авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭКОНОМИКИ И ТОРГОВЛИ» УДК 635.656: 582.736.3 ...»

-- [ Страница 5 ] --

низкотемпературным – кристаллической ламели и высокотемпературным – ами лозо-липидного комплекса. Температура плавления крахмалов из гладкосемянных сортов гороха составила 62,0 (Темп)-62,3С (Спартак), суммарная энтальпия – 2, кДж/моль. Крахмалы высокоамилозных линий имели нескольких эндотермиче ских пиков, обусловленных присутствием кристаллических структур B-, B*- и Vh типа. Суммарная энтальпия желатинизации составила 1,2 (Амус-98-891)-1, кДж/моль (Амих-99-1132).

4. Установлено, что высокоамилозные крахмалы морщинистых форм гороха отличались пониженной растворимостью (64,7-65,2 %) при повышенной влаго (132,8-140,3 %)-и жиросвязывающей (116,2-119,4 %) способности. Поэтому наиболее успешно они могут применяться при разработке продуктов питания на зерновой основе, а также в пищевых системах с низкой и средней влажностью [349]. Крахмалы гладкосемянных сортов гороха отличались повышенной раство римостью в воде (75,0 %), при нагревании образовывали стойкие к расслаиванию системы, что позволяет рекомендовать их к использованию в качестве загустите лей пищевых продуктов.

5. Установлено, что высокоамилозный крахмал из зерна селекционной ли нии Амиус-98-891 отличается повышенной сорбционной способностью, 1,0 % ный водный раствор которого на 100,0 % связывал ионы кадмия и цинка. Оста точная концентрация свинца и меди составила, соответственно, 0,24 и 0,17 мг/л, что в 7,4 раза ниже, чем в растворе крахмала из гладкосемянного сорта Темп.

6. Установлено, что нативные крахмалы, выделенные из зерна современных морфотипов гороха, характеризуются высокой степенью чистоты. Содержание общей золы не превышало 0,50 %;

золы, нерастворимой в соляной кислоте, – 0,037 %, содержание протеина составило в среднем 0,86 %. Количество крапин на поверхности крахмала составило от 96 (Амих-99-1132) до 200 шт. на 1 дм2 (Спартак).

ГЛАВА 7 РАЗРАБОТКА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НАТИВНЫХ КРАХМАЛОВ ИЗ ЗЕРНА ГОРОХА Пути использования крахмала, наряду с другими характеристиками, опре деляет соотношение амилозы и амилопектина [437, 438]. Особенности компо нентного состава и функционально-технологические свойства нативных крахма лов, выделенных из зерна современных сортов и форм гороха, учитывались при разработке пищевых продуктов.

7.1 Разработка и исследование качества состава теста для производства макаронных изделий с высокоамилозным гороховым крахмалом В настоящее время широкое распространение получила концепция функци ональности пищевых продуктов, заключающаяся в возможности их потребления как обычных продуктов, положительном воздействии на целевые функции орга низма, а также в улучшении самочувствия при регулярном потреблении и/или снижении риска заболеваний [166].

Функциональные продукты содержат полезные для здоровья человека ин гредиенты. Одна из групп таких веществ, согласно ГОСТ Р 52349-2005, представ лена пребиотиками, к которым относят полисахариды, и в частности, крахмал.

В зависимости от скорости и степени расщепления амилолитическими фер ментами кишечной микрофлоры крахмалы разделяют на гликемические, которые легко перевариваются, частично резистентные и резистентные. Резистентные крахмалы представляют собой сумму крахмала и продуктов его деградации, не адсорбируемых в тонкой кишке здоровых людей [356]. Однако, попадая в тол стую и прямую кишку, они становятся доступными для ферментации бактериями, выполняя при этом функцию пищевых волокон.

Резистентные крахмалы являются предшественниками бутирата, играющего особую роль в обеспечении здоровой слизистой толстой кишки. Также механизм действия резистентных крахмалов включает повышение иммунитета кишечного тракта, изменение иммунных параметров крови, влияние на синтез ДНК, бутиро генный и бифидогенный эффекты [82]. Включение устойчивого крахмала в раци он питания человека выравнивает колебания уровня глюкозы в крови [226]. Е.В.

Сотникова с соавторами [275] рассматривают резистентные крахмалы в качестве универсальных иммуномодуляторов.

Основным признаком проявления резистентных свойств крахмала является соотношение амилозы и амилопектина. Поэтому наибольший интерес проявляет ся к высокоамилозным крахмалам, к которым, согласно ГОСТ Р 51953-2002, от носятся крахмалы с массовой долей амилозы не менее 30 %. Самым перспектив ным с точки зрения проявления энзимрезистентных свойств является использова ние крахмалов, имеющих В-тип полиморфной кристаллической структуры и вы сокую температуру желатинизации [137, 340].

Высокоамилозный гороховый крахмал, согласно классификации крахмалов, содержащихся в пищевых продуктах, относится к резистентному второго типа – RS 2 с высоким содержанием амилозы [340].

Нами было проведено исследование по определению уровня резистентности нативных крахмалов, выделенных из селекционных линий Амиус-98-891 (далее сорт Амиор) и Амих-99-1132. В качестве контроля использовали коммерческий пре парат резистентного крахмала Novelose-330 производства компании National Starch.

Установлено, что в нативных гороховых крахмалах, не подвергнутых тер мическому воздействию, содержание энзимрезистентного крахмала составило 15,1-16,8 % (таблица 38).

Таблица 38 – Содержание резистентного крахмала в нативных крахмалах из зерна гороха Наименование образца крахмала Содержание резистентного крахмала, % Амиор 16,8±0, Амих-99-1132 15,1±0, Novelose 330 (контроль) 40,5±0, Если следовать технологии получения резистентных крахмалов, то при нагревании или клейстеризации этот процент может быть увеличен, что имеет немаловажное значение в создании пищевых продуктов функциональной направ ленности. Повышенное содержание резистентных крахмалов наблюдается также при экструзионной обработке, когда используются высокие температуры, чередую щиеся с охлаждением, определенная влажность и давление [82].

Учитывая полученные данные, высокоамилозный гороховый крахмал из сорта Амиор был использован в составе теста для макаронных изделий.

Традиционно тесто для макарон состоит из пшеничной муки и питьевой во ды. Поэтому его основным недостатком является незначительное количество или полное отсутствие в конечном продукте биологически активных веществ и, в частности, пищевых волокон.

Нативные крахмалы, выделенные из зерна морщинистых форм гороха, представляют собой мелкодисперсный порошок белого цвета со слабым запахом.

Такие характеристики дают им преимущество перед традиционно используемыми в пищевой промышленности пищевыми волокнами, которые не всегда имеют приятные вкусовые и текстурные свойства.

Было проведено исследование влияния крахмала горохового высокоамилоз ного на качество муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта, произведенной в соответствии с ГОСТ Р 52189-2003. Высокоамилозный крахмал вносили в пше ничную муку (контроль) в количестве 5,0-25,0 % к массе муки. Определяли сле дующие показатели: содержание белка;

содержание сырой и сухой клейковины и ее качество. Установлено, что внесение высокоамилозного горохового крахмала в состав пшеничной муки приводит к снижению содержания белка (рисунок 24).

12,82 12, белка, % СВ Содержание 11, 15 11,21 10,72 10, 1 2 3 4 5 образцы муки Рисунок 24 – Содержание белка: 1 – мука пшеничная, в/с (контроль);

мука пшеничная, в/с с добавлением крахмала горохового высокоамилозного, % к массе муки: 2 – 5,0;

3 – 10,0;

4 – 15,0;

5 – 20,0;

6 – 25, В пшеничной муке без добавки содержание белка составило 12,82 %, то при добавле нии крахмала в количестве 5,0-25,0 % оно снизилось, соответственно, на 4,5-19,2 %.

При введении в состав пшеничной муки высокоамилозного горохового крахмала также было отмечено снижение содержания клейковины: сырой – на 4,5-21,3 %;

сухой – на 4,4-23,2 % (рисунок 25).

клейковины, % 35 28, Содержание 27,60 26,56 24, 30 23,81 22, 10,78 10, 15 9,84 9,14 8,70 8, 1 2 3 4 5 образцы муки сырая клейковина сухая клейковина Рисунок 25 – Содержание сырой и сухой клейковины: 1 – мука пшеничная, в/с (контроль);

мука пшеничная, в/с с добавлением крахмала горохового высоко амилозного, % к массе муки: 2 – 5,0;

3 – 10,0;

4 – 15,0;

5 – 20,0;

6 – 25, Вероятно, при замесе теста происходит конкуренция за воду между клейко винным белком и высокоамилозным крахмалом, что приводит к снижению выхо да клейковины и увеличивает степень ее гидратации.

Упругость клейковины при внесении 5,0-25,0 % горохового крахмала не из менилась. Как и в контрольном образце, клейковина теста с добавкой была свет лой, эластичной и легко восстанавливала форму. Растяжимость клейковины теста при внесении 5,0 и 25,0 % крахмала повысилась на 0,5 см по сравнению с контро лем;

при внесении 10,0 и 20,0 % крахмала была на уровне контроля, а при добав лении 15,0 % крахмала была незначительно ниже контроля (таблица 39).

Тесто для производства макаронных изделий готовили из предварительно просеянной смеси муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта и крахмала го рохового высокоамилозного. Тип замеса выбирали в зависимости от ассортимента вырабатываемых изделий, качества основного сырья, типа оборудования и т.д.

Количество воды для замеса теста определяли расчетным путем с учетом влажно сти муки и крахмала. Замес теста осуществляли в тестомесителях непрерывного действия. После замеса тесто формовали продавливанием через матрицу с целью получения изделий определенной формы. Для облегчения резки и предотвраще ния слипания сырые изделия обдували воздухом. Отформованные и подсушенные макаронные изделия разрезали на нужную длину режущими механизмами. Затем раскладывали на сушильной поверхности и сушили в сушильных шкафах. Сушку осуществляли до влажности не более 13,0 %. После высушивания изделия охла ждали.

Таблица 39 – Качество сырой клейковины пшеничной муки и муки с добавлением крахмала горохового высокоамилозного Показатели качества сырой клейковины Наименование образца муки цвет эластичность растяжимость, см Пшеничная мука (контроль) светлый хорошая 14,0±0, Пшеничная мука с добавлени ем крахмала горохового высо коамилозного, % к массе муки:

светлый хорошая 14,5±0, 5, светлый хорошая 14,0±0, 10, светлый хорошая 13,7±0, 15, светлый хорошая 14,0±0, 20, светлый хорошая 14,5±0, 25, Исследование реологических свойств макаронного теста проводили по по казателям адгезионная способность и предельное напряжение сдвига (таблица 40), используя уплотненное тесто, взятое из предматричной камеры пресса.

