормативной документации, согласованный с Краснодарским центром Госсанэпиднадзора и ОАО "Кубаньхлебо-продукт":

• технические условия на рис-зерно, консервированный пропионовой кислотой (ТУ 9715-051-02067862-97);

• технические условия на крупу из консервированного риса-зерна (ТУ 9294052-02067862-97);

• технологическая инструкция по консервации риса-зерна (нешелушеиного) пропионовой кислотой.

Нормативная документация апробирована в течение ряда лег на ОАО

"Полтавский комбинат хлебопродуктов" и рекомендована к применению на всех рисоперерабатывающих предприятиях Краснодарского края.

Приняты к рассмотрению ВНИИ ГПЭ заявки на товарные знаки "Рикон" -на рис-зерно консервированный [114] и "Крикон" - на рисовую крупу, полученную из консервированного риса-зерна [115].

5.7.Экономическая эффективность разработанных технологий консервации влажного зерна риса пропионовой кислотой

Экономический эффект от внедрения предлагаемых технологий консервации влажного зерна риса только за счет увеличения выхода высококачественной крупы и исключения сушки риса-зерна оптимальной технологической влажности составляет в условиях Краснодарского края 100-200 тыс. р. на каждую тонну консервированного зерна в ценах 1997 г [1].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполнено комплексное исследование, направленное на разработку научных основ и прикладных аспектов применения химических консервантов в технологии послеуборочной обработки и хранения зерна риса надкритической влажности.

К наиболее значимым относятся следующие результаты, составляющие в совокупности научную и практическую основу разработанных технологий консервации зерна риса надкритической влажности и диссертационной работы в целом:

1. Научно обоснована и сформулирована технологическая концепция, разработаны теоретические основы применения низкомолекулярных карбоновых кислот в различных фазовых состояниях как в чистом виде, так и в сочетании с физическими факторами для консервации влажного продовольственного зерна риса.

2. Теоретически и экспериментально обоснован выбор базового консерванта для риса-зерна - пропионовой кислоты на основе анализа ее физических, химических и физиологических свойств в сравнении с другими применяемыми для пищевых продуктов консервантами.

3. Впервые разработана физико-математическая модель процесса консервации риса-зерна путем введения консерванта в виде парогазовой смеси, на основе которой количественно оценена математическая зависимость между влажностью зерна, его температурой, длительностью хранения риса-зерна и дозой вносимого консерванта; построена расчетная номограмма; созданы теоретические предпо-

сылки для разработки новых способов консервации влажного зерна и устройств для их реализации.

4. Изучено влияние пропионовой кислоты на биохимические и физиологические процессы, происходящие в рисовых зерновках; теоретически обоснована и экспериментально, доказана возможность реактивации гидролитических и окислительно-восстановительных ферментов по мере десорбции консерванта из тканей зерновки, что открывает перспективу консервации семенного риса.

5. Теоретически обоснован и по-новому объяснен физико-биохимический механизм консервирующего действия на зерно низкомолекулярных карбоновых кислот; сделан анализ и дана оценка участия пропионовой кислоты в метаболизме живых организмов, включая и человека.

6. Выявлены закономерности изменения электронно-микроскопической структуры и реологических свойств рисовых зерновок под воздействием пропионовой кислоты и условий хранения, определяющие технологические свойства консервированного риса-зерна, а также кулинарные достоинства, биологическую и пищевую ценность полученной из него крупы; изучена микроструктура зерновок риса белого, лимонного, желтого и коричневого цвета; разработан достоверный способ определения коэффициента желтезны рисовой крупы.

7. Физиологически и биохимически обоснована, разработана, запатентована и внедрена в производство технология консервации влажного зерна риса оптимальной технологической влажности, позволяющая сохранить исходный химический состав и свойства риса-зерна до 6 мес, исключить пожелтение эндосперма зерновок, образования в них афлатоксинов, получить высококачественную рисовую крупу с повышенным (на 1.5-2.5 %) содержанием целого ядра.

8. Разработано и запатентовано 19 способов внесения консервантов в зерновую массу и 16 конструкций устройств для их осуществления, позволяющих минимизировать дозу консерванта до 0.05 - 0.01 % к массе зерна, и на этой основе созданы предпосылки для промышленной консервации семенного риса.

9.Усовершенствован и реализован на практике метод определения биологической ценности пищевых продуктов, обработанных пропионовой кислотой, с помощью тест-микроорганизма Те^асИутепа руиГогти, разработано пять экспресс-методов определения остаточного количества консерванта в рисе-зсрне и продуктах его переработки, а также в промышленных выбросах (воздухе); разработан, освоен и внедрен в практику метод'ускоренного определения органического азота в растительном сырье; предложено использование гидротермической обработки консервированного риса-зерна как эффективного способа укрепления ядра зерновки и удаления остаточного консерванта.

10. Теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность

применения продуктов переработки консервированного риса-зерна для стабилизации хлебобулочных изделий и комбикормов; предложено, обосновано и запатентовано использование пропионовой кислоты в качестве инсектицида одновременно с консервацией зерна.

В результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработана усовершенствованная технология временного хранения влажного продовольственного зерна риса в период массовой уборки урожая без потерь и ухудшения качества, с соблюдением действующих экологических требований к качеству готовой продукции.

Разработана нормативная документация:

• технические условия на рис-зерно консервированный пропионовой кислотой (IV 9715-051-02067862-97);

• технические условия на крупу, полученную из консервированного риса-зерна (ТУ 9294-052-02067862-97);

• технологическая инструкция по консервации риса-зерна (нешелушенного) пропионовой кислотой.

Разработана техническая документация на изготовление промышленных, полупромышленных и лабораторных установок для консервации зерна.

Получены гигиенические сертификаты Краснодарского краевого центра Госкомсанэпиднадзора РФ на рис-зерно, консервированный пропионовой кислотой, и крупу из консервированного риса-зерна.

Получено разрешение Госкомсанэпиднадзора РФ на применение пропионовой кислоты в качестве консерванта для продовольственного зерна риса, а с 1994 г. она включена в список пищевых добавок, разрешенных к применению в пищевой промышленности Российской Федерации.

Экономическая эффективность выполненных исследований оценивается в условиях Краснодарского края от 100 до 200 тыс. руб. на тонну консервированного риса-зерна в ценах 1997 г.

СПИСОК

ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ НАУЧНЫХ РАБОТ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ В ДИССЕРТАЦИИ

1. Росляков Ю. Ф. Консервация риса : Монография. - Краснодар: Изд. КубГТУ, 1996.-176с.

