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:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

пищевая промышленность: наука и технологии

СОДЕРЖАНИЕ

Технологии

пищевых производсТв

Н. Р. Андреев, Л. С. Хворова. КристалличесКая глюКоза — важнейший продуКт

пищевой и медицинсКой промышленности............................................................................................ 3

Е. К. Коптелова, Н. Д. Лукин. получение и основные свойства ацетилированного

диКрахмалфосфата................................................................................................................................................................ 6 Г. И. Косминский, Н. Г. Царева, Е. А. Козлова. разработКа технологии новых сортов пива на основе пряно-ароматичесКого сырья.................................................................11 Е. М. Моргунова, Ю. С. Назарова. использование морсКих водорослей КаК источниКа аКтивации пивоваренных дрожжей....................................................................... Е. М. Моргунова, В. Н. Аникеев, В. И. Соловей. применение КомплеКсных ферментных препаратов в производстве этилового спирта из Крахмалсодержащего сырья.............................................................................................................................. Д. В. Хлиманков. оптимизация выхода пеКтиновых веществ при водно-тепловой обработКе свеКловичной КашКи........................................................................................................................... Д. В. Рахуба, А. Д. Гречиха, Г. И. Новик. сохранение жизнеспособности баКтериофагов молочноКислых стрептоКоККов при хранении в замороженном состоянии..................................................................................................................................... Н. Ф. Усатенко, Ю. И. Охрименко. гравиметричесКий метод определения содержания Костных вКлючений в мясных продуКтах.............................................................. Д. П. Лисовская, С. И. Гончарук, Е. В. Рощина, В. В. Литвяк. нанотехнологии в пищевой промышленности................................................................................................................................................................. продУКТы пиТания ФУнКЦионалЬного и спеЦиалЬного назнаЧения А. А. Короткова, И. Ф. Горлов, В. Н. Храмова. новые Кисломолочные биопродуКты из Козьего молоКа, обогащенного йодом и селеном............................................................................ И. К. Мазуренко, Т.

 Я. Громова, О. М. Невеселая, Т. Н. Морозова, О. Г. Кобылюк. перспеКтивы промышленного использования гидробионтов для создания продуКтов нового поКоления................................................................................................................................................................ Т. М. Тананайко, В. В. Романченко, Г. Г. Садовничая. фунКциональные напитКи — современные тенденции развития рынКа напитКов, процессы и аппараты пищевых производств..................................................................................................................................................... Г. Е. Мельник, А. В. Ефимов. возможности применения газов для интенсифиКации процесса отжима растительного масла...................................................................................................... О. Л. Сороко, Д. А. Зайченко, А. В. Темрук, Д. В. Хлиманков, А. А. Вордомацкая. сушКа послеспиртовой барды за счет Комбинированного энергоподвода........................... оЦенКа и КонТролЬ КаЧесТва Н. Г. Таран, И. Н. Пономарева, Е. В. Солдатенко, И. Н. Троцкий. исследование влияния различных рас дрожжей при брожении сусла на Качественные поКазатели виноматериалов для белых игристых вин................................................................................................. З. В. Ловкис, С. А. Арнаут. необходимость введения дополнительного поКазателя Качества для огурцов маринованных............................................................................................................. И. М. Почицкая, В. П. Субач. применение методов высоКоэффеКтивной жидКостной хроматографии для определения безопасности, Качества и подлинности пищевых продуКтов.................................................................................................................... № 4 (14) технологии пищевых производтсв УДК 664. В статье описывается современная двухстадийная технология получения кристалличес кой ангидридной глюкозы из сиропов ферментативного гидролиза крахмала. Технология разработана специалистами Всероссийского научно-исследовательского института крах малопродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук.

КРИСтАллИчЕСКАя глюКОзА — вАЖНЕйшИй пРОДуКт пИщЕвОй И мЕДИцИНСКОй пРОмышлЕННОСтИ ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов», п. Красково, Московская область, Россия Н. Р. Андреев, доктор технических наук, член-корреспондент РАСХН, директор;

Л. С. Хворова, доктор технических наук, заведующая лабораторией технологии глюкозы Отсутствие в России отечественного производства такого важнейшего лекарственного сред ства и пищевого продукта, как глюкоза, подвергает определенному риску здоровье нации и на циональную безопасность страны. За годы перестройки выпуск глюкозы в России прекратился, а обеспечение глюкозой здравоохранения РФ производится по импорту.