Установлено, что при внесении добавки высокоамилозного горохового крахмала реологические показатели макаронного теста повышаются. В наиболь шей степени изменилось предельное напряжение сдвига, увеличившись на 79,6 103,8 % по сравнению с контрольным образцом. Адгезионная способность теста с добавлением горохового крахмала повысилась на 4,7-17,2 %. Следовательно, вве дение в состав теста крахмала способствует укреплению консистенции макарон ного теста, в том числе, за счет поглощения большего количества воды.

Таблица 40 – Реологические свойства макаронного теста с добавлением крахмала горохового высокоамилозного Макаронные изделия из муки пшеничной, Макаронные в/с с добавлением крахмала горохового Наименование изделия из му высокоамилозного, % показателя ки пшеничной, в/с (контроль) 5,0 10,0 15,0 20,0 25, Адгезионная спо- 4,21± 4,32± 4,46± 4,60± 4,71± 4,02±0, собность, кПа 0,06 0,10 0,08 0,08 0, Предельное 3,34± 3,45± 3,58± 3,66± 3,79± напряжение сдви- 1,86±0, 0,02 0,02 0,03 0,04 0, га, кПа Готовые макаронные изделия характеризовались следующими показателями качества: имели светло-желтый цвет, стекловидный излом, крепкую текстуру, приятный вкус и свойственный запах, без постороннего (таблица 41).

Таблица 41 – Органолептические показатели качества макаронных изделий с крахмалом гороховым высокоамилозным Макаронные изделия из муки Макаронные изделия из Наименование пшеничной, в/с с добавлением муки пшеничной, в/с показателя крахмала горохового высоко (контроль) амилозного Цвет светло-желтый, без следов светло-желтый, без следов непромеса непромеса, однородный Поверхность гладкая гладкая, с небольшой шерохо ватостью Излом стекловидный стекловидный Форма соответствующая виду из- соответствующая виду изделия делия Вкус свойственный, без посто- приятный, без постороннего роннего вкуса вкуса Запах свойственный, без посто- свойственный, без посторонне роннего запаха го запаха Состояние изде- изделия не слипаются изделия не слипаются между лий после варки между собой при варке до собой при варке до готовности готовности Физико-химические показатели качества макаронных изделий в зависимо сти от количества введенного крахмала представлены в таблице 42.

Таблица 42 – Физико-химические показатели качества макаронных изделий с крахмалом гороховым высокоамилозным Макаронные Макаронные изделия из муки пшеничной, Наименование изделия из му- в/с с добавлением крахмала горохового вы ки пшеничной, сокоамилозного, % показателя в/с (контроль) 5,0 10,0 15,0 20,0 25, Влажность, % 11,92± 11,87± 11,54± 11,20± 11,00± 10,80± 0,02 0,03 0,01 0,01 0,02 0, Кислотность, 2,6± 3,1± 3,4± 3,7± 4,2± 2,3±0, град.

0,10 0,20 0,10 0,20 0, Зола, нераство 0,062± 0,060± 0,055± 0,053± 0,051± 0,049± римая в 10% 0,00 0,001 0,002 0,001 0,02 0, НСl, % Сохранность 96,3± 96,0± 95,8± 95,7± 95,5± 95,2± формы сварен 0,10 0,20 0,20 0,10 0,10 0, ных изделий, % Сухое веще ство, перешед- 8,30± 8,40± 8,50± 8,60± 8,70± 8,80± шее в вароч- 0,02 0,04 0,02 0,04 0,02 0, ную воду, % Влажность макаронных изделий с добавкой снизилась по сравнению с кон тролем на 0,05-1,12 %. По требованиям ГОСТ Р 51865-2002 кислотность макарон ных изделий не должна быть более 4 град. В образцах макаронных изделий с вве дением крахмала кислотность повысилась на 0,3-1,9 % по сравнению с контролем.

При введении крахмала в количестве 25,0 % кислотность превысила норму на 0, град. Содержание золы, нерастворимой в 10 % НСl, при увеличении дозировки горохового крахмала снизилось по сравнению с контролем, составив 0,049 (25,0 % крахмала)-0,060 % (5,0 % крахмала). Сохранность формы макаронных изделий в процессе варки составила 95,2-96,0 %. Макаронные изделия имели правильную форму и не слипались между собой до готовности. Время варки опытных мака ронных изделий не отличалось от времени варки контрольного образца, составив 10 мин. Количество сухого вещества, перешедшего в варочную воду, при добав лении 5,0-25,0 % горохового крахмала составило, соответственно, 8,4-8,8 %, при 8,3 % у контроля, что также соответствует требованиям ГОСТ. Однако при увели чении содержания горохового крахмала в составе теста для макаронных изделий потери сухих веществ несколько увеличились, что может быть связано с присут ствием в крахмале высокого процента амилозы, хорошо растворимой в воде. Ме талломагнитная примесь в опытных образцах макаронных изделий обнаружена не была. Зараженность вредителями также отсутствовала.

Таким образом, в ходе экспериментальных исследований было установлено, что оптимальным количеством высокоамилозного горохового крахмала, вносимо го в состав теста для макаронных изделий, является дозировка 5,0-20,0 % от мас сы муки пшеничной высшего сорта. Введение крахмала в количестве свыше 20, % ухудшает физико-химические показатели качества готовых изделий, а значение кислотности превышает нормативное значение.

Расчет пищевой и энергетической ценности макаронных изделий с введени ем 10,0 % высокоамилозного горохового крахмала к массе пшеничной муки пока зал, что в разработанном продукте незначительно, по сравнению с контролем, снижается содержание белка, жира и сахаров (таблица 43). Вместе с тем, за счет увеличения содержания крахмала (на 4,1 %), энергетическая ценность макаронных изделий с гороховым крахмалом на 5,19 ккал выше, чем у контрольного образца.

Таблица 43 – Пищевая и энергетическая ценность макаронных изделий с крахма лом гороховым высокоамилозным Макаронные Макаронные изделия из му изделия из му- ки пшеничной, в/с с добав Наименование показателя ки пшеничной, лением 10,0 % крахмала го в/с (контроль) рохового высокоамилозного Содержание, г/100 г продукта:

белка 10,36±0,00 9,32±0, жира 1,00±0,01 0,89±0, сахаров 1,98±0,02 1,68±0, крахмала 67,80±0,10 70,60±0, Энергетическая ценность, ккал 335,94 341, Исследование содержания резистентного крахмала в составе готовых мака ронных изделий показало, что при введении в состав теста 10,0 % высокоамилоз ного горохового крахмала содержание резистентного крахмала существенно (в 2, раза) повысилось по сравнению с контрольным образцом, составив 11,3 % на г продукта (таблица 44). Это свидетельствует о том, что в процессе гидротерми ческой обработки, которую проходят макаронные изделия с добавлением высоко амилозного крахмала в процессе производства, процент устойчивого к действию ферментов крахмала значительно повышается.

Таблица 44 – Содержание резистентного крахмала в макаронных изделиях Удовлетворение Содержание суточной потребности, % резистентного Наименование продукта крахмала, г/100 в пищевых в резистент г продукта волокнах ном крахмале Макаронные изделия из муки 4,2±0,5 21,0 50, пшеничной, в/с (контроль) Макаронные изделия из муки пшеничной, в/с с добавлением 11,3±0,5 56,5 135, 10,0 % крахмала горохового вы сокоамилозного Согласно МР 2.3.1.2432-08, рекомендуемая суточная норма потребления пищевых волокон, к которым относится резистентный к действию амилаз крах мал, составляет 20 г, а рекомендуемая норма потребления резистентных крахма лов составляет 8,37 г в сутки [82]. Расчеты показали, что при употреблении 100 г макаронных изделий с введением 10,0 % высокоамилозного горохового крахмала суточная потребность в пищевых волокнах удовлетворяется на 56,5 %,а в рези стентном крахмале – на 135,0 %, что выше значений контроля в 2,4 раза.

По показателям безопасности макаронные изделия с добавлением высокоами лозного горохового крахмала полностью соответствовали требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, п. 1.4.5, что подтверждено протоколами испытаний (Приложение Ж).

Таким образом, использование высокоамилозного горохового крахмала в составе теста для макаронных изделий позволило получить продукт повышенной биологической ценности с необходимой текстурой и высокими потребительскими характеристиками.

По результатам проведенных исследований получен Патент РФ на изобре тение № 2489901 «Состав теста для производства макаронных изделий», приори тет изобретения – 09.11.2009 г. (Приложение Л).

7.2 Разработка и исследование качества смеси для получения киселя с гороховым крахмалом Благодаря высокой сорбционной способности, гидрофильности и связанной с ней способности к набуханию [237] крахмал традиционно применяется в конди терской промышленности для приготовления сладких блюд (киселей, муссов).

Крахмал играет ведущую роль в определении структуры концентратов ки селей. На вязкость крахмального клейстера оказывает влияние углеводный состав крахмала, а именно соотношение амилозы и амилопектина. Первая легко раство ряется в теплой воде, образуя слабовязкие растворы, второй – в воде при нагрева нии под давлением, давая очень вязкие растворы и препятствуя ретроградации амилозы. Поэтому амилопектиновые крахмалы характеризуются более высокими значениями температуры плавления, максимальной вязкостью клейстеров, значи тельной набухающей способностью. На образование и свойства крахмальных студней оказывает влияние также концентрация клейстера, время и температура варки, перемешивание во время варки, время и температура хранения после варки и введения ингредиента.

Исследование влияния концентрации нативных крахмалов на стойкость к расслаиванию приготовленных модельных водных растворов показало, что крах малы, выделенные из зерна гладкосемянных сортов Темп и Спартак уже при 2,2 % -ной концентрации растворов образуют стойкие вязкие растворы. Использование таких крахмалов в составе концентратов киселей в количестве 22,0 мас. % и более позволит получить готовый кисель, имеющий необходимую вязкость, а также стойкость к расслаиванию в течение 12 ч при температуре 14С.

С учетом данных о стойкости к расслаиванию было установлено, что опти мальным является введение в состав концентратов киселей нативного горохового крахмала в количестве 22,0-30,0 мас. %. В таком соотношении он придает готово му продукту необходимую вязкость, прозрачность, однородную консистенцию, а также стойкость при хранении. С использованием нативных крахмалов были раз работаны пять вариантов рецептуры смеси для получения киселя (таблица 45) с различным содержанием крахмала.

Таблица 45 – Рецептура смеси для получения киселя Содержание компонентов смеси, мас. % № со крахмал компонент кислота става сахар-песок гороховый нативный плодовый лимонная 1 22,0 7,0 0,80 70, 2 24,0 8,0 0,75 67, 3 26,0 9,0 0,70 64, 4 28,0 10,0 0,60 61, 5 30,0 11,0 0,55 58, В качестве плодового компонента использовали порошок из сушеных яблок или груш, или их смесь. Данное сырье является доступным, низким по себестои мости и, в то же время, обогащает готовый кисель сахарами, клетчаткой, мине ральными элементами (К, Са, Мg, Р) и витаминами (С, РР) [306]. Для улучшения органолептических характеристик в состав смеси вводили кислоту лимонную, а также сахар-песок, присутствие которого повышает прозрачность получаемого клейстера.