2. Сравнительная оценка методов определения степени шлифования риса/ Е.П. Козьмниа, Л.В. Бабпченко, С.А. Федорова, Т.Н. Прудникова, Е.К. Давнденко, Р.И. Поварова, Ю.Ф. Росляков // Изв. вузов. Пищевая технология. -1974.-№5.-С.127-131.

3. Щербаков В. Г., Росляков Ю. Ф., Прудникова Т. Н. Оптические свойства риса-зерна//Изв. вузов. Пищевая технология. -1975.-№4.-С. 148-151.

4. Электрическая печь для ускоренного определения органического азота по методу Кьельдаля/ В.Г. Щербаков, Ю.Ф. Росляков, Т.Н. Прудникова, Н.М. Рудь /КПИ.-Краснодар,1976. - 8с. - Деп. в ВИНИТИ 04.09.76.,№3313-76.

61

5. Щербаков В. Г., Росляков Ю. Ф., Прудникова Т. Н. О химическом KoncepBi ^овании влажного зерйа риса'// Изв. вузов. Пищевая технология. -1977.-№2

6. Росляков Ю.Ф., Терпогосов В.А., Кисляк A.A. Консервирование свеж! убранного риса-зерна в силосах элеватора II Изв. вузов. Пищевая технология. 1977.-№4.-C.109-l14.

7. Щербаков В. Г., Росляков Ю.Ф., Прудникова Т. Н. Химическое консервиров; ние влажного зерна риса под пленкой // Научно-технич. реф. сб., сери "Элеваторная промышленность" ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1977.-№4.-С.7-9

8. Щербаков В. Г., Росляков Ю.Ф., Прудникова Т. Н. Качество и технологич< ские свойства риса-зерна, консервированного пропионовой кислотой II Те: докл. Всесоюзн. конф. "Научно-технический прогресс в зерноперерабать вающей промышленности". - Одесса, 1977.-С. 17.

9. Щербаков В. Г., Росляков Ю.Ф., Прудникова Т. Н. Эффективность примен( ния пропионовой кислоты для консервирования свежеубранного риса-зерн повышенной влажности // Тез. докл. Республ. (УССР) научно-практич. кон<] "Пути сохранения сельскохозяйственной продукции". Одесса, 1978.-С.115-117.

10. Росляков IO. Ф., Щербаков В. Г., Прудникова Т.Н. Влияние пропионовой ки< лоты на липидный комплекс риса-зерна повышенной влажности II Изв. вузо] Пищевая технология. -1979.-№5.-С.22-25.

11. Росляков Ю. Ф., Щербаков В. Г., Прудникова Т. Н. Влияние пропионово кислоты на химический состав и биохимические свойства риса-зерна повь шенной влажности//Изв. вузов. Пищевая технология.-1980.-№1.-С.25-27.

12. Изменение биохимических и технологических показателей при послеуборо1; ной обработке риса-зсрна с использованием химических консервантов: Отче о НИР (закл.)/КубГТУ. Руководитель раздела - Ю.Ф. Росляков; № Г 78004547; инв. № 02821030362. Краснодар, !980. -34с.; табл.6, ил. 16.

13. Белоглазова J1.K., Росляков Ю.Ф. Изменение физиолого-биохимических : технологических свойств риса-зерна при уборке, послеуборочной обработке х^анетши//ТГез. докл. научн. сессии, посвященной 50-летию КПИ.- Краснодар

14. Буряк Е.С., Росляков Ю.Ф., Сапунова О.И Влияние пропионовой кислоты н жизнеспособность влажного зерна риса при хранении II Изв. вузов. Пищева технология.-1986.-№2.-С. 108-110.

15. Буряк Е.С., Росляков Ю. Ф. Консервирование риса-зерна пропионовой кисло той / ВНИИзерна и продуктов его переработки. - М., 1986.-8с.- Деп. в ЦНИ ИТЭИ хлебопродуктов 19.05.86, N671-X6.

16. Буряк Е.С., Росляков Ю.Ф. Влияние пропионовой кислоты на активност гидролитических ферментов консервированного зерна риса / Ред. ж. Изв. ву зов. Пищевая тех пологая. - Краснодар, 1986. - 9с. - Деп. в ЦНИИТЭИ хлебо продуктов 16.07.8<xN697-x6.

17. Росляков Ю. Ф., Буряк Е. С. Консервирование риса-зерна оптимальной тех нологической влажности II Изв. вузов. Пищевая технология. -1986.-№6.-С.20

18. Сборник аннотаций научных разработок, рекомендованных к внедрению в аг ропромышшленном комплексеЛО.Ф. Росляков, Л.П. Леплявченко Н.П. Винюкова, В.М. Комлацкая, Т.Г. Сутокская/Краснодар: Крайагропром 1988.-119с.

19. Росляков Ю.Ф. Ученые Кубани - Продовольственной программе // Изв. ву зов.Пищевая технология. -

20. Изменение белкового комплекса зерна риса, консервируемого пропионово{ кислотой/Т.Н. Прудникова, Ю.Ф. Росляков, Е.С. Буряк, Уддаб Ватарай // Ред ж. Изв. вузов. Пищевая технология, - Краснодар, 1989.17с.- Деп. в ЦНИИТЭК хлебопродуктов 15.03.89, N284-x6.

21. Росляков Ю. Ф.,Л>уряк Е. С. Микрофлора консервированного риса-зерна оптимальной технологической влажности /Технология и оборудование пищево{ промышленности-.Межвуз.сб.иаучн.тр. - Краснодар, 1989. -С. 9-15.

22. Росляков Ю. Ф., Буряк Е. С. "Влияние химического консервирования риса-зерна оптимальной технологической влажности на его качество//Тез. докл Всесоюзной научн. конф. "Пути повышения качества зерна и зернопродуктов улучшения ассортимента крупы муки и хлеба". М., 1989. - С. 49-50.

23. Буряк Е. С., Росляков Ю.Ф, Федорова С.А. Действие пропионовой кислоты на углеводно-амилазный комплекс консервированного риса-зерна I Ред. ж,

Изв. вузов. Пишевая технология, Краснодар, 1990,- 13с.-Деп. в ЦНИИТЭИ хлебопродуктов 16.01.90, N38-x6.

24. Химические проблемы пищевой технологии II Сб. тез. докл. регионального научно-технич. совещ. / Под ред. Ю.Ф. Рослякова и E.H. Константинова. Краснодар, 1990. - 131 с.

25. Росляков Ю.Ф. Проблемы химического консервирования продовольственного зерна // Тез. докл. регионального научно-технич. совещ. "Химические проблемы пищевой технологии". - Краснодар,1990.-С.36-37.

26. Буряк Е. С., Росляков Ю. Ф. Санитарно-гигиеническая и биологическая оценка консервированного риса-зерна//Тез. докл. межд. симпоз. "Экспрес-сное определение качества зерна и зернопродуктов."-М.,1990.-С. 85.