С точки зрения физиологии и питания глюкоза имеет преимущества перед другими углево дами: она непосредственно усваивается организмом и снабжает все органы и ткани необходи мой биологической энергией для поддержания их жизненных функций. Содержание сахара в крови от 80 до 100 мг на 100 мл крови является решающим фактором в снабжении всех клеток необходимой энергией. Из всех главных компонентов нашей пищи лишь глюкоза может непо средственно усваиваться организмом. Другие пищевые углеводы — крахмал, олигосахариды, ди- и моносахариды — действуют лишь после их превращения в глюкозу.

В пищевой промышленности глюкозу применяют в кондитерском деле (изготовление мар мелада, карамели, пряников и т. д.) для синтеза ряда производных сахаров. В производстве мо роженого, фруктовых консервов, конфет, безалкогольных напитков глюкоза отличается от са харозы иным приятным, менее сладким вкусом с ощущением прохлады и более выраженным бактериостатическим действием (при одинаковых концентрациях). В спортивной медицине глюкоза применяется как энергизирующее средство при дополнительном питании спортсменов в подготовительном, соревновательном и восстановительном периодах их деятельности.

Главным преимуществом глюкозы является широкое применение ее как лекарственного пре парата в терапии различных патологических состояний зачастую по жизненным показаниям:

при больших потерях крови, сердечной слабости, шоке и других болезнях. Она входит в состав кровезаменяющих, противошоковых жидкостей и др. препаратов. Кристаллическая глюкоза используется как наполнитель при изготовлении многих таблетированных лекарственных средств, является исходным сырьем для получения сорбита, аскорбиновой и др. кислот, приме няется в ветеринарии.

Кроме того, преимущество глюкозы перед сахарозой оценивается в соотношении 1:0,65 по полезности побочных продуктов, получаемых в производстве глюкозы из кукурузы, сахара из сахарной свеклы.

Потребность здравоохранения Российской Федерации только в фармакопейной глюкозе сос тавляет около 10 тыс. т в год. Годовая потребность для пищевых и медицинских целей превос ходит 20 тыс. т.

Во ВНИИ крахмалопродуктов РАСХН разработаны современные технологии производства кристаллической медицинской и пищевой глюкозы, готовые к внедрению [1,2].

Предлагаемая технология получения кристаллической глюкозы из сиропов ферментативного гидролиза крахмала — двухстадийная. На первой стадии из сиропов получают глюкозу в ангид ридной форме фармакопейного качества, на второй стадии — пищевую гидратную глюкозу.

№ 4 (14) 2011  пищевая промышленность: наука и технологии Как известно, образование в глюкозных растворах кристаллов гидратной или ангидридной глюкозы зависит от температуры. При температуре ниже +50 °С образуются кристаллы глюко зы гидратной с содержанием одной молекулы кристаллизационной воды. Глюкоза ангидридная (безводная) кристаллизуется при температуре выше +50 °С. Получаемые кристаллы обоих видов существенно отличаются по форме и наличию влаги, что заметно влияет на условия технологи ческих режимов растворения, кристаллизации, центрифугирования, сушки, хранения кристал лической глюкозы и на ее качество.

Кристаллизация ангидридной глюкозы происходит с высокой скоростью, в 5–7 раз быстрее гидратной. Процесс кристаллизации можно проводить как в изотермических условиях при ува ривании утфелей в вакуум-аппарате, так и в изогидрических условиях при охлаждении утфелей в кристаллизаторах. Большим преимуществом процесса кристаллизации глюкозы в ангидрид ной форме является быстрая заводка центров кристаллизации в отличие от гидратной глюкозы, для кристаллизации которой требуется вводить в раствор центры кристаллизации в виде затра вочных кристаллов (10–15 % глюкозы) или 25–30 % утфеля, снижая производительность обо рудования и качество глюкозы по причине многократного использования утфельной затравки.

К тому же температурный интервал +45...+25 °С, характерный для кристаллизации гидратной глюкозы, является благоприятным и для развития микроорганизмов, особенно дрожжей, из-за чего микробная обсемененность глюкозы выше норм, предусмотренных фармакопейной клас сификацией.

Возможность проведения процесса кристаллизации ангидридной глюкозы при температуре +60...+75 °С исключает микробное заражение продукта, благодаря чему готовая глюкоза обла дает высокой микробиологической чистотой, которая поддерживается и в период хранения с помощью низкого содержания влаги в ней.

Исследования влияния физико-химических факторов на кинетику кристаллизации ангид ридной глюкозы показали, что скорость кристаллизации глюкозы возрастает с повышением избыточной концентрации (С), глюкозного эквивалента (ГЭ), и незначительно снижается с ростом температуры (t).