Сырье для получения пищевого концентрата просеивали и подавали для смешивания в смесительную машину. Массу тщательно перемешивали, просеива ли, добавляли крахмал гороховый нативный и перемешивали еще 5-10 мин до по лучения однородной, равномерно окрашенной массы. Технологическая схема по лучения смеси для киселя представлена на рисунке 26.

Крахмал Кислота Порошок Сахар-песок гороховый нативный плодовый лимонная Дробление Дробление Дозирование Просеивание Просеивание Просеивание Дозирование Дозирование Дозирование Смешивание компонентов Просеивание Перемешивание Фасование и упаковка Хранение Реализация Рисунок 26 – Технологическая схема получения смеси для киселя Готовый концентрат представлял собой мелкодисперсный однородный светло-желтый порошок с вкраплениями желтого цвета разных оттенков и с запа хом, соответствующим рецептурным компонентам (таблица 46).

Таблица 46 – Органолептические показатели качества смеси для получения кисе ля с крахмалом гороховым нативным Наименование показателя Характеристика показателя Внешний вид мелкодисперсный порошок Цвет светло-желтый с вкраплениями желтого цвета Консистенция порошкообразная, однородная Запах соответствующий рецептурным компонентам Вкус – Физико-химические показатели качества смеси для получения киселя с раз личной концентрацией введенного горохового крахмала представлены в таблице 47.

Таблица 47 – Показатели качества смеси для получения киселя с крахмалом горо ховым нативным Кисель плодо- Смесь для получения киселя с содержанием Наименование крахмала горохового нативного, мас. % во-ягодный показателя (контроль) 22,0 24,0 26,0 28,0 30, Массовая доля 3,01± 3,91± 4,22± 4,47± 4,99± 3,55±0, влаги, % 0,02 0,03 0,01 0,02 0, Массовая доля 70,20± 67,25± 64,30± 61,40± 58,45± 68,41±0, сахарозы, % 0,10 0,10 0,04 0,06 0, Общая кислот ность (в пере- 2,62± 2,19± 1,75± 1,49± 1,31± 2,14±0, счете на лимон- 0,10 0,00 0,20 0,10 0, ную кислоту), % Установлено, что содержание влаги в зависимости от дозировки крахмала и других компонентов в смеси варьировало от 3,01 (22,0 % крахмала) до 4,99 % (30,0 % крахмала) и соответствовало требованиям ГОСТ 18488-2000, согласно ко торым массовая доля влаги в концентратах киселей не должна превышать 7,0-9,5 %.

Содержание сахарозы напрямую зависело от количества сахара-песка, вве денного в рецептурную смесь, составив 58,45-70,20 %. Общая кислотность (в пе ресчете на лимонную кислоту) варьировала от 1,31 (30,0 % крахмала) до 2,62 % (22,0 % крахмала), что также соответствовало требованиям стандарта, согласно которому кислотность концентратов киселей должна быть не менее 0,8-1,3 %.

Металлические и посторонние примеси в смеси для киселя с гороховым крахма лом отсутствовали.

Хранение смеси для получения киселя осуществляли при температуре 18 … 20 С и относительной влажности воздуха не выше 75,0 % не более 6 мес. со дня выработки.

Для получения 200 см3 восстановленного киселя сухую смесь в количестве 20 г заливали холодной питьевой водой и при помешивании варили до готовности. Готовый кисель имел однородную, достаточно вязкую (при внесении 22,0-24,0 мас. % крахмала) или вязкую (при внесении 26,0-30,0 мас. % крахмала), без комочков консистенцию (таблица 48), которая сохранялась на протяжении всего срока хранения (12 ч).

Цвет продукта варьировал от очень светло-желтого до желтого (в зависимо сти от количества внесенного плодового компонента) Частицы плодов были рав номерно распределены по всему объему прозрачной или полупрозрачной жидко сти и не оседали в процессе хранения.

Таблица 48 – Органолептические показатели качества готового киселя с крахма лом гороховым нативным Кисель Кисель с содержанием крахмала Наимено плодово- горохового нативного, мас. % вание ягодный показателя 22,0 24,0 26,0 28,0 30, (контроль) Внешний полупро- прозрач- доста- полупро- полупро- полупро вид зрачный ный точно зрачный зрачный зрачный прозрач ный Цвет светло- очень светло- светло- желтова- желтый розовый светло- желтый желтый тый желтый Вкус и за- свой- вкус вкус вкус вкус вкус пах ственные, сладко- сладко- сладко- сладко- сладко без посто- ватый с ватый с ватый с ватый с ватый с роннего кислин- кислин- кислин- кислин- кислин привкуса и кой, за- кой, за- кой, за- кой, за- кой, за запаха пах свой- пах свой- пах свой- пах свой- пах свой свой- свой- свой- свой- свой ственный ственный ственный ственный ственный плодо- плодо- плодо- плодо- плодо вому вому вому вому вому наполни- наполни- наполни- наполни- наполни телю телю телю телю телю Конси- вязкая, од- доста- доста- вязкая, вязкая, вязкая, стенция нородная, точно точно однород- однород- однород без комоч- вязкая, вязкая, ная, без ная, без ная, без ков однород- однород- комочков комочков комочков ная, без ная, без комочков комочков Также восстановленный кисель имел запах, свойственный плодовому наполнителю, и приятный сладковатый с кислинкой вкус, обусловленный введе нием лимонной кислоты. «Крахмальный» привкус, который обычно вызывают неуглеводные компоненты зерен крахмала, практически отсутствовал.

Исследование биологической ценности смеси для получения киселя оцени вали по содержанию макро-, микроэлементов и витаминов (таблица 49).

Таблица 49 – Биологическая ценность смеси для получения киселя с крахмалом го роховым нативным (28,0 мас.%) Кисель Смесь для получения киселя с Наименование плодово- крахмалом гороховым нативным показателя ягодный «Яблоко» «Груша»

(контроль) Содержание, мг/100 г продукта:

витаминов:

В1 0,005±0,002 0,033±0,001 0,067±0, В2 0,0045±0,001 0,0017±0,001 0,0083±0, РР 0,05±0,04 5,00±0,08 7,00±0, С 0,96±0,06 2,42±0,04 2,05±0, макроэлементов:

натрия – 0,071±0,001 0,013±0, кальция – 30,0±0,20 15,0±0, магния – 21,3±0,11 6,1±0, фосфора – 18,7±0,08 12,5±0, Содержание, мкг/100 г продукта:

железа – 87,5±0,12 62,5±0, Установлено, что смесь для получения киселя является ценным источником железа за счет внесения в ее состав плодового компонента. Причем наибольшее количество данного микроэлемента было обнаружено в составе смеси с порошком из яблок. Удовлетворение суточной физиологической потребности человека в же лезе при употреблении 1 порции восстановленного киселя, содержащей 20 г кон центрата, составило 89,3 (с порошком из груш)-125,0 % (с порошком из яблок). В отличие от контроля (киселя плодово-ягодного) разработанный продукт содержал в небольших количествах такие минеральные элементы как натрий, кальций, маг ний и фосфор.

Содержание витаминов в смеси для получения киселя также было несколь ко выше, чем в контроле. Однако удовлетворение суточной потребности в данных компонентах за счет употребления 200 см3 восстановленного киселя с гороховым крахмалом было незначительным. Лишь в витамине РР (ниацине) физиологиче ская потребность удовлетворялась на 5,0-7,0 % при употреблении 20 г концентра та, соответственно, с порошком из яблок и из груш.

По показателям безопасности и микробиологическим показателям смеси для получения киселя с гороховым крахмалом полностью соответствовали требо ваниям СанПиН 2.3.2.1078-01, п. 1.9.14, что подтверждено протоколами испыта ний (Приложение Ж).

По результатам проведенных исследований получен Патент РФ на изобре тение № 2490970 «Смесь для получения киселя», приоритет изобретения – 26.01.2010 г. (Приложение Л).

7.3 Промышленная апробация и экономическая эффективность внедрения в производство пищевых продуктов с использованием нативных крахмалов из зерна гороха Проведена промышленная апробация разработанных пищевых продуктов:

– состава теста для производства макаронных изделий с высокоамилозным гороховым крахмалом в количестве 10,0 % к массе пшеничной муки в условиях ООО «Хотынецкий пищекомбинат», п. Хотынец, Орловской области;

– смеси для получения киселя с гороховым крахмалом на базе СССППК второго уровня «Кооппродукты», г. Орел.

По результатам промышленной апробации были получены акты о внедре нии результатов диссертационной работы (Приложение Н).

Результаты производственных испытаний подтвердили данные лаборатор ных исследований о целесообразности использования продуктов переработки зерна гороха – нативных крахмалов для повышения качества и биологической ценности пищевых продуктов.

Основные показатели экономической эффективности от внедрения в произ водство состава теста для производства макаронных изделий с добавлением 10,0 % высокоамилозного горохового крахмала представлены в таблице 50.

Таблица 50 – Показатели экономической эффективности от внедрения в произ водство состава теста для производства макаронных изделий с высокоамилозным крахмалом из зерна гороха, 2013 г.

Макарон- Макаронные из ные изде- делия с высоко Наименование показателя лия (кон- амилозным горо троль) ховым крахмалом Производственная себестоимость 1 т продук 20206,23 21345, ции, руб.

Внепроизводственные расходы (2,0 %) на 1 т 404,12 426, продукции, руб.

Полная себестоимость 1 т продукции, руб. 20610,35 21772, Рентабельность (20,0 %) на 1 т продукции, руб. 4122,07 4354, Свободно отпускная цена 1 т продукции, руб. 24732,42 26126, Торговая надбавка (20,0 %) на 1 т продукции, 4946,48 5225, руб.

Розничная стоимость 1 т продукции, руб. 29678,90 31351, Прибыль от реализации 1 т продукции, руб. 9068,55 9579, Розничная стоимость 1 кг продукции, руб. 29,68 31, Производственная себестоимость 1 т макаронных изделий с высокоамилоз ным гороховым крахмалом превысила себестоимость макаронных изделий по традиционной рецептуре на 1139,00 руб. за счет более высокой стоимости высо коамилозного горохового крахмала. Рентабельность производства макаронных изделий в условиях ООО «Хотынецкий пищекомбинат» составила 20,0 %, торго вая надбавка – 20,0 %. С учетом этого прибыль от реализации макаронных изде лий с гороховым крахмалом составила 9579,74 руб., что на 511,19 руб. выше, чем при реализации 1 т контрольного образца.