27. Росляков Ю.Ф., Буряк Е.С. Полупромышленная установка для обработки влажного зерна жидкими консервантами II Технология, оборудование пищевой промышленности и пищевое машиностроение: Межвуз. сб. научн. тр. -Краснодар, 1991.-С.33-37.

28. Разработка нетрадиционных интенсивных методов хранения, переработки и контроля пищевых продуктов / Отчет о НИР (закл.)/ КубГТУ. Руководитель раздела - Ю.Ф. Росляков; - № ГРО1890086835; инв.№ 02910042573. - Краснодар, 1991,- 96с.; ил. 20.

29. Сборник аннотаций научных разработок, рекомендованных к внедрению в народохозяйственном комплексе страны/Под ред. Ю.Ф. Рослякова/ КПИ, -Краснодар, 1992. - 45с.

30. Турышева H.A., Пелипенко Т.В., Росляков Ю.Ф. Использование пропионовой кислоты в качестве консерванта в практике хранения кориандра с повышенной влажностью // Изв. вузов.Пищевая технология. -1993.-№1-2.-С.79-82.

31. Росляков Ю. Ф., Прудникова Т. Н. Целесообразность использования пропионовой кислоты для консервирования влажного зерна // Изв. вузов. Пищевая технология.-1993.-№5-6.-СЛ 7-19.

32. Росляков Ю. Ф. Комбинированная полупромышленная установка для консервации влажного зерна // Тез. докл. выездного заседания Головного совета ГТС РФ ВО по машиностроению. "Оборудование (машины, аппараты, и материа-лы)^ддя переработки сельскохозяйственной продукции. -Краснодар, 1993. - С.

33. Росляков Ю. Ф., Соловьева Е.В., Васюкова О.С. Консервация комбикормов пропионовой кислотой II Тез. докл. международ, конференции "Современное комбикормовое производство и перспективы его развития."- М., 1994. - С.45-46.

34. Буряк Е.С., Росляков Ю. Ф. Углеводно-амилазный комплекс консервированного риса-зерна II Технология и оборудование пищевой промышлен-ности:Межвуз. сб. научн. тр. - Краснодар, 1993. -С.40-44.

35. Прудникова Т. Н.Л'осляков Ю. Ф. Пропионовая кислота в метаболизме живых организмов// Изв. вузов. Пищевая технология.-1994.-№5-6.-С.23-27.

36. Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности // Тез. докл. межд. научн. конференции/ Под ред. A.A. Петрика и Ю.Ф. Рослякова - Краснодар, 1994.-290 с.

37. Вербицкий В.В., Росляков Ю. Ф. Экспериментальная установка для физико-химической консервации зерна // Тез. докл. межд. научн. конф. "Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности". -Краснодар, 1994. -С. 99-100.

38. Росляков Ю. Ф., Васюкова О.С., Давликаева Е.В., Применение пропионовой кислоты для консервации влажного зерна и комбикормов // Тез. докл. межд. научн. конференции. "Прогрессивные технологии и техника в пищевой про-мышлешюсти."-Краснодар, 1994.-С. 101-102.

39. Росляков Ю. Ф., ТТрудникова Т.Н., Ильчшшша Н.В. Применение пропионовой кислоты для стабилизации влажного свежеубранного риса //Тез. докл. межд. научн. конференции. "Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности. -Краснодар, 1994. -С. 103.

40. Росляков Ю. Ф. Проблемы и перспективы химической консервации зерна // Тез. докл. межд. научн. конференции. "Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности. - Краснодар, 1994. -С. 117-118.

41. Росляков ГО. Ф., Прудникова Т. Н. Особенности зерна риса как объекта хранениями консервирования II Изв. вузов. Пищевая технология. -1995.-№1-2,-

42. Росляков Ю. Ф. Технология консервации влажного зерна риса / Сб. тез. докл межд. конф. "Научно-техническии прогресс в перерабатывающих отраслю АПК". - М.Л995. - С. 140. '

43. Росляков Ю.Ф. Установка для обработки зерна жидким консервантом// Тех нология и оборудование пищевои промышленности:Межвуз. со. научн. тр. Краснодар, 1995. -С.57-61.

44. Прудникова Т. Н., Росляков Ю. Ф., Ильчишина Н.В. Медико-биологическш аспекты консервации продовольственного зерна риса пропионовой кислотой // Тез. докл. межд. научно-технич. конф. "Прикладная биохимия на пороге XX века."- М., 1995.- T.I.-C.18. .

45. Росляков Ю. Ф., Ильчишина Н.В., Прудникова Т. Н. Экологически чистш технология консервирования влажного свежеубранного зерна риса пропионо вой кислотой // Тез. докл. 1-ой Северо-Кавказской конф. по биотехнологии. Пятигорск, 1995.-С.18.

46. Получение экологически чистой крупы из гшодовольсгвенного зерна риса консервированного пропионовой кислотой / Ю.Ф. Росляков, ТЛ. Пруднико ва, Н.В. Ильчишина, JI.K. Белоглазова// Тез. докл. 4-го межд. симпоз "Экология человека: пищевые технологии и продукты" (ч. И).-М., Видное

1995. -С.290-291.

47. Росляков Ю. Ф., Прудникова Т. Н., Ильчишина Н.В. Консервация пропионо вой кислотой влажного зерна риса и активность его гидролитических фермен тов // Тез. докл. научно-теоретич. конф. "Научные осноьы прогрессивных тех нологий хранения и переработки сельхозпродукции для создания продукто1 питания человека" .-Углич, 1995. - С.60.

48. Росляков Ю. Ф., Прудникова Т. Н., Ильчишина Н.В. Механизм консерви рующего действия пропионовой кислоты // Тез. докл. научно-технич. конф

Научно-технический прогресс в пищевой промышленности.", Могилев. -1995

49. Росляков Ю. Ф., Костенко О Л. Экологически безопасная послеуборочная об работка зерна//Тез. докл. второй, краевой научи, конф. молодых учены?

Современные проблемы экологии".-Геленджик, 1995. - С.48.

50. Разработка технологии и оборудования для физико-химической консервапш зерна: Отчет о НИР (закл.)/Куб! ГУ. Руководитель Ю.Ф. Росляков; №ГР (не регистрации)- Краснодар, 1995.-129с.; ил.17.

51. Росляков Ю. Ф., Прудникова Т. Н., Ильчишина Н.В. Изменение всхожесп зерна риса, в зависимости от дозы консерванта // Изв. вузов. Пищевая технология.-1996.-№1-2.-С.13-15.

52. Росляков Ю. Ф. Способ физико-химической консервации риса-зерна оптимальной технологической влажности // Изв. вузов. Пищевая технология. ■

1996.-№1-2.-С.80.