На основании экспериментальных данных получено уравнение зависимости скорости крис таллизации (К) от суммарного влияния перечисленных параметров К = 1,44 · 10-3.{l-°.845 (1°° — гэ) + 0,23} · (с)°,89. (219 – t).

В соответствии с приведенными результатами получать ангидридную глюкозу рекомендова но из растворов глюкозы с ГЭ 98,5–99,5 %, вместо перекристаллизации ее в гидратной форме и из сиропов ферментативного гидролиза крахмала с ГЭ 97–98,5 %.

Технологическая схема установки для кристаллизации глюкозы при уваривании утфелей в ва куум-аппарате изображена на рис. 1.

Кристаллизация глюкозы проводится в вакуум-аппарате при поддержании концентрации сухих веществ (СВ) межкристального раствора 79–80 % за счет уваривания и периодических подкачек жидкого сиропа с СВ 50–60 %. Процесс кристаллизации продолжается 6–8 ч. Готовый утфель с содержанием кристаллов около 50 % и размером 0,2–0,25 мм выгружается из вакуум аппарата в утфелераспределитель для подачи на центрифугирование. Продолжительность цик ла центрифугирования составляет около 4 мин. Сырая глюкоза после центрифуг имеет влаж ность 2,5–3 %, а готовая глюкоза после высушивания содержит 0,5–1 % влаги.

Исследования по изучению ее физико-химических свойств, фармакологического действия, стабильности и апирогенности растворов для инъекций показали ее полное соответствие тре бованиям Госфармакопеи, Х1.

По фармакологическому действию на организм человека глюкоза ангидридная идентична глюкозе гидратной.

По скорости растворения и концентрации насыщенных растворов глюкоза ангидридная име ет заметное преимущество перед гидратной глюкозой. Раствор 40 %-й концентрации из ангид ридной глюкозы можно получить в течение 30 мин, при растворении гидратной глюкозы на это потребуется 120 мин.

№ 4 (14) технологии пищевых производтсв Рис. 1. Схема установки для кристаллизации ангидридной глюкозы: 1 — сборник сиропа;

2 — вакуум-аппарат;

3 — утфелераспределитель;

4 — центрифуга;

5 — конденсатор Разработана фармакопейная статья на ангидридную глюкозу и получено Регистрационное удостоверение на производство и применение ангидридной глюкозы в медицинской практике.

Качество пищевой глюкозы соответствует требованиям ГОСТ на глюкозу гидратную.

Технология обладает высокой экономической эффективностью. В 5–7 раз сокращается пот ребность в емкостях для кристаллизации;

количество центрифуг сокращается в 3 раза, а расход электроэнергии на центрифугирование снижается в 3,7 раза;

сокращение расхода тепла почти в 5 раз наблюдается в процессе высушивания ангидридной глюкозы.

Низкое содержание влаги в ангидридной глюкозе препятствует размножению микробов, при ее хранении способствует увеличению срока годности глюкозы и препаратов из нее и повыша ет эффективность транспортных перевозок.

Эффективность использования ангидридной глюкозы вместо гидратной достигается и в ве теринарии. При включении ее в рецептуру ветеринарного препарата ГХЦСН-Р1У — среды для искусственного осеменения животных — эффект получают от экономии тепла при изготовле нии препарата и увеличения срока годности его до трех лет вместо одного года. В результате улучшения качества препарата возрастает эффективность искусственного осеменения живот ных, увеличивается численность приплода, особенно поросят, отличающихся высокой жизне способностью и снижением случаев мертворождаемости.

лИтЕРАтуРА 1. Andreev, N. R. Biotechnology of Glucose syrup for its sequential crystallization / N. R. Andreev, N. D Lukin, L. S. Khvorova // XVI International Starch Convention, June 16-20 2008.– Cracov:

Moskow: Wydawnictwo Naukowe Acapit.– P. 2. Способ получения глюкозы: патент РФ № 2314351 / Л. С. Хворова, Н. Р. Андреев, Н. Д. Лу кин и др.– Опубл. 10.01.2008.– Бюл. № 1.

Рукопись статьи поступила в редакцию 05.10. № 4 (14) 2011  пищевая промышленность: наука и технологии N. Andreev, L. Khvorova CrystAL gLuCose — the mAjor produCt of the food ANd mediCAL iNdustry In article the modern two-phases technology of reception crystal anhydride of glucose from syrups of fermented hydrolysis of the starch, are developed by experts of the All-Russia scientific research institute of products from starch of the Russian academy of agricultural sciences is described.