От внедрения в производство состава теста для производства макаронных изделий с высокоамилозным гороховым крахмалом следует также ожидать соци альный эффект, который обусловлен расширением ассортимента продукции по вышенной биологической ценности, имеющей выраженные функциональные свойства.

Основные показатели экономической эффективности от внедрения в произ водство смесей для получения киселя «Яблоко» («Груша») с крахмалом горохо вым нативным представлены в таблице 51.

Таблица 51 – Показатели экономической эффективности от внедрения в производ ство смеси для получения киселя с нативным крахмалом из зерна гороха, 2013 г.

Смеси для по Кисель лучения кисе плодово Наименование показателя ля с крахма ягодный лом горохо (контроль) вым нативным Производственная себестоимость 1 т продукции, 29983,47 38676, руб.

Внепроизводственные расходы (2,0 %) на 1 т про 599,67 773, дукции, руб.

Полная себестоимость 1 т продукции, руб. 30583,14 39449, Рентабельность (15,0 %) на 1 т продукции, руб. 4587,47 5917, Свободно отпускная цена 1 т продукции, руб. 35170,61 45367, Торговая надбавка (20,0 %) на 1 т продукции, руб. 7034,12 9073, Розничная стоимость 1 т продукции, руб. 42204,73 54440, Прибыль от реализации 1 т продукции, руб. 11621,59 14990, Розничная стоимость 1 кг продукции, руб. 42,20 54, Производственная себестоимость 1 т смеси для получения киселя с горохо вым крахмалом превысила себестоимость плодово-ягодного кислеля, изготовлен ного по традиционной рецептуре на 8692,80 руб. Рентабельность производства киселя в условиях СССППК «Кооппродукты» составила 15,0 %, торговая надбав ка – 20,0 %. С учетом этого прибыль от реализации смеси для киселя с гороховым крахмалом составила 14990,92 руб., что на 3369,33 руб. выше, чем при реализации 1 т плодово-ягодного киселя.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1. Установлено, что нативные крахмалы, выделенные из селекционных ли ний Амиус-98-891 (далее сорт Амиор) и Амих-99-1132, содержат энзимрезистент ный крахмал в количестве, 16,8 и 15,1 %, соответственно.

2. Внесение высокоамилозного горохового крахмала в количестве 5,0-20, % к массе пшеничной муки снижает содержание белка на 4,5-19,2 %, сырой и су хой клейковины, соответственно, на 4,5-21,3 и 4,4-23,2 %. Растяжимость клейко вины теста при внесении 5,0 и 25,0 % крахмала повысилась на 0,5 см по сравне нию с контролем;

при внесении 10,0 и 20,0 % крахмала была на уровне контроля, а при добавлении 15,0 % крахмала – незначительно ниже контроля. Реологиче ские показатели макаронного теста – предельное напряжение сдвига и адгезион ная способность по сравнению с контрольным образцом повысились, соответ ственно, на 79,6-103,8 и 4,7-17,2 % в зависимости от дозировки крахмала.

3. Энергетическая ценность макаронных изделий с 10,0 % горохового крахма ла на 5,19 ккал выше, чем у контрольного образца. Содержание энзимрезистентного крахмала повысилось в 2,7 раза. При употреблении 100 г таких макаронных изде лий суточная потребность в пищевых волокнах удовлетворяется на 56,5 %, а в ре зистентном крахмале – на 135,0 %, что позволяет отнести их к продуктам функ циональной направленности.

4. Разработанные смеси для киселя с содержанием крахмала гладкосемян ных сортов гороха в количестве 22,0-30,0 мас. % по органолептическим и физико химическим показателям качества соответствовали требованиям ГОСТ 18488 2000.

5. При употреблении одной порции восстановленного киселя с 28,0 мас. % крахмала удовлетворение суточной физиологической потребности в железе соста вило 89,3-125,0 %;

в витамине РР – 5,0-7,0 %.

6. При уровне рентабельности 20,0 % и торговой надбавке 20,0 % прибыль от реализации макаронных изделий составила 9579,74 руб. за 1 т, что на 511,19 руб.

выше, чем при реализации 1 т контрольного образца. Рентабельность производ ства смеси для киселя составила 15,0 %, торговая надбавка – 20,0 %, прибыль от реализации – 14990,92 руб., что на 3369,33 руб. выше, чем при реализации 1 т плодово-ягодного киселя.

ГЛАВА 8 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА ГОРОХА НА КРАХМАЛ Разработанная технология извлечения нативных крахмалов из зерна гладко семянных и морщинистых форм гороха предполагает получение таких побочных продуктов как семенные оболочки и зародыши, представляющие собой биологи чески ценное сырье, которое может найти применение в других отраслях про мышленности.

Наибольший процент от массы целого зерна у исследуемых нами сортов го роха составляли семядоли. На долю семенных оболочек приходилось в среднем 8,58 %. Зародыш (стебелек, почечка и корешок) занимал в зерне наименьший удельный вес.

Данные по компонентному составу зерна гороха различных сортов и форм представлены в таблице 52. Установлено, что содержание семенных оболочек в среднем за 2010-2012 гг. варьировало от 7,13 (Темп) до 11,07 % (Вега). Причем фор мы морщинистого типа отличались несколько большим процентом оболочек в зерне.

Доля зародыша, представленного стебельком, корешком и почечкой, состави ла 1,14 (Орловчанин)-1,37 % (Темп) от массы зерна. Следует отметить, что сорта гладкосемянного типа имели более крупный зародыш в сравнении с морщинистыми.

Для дальнейшего исследования побочных продуктов переработки зерна го роха было выбрано зерно сортов Темп и Амиор (рисунок 27).

Составные части зерна гороха, % семядоли 88, 91,49 зародыш семенные оболочки 1, 20 1, 10, 7, Темп Амиор Рисунок 27 – Содержание составных частей в зерне сортов гороха (в среднем за 2010-2012 гг.) Таблица 52 – Содержание составных частей в зерне гороха, 2010-2012 гг.

Составные части зерна, % СВ Наименование семенные оболочки семядоли зародыш сорта / линии сред- сред- сред 2010 2011 2012 2010 2011 2012 2010 2011 нее нее нее Орловчанин – ст. 7,91± 8,06± 8,40± 90,86± 90,90± 90,46± 1,23± 1,00± 1,20± 8,12 90,74 1, 0,01 0,02 0,01 0,10 0,12 0,10 0,00 0,01 0, Темп 6,77± 6,65± 7,98± 91,66± 92,24± 90,58± 1,57± 1,11± 1,44± 7,13 91,49 1, 0,00 0,01 0,01 0,15 0,10 0,11 0,01 0,00 0, Лу-153-06 7,75± 7,84± 7,95± 90,70± 90,91± 90,68± 1,55± 1,25± 1,37± 7,84 90,76 1, 0,01 0,01 0,02 0,12 0,07 0,10 0,02 0,01 0, Батрак 8,21± 7,76± 8,05± 90,34± 91,29± 90,84± 1,45± 0,95± 1, 8,00 90,82 1, 0,02 0,01 0,02 0,14 0,06 0,12 0,03 0,01 0, Спартак 7,28± 7,40± 7,44± 91,25± 91,49± 91,40± 1,47± 1,11± 1,16± 7,37 91,38 1, 0,03 0,01 0,02 0,08 0,10 0,08 0,00 0,01 0, Вега – ст. 87,17± 88,31± 87,54± 1,44± 1,07± 1,25± 11,39 10,62 11, 11,07 87,67 1, ±0,00 ±0,01 ±0,02 0,01 0,12 0,10 0,02 0,01 0, Амиор 87,94± 89,02± 87,74± 1,36± 0,96± 1,34± 10,70 10,02 10, 10,54 88,23 1, ±0,01 ±0,02 ±0,01 0,02 0,04 0,08 0,02 0,00 0, среднее 8,57 8,34 8,85 89,99 90,59 89,89 1,44 1,06 1, 8,58 90,16 1, НСР05 – – 1,20 0,99 1,06 1,18 0,96 1,08 0,08 0,07 0, – 8.1 Разработка технологии получения и исследование качества зародышевых продуктов из зерна гороха В процессе замачивания зерна активизируются ферменты, которые расщеп ляют сложные запасные вещества на более простые (аминокислоты, жирные кис лоты, простые сахара), при этом значительно возрастает содержание витаминов, синтезируемых зародышем. Благодаря этому зародыши содержат биологически активный белковый комплекс, пептиды, свободные аминокислоты, лецитин, рас творимые сахара, пищевую диетическую клетчатку, биогенные макро- и микро элементы, витамины, фитогормоны и другие ценные компоненты [266]. Необхо димость максимального отделения зародыша в процессе производства крахмала обусловлена высокой активностью и лабильностью содержащихся в нем соедине ний, следствием чего является высокая окисляемость и гидролизуемость липид ного комплекса, а это приводит к снижению качества получаемых крахмалопро дуктов [317]. Рациональное использование зародышей позволит не только сни зить экологический и экономический ущерб от неиспользованных отходов, но и повысить биологическую ценность и расширить ассортимент пищевых продуктов.

8.1.1 Технология получения, исследование химического состава и показателей качества зародышевых продуктов Зародыши, полученные в процессе переработки зерна гороха на крахмал, высушивали при температуре 18 … 20С до влажности не более 11,0 %, измельча ли с помощью лабораторной мельницы ЛЗМ-1М до тонкой муки, просеивали че рез сито из шелковой ткани №43 и упаковывали в бумажные пакеты. Технологи ческая схема получения зародышевого продукта из зерна гороха представлена на рисунке 28.

Влажность ЗП из зерна гороха составила 10,80 (Темп)-10,91 % (Амиор) (таблица 53). Зольность варьировала от 4,24 (Амиор) до 4,65 % (Темп). Установ лено, что в ЗП из зерна гороха содержатся такие макроэлементы как натрий, каль ций, фосфор, магний, а также витамин В1.

Зародыши зерна гороха Сушка (t = 18 … 20С, до 11,0 %) Измельчение Зародышевый продукт Просеивание (d частиц 130 мкм) Упаковка Хранение (t = 2 … 4°C, 80,0 %) Рисунок 28 – Технологическая схема получения зародышевых продуктов из зерна гороха Таблица 53 – Химический состав зародышевых продуктов из зерна гороха Зародышевые продукты из зерна гороха сортов Наименование показателя Темп Амиор Влажность, % 10,80±0,04 10,91±0, Содержание, % СВ:

золы 4,65±0,02 5,10±0, белка 50,97±0,00 46,88±0, липидов 4,93±0,04 6,85±0, сырой клетчатки 4,93±0,01 5,10±0, сахаров 11,75±0,20 10,36±0, Содержание, мг/ 100 г СВ:

натрия 128,0±1,1 134,0±1, кальция 57,00±0,80 60,00±0, фосфора 369,0±3,0 400,00±2, магния 395,0±2,2 415,0±1, витамина В1 0,51±0,02 0,58±0, ЗП из зерна гороха характеризовались повышенным содержанием липидов – 4,93 (Темп) и 6,85 % (Амиор). Также нами установлено, что изученные ЗП явля ются источником белка, содержание которого составило 46,88 (Амиор)-50,97 % (Темп). Крахмал в составе ЗП обнаружен не был. Однако присутствовало значи тельное количество сахаров – 10,36 (Амиор)-11,75 % (Темп). На долю клетчатки приходилось 4,93 (Темп)-5,10 % (Амиор) от общей массы ЗП.