53. Прудникова Т. Н., Росляков Ю. Ф., Ильчишина Н.В. Влияние пропионовок кислоты на активность гидролитических ферментов влажного консервированного риса-зерна при хранении // Изв. вузов. Пищевая технология. -1996.-№3-4.-С.16-21.

54. Сборник тезисов научных работ студентов, отмеченных наградами и поощрениями на конкурсах/Под ред. Ю.Ф. Рослякова/ КубГТУ.-Краснодар, 1996.-Вып. I.-135с.

55. Выродов И.П., Росляков Ю. Ф. Исследование эффективности сорбционных процессов сыпучих материалов в потоке парогазовой среды. 1.Модель эффективного объема. - Краснодар: Куб! ТУ, 199о. -10 с.

56. Выродов И.П., Росляков Ю. Ф. Исследование эффективности сорбционных процессов сыпучих материалов в потоке парогазовой среды. 2.Установление критериальных уравнений методами размерностей и теории подобия. - Краснодар: КубГТУ^Г996. -11 с.

57. Костенко О Л., Росляков Ю. Ф. Влияние СВЧ-обработки на состав микрофлоры риса-зерна, консервированного пропионовои кислотой // Материалы Всероссийской конференции "Современные достижения биотехнологии."-Ставрополь, 1996.-С137-138.

58. Технологические свойства, кулинарные и пищевые достоинства крупы из консервированного риса-зерна/ Ю.Ф.Росляков, Т.Н. Прудникова, Н.ТВ. Ильчишина, C.B. Демченко// Материалы Всероссийской конферен-

. ции"Современные достижения биотехнологии."-Ставрополь, 1996.-С. 138-139.

59. Выродов И.П., Росляков Ю. Ф. Математическое моделирование сорбционных процессов при консервации зерна в противотоке парогазовой среды. Модель

эффективного объема сорбции // Изв. вузов. Пищевая технология. -1996.-№3-4

60. Росляков Ю. Ф. Теоретические и практические основы химической консервации влажного зерна риса//Хранение и переработка сельхозсырья. -1996.-№5 . -С. 28-31.

61. Костенко O.JI., Рувинский O.E., Росляков Ю. Ф. Метод определения остаточного содержания пропионовой кислоты в консервированном рисе-зерне // Тез. докл. Всерос. конф. по анализу объектов окруж. среды "Эко-аналитика-96",-Туапсе, 1996 . С. 229-230.

62. Росляков Ю. Ф., Палагина И.А. Физико-химические особенности пропионовой кислоты, как консерванта II Изв. вузов. Пищевая технология. -1996.-№5-6.-С. 31-34.

63. Выродов И.П., Росляков Ю. Ф. Математическое моделирование сорбционпых процессов при консервации зерна в противотоке парогазовой среды. Установление критериальных уравнений методами размерностей и теории подобия // Изв. вузов. Пищевая технология. -1996.-№5-6.-С. 72-74.

64. Костенко ОЛ., Красина И.Б., Росляков Ю. Ф. Использование вторичных продуктов переработки консервированного риса-зерна при производстве хлеба/Лез. докл. Второй всероссийской научио-теоретической конференции "Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и технологической ценности"(ч. I). - Углич, 1996.-С.286-287.

65. Экологически безопасная техника и технология хранения влажного зерна риса/ Ю.Ф. Росляков, В.В. Вербицкий, Т.Н. Прудникова, Н.В. Ильчпшина, С.В.Демченко //Тез. докл. Второй всероссийской научно-теоретич. конф. "Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции для создания продуктов питания повышенной пищевой и технологической ценности"(ч. II). - Углич, 1996.-С.526-527.

66. Росляков Ю.Ф., Костенко ОЛ. Теоретические и прикладные основы консервации влажного зерна риса//Тез. докл. межд. конф. "Современное состояние хранения зерна". - M, 1996.-С.93-94.

67. Росляков Ю. Ф., Кисляк A.A. Прогрессивная технология хранения влажного зерна риса//Тез. докл. межд. научно-технич. конф., посвящ. 65-летию МГАПП, '^Пищевая промышленность России на пороге XXI века"(ч. I). - M., 1996.-С. 1868. Разработка научных основ, принципов и методов повышения эффективности

технологических процессов и качества продуктов в пищевой промышленности с использованием новых физико-химических методов воздействия. Раздел IV: "Биохимическое обоснование и создание эффективной промышленной ресурсосберегающей экологически чистой технологии физико-химической консервации зерна риса": Отчет о НИР (закл.) КубГТУ. Руководитель темы и раздела - Ю.Ф. Росляков; №ГР 01920001870; инв. № ( на регистрации). -Краснодар, 1996. - 85с.;ил.13.

69. Росляков Ю. Ф., Русанова JI.A., Костенко ОЛ. Сравнительная оценка эффективности оранических кислов как консервантов// Изв. вузов. Пищевая технология.-1996.-№5-6.-С. 88-89.

70. Росляков Ю. Ф. Эффективная технология консервации зерна риса // Храни-телна промышленность. Болгария, София,- 1996. - № 6. - С.36-42.

71. Костенко O.JL, Красина И.Б., Росляков Ю. Ф. Использование вторичных продуктов переработки консервированного риса-зерна при выпечке хлеба //Технология и оборудование пищевой промышленности: Межвуз. сб. научн. тр. - Краснодар, 1997.

72. Хранение и переработка консервированного зерна риса в производственных условиях/Ю.Ф. Росляков, A.A. Кисляк, Т.Н. Прудникова, Н.В. Ильчишина, В.В. Вербицкий, ОЛ. Костенко, C.B. Демченко// Совершенствование процессов пищевой промышленности: Межвуз. сб. научн. тр. -Краснодар, 1997.-С. 37-42

73. Выродов И.П., Росляков Ю. Ф. О физической сущности процессов увлажнения и обезвоживания зерновок с высокоразвитой капиллярно - пористой структурой// Совершенствование процессов пищевой промышленности: Межвуз. со. научн. тр. -Краснодар, 1996.-С.79-87.

74. Росляков Ю. Ф., Тонких В.В., Соловьева В.В. Исследование консервации влажного зерна как сырья для производства комбикормов / Технология и оборудование пищевой промышленности: Межвуз. сб. научн. тр. - Краснодар,

75. Тонких В.В., Соловьева В.В., Росляков Ю. Ф. Использование консервированной кукурузы для производства комбикормов/ЛГехнология и оборудование пищевои промышленности: Межвуз. сб. научн. тр. -Краснодар, 1997.