УДК 664. Изучены процессы получения картофельного и тапиокового дикрахмалфосфатов, ацети лизованных в щелочной среде уксусной кислотой, установлено влияние основных технологи ческих факторов на качество получаемых продуктов, разработана технологическая схема.

Установлено, что клейстеры дикрахмалфосфатов обладают хорошей консистенцией и по вышенной влагоудерживающей способностью. Эти виды крахмала рекомендуются для ста билизации составных компонентов различных пищевых, молочных и мясных продуктов.

пОлучЕНИЕ И ОСНОвНыЕ СвОйСтвА АцЕтИлИРОвАННОгО ДИКРАхмАлфОСфАтА ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов», п. Красково, Московская область, Россия Е. К. Коптелова, кандидат технических наук, начальник отдела технологии модифицированных крахмалов;

Н. Д. Лукин, доктор технических наук, заместитель директора по науке Фосфатные крахмалы получают как в виде моно-, так и дикрахмалфосфатов [1].

В настоящее время на российский рынок по импорту поступают дикрахмалфосфаты, которые используются для стабилизации пищевых продуктов.

В ГНУ ВНИИ крахмалопродуктов изучена возможность «сшивки» молекул крахмала с по мощью триметафосфата натрия. Схема этого процесса приведена на рис. 1 [2].

Рис. 1. Процесс «сшивки» молекул крахмала с помощью триметафосфата натрия Исследовано влияние на процесс «сшивки» крахмала количества реагентов, рН-суспензии и температуры.

№ 4 (14)  технологии пищевых производтсв Для проведения исследований использовались картофельный и тапиоковый крахмалы с раз ным содержанием амилопектина.

Исследование состава и свойств исходных крахмалов проведено по ГОСТ 7698-93, динами ческая вязкость определена на приборе Гепплера. Результаты анализа приведены в табл.1, в ко торую для сравнения включены также данные оценки кукурузного крахмала.

а 1. Р а а аа а а а Та массовая доля, %, в пересчете влаж- на сухие вещества наименование вязкость амило ность, рн крахмала 3 %, мпа·с пектин, % кислотность, см3, % зольность протеин 0,1н Nаон Кукурузный 11,5 0,12 1,05 18,0 5,8 28 72, Картофельный 18,6 0,28 0,05 7,0 6,5 2100 77, Тапиоковый 14,8 0,12 0,45 8,0 6,0 600 83, Результаты анализов физико-химических свойств нативных крахмалов различных видов (картофельного, кукурузного и тапиокового) показывают, что по качественным показателям они соответствуют требованиям действующих стандартов.

Изучены различные варианты получения «сшитого» дикрахмал-фосфата, ацетата крахмала и ацетилированного дикрахмалфосфата при расходе реагентов от 0,1 до 0,4 г на 100 г товарного крахмала, рН суспензии 10-11.

Продолжительность опыта составляли 120 мин, пробы отбирали через каждые 30 мин, нейт рализовали соляной кислотой, фильтрацию крахмала проводили под вакуумом, промывали дистиллированной водой и высушивали на воздухе. Готовый крахмал измельчали в лаборатор ной мельнице и анализировали содержание сухих веществ, рН и вязкость. Динамическую вяз кость определяли на вискозиметре Гепплера после варки 3 %-ной суспензии на открытой плит ке в течение 1 мин от начала кипения и охлаждения полученного клейстера проточной водой до +20 °С.

Зависимость вязкости ацетата крахмала дикрахмалфосфата и ацетилированного дикрахмал фосфата от продолжительности процесса обработки приведена на рис. 2.

Кривая изменения ДКФ № 1 показывает, как проходит «сшивка» макромолекул крахмала при взаимодействии его с триметафосфатом натрия. Наблюдается значительное, почти пятикратное увеличение вязкости в течение 60 мин от начала реакции, после чего вязкость резко падает.

При ацетилировании также наблюдается увеличение вязкости в начальный период и дальней шее ее снижение до значений меньших, чем вязкость исходного крахмала (кривая № 3).

Вязкость ацетилированного дикрахмалфосфата (кривая № 2) значительно ниже, чем «сши того» крахмала, а показатели вязкости ДКА при 90 и 120 мин обработки выше, чем у ацетатно го крахмала (АК).

Снижение вязкости крахмала при ацетилировании и сшивке его макромолекул объясняется тем, что на начальном этапе происходит изменение наружной области зерна картофельного крахмала, облегчающее проникновение молекул воды, а затем увеличение числа поперечных связей противодействует связыванию воды, что и приводит к снижению вязкости крахмальных клейстеров.