Учитывая повышенное содержание белков и липидов в составе ЗП, был изучен аминокислотный состав белкового и жирнокислотный состав липидного комплексов.

Установлено, что в составе белка ЗП из зерна гороха присутствуют все за менимые и незаменимые аминокислоты, являющиеся обязательными компонен тами белка (таблица 54, Приложение И).

Преобладающими аминокислотами белкового комплекса ЗП являются заме нимые аминокислоты, доля которых для сортов Темп и Амиор составила, соот ветственно, 67,21 и 67,19 % или 33295,995 и 31029,594 мг/ 100 г белка. Причем в наибольшем количестве представлены такие заменимые аминокислоты как аспа рагиновая и глутаминовая (как в мг/100 г, так и в %). Также в составе белков ЗП установлено повышенное содержание аминокислоты аргинин – 9,13 (Темп) и 7, % (Амиор).

На долю незаменимых аминокислот приходится, соответственно, 32,79 и 32,81 % от общего белка. Наиболее высок процент таких аминокислот как лейцин (7,73-8,00 %) и лизин (7,63-7,85 %). Традиционно дефицитными аминокислотами в белке являются метионин и триптофан. По содержанию метионина выделяется белок ЗП из зерна сорта Амиор, в котором обнаружено 1,24 % данной аминокис лоты от общего белка. Триптофан представлен в исследуемых ЗП практически в равном количестве – 0,95 (Темп) и 0,90 % (Амиор).

Расчет биологической ценности белков ЗП из зерна гороха показал, что они полноценны по таким аминокислотам как треонин, лейцин, тирозин, фенилаланин и лизин (рисунок 29), имеющим химические скоры свыше 100,0 %.

Таблица 54 – Аминокислотный состав белка зародышевых продуктов из зерна го роха Содержание аминокислот в белке зародышевых продуктов из зерна сортов гороха Наименование Темп Амиор аминокислоты % к сумме % к сумме мг/100 г мг/100 г аминокислот аминокислот Аспарагиновая 6417,259 12,95 6236,591 13, Треонин 2500,204 5,04 2375,528 5, Серин 2974,835 6,00 2749,632 5, Глутаминовая 9269,481 18,70 8867,115 19, Глицин 2408,042 4,86 2460,685 5, Аланин 2086,350 4,21 2094,944 4, Валин + цистеин 1843,640 3,72 1584,427 3, Метионин 440,387 0,89 572,945 1, Изолейцин 1380,973 2,79 1363,616 2, Лейцин 3830,620 7,73 3699,592 8, Тирозин 1904,036 3,84 1772,095 3, Фенилаланин 1895,142 3,82 1627,227 3, Гистидин 1882,141 3,80 1808,332 3, Лизин 3891,318 7,85 3522,996 7, Аргинин 4522,686 9,13 3559,933 7, Пролин 2255,335 4,55 1857,007 4, Триптофан 471,300 0,95 418,600 0, Сумма незаменимых 16253,584 32,79 15164,931 32, аминокислот Сумма аминокислот 49549,579 100,00 46194,525 100, Первой лимитирующей аминокислотой ЗП является метионин со скором 40,45 56,36 %, затем следуют изолейцин (69,75-73,75 %) и валин (68,6-74,4 %). По со держанию триптофана белки ЗП уступают идеальному белку, соответственно, на 5,0 (Темп) и 10,0 % (Амиор).

тре тре 160 140 три 120 вал три 120 вал 100 80 60 40 20 лиз мет лиз мет тир + тир + иле иле фен фен лей лей Амиор Темп идеальный белок Рисунок 29 – Биологическая ценность белков зародышевых продуктов из зерна гороха Результаты исследования жирнокислотного состава липидов ЗП из зерна гороха представлены в таблице 55.

Таблица 55 – Массовая доля жирных кислот в липидном комплексе зародышевых продуктов из зерна гороха Массовая доля жирных кислот, % Наименование жирных в зародышевом продукте из зерна сорта гороха кислот Темп Амиор Миристиновая С 14:0 0,2 0, Пальмитиновая С 16:0 10,7 10, Стеариновая С 18:0 3,9 4, Олеиновая С 18:1 34,4 34, Линолевая С 18:2 34,2 34, Линоленовая С 18:3 15,4 15, Арахиновая С 20:0 1,2 1, Установлено, что в состав липидного комплекса ЗП входят как насыщен ные, так и ненасыщенные жирные кислоты, доля которых составила, соответ ственно, 16,2 % и 83,8 % в среднем по изученным образцам. Среди насыщенных кислот преобладает пальмитиновая, на долю которой приходится 66,5 (Амиор) 66,9 % (Темп) от суммы всех насыщенных кислот. Наименьший процент прихо дится на миристиновую кислоту –0,2 % от суммы всех жирных кислот. Также в составе липидного комплекса ЗП обнаружена арахиновая кислота, относящаяся к второстепенным жирным кислотам.

Ненасыщенные жирные кислоты представлены олеиновой, линолевой и ли ноленовой. Причем доля олеиновой и линолевой кислот составила, соответствен но, 41,0 (Темп)-41,1 % (Амиор) и 40,7 (Темп)-40,8 % (Амиор) от общей суммы не насыщенных кислот.

В целом липидный комплекс ЗП можно охарактеризовать как ненасыщен ный. Присутствие повышенного содержания ненасыщенных жирных кислот, от носящихся к незаменимым, свидетельствует о высокой биологической ценности липидов ЗП из зерна гороха.

Повышенное содержание липидов обуславливает присутствие в гороховых ЗП жирорастворимых витаминов, а также каротиноидов (рисунок 30).

12 10, Содержание, мг/100 СВ 10 7, Темп 6, 8 5, Амиор 2, 4 2, витамин А витамин Е каротиноиды Рисунок 30 – Содержание жирорастворимых витаминов и каротиноидов в зародышевых продуктах из зерна гороха Наибольшее содержание витамина А было отмечено в ЗП из зерна сорта Амиор (2,56 мг/100 г). Содержание витамина Е, обладающего антирадикальной активностью, в 100 г гороховых ЗП составило в среднем 53,1 % от принятой МР 2.3.1.2432-08 суточной физиологической нормы. Количество каротиноидов в ЗП из зерна сортов Темп и Амиор превышало физиологическую норму потребления этих веществ, соответственно, на 32,2 и 53,2 %. В целом, наибольшее количество указанных биологически активных соединений было обнаружено в ЗП из зерна сорта Амиор.

Известно, что в непроросшем зерне отмечается повышенное содержание ан тиоксидантов при пониженном уровне перекисного окисления липидов и перок сидазной активности [256]. Набухание и прорастание сопровождается активиро ванием перекисного окисления липидов. Увеличение интенсивности дыхания приводит к изменениям в составе антиоксидантов и повышению активности фер ментов, контролирующих гидролитические и окислительные процессы, что поло жительно сказывается на компонентном составе ЗП.

Результаты определения антиоксидантов и ферментов в ЗП из зерна гороха представлены в таблице 56 и Приложении К. Установлено, что содержание водо растворимых антиоксидантов (в пересчете на кверцетин) в ЗП из зерна гороха не значительно – 0,175 (Темп)-1,513 мг/100 г (Амиор). В ЗП из зерна гороха был об наружен фермент липоксигеназа, выполняющий защитную функцию. Его актив ность зависит от присутствия липидов, в состав которых входят полиненасыщен ные жирные кислоты, и увеличивается в процессе прорастания зерна. Наимень шая активность фермента была отмечена в ЗП из зерна сорта Темп (6, ммоль/кг), а наибольшая – в ЗП из зерна сорта Амиор (12,50 ммоль/кг), отличав шемся и более высоким содержанием общих липидов.

Таблица 56 – Содержание антиоксидантов и ферментов в зародышевых продуктах из зерна гороха Зародышевый продукт из зерна сорта гороха Наименование показателя Темп Амиор Содержание антиоксидантов водорастворимых, 0,175±0,00 1,513±0, мг/100 г Активность ферментов:

6,67±0,02 12,50±0, липоксигеназы, ммоль/кг аскобиноксидазы, о.е. / 1 мин 1 г сырой массы 14,7±0,12 7,8±0, пероксидазы, о.е. / 1 сек. 1 г сырой массы 5,56±0,05 7,22±0, каталазы, ммоль H2O2 / 1 мин. 1 г сырой массы 1,18±0,06 1,90±0, Также в исследуемых ЗП присутствовали ферменты, относящиеся к группе высокомолекулярных антиоксидантов. Так, ЗП, выделенный из зерна сорта Амиор, отличался более высокой активностью пероксидазы (7,22 о.е. / 1 сек. 1 г сырой массы) и каталазы (1,90 ммоль H2O2 / 1 мин. 1 г сырой массы). На интен сификацию биохимических процессов при замачивании зерна гороха указывает и присутствие в ЗП фермента аскорбиноксидазы, активность которого была наибольшей в ЗП из зерна сорта Темп (14,7 о.е. / 1 мин 1 г сырой массы).

Оценку качества ЗП проводили по органолептическим, физико-химическим показателям и показателям безопасности.

Органолептическая оценка показала, что ЗП, полученные из зерна гороха, имели вкус, свойственный для гороховой муки, не прогорклый, без посторонних привкусов. Запах всех образцов также был соответствующим для гороховой муки, без посторонних. Вместе с тем ЗП, полученный из зерна сорта Темп, обладал ме нее выраженным бобовым запахом. Цвет ЗП был также характерным для гороха – светло-желтым.

Номенклатуру физико-химических показателей качества ЗП определяли по ГОСТ Р 52189-2003. Результаты оценки приведены в таблице 57.

Таблица 57 – Физико-химические показатели качества зародышевых продуктов из зерна гороха Зародышевый продукт из зерна сорта гороха Наименование показателя Темп Амиор Массовая доля влаги, % 10,80±0,04 10,91±0, Массовая доля золы, % СВ 4,65±0,02 4,24±0, Кислотность, град. 22,0±0,00 21,0±0, Наличие минеральной примеси отсутствует Металломагнитная примесь, мг/кг отсутствует Зараженность вредителями отсутствует Крупность помола, остаток на сите из 0,10±0,02 0,12±0, шелковой ткани №43, % Зольность исследованных зародышей варьировала от 4,24 (Амиор) до 4, % (Темп), что свидетельствует о присутствии в данном сырье достаточного коли чества минеральных элементов.