76. Тонких В.В., Росляков. Ю. Ф., Соловьева В.В. Влияние рисовой мучки на качества комбикормов/ЛГехнология и оборудование пищевой промышленности: Межвуз. сб. научн. тр. - Краснодар. 199о.

77. SU, патент № 676225, кл. А 01 F 25/00, А 23В 9/00, 1983. Способ послеуборочной обработки продовольственного зерна (Щербаков В.Г., Росляков Ю.Ф., Прудникова Т.Н., Герпогосов В. АЛ

78. SÚ, патент № 1551414 Al, кл. В 02 В 6/00, 1990. Способ подготовки и переработки риса-зерна (Росляков Ю.Ф., Буряк Е.С.).

79. SU, патент № 1837786 A3, кл. А 23В9/32, В 02В 1/06. 1993. Установка для обработки зерна жидким консервантом (Росляков Ю.Ф.).

80. RU, решение о выдаче патента РФ от 30.10.95 по заявке № 95111389/15 от 06.07.95, кл. А 23К 1/20. Способ производства гранулированных комбикормов (Росляков Ю.Ф., Соловьева Е.В., Тонких В.ВЛ

81. RU, решение о выдаче патента РФ от 30.01.96 по заявке № 95111387/15 от 06.07.95, кл. А 23К 1/20. Способ производства комбикормов (Росляков Ю.Ф., Соловьева Е.В., Тонких В.В.).

82. RU, решение о выдаче патента РФ от 04.04.96 по заявке № 95111124/13 от 06.07.95, кл. A 01F 25/00. Способ послеуборочной обработки зерна (Росляков Ю.Ф., Костенко OJI.).

83. RU, решение о выдаче патента РФ от 05.04.96 по заявке № 95111122/13 от 06.07.95, кл. A 01F 25/08. Установка для послеуборочной обработки зерна (Вербицкий В.В., Росляков Ю.Ф., Прудникова Т.Н., Ильчишина Н.В.).

84. Ru, решение о выдаче патента РФ от 05.04.96 по заявке № 95111203/13 от 06.07195, кл. A 01F 25/00. Способ хранения сельскохозяйственной продукции (Росляков Ю.Ф., Прудникова Т.Н., Ильчишина Н.В.).

85. RU, решение о выдаче патента РФ от 09.04.96 по заявке № 95113763/13 от 08.08195, кл. А 23В 9/26, A 23Z 3/3463. Способ консервирования зерна (Росляков Ю.Ф., Костенко O.JL).

86. RU, решение о выдаче патента РФ от 09.04.96 по заявке № 95113768/13 от 14.08.95, кл. А 23В 9/32, A 23L 3/3589. Установка для консервации зерна

Í Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И., Прудникова Т.Н., ЙльчишинаН.В., Тонких 1.В.).

87. RU, решение о выдаче патента РФ от 09.04.96 по заявке № 95113769/13 от 14.08.95, кл. А 23В 9/32, A 23L 3/3589. Установка для консервирования зерна пропионовой кислотой (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И.).

88. RXJ, решение о выдаче патента РФ от 09.04.96 по заявке № 95117136/13 от 09.10Г95, кл. A 01F 25/00, А 23В 9/32, A 23L 3/3589. Устройство для послеуборочной обработки зерна (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И., Вербицкий В.В., Ильчишина Н.В.).

89. RU, решение о выдаче патента РФ от 09.04.96 по заявке № 95117137/13 от 09.10Э5, кл. A 01F 25/00, А 23В 9/32, A 23L 3/3589. Устройство для послеуборочной обработки зерна пропионовой кислотой (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И., Костенко О.Л.).

90. RU, решение о выдаче патента РФ от 09.04.96 по заявке № 95117248/13 от 09.10.95, кл. А 23В 9/32, A 23L 3/3589. Устройство для обработки зерна пропионовой кислотой (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И.).

91. RU, решение о выдаче патента РФ от 19.04.96 по заявке № 95111123/13 от 06.07.95, кл. A 01F 25/00. Способ послеуборочной обработки зерна перед закладкой на хранение (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И., Костенко О JL).

92. RU, решение о выдаче патента РФ от 24.04.96 по заявке № 95113771/13 от 14.0835, кл. A 01F 25/00. Способ послеуборочной обработки зерна перед закладкой на хранение (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И., Костенко D.JL).

93. RU, решение о выдаче патента РФ от 24.04.96 по заявке № 95113988/13 от 14.08.95, кл. А 01F 25/00. Устройство для послеуборочной обработки зерна пе-цед закладкой на длительное хранение (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И., Вер-

94. RU, решение о выдаче патента РФ от 12.05.96 по заявке № 95111121/13 от 06.07У95, кл. A 01F 25/00. Способ обработки зерна перед закладкой на хранение (Росляков Ю.Ф., Прудникова Т.Н., Костенко OJI.J.

95.RU, решение о выдаче патента РФ от 15.05.96 по заявке № 95111388/13 от 08.07I95, кл. А 23В 9/00. Способ консервирования зерна (Росляков Ю.Ф., Ква-сенков О.И., Костенко O.JL).

96. RU, решение о выдаче патента РФ от 22.05.96 по заявке № 95114656/13 от 14.08.95, кл. A 01F 25/00. Устройство для подготовки зерна к хранению (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И.).

97. RU, решение о выдаче патента РФ от 28.05.96 по заявке № 95113764/13 от 08.08.95, кл. В 02В 5/00, А 23В 9/26. Способ подготовки и переработки риса-зерна (Росляков Ю.Ф., Прудникова Т.Н., Костенко О.Л., Кпсляк А.А.).

98. RU, решение о выдаче патента РФ от 30.05.96 по заявке № 95111251/13 от 06.07.95, кл. В 02В 5/00, А 23В 9/26. Способ подготовки и переработки зерна (Росляков Ю.Ф., Вербицкий В.В., Прудникова Т.Н., Ильчишина Н.В.).

99. RU, решение о выдаче патента РФ от 27.06.96 по заявке № 95111386/13 от 06.07.95, кл. А 01F 25/00. Способ внесения пропионовой кислоты в зерновку при ее консервировании (Квасенков О.И.,Росляков Ю.Ф.,Костенко О.ЛЛ.

100.RUa решение о выдаче патента РФ от 08.07.96 по заявке № 95117207/13 от 09.10.95, кл. А 23В 9/26, 9/16. Способ консервирования свежеубранного зерна (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И.).

101.RU. решение о выдаче патента РФ от 10.07.96 по заявке № 95117206/13 от

09.10.95, кл. А 23В 9/06, 9/34. Устройство для консервирования зерна пропионовой кислотой (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И.).

102.RU, решение о выдаче свидетельства РФ на полезную модель от 28.11.96 по заявке № 96117183/20 от 28.08.96, кл. A 01F 25/00. Установка для консервации зерна (Росляков Ю.Ф.).

103.RU, решение о выдаче патента РФ от 21.01.97 по заявке № 96100399/13 от

10.01.96, кл. А 01 F 25/00. Способ консервации свежеубранного зерна (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И., Тонких В.В.).

104.RU, решение о выдаче патента РФ от 21.01.97 по заявке № 96100400/13 от 10.01.96, кл. А 01 F 25/00. Устройство для послеуборочной обработки зерна (Росляков Ю.Ф., Вербицкий В.В., Прудникова Т.Н., Ильчишина Н.В., Кисляк А.А.).

105.RU, решение о выдаче патента РФ от 21.01.97 по заявке № 96100401/13 от 10.01.96, кл. А 01 F 25/00. Устройство для послеуборочной обработки зерна пропионовой кнслотой(Росляков Ю.Ф.,Квасенков О.Й., ТонкихТВ.В.).

106.RU, решение о выдаче патента РФ от 24.01.97 по заявке № 96100398/13 от 10.0l.96, кл. А 01 F 25/00. Устройство для обработки зерна пропионовой кис-лотой(Росляков Ю.Ф.,Квасенков О.И., Костенко О.Л., Кисляк А.А.).

107.RU, решение о выдаче патента РФ от 27.01.97 по заявке № 96100091/13 от 10.0l.96, кл. А 23В 9/32. Устройство для консервации зерна (Росляков Ю.Ф.,Квасенков О.И., Тонких В.В., Соловьева Е.В.).

108.RU, решение о выдаче патента РФ от 25.02.97 по заявке № 96104900/13 от 20.03.96, кл. А 21Д 15/00 2/36. Способ получения хлебобулочных изделий (Росляков Ю.Ф.).

109.RU, решение о выдаче патента РФ от 26.02.97 по заявке № 96104906/13 от 20.03.96, кл. А 21Д 15/00 2/36. Способ производства хлебобулочных изделий (Росляков Ю.Ф., Прудннкова Т.Н..Костсшео OJL, Ильчишина Н.В.).

110.RU, решение о выдаче патента РФ от 17.03.97 по заявке № 96105347/13 от 20.03.96, кл. А 01 F 25/00. Способ консервации свежеубранного зерна (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И.).

111.RU, решение о выдаче патента РФ от 17.03.97 по заявке № 96105348/13 от 20.03.96, кл. А 01 F 25/00. Устройство для послеуборочной обработки зерна (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И.).

112.RU, решение о выдаче патента РФ от 17.03.97 по заявке № 96105349/13 от 20.03.96, кл. А 23В 9/16. Способ консервации зерна (Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И., Костепко О.Л.).

113.RU, решение о выдаче патента РФ от 17.03.97 по заявке № 96105496/13 от 23.03.96, кл. А 01 F 25/00. Способ подготовки зерна к хранению(Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И.).

114.RU, заявка на товарный знак РФ"Рикон" № 96711002 от 26.08.96,кл. МКТУ №29 (Заявитель - КуоГТУ, автор - Ю.Ф. Росляков).

15.RU, заявка на товарный знак РФ"Крикон" № 96711003 от 26.08.96, кл. МКТУ №30 (Заявитель - КубГТУ, автор - Ю.Ф. Росляков).

SUMMARY

The dissertation is presented as a scientific report that describes the problem of moist rice grain'preservation and temporary storage. It formulates the scientific conception and works out theoretical foundations for preserving the fresh-harvested rice grain with low-moleular carbonic acids.

Characteristic properties of the rice grain as an object for preservation, storage and processing and the choice of propionic acid as a basic preservative are substantiated; specific features of propionic acid (since 1994 it is included into the list of food additives approved for food industry in the Russian Federation), its participation in metabolism of living organisms and safety for human begins are described in detail, and probable explanations of its preservation mechanism are also given.

The results of phisical-and-chemical, biochemical, microbiological and physiological examinations of the treated rice grain in the process of its storage are given. The author shows how propionic acid affects the rice grain chemical composition and biochemical properties, microbiological activity of moist grain mass, storehouse pests and also the rice grain germ viability.

Action of propionic acid is analysed in connection with the rice grain processing properties, consumer, cooking and nutritional qualities of the cereals produced from the treated rice grain. The treated rice grain products were analysed to estimate their biological and toxicological value and the test results are discussed. New methods are proposed to determine the preservative residue in the treated rice grain and in its processed products.

Recently developed and patented methods and devices that allow to use small doses of preservatives are offered for grain preservation. The offered preservation technology is environment-safe and economical of resources and intended even for the grain having nominal processing moisture content, doses of applied preservative being small.

The treated rice grain by-products are proposed for stabilization of bakery foods and feeds. The ways are shown for possible utilization of the waste preservative.

Specifications are determined for the treated rice grain and products of its processing. In addition, economic benefits for application of the suggested moist rice grain preservation technology were calculated.

The dissertation has references to 115 scientific publications, including 39 patents

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

У- №. УДК: 664.782.03.001

4ШХН-

РОСЛЯКОВ Юрий Федорович

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ОСНОВЫ КОНСЕРВАЦИИ ЗЕРНА РИСА

05.18.03 - Первичная обработка и хранение продукции растениеводства

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени доктора технических наук

в виде научного доклада

КРАСНО ДАР-1997

Работа выполнена на кафедре биохимии и технической микробиологии Кубанского государственного технологического университета.

Официальные оппоненты:

Академик Международной академии энергоинформационных наук, доктор технических наук, профессор Пунков С.П.

Лауреат Государственной премии Российской Федерации, академик Международной академии энергоинформационных наук, доктор биологических наук, профессор Штефан В.К.

Член-корреспондент Российской акдемии технологических наук, доктор технических наук, профессор Надыкта В.Д.

Ведущая организация:

Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельскохозакадемии.

Защита состоится 26 июня 1997 г. на заседании Диссертационного совета Э.063.51.01 Московского государственного университета пищевых производств по адресу : 125080, Москва, Волоколамское шоссе, 11, (корп. 1 ,ауд. 229).

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в библиотеке МГУПП.

Диссертация разослана 24 мая 1997 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

к.т.н., доцент И.В.Аржанова

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ *

1.1. Актуальность проблемы. Проблема консервации влажного зерна интересует человечество уже более 100 лет - ее решение позволит в период массовой уборки урожая сохранить зерно без потерь при сравнительно небольших затратах и получить максимальное количество качественной готовой продукции. Эта проблема наиболее актуальна для зерна риса в силу его специфических особенностей -неравномерности созревания зерновок, способности к пожелтению при самосогревании и трещинообразованию при механической транспортировке и тепловой сушке, повышенной физиолого-биохимической активности и повреждаемости микроорганизмами [41, 60].