Высокая кислотность ЗП (21,0-22,0 град.) обусловлена наличием в их соста ве липидов и свободных жирных кислот. Посторонние примеси отсутствовали.

Крупность помола соответствовала требованиям, предъявляемым к муке пшенич ной высшего сорта.

По показателям безопасности ЗП из зерна гороха полностью соответствова ли существующим требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, п.1.9.4 к зародышам семян зернобобовых культур, что подтверждено протоколами испытаний (Приложение Ж).

8.1.2 Исследование изменений качества зародышевых продуктов в процессе хранения Присутствие в составе зародышевых продуктов из зерна гороха липидов с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот оказывает существенное влияние на качество продукта в процессе хранения.

Образование гидроперекисей и других продуктов окисления и распада ли пидов вызывает неприятный запах и прогорклый вкус жировых продуктов [133].

Причиной порчи зародышей также может являться липоксигеназа, которая окис ляет липиды с образованием перекисей и приводит к повышению кислотного чис ла [33]. С этим ферментом также связывают развитие процесса самосогревания зародышей при хранении.

Однако исследованиями Н.А. Жеребцова с соавторами [94] было показано, что липоксигеназа имеет низкую кислотную и термическую устойчивость.

На основании этих данных было проведено исследование кислотного числа жира, перекисного числа и активности фермента липоксигеназы в процессе хра нения ЗП из зерна гороха при температуре 2 … 4 С и относительной влажности воздуха не более 80,0 %.

ЗП закладывались на хранение с предварительной обработкой и без обра ботки. Обработка заключалась в предварительном выдерживании сырья в су шильном шкафу при температуре 105°С в течение 20 мин. Исследование качества ЗП осуществлялось на момент закладки на хранение и по истечении 20, 40 и 60 сут.

Результаты определения липоксигеназной активности ЗП из зерна сортов гороха Темп и Амиор в процессе хранения представлены на рисунках 31 и 32.

Установлено, что активность липоксигеназы в процессе хранения ЗП сни жается независимо от способа подготовки продуктов, что объясняется ее низкой кислотной и термической устойчивостью. Вместе с тем 20-ти минутная термиче ская обработка ЗП оказалась более эффективной, чем хранение без обработки, так как способствовала более существенному снижению активности фермента.

Активность фермента липоксигеназвы, с обработкой ммоль/кг 6, 8 5, без обработки 5,24 4, 3,34 2,89 2, 4 2, 0 сут 20 сут 40 сут 60 сут Рисунок 31 – Изменение активности фермента липоксигеназы в зародышевом продукте из зерна сорта гороха Темп в процессе хранения Активность фермента 12, 14 11, липоксигеназвы, 10, 12 9, ммоль/кг 10 с обработкой без обработки 6 4,41 4,11 3,72 3, 0 сут 20 сут 40 сут 60 сут Рисунок 32 – Изменение активности фермента липоксигеназы в зародышевом продукте из зерна сорта гороха Амиор в процессе хранения Активность фермента на протяжении 60 сут хранения в обработанных ЗП была в 2,0-2,1 (Темп) и 2,8-2,9 раза (Амиор) ниже, чем в необработанных ЗП.

На липоксигеназу ЗП из зерна сорта гороха Темп тепловая обработка оказа ла более существенное воздействие. Через 60 сут хранения активность липоксиге назы в необработанном сырье снизилась на 27,1 %, а в обработанном – на 30,8 %.

Для ЗП из зерна сорта гороха Амиор эти значения составили 23,1 и 25,2 %, соот ветственно.

Результаты определения перекисного числа ЗП в процессе хранения пред ставлены на рисунках 33 и 34.

Перекисное число, ммоль/кг 14, 13,54 с обработкой 12, 12, 8, 8, 7,89 без обработки 7, 0 сут 20 сут 40 сут 60 сут Рисунок 33 – Изменение перекисного числа в зародышевом продукте из зерна сорта гороха Темп в процессе хранения Перекисное число, 28, 26, 30 23, ммоль/кг 25 12,50 с обработкой 15 10, 9, 9,06 без обработки 8, 0 сут 20 сут 40 сут 60 сут Рисунок 34 – Изменение перекисного числа в зародышевом продукте из зерна сорта гороха Амиор в процессе хранения Установлено, что в результате термической обработки ЗП перекисное число значительно снижается. Так, в ЗП из сорта гороха Темп оно уменьшилось непо средственно после обработки на 39,92 %, в ЗП из сорта гороха Амиор – на 68,64 %.

Однако, в процессе хранения как необработанного, так и обработанного сы рья, перекисное число увеличивалось, несмотря на присутствие в составе заро дышей витамина Е. При этом темпы роста показателя в ЗП, прошедших термиче скую обработку, были менее значительны. В ЗП после воздействия высокой тем пературы к концу хранения перекисное число возросло на 1,47 (Темп) и 2, ммоль/кг (Амиор), тогда как в необработанном сырье, соответственно, на 1, (Темп) и 15,70 ммоль/кг (Амиор).

В необработанном сырье из зерна сорта Амиор через 60 сут хранения пере кисное число увеличилось более чем в 2 раза, что, по-видимому, обусловлено бо лее высоким содержанием липидов.

Оценка изменений кислотного числа жира в ЗП из зерна гороха в процессе хранения приведена на рисунках 35 и 36. Установлено, что термическая обработ ка сырья приводит к снижению показателя и тормозит окислительные процессы в липидном комплексе в процессе хранения ЗП.

Кислотное число жира, мг NaOH/100 г СВ 571, 600 486, 500 с обработкой 392, 359,94 378, 295,68 339, 264,89 без обработки 0 сут 20 сут 40 сут 60 сут Рисунок 35 – Изменение кислотного числа жира в зародышевом продукте из зерна сорта гороха Темп в процессе хранения Кислотное число жира обработанных ЗП через 60 сут хранения было на 179,15 (Темп) и 341,77 мг NaOH / 100 г СВ (Амиор) ниже значений показателя в зародышах, не прошедших термическую обработку.

Более существенное влияние тепловая обработка оказала на липидный ком плекс ЗП из зерна сорта гороха Темп, так как кислотное число жира при хранении выросло на 32,4 % к начальному значению, тогда как для ЗП из зерна сорта гороха Амиор рост составил 38,5 %.

жира, мг NaOH/100 г 754, Кислотное число 700 598, 600 с обработкой 412, СВ 500 358,97 377,56 390, без обработки 400 253,68 270, 0 сут 20 сут 40 сут 60 сут Рисунок 36 – Изменение кислотного числа жира в зародышевом продукте из зерна сорта гороха Амиор в процессе хранения Таким образом, изменения в липидном комплексе ЗП в процессе хранения обусловлены содержанием и компонентным составом липидов, а также присут ствием фермента липоксигеназы, участвующего в распаде гидроперекисей жир ных кислот на продукты кислой природы. Содержание липоксигеназы отрица тельно коррелирует с перекисным и кислотным числами.

На основании полученных данных ЗП рекомендуется хранить не более 40 сут при температуре 2 … 4°C и относительной влажности воздуха не более 80,0 %.

8.2 Разработка технологии получения и исследование качества пектиновых веществ из оболочек зерна гороха В связи с мировой тенденцией перехода к здоровому питанию, и, в частно сти, к использованию растворимых пищевых волокон, к которым относится пек тин, актуальным является поиск источников пектинсодержащего сырья.

В настоящее время для производства пектиновых веществ, помимо тради ционных источников, используют вторичные сырьевые ресурсы – яблочные и цитрусовые выжимки, свекловичный жом, корзинки подсолнечника, хлопковые створки, оболочки семян и орехов, кору хвойных деревьев и т.д. [75, 80, 331].

Семенные оболочки как побочный продукт переработки зерна гороха, наря ду с другими нетрадиционными источниками, являются перспективным сырьем для получения пектиновых веществ и решения проблемы рационального исполь зования отходов производства.

8.2.1 Исследование химического состава и физических свойств оболочек зерна гороха Исследование химического состава оболочек зерна показало, что в них при сутствуют в незначительных количествах белок (3,45-4,33 %), липиды (1,34-1,68 %), крахмал (2,08-2,35 %) (таблица 58).

Таблица 58 – Химический состав оболочек зерна гороха, 2011 г.

Оболочки зерна сортов гороха Наименование показателя Темп Амиор Влажность, % 7,75±0,05 7,60±0, Содержание, % СВ:

белка 4,33±0,00 3,45±0, липидов 1,34±0,01 1,68±0, золы 3,27±0,20 2,40±0, крахмала 2,08±0,01 2,35±0, клетчатки 54,12±0,15 57,48±0, гемицеллюлозы 9,95±0,01 10,45±0, лигнина 5,36±0,02 5,60±0, Наибольший удельный вес в составе оболочек зерна приходится на полиса хариды, относящиеся к категории нерастворимых пищевых волокон. Содержание клетчатки составило, соответственно, 54,12 (Темп) и 57,48 % (Амиор). В незначи тельных количествах в оболочках зерна гороха присутствуют гемицеллюлоза (9,95-10,45 %) и лигнин (5,36-5,60 %).

Содержание пектиновых веществ в оболочках зерна гороха в среднем за 2011-2012 гг. составило 3,13 и 3,32 %, соответственно, для зерна сортов Темп и Амиор (таблица 59). Пектиновые вещества оболочек представлены двумя фрак циями: водорастворимой и водонерастворимой. Наибольшая доля в составе пек тиновых веществ приходилась на нерастворимый протопектин – в среднем 86, %. Также установлено, что доля растворимой формы пектиновых веществ в обо лочках зерна гороха с гладкими семенами выше, чем в оболочках семян морщи нистого типа. Так, в оболочках сорта гороха Темп она составила 15,7 % от общей суммы пектиновых веществ, в оболочках сорта Амиор – 11,4 %.

Таблица 59 – Содержание и соотношение пектиновых веществ в оболочках зерна гороха, 2011-2012 гг.

Оболочки зерна сортов гороха Наименование Темп Амиор показателя сред- сред 2011 2012 2011 нее нее Массовая доля, % СВ:

растворимого пек 0,45±0,01 0,54±0,02 0,31±0,02 0,44±0, 0,50 0, тина (РП) протопектина (ПП) 2,41±0,01 2,86±0,02 2,50±0,01 3,39±0, 2,64 2, пектиновых ве 2,86±0,02 3,40±0,03 2,81±0,02 3,83±0, 3,13 3, ществ (ПВ) Соотношение фракций:

ПП/РП 5,36 5,30 5,33 8,06 7,70 7, ПП/ПВ 0,84 0,84 0,84 0,89 0,88 0, Важной характеристикой пектиносодержащего сырья, согласно Л.В. Дон ченко и Г.Г. Фирсову [75], является соотношение протопектина и растворимого пектина, которое определяет технологические параметры извлечения пектина и его физико-химические свойства.


В семенных оболочках зерна гороха отмечены повышенные значения ПП/РП и ПП/ПВ, соответственно, 6,60 и 0,86 в среднем, что свидетельствует о промышленной значимости данного сырья. В пектиновых веществах из оболочек сорта Амиор соотношения ПП/РП и ПП/ПВ были на 47,8 и 4,8 %, соответственно, выше, чем у сорта Темп.

При влажности не более 8,0 % измельченные семенные оболочки зерна горо ха с размером частиц не более 1,0 мм характеризовались невысокой плотностью (0,49-0,52 г/см3) и достаточно высокой, по сравнению с другими видами пектинсо держащего сырья, насыпной плотностью (563,80-585,25 г/дм3) (таблица 60), что поз воляет экономить площади складских помещений при хранении данного сырья.

Таблица 60 – Физические свойства измельченных оболочек зерна гороха Оболочки зерна сорта гороха Наименование показателя Темп Амиор Влажность, % 7,75±0,05 7,60±0, Плотность, г/см3 0,49±0,01 0,52±0, Насыпная плотность, г/дм3 563,80±0,12 585,25±0, Гигроскопичность, % 6,9±0,01 8,0±0, Влагоудерживающая способность (ВУС), % 357,36±0,40 316,56±0, Вместе с тем, оболочки зерна гороха отличались высокой гигроскопично стью (6,9-8,0 %) и влагоудерживающей способностью (ВУС) (316,56-357,36 %), что обусловлено присутствием в сырье пектиновых веществ. Причем измельчен ные оболочки зерна сорта Амиор на 15,9 % гигроскопичнее оболочек зерна сорта Темп. ВУС семенных оболочек сорта гороха Темп на 40,8 % выше, чем у оболо чек из зерна сорта Амиор.

Такие физические свойства исследуемого сырья определяют условия его хранения, а именно, необходимость дополнительного высушивания при влажности более 8,0 % и хранения при относительной влажности воздуха не более 70,0 %.

8.2.2 Технология получения пектиновых веществ из оболочек зерна гороха Подготовка оболочек зерна гороха к выделению пектиновых веществ за ключалась в их очистке от механических примесей;

при влажности более 8,0 % – сушке при температуре не более 80°С;

хранении и измельчении.

Высушивание оболочек с использованием мягкого температурного режима является определяющим в технологическом процессе подготовки высококаче ственного пектиносодержащего сырья.

Н.Ш. Муминов [194] показал стабильность содержания пектина в сухом сы рье при хранении в течение 24 мес. Однако исследованиями Л.В. Донченко и Г.Г.

Фирсова [75] установлено, что при хранении в течение года даже высушенного сырья его студнеобразующая способность снижается на 10-12 %.

Установлено, что оболочки зерна гороха, предназначенные для извлечения пектиновых веществ, могут храниться в течение 10 мес. при относительной влаж ности воздуха не более 70,0 % и температуре 5 … 20С. В этих условиях не про исходит существенных изменений в качестве сырья и выходе пектина. Таким об разом, при организации производства пектина из оболочек зерна гороха обеспе чивается круглогодичная работа предприятия по получению пектина.

Оболочка зерна гороха состоит из эпидермиса – ряда толстостенных столб чатых клеток, расположенных перпендикулярно к поверхности семени (палисад ных клеток). Наружная стенка эпидермиса покрыта кутитулой, слабо проницае мой для воды. За эпидермисом располагается ряд гиревидных клеток (гиподерма) и несколько слоев паренхимы.

По данным Д. Брассара с соавторами [214], пектин локализуется в стенках клеток паренхимной ткани семенных оболочек гороха. В связи с этим для улуч шения процесса экстрагирования пектиновых веществ необходимо предваритель но измельчить семенные оболочки.

Установлено, что измельчение оболочек зерна гороха до размера частиц не более 1 мм способствует наиболее полному извлечению пектиновых веществ из подготовленного сырья.

В зависимости от особенностей исходного сырья экстрагирование пектино вых веществ производят органическими (лимонная, щавелевая, уксусная и др.) и минеральными (соляная) кислотами в различных концентрациях, молочной сыво роткой, щавелевокислым аммонием, ферментными препаратами и т.д. [75, 80, 219, 220, 223, 227].

Исследованиями Б.Д. Турбаева [288] установлено, что под действием рас твора минеральной кислоты клеточные стенки створок коробочек хлопчатника практически разрушаются. Поэтому в качестве гидролизующего агента нами был использован раствор соляной кислоты, который, по данным Л.В. Донченко и Г.Г.

Фирсова [75], обладает наибольшей реакционной способностью.

При исследовании различных концентраций раствора соляной кислоты для гидролиза-экстрагирования пектина из оболочек зерна гороха установлено, что 2,0 %-ная концентрация соляной кислоты является оптимальной для данного про цесса, так как обеспечивает наибольший выход пектиновых веществ из сырья.

Снижение кислотности, по данным Е.А. Кузнецовой и др. [172], приводит к снижению выхода пектина.

Технологическая схема получения пектина из оболочек зерна гороха пред ставлена на рисунке 37.

Гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ из оболочек зерна гороха проводили 2,0 %-ным водным раствором соляной кислоты при гидромодуле 1:7.

рН среды составляла 1,2 … 1,5;

температура гидролизуемой смеси 75 … 78С;

продолжительность гидролиза 110 … 120 мин. В этих условиях обеспечивается наибольший выход пектиновых веществ из оболочек зерна гороха.

Повышение температуры свыше 75 … 78°С вызывает деградацию пектино вых веществ [75], вследствие чего ухудшаются их физико-химические показатели, а также значительно снижается их выход из сырья (рисунок 38). Продолжитель ность процесса гидролиза-экстрагирования свыше 120 мин не приводит к увели чению выхода пектина.

По окончании гидролиза полученный гидролизат центрифугировали в тече ние 10 мин при 3000 об./мин с получением твердой фазы и пектинового экстракта.

Твердую фазу многократно промывали водой до рН 7,0, высушивали и просеива ли, получая нерастворимые пищевые волокна. Пектиновый экстракт охлаждали до комнатной температуры. Он имел желтовато-коричневый цвет, обусловленный присутствием в семенных оболочках гороха незначительного количества крася щих и фенольных соединений.

Оболочки зерна гороха Очистка от механических примесей Измельчение Гидролиз-экстрагирование (размер частиц 1 мм) (HCl, 2,0 %, = 120 мин, t = 75…78С, М = 1:7) Гидролизат Центрифугирование Экстракт пектина Твердая фаза ( = 10 мин, 3000 об./ мин) Охлаждение экстракта Промывка водой (до t = 18…20С) (до рН 7,0) Коагуляция пектина Сушка (С2Н5ОН, 96,0% об., t = 8 … 10С, = 10 мин, М = 1:1) (t = 18 … 20С, до 8,0 %) Фильтрование пектина Просеивание (размер частиц 1 мм) Пектин Нерастворимые пищевые волокна Очистка, 1 фаза (С2Н5ОН, 70,0% об., = 30 мин) Упаковывание Очистка, 2 фаза (С2Н5ОН, 96,0% об., = 30 мин) Хранение (t = 5 … 20°C, 70,0 %, 12 мес.) Сушка (t = 18 … 20С, до 13,0 %) Измельчение Просеивание (d частиц 0,5 мм) Упаковывание Хранение (t = 5 … 20°C, 70,0 %, 12 мес) Рисунок 37 – Технологическая схема получения пектина из оболочек зерна гороха 100 Выход пектина, % к 90 Выход пектина, % к 80 исходному 70 исходному 60 50 40 30 20 10 0 0 20 40 60 80 100 120 Длительность экстрагирования, мин Температура экстрагирования, °С А Б Рисунок 38 – Влияние температуры (А) и длительности экстрагирования (Б) на выход пектина из оболочек зерна гороха Коагуляцию пектина проводили этиловым спиртом. Такая обработка спо собствовала удалению сопутствующих балластных веществ и более полному из влечению пектиновых веществ. К пектиновому экстракту добавляли равный объ ем спирта этилового, 96,0 % об. и перемешивали. При такой концентрации коагу лирующего агента в осаждаемой смеси достигается оптимальная физическая структура осадка пектина. Коагуляцию осуществляли при температуре 8 … 10°С в течение 10 мин. В таких условиях образовывался компактный осадок. Повыше ние температуры приводит к образованию более рыхлого, мягкого осадка, и, как следствие, снижению выхода пектина и его студнеобразующей способности [75].

Затем осадок пектина отделяли от спиртового раствора путем фильтрова ния. Полученный на фильтре пектин имел светло-кремовый цвет.

На следующей стадии производили двухфазную очистку пектина:

1 фаза – обработка спиртом этиловым, 70,0 % об. в течение 30 мин;

2 фаза – обработка спиртом этиловым, 96,0 % об. в течение 30 мин.

Затем пектин выкладывали тонким слоем на противень и высушивали при температуре 18 … 20С в течение 5 … 6 ч до влажности не более 13,0 %. Данная температура является оптимальной, так как позволяет сохранить желирующие свойства пектина и улучшить растворимость. Также в этих условиях пектин не подвержен расщеплению.

По окончании процесса высушивания пектин измельчали до частиц разме ром не более 0,5 мм и просеивали через сито из шелковой ткани №140, получая порошок светло-желтого цвета, который упаковывали в бумажные пакеты. Хране ние пектина осуществляли при температуре 5 … 20°C и относительной влажности воздуха не более 70,0 % вследствие его высокой гигроскопичности. Продолжитель ность хранения пектина, согласно ГОСТ 12003-76, составляла не более 12 мес.

В результате реализации разработанной технологии выход чистого пектина из оболочек зерна гороха составил, соответственно, 2,94 (Темп) и 3,37 % (Амиор) (таблица 61). Учитывая содержание пектина в оболочках зерна исследуемых сор тов гороха, выход пектина составил 86,5 (Темп)-88,0 % (Амиор) от теоретически возможного.

Таблица 61 – Выход пектина из оболочек зерна гороха, 2012 г.

Наименование сорта гороха Наименование показателя Темп Амиор Содержание пектина в оболочках, % СВ 3,40±0,03 3,83±0, Выход чистого пектина, % к массе оболочек 2,94±0,10 3,37±0, Выход пектина, % от теоретически возможного 86,5 88, Таким образом, разработанная технология позволяет осуществить безот ходную переработку вторичных ресурсов –оболочек зерна гороха, не используе мых ранее, за счет получения пектина высокого качества и дополнительного из влечения нерастворимых пищевых волокон. В результате реализации данной тех нологии решается проблема утилизации отходов производства и значительно по вышается его экологическая безопасность.