Многолетний опыт хранения риса показывает, что в условиях Северного Кавказа - самой северной зоны возделывания риса в России - в период уборки урожая на хлебоприемные предприятия поступает более 80 % зерна риса надкритической влажности (до 30 % - сверх ограничительных кондиций), своевременно просушить которое в полном объеме не представляется возможным, тем более, что зерно риса требует только мягких тепловых режимов сушки. Это приводит к неоправданным потерям.

В то же время высушивание зерна риса до сухого состояния необходимо лишь для его хранения. Для технологической переработки риса в крупу желательна более высокая влажность - 15.5-16.5 %. Решение этой проблемы мы видим в создании технологии консервации свежеубранного зерна риса, его последующего хранения и переработки при влажности оптимальной для получения рисовой крупы.

В последние годы проблема сохранности риса-зерна обострилась. Во многих хозяйствах нехватает действующих зерносушилок и энергоносителей. Созданные в Северо-Кавказском регионе многочисленные зернопроизводящие фермерские хозяйства не имеют соответствующей материально-технической базы для проведения научно-обоснованных операций послеуборочной обработки зерна. Многие колхозы, совхозы и фермерские хозяйства отказываются сдавать свое зерно в государственные хранилища из-за высоких финансовых издержек, хотя техническая база этих хозяйств не соответствует современным требованиям и не гарантирует сохранение качества зерна.

* Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному консультанту -академику, д.т.н., профессору кафедры биохимии и технической микробиологии КубГТУ Щербакову В.Г. за постоянное внимание к теме исследования и участие в обсуждении результатов данной работы.

Представленная работа позволяет решить проблему сохранения хлебных и фуражных запасов страны в экстремальных условиях, приобретая таким образом стратегическое значение.

В решение отдельных аспектов проблемы химической консервации, технологии хранения и биохимии зерна значительный вклад внесли ученые России (по алфавиту): В.И.Анискин, М.Е.Гинзбург, М.Т.Голик, В.Н.Делидович, Г.С.Зелинский, Е.Д.Казаков, Н.П.Козьмина, Е.П.Козьмина, Н.П.Красноок, В.Л.Крето-вич, Л.Н.Куприц, Л.С.Львова, Я.Ф.Мартыненко, Е.Н.Мишустин, А.П.Нечаев, Я.Я.Никитский, Н.И.Соседов, Л.А.Трисвятский, В.А.Швецова, В.Г.Щербаков, Д.В.Шумский, О.Д.Шумский, ученые других стран: Huitson J.J., Watts P.W., Torest J.J., Miling D.C., Drury E.E., Shotwell O.Z., Bennet J.A., Kwolek W.F., Lorens D.R., Wilson D.M., Stevenson K.R., Alexander J.С., Jonis J.M., Moaré С., Jones J., Mowat D.N., Ellit C., Poisson J., Cahagnier В., Jacguement H., Marine S., Singn-Verna S.B., Bachman F., Takai H., Jungo Takao, Jnch Kawa Kunisuke, Jormak W., Rolhkaehe J., Grochower J., Siwilo R., Szebiotko K., Podkovska W., Rogozinska J., Киров H., Божинова О., Недялков Я. и другие.

Однако, несмотря на известные достижения в решении исследуемой проблемы как зарубежных, так и отечественных ученых все еще недостаточно внимания уделялось вопросам химической консервации продовольственного зерна и особенно нестабильного при хранении зерна риса; недостаточны теоретические исследования в области создания рациональных эффективных и экологически безопасных технологий консервации влажного зерна, способов внесения консерванта в зерновую массу, практически не выяснен механизм взаимодействия консерванта с зерновкой, его воздействие на микробиологическую, физиологическую и биохимическую активность зерновки и зерновой массы, неполны известные объяснения механизма консервации зерна, участия консерванта в метаболизме человека и животных; ограничены сведения об экологической оценке консервированного зерна и продуктов его переработки; до настоящего времени не проводились исследования по моделированию процесса консервации зерна и оптимизации его последующей переработки; не разработаны устройства для эффективного ввода минимальных доз консерванта в зерновую массу; не предложены надежные доступные способы утилизации отработанных консервантов; нуждаются в совершенствовании методы определения остаточного количества консервантов в зернопродуктах; отсутствует нормативно-техническая документация на консервированное зерно и продукты его переработки.

Актуальность проведенных исследований подтверждена включением работ по консервации зерна в координационный план научных исследований Минвуза СССР в области биологии (№ госрегистрации 01830002171), в научно-техническую

программу Минвуза Российской Федерации "Продовольствие" (№ госрегистрации 38-03 ПП), в Программы фундаментальных исследований Госкомитета Российской Федерации по высшему образованию (№ госрегистрации 01920001870) и Министерства общего и профессионального образования (1996-2000 гг.), в республиканскую научно-техническую комплексную программу "Продовольствие России" (№ госрегистрации 01890086835), в региональные комплексные научно-технические программы Северного Кавказа (1993-1998 гг.), в региональную научно-техническую программу "Экология и энергосбережение Кубани" (1997-1999 гг.), в международные межвузовские российско-болгарскую (1981-1985 гг.; 1996— 1999 гг.) и российско-китайскую (1996-2000 гг.) научно-технические программы.

Представляемая к защите работа соответствует "Критическим технологиям федерального уровня" и "Приоритетным направлениям науки и техники" в Российской Федерации, утвержденным Правительством России (№№ 2727п-П8, 2728п-П8 от 21.07.96 г.).

1.2. Цель и задачи работы. Цель - разработка теоретических основ и практическая реализация новых технологий послеуборочной обработки и хранения зерна риса надкритической влажности с применением химических консервантов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- системное изучение особенностей зерна риса как объекта хранения и консервации;

- научное обоснование выбора консервантов, удовлетворяющих санитарным, экологическим, технологическим и экономическим требованиям;

- теоретическое объяснение роли выбранного консерванта в метаболизме живых организмов зерновой массы и механизма консервации зерна риса - воздействия консерванта на микробиологические, физиологические и биохимические процессы в хранящемся зерне, а также технологические, потребительские, кулинарные, пищевые достоинства и биологическую ценность продуктов переработки зерна риса; изменение под действием консерванта углеводно-амилазного, белково-протеиназного и липидного комплексов рисовой зерновки, ее структурно-механических, реологических и оптических свойств;

- физико-математическое моделирование процесса консервации зерна риса, оптимизация степени диспергирования и дозы вносимого консерванта;

- создание новых эффективных устройств, позволяющих минимизировать дозу консерванта до 0.05-0.01 % к массе зерна за счет его диспергирования, а также комбинированного использования химических консервантов и физических факторов - температуры, СОг, РГС, СВЧ, УЗ и других;

- на базе теоретических и экспериментальных разработок создание рациональных технологий консервации влажного зерна риса, основанных на предло-

женных новых эффективных способах внесения микродоз консервантов в зерновую массу и промышленных устройств для их реализации;

- теоретическая разработка и создание экспрессивных методов определения остаточных количеств консерванта в зерне риса и продуктах его переработки и разработка способов утилизации консерванта на всех технологических этапах консервации, хранения и переработки зерна;

- разработка научно-теоретических основ использования вторичных ресурсов, получаемых при переработке консервированного риса-зерна для стабилизации хлебобулочных изделий и комбикормов;,

- разработка научной документации (НД) на консервированный рис-зерно и получаемую из него рисовую крупу;

- токсикологическая оценка консервированного риса-зерна и продуктов его переработки;

- создание научных основ технологии консервации зерна риса надкритической влажности минимальными дозами пропионовой кислоты;

- разработка технологических режимов и регламентов консервации зерна, испытание и оценка предлагаемых способов, устройств и технологий консервации влажного зерна риса в производственных условиях.

1.3. Научная концепция. В основу разработки теоретических и прикладных основ консервации влажного продовольственного зерна риса пропионовой кислотой положен системный подход в решении логически взаимосвязанных задач от выбора, экспериментального обоснования базового консерванта и объяснения механизма его действия до разработки технологии и создания оборудования для консервации риса-зерна, его хранения, переработки в крупу и утверждения нормативной документации на консервирванный рис и продукты его переработки.

Автор рассматривает решение проблемы консервации диетического продукта - риса как альтернативный вариант широкой проблемы сохранения продовольствия и решает ее, используя в минимальных (микро-) дозах разрешенный Госкомсанэпиднадзором РФ химический консервант - пропионовую кислоту - не ухудшая при этом экологию, сохраняя исходные качества, в т.ч. жизнеспособность, пищевую и биологическую ценность, улучшая технологические свойства риса-зерна за счет его переработки при оптимальной для получения крупы влажности, соблюдая действующие нормы безопасности конечных продуктов.

1.4.Научная новизна. Сформулирована научная концепция и разработаны основные теоретические положения применения низкомолекулярных карбоно-вых кислот в различных фазовых состояниях в сочетании с химическими и физическими факторами для консервации влажного продовольственного зерна.

Теоретически аргументирован выбор базового консерванта для зерна риса -пропионовой кислоты - на основании анализа ее физических, химических и физиологических особенностей, а также сравнительной оценки с другими консервантами, включая ее роль в метаболизме живых организмов.

Теоретически обоснован и объяснен биохимический механизм консервирующего действия низкомолекулярных карбоновых кислот.

Впервые комплексно обоснована, разработана и запатентована усовершенствованная технология консервации влажного зерна риса, в том числе риса-зерна оптимальной технологической влажности, ^позволяющая максимально сохранить исходный химический состав и свойства риса-зерна, исключить допол-нитльное трещинообразование и пожелтение, образование и накопление афлаток-синов в зерне, получить экологически безопасную высококачественную рисовую крупу с повышенным содержанием целого ядра.

На основании проведенных исследований установлена математическая зависимость между влажностью, температурой, длительностью хранения риса-зерна и дозой консерванта, позволяющая прогнозировать сроки хранения риса-зерна различной влажности.

Впервые разработана физико-математическая модель процесса консервации зерна и проведена ее оценка, на основе которой созданы теоретические предпосылки для разработки новых эффективных способов консервации влажного зерна и конструкций устройств для их реализации.

Исследовано влияние пропионовой кислоты на ферментативные системы и физиологические свойства рисовой зерновки; впервые теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность реактивации ферментов в процессе хранения консервированного зерна риса по мере улетучивания консерванта, восстановление биологического потенциала зерновки риса.

Установлено, что послеуборочное дозревание у консервированного влажного зерна риса проходит более быстро, чем у зерна, приведенного в стабильное состояние методом тепловой сушки; всхожесть и энергия прорастания у такого зерна превышают контроль.

Впервые теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность снижения трещиноватости консервированного зерна риса при его хранении во влажном состоянии за счет "заживления" ранее образовавшихся трещин.

Впервые проведено исследование реологических свойств и микроструктуры рисовых зерновок, подвергнутых обработке пропионовой кислотой, отлежке и хранению и изменивших свой цвет.

Исследованы технологические свойства консервированного риса-зерна, кулинарные и пищевые достоинства, а также биологическая ценность полученной из него крупы.

Теоретически обоснована и экспериментально доказана возможность и целесообразность применения вторичных продуктов переработки консервированного риса-зерна для улучшения качества и стабилизации при хранении хлебобулочных изделий и комбикормов.

Впервые за счет использования (разработанных автором и с его участием) новых способов внесения консерванта в зерновую массу и созданных оригинальных устройств минимизирована до 0,05 - 0,02 % к массе зерна доза консерванта, при которой практически исключается его контакт с эндоспермом зерновки.

Впервые предложено использование пропионовой кислоты в качестве инсектицида одновременно с консервацией риса-зерна.

Теоретически обоснована методология и разработано пять аналитических методов определения остаточного количества пропионовой кислоты в рисе-зерне и продуктах его переработки.

Теоретическая и прикладная новизна и оригинальность проведенных научных исследований на международном уровне подтверждена получением авторских свидетельств на изобретения, патентов и положительных решений ВНИИ ГПЭ о выдаче автору охранных документов Российской Федерации.

1.5. Практическая значимость. На основании проведенных исследований:

- разработана и запатентована применяемая на ОАО "Полтавский комбинат хлебопродуктов" Краснодарского края экологически безопасная ресурсосберегающая промышленная технология консервации влажного зерна риса пропионовой кислотой в различных фазовых состояниях в сочетании с химическими и физическими факторами, позволяющая гарантированно сохранить свеже-убранное зерно риса в хранилищах разного типа до 6 месяцев без количественных потерь и снижения качества, исключить возможность самосогревания и плес-невения риса-зерна и как следствие, образование в нем афлатоксинов, а также без пожелтения эндосперма рисовых зерновок и потери товарного вида зерна при последующем хранении;

- разработана, запатентована и осуществлена на хлебоприемных предприятиях Краснодарского края экономически эффективная технология консервации риса-зерна оптимальной технологической влажности, позволяющая перерабатывать его в крупу в условиях, обеспечивающих снижение трещиноватости эндосперма рисовых зерновок и увеличение общего выхода крупы на 1.0-1.5 %, а целого ядра на 1.5-2.5 %;

- за счет совершенствования методов внесения в зерновую массу пропионо-вой кислоты в сочетании с физическими факторами до