8.2.3 Характеристика пектинов из оболочек зерна гороха Пектины, выделенные из оболочек зерна сортов Темп и Амиор, имели орга нолептические показателями, соответствующие пищевому пектину по ГОСТ 29186-91. Они представляли собой порошок тонкого помола светло-желтого цвета с кисловатым вкусом, свойственным пектинам (таблица 62). Окраска выделенных пектинов свидетельствует о достаточно глубокой степени их очистки от сопут ствующих веществ, в том числе красящих (оболочки сорта Амиор), в процессе из влечения.

Таблица 62 – Органолептические показатели качества пектинов из оболочек зерна гороха Пектин из оболочек зерна сорта гороха Наименование показателя Темп Амиор легко пересыпающийся порошок тонкого помола без Внешний вид посторонних примесей Вкус кисловатый Запах отсутствует Цвет светло-желтый Исследование физико-химических показателей качества пектинов из оболочек зерна гороха показало, что они характеризуются достаточно высокой влажностью – 12,29-12,46 % (таблица 63), обусловленной повышенной гигроскопичностью.

Таблица 63 – Физико-химические показатели качества пектинов из оболочек зер на гороха Пектин из оболочек зерна сорта гороха Наименование показателя Темп Амиор Массовая доля влаги, % 12,29±0,04 12,46±0, Массовая доля общей золы, % 0,97±0,00 0,98±0, Массовая доля азота, % 0,88±0,00 0,86±0, Массовая доля нитритов в расчете на ион NO3, % 0,06±0,00 0,05±0, Посторонние примеси, видимые невооруженным отсутствуют отсутствуют глазом Массовая доля частиц волокнистой фракции раз 8,7±0,05 9,1±0, мером более 0,5 мм, % В выделенных пектинах в незначительном количестве содержатся балласт ные вещества, в том числе зольные элементы и белковые вещества. Зольность ис следуемых пектинов составила 0,97 (Темп)-0,98 % (Амиор), массовая доля азота – 0,86 (Амиор)-0,88 % (Темп), что соответствует международным требованиям к пищевому пектину [75]. Массовая доля нитритов не превышала нормируемого ГОСТ 29186-91 значения – 0,18 %. Посторонние примеси в пектиновых порош ках отсутствовали. Массовая доля волокнистой фракции размером более 0,5 мм составила 8,7 (Темп)-9,1 % (Амиор).

Исследование основных характеристик пектинов из оболочек зерна гороха показало, что доля чистого пектина в них составила 77,37 (Темп) и 78,00 % (Амиор), а содержание балластных веществ – 16,04 и 15,31 %, соответственно (таблица 64).

Таблица 64 – Характеристика пектинов из оболочек зерна гороха Пектин из оболочек зерна сорта гороха Наименование показателя Темп Амиор Содержание чистого пектина, % 77,37±0,10 78,00±0, Содержание балластных веществ, % 16,04±0,04 15,31±0, рН 1%-ного (водного) раствора 3,40±0,01 3,50±0, Степень этерификации, % 61,81±0,21 63,03±0, Содержание свободных карбоксильных групп, % 7,20±0,01 7,02±0, Содержание этерифицированных групп, % 11,66±0,02 11,97±0, Содержание ацетильных групп, % 0,38±0,001 0,41±0, Содержание метоксилированных карбоксильных 11,28±0,02 11,56±0, групп, % Содержание карбоксильных групп, % 18,48±0,02 18,58±0, Студнеобразующая способность, ТБ 234,50±2,20 236,00±2, Кислотность 1,0 %-ных водных растворов исследуемых пектинов составила, соответственно, 3,4 и 3,5 единиц рН, что согласуется с данными по пектинам из других видов сырья.

Важнейшим показателем, характеризующим качество пектина и направле ния его использования, является степень этерификации (метоксилирования), определяющая такие свойства пектиновых веществ как растворимость, способ ность вступать в реакцию с ионами металлов и образовывать студни.

Согласно ГОСТ Р 51806-2001, высокоэтерифицированным называется пек тин, в котором степень этерификации карбоксильных групп в молекуле полига лактуроной кислоты равна или более 50,0 %. Степень этерификации анализируе мых пектинов из оболочек зерна сортов Темп и Амиор составила, соответственно, 61,81 и 63,03 %, что позволяет отнести их к высокоэтерифицированным и указы вает на высокую студнеобразующую способность.

Содержание этерифицированных групп в исследуемых пектинах также бы ло достаточно высоким – 11,66-11,97 %. Это свидетельствует об их хороших же лирующих свойствах, так как для желеобразующего пектина установлена норма содержания метоксильных групп не ниже 7,0 % [1].

Содержание ацетильных групп в исследуемых пектинах из оболочек зерна гороха сравнительно невелико – 0,38-0,41 %, что не оказывает существенного влияния на их студнеобразующую способность.

Общее содержание карбоксильных групп в пектиновых порошках из оболо чек гороха составило 18,48 (Темп) и 18,58 % (Амиор);

доля свободных кар боксильных групп – 7,20 и 7,02 %;

доля метоксилированных карбоксильных групп – 11,28 и 11,56 %, соответственно. Присутствие значительного количества свободных карбоксильных групп указывает на хорошую комплексообразующую способность выделенных пектинов [77].

Студнеобразующая способность полученных по разработанной технологии пектинов составила 234,50 (Темп)-236,00 ТБ (Амиор), что сравнимо с показате лями для яблочных и цитрусовых пектинов по ГОСТ 29186-91.

Была изучена связывающая способность 1,0 %-ных водных растворов пек тинов по отношению к ионам таких тяжелых металлов как свинец, кадмий, медь и цинк. Установлено, что пектиновые вещества из оболочек зерна сортов гороха Темп и Амиор в наибольшей степени проявляют сорбционные свойства по отно шению к ионам свинца, кадмия и меди (рисунок 39, А). В растворах, содержащих ионы свинца в количестве 100,0 мг/л, после добавления 1,0 %-ного раствора пек тинов с последующим фильтрованием свинец не был обнаружен. Остаточное со держание ионов меди в модельных растворах составило 0,56 и 0,13 мг/л;

ионов кадмия – 0,32 и 0,17 мг/л, соответственно, после обработки растворами пектинов из оболочек зерна сортов Темп и Амиор. Следует отметить, что пектин из семен ных оболочек сорта Амиор связывал ионы меди и кадмия в 4,3 и 1,9 раза эффек тивнее по сравнению с пектином из оболочек сорта Темп.

38, Остаточная концентрация Остаточная концентрация 0, 35 30, 0,8 Темп элемента, мг / л элемента, мг / л 0,7 0, 0,6 Амиор 0,5 0, 0,4 0, 0,17 0, 0, 0,1 0,00 0, 0 Pb Cd Cu Zn А Б Рисунок 39 – Сорбционная способность 1 %-ных растворов пектинов из оболочек зерна гороха Способность пектинов к связыванию ионов цинка была выражена в наименьшей степени. Остаточная концентрация данного металла в модельных растворах составила 30,0 (Темп) и 38,8 мг/л (Амиор) (рисунок 39, Б).

Высокие значения студнеобразующей и сорбционной способности пектинов из оболочек зерна гороха обуславливают возможность их применения в качестве струк турообразователей в составе пищевых продуктов функциональной направленности.

Оценка показателей безопасности и микробиологических показателей пек тинов из оболочек зерна гороха показала, что они полностью соответствуют тре бованиям СанПиН 2.3.2.1078-01, п. 1.9.6, что подтверждено протоколами испыта ний (Приложение Ж). Радионуклиды в их составе обнаружены не были. Содержа ние тяжелых металлов значительно ниже допустимых значений. Условно пато генных, патогенных микроорганизмов и микроорганизмов порчи в исследуемых пектинах не обнаружено.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1. Установлено, что содержание зародышей и семенных оболочек в зерне гороха составляет, соответственно, 1,14-1,37 и 7,13-11,07 % от общей массы.

2. Разработана технологическая схема получения зародышевого продукта из зерна гороха, включающая высушивание зародышей, измельчение, просеивание и упаковывание.

3. Установлено, что в составе зародышевых продуктов из зерна сортов го роха Темп и Амиор присутствует, соответственно, 46,88 и 50,97 % белка;

4,93 и 6,85 % липидов;

4,65 и 5,10 % общей золы;

2,14 и 2,56 и 5,46 и 10,47 мг/100 г, со ответственно, витаминов А и Е;

6,44 и 7,46 мг/100 г каротиноидов;

0,51 и 0, мг/100 г витамина В1.

4. Белки зародышевых продуктов из зерна гороха полноценны по таким аминокислотам как треонин, лейцин, тирозин, фенилаланин и лизин, имеющим химические скоры свыше 100,0 %.

5. В липидном комплексе зародышевых продуктов преобладают ненасы щенные жирные кислоты (83,8 % в среднем), что свидетельствует об их высокой биологической ценности.

6. Содержание витамина Е в 100,0 г зародышевых продуктов составило в среднем 53,1 % от принятой суточной физиологической нормы. Количество каро тиноидов превышало физиологическую норму потребления этих веществ, соот ветственно, на 32,2(Темп) и 53,2 % (Амиор).

7. Установлено, что содержание водорастворимых антиоксидантов (в пере счете на кверцетин) в ЗП из зерна гороха составило 0,175 (Темп)-1,513 мг/100 г (Амиор). Активность фермента липоксигеназы составила 6,67 (Темп)-12, ммоль/кг (Амиор). Зародышевый продукт, выделенный из зерна сорта Амиор, от личался более высокой активностью пероксидазы (7,22 о.е. / 1 сек. 1 г сырой массы) и каталазы (1,90 ммоль H2O2 / 1 мин. 1 г сырой массы). Активность фер мента аскорбиноксидазы была наибольшей в зародышевом продукте из зерна сор та Темп (14,7 о.е. / 1 мин 1 г сырой массы).

8. По органолептическим характеристикам зародышевые продукты соответ ствовали требованиям, предъявляемым к гороховой муке;

по показателям без опасности – требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 к зародышам семян зернобобо вых культур. Отмечена повышенная кислотность зародышевых продуктов (21,0 22,0 град.), обусловленная наличием в их составе липидов и свободных жирных кислот.

9. Показано, что предварительная термическая обработка зародышевых продуктов в течение 20 мин при температуре 105°С в процессе хранения способ ствовала снижению активности фермента липоксигеназы в 2-3 раза. Темпы роста кислотного и перекисного числа жира снижались, соответственно, в 1,4-1,8 и 1,6 2,6 раза.

10. Зародышевые продукты в связи с высокой активностью и лабильностью содержащихся в них соединений рекомендуется хранить не более 40 сут при тем пературе 2 … 4°C и относительной влажности воздуха не более 80,0 %.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.