Влияние температуры на процесс сшивания изучено при температуре +30 и +40 °С. Измене ние вязкости полученных ацетилированных дикрахмал-фосфатов при этих температурах пока зано на рис. 3.

Как показано на рисунке, вязкость крахмалов резко снижается, как и в описанных ранее опытах, через 30–60 мин от начала процесса.

Следует отметить, что повышение температуры на +10 °С увеличивает скорость сшивки мак ромолекул, при этом максимум вязкости достигается уже через 30 мин, а при +30 °С максимум вязкости достигнут лишь через 60 мин. После этого идет снижение вязкости, а через 2 ч пока затели вязкости обоих крахмалов практически одинаковы.

№ 4 (14) 2011  пищевая промышленность: наука и технологии Рис. 2. Зависимость вязкости картофельного ацетата, дикрахмалфосфата и дикрахмалфосфата ацетилированного от продолжительности процесса обработки Рис. 3. Зависимость вязкости картофельного ацетилированного дикрахмалфосфата от температуры и продолжительности обработки Водный раствор (клейстер) крахмала — система неустойчивая. В нем происходят процессы ассоциирования макромолекул, приводящие к ретроградации;

при хранении клейстера наблю дается снижение вязкости и отделение жидкости. Поэтому время хранения клейстера ограни чено.

№ 4 (14)  технологии пищевых производтсв В данной работе проведена оценка устойчивости «сшитого» картофельного дикрахмалфос фата ацетата, полученного при разной продолжительности процесса. Крахмальные клейстеры концентрацией 3 % были подогреты в течение 1 мин от начала закипания, охлаждены проточ ной водой до +20 °С и оставлены при комнатной температуре, в холодильной камере при +4 °С и в морозильной камере при –18 °С.

Наблюдения показали, что клейстер исходного крахмала на следующие сутки резко изменил ся: консистенция его стала неровной, поверхность шероховатой, появились отдельные образо вания геля, вся масса стала текучей. При этом отделилась влага, клейстер разжижился. В то же время в течение трех дней клейстеры ацетат-фосфатного крахмала оставались прозрачными, поверхность была гладкой, структура сохранялась ровной и однородной.

Определена также устойчивость 2 %-х клейстеров дикрахмалфосфат-ацетатного картофель ного крахмала при хранении его в холодильнике (+4 °С).

Установлено, что вязкость всех образцов на следующий день после начала опытов снизилась в 2–3 раза. При этом чем больше продолжительность обработки при «сшивании» крахмала, тем меньше снижение вязкости. В то же время ацетилирование при «сшивке» крахмала оказывает положительное влияние, увеличивая время сохранности клейстера до 3–6 дней.

Оценка устойчивости клейстеров образцов сшитого картофельного крахмала при заморажива нии-оттаивании показала, что ни один из испытанных вариантов «сшивания» не дал положитель ных результатов. При размораживании изменялась структура клейстера и отделялась вода.

В связи с тем, что крахмал тапиоковый содержит больше амилопектина (табл.1), необходимо было провести его фосфатирование и оценить поведение клейстера при замораживании.

«Сшивание» макромолекул тапиокового крахмала производили с помощью триметафосфата натрия, ацетилирование — с концентрированной уксусной кислотой. Динамическую вязкость полученных клейстеров определяли после закипания 3 %-й суспензии крахмала, нагревания в течение 1 мин и охлаждения ее до +20 °С.

Изменение реологических свойств тапиокового «сшитого» крахмала в зависимости от време ни обработки показано на рис. 4.

Рис. 4. Влияние продолжительности «сшивания» на вязкость тапиокового крахмала (t = +30 °С) Вязкость исходного тапиокового крахмала, составляющая 600 мПа · с, в начале фосфатиро вания снижается до 450 мПа · с, затем повышается до 800 мПа · с, после чего резко падает. Неко № 4 (14) 2011  пищевая промышленность: наука и технологии торые исследователи объясняют такое изменение вязкости увеличением числа «сшивок» между макромолекулами биополимера, что приводит к повышению температуры начала клейстериза ции крахмала.

Установлено, что при одновременном воздействии триметафосфата и уксусной кислоты по вышается скорость реакции, максимум вязкости достигается через 60 мин и превышает пока затель вязкости исходного крахмала более чем в 5–6 раз, а через 120 мин их вязкость становит ся одинаковой по значению. Наблюдение за изменением структуры клейстеров показывает, что с увеличением времени взаимодействия крахмала с реагентами возрастает его влагоудержание при замораживании, вода не отделяется в отличие от подобных образцов картофельного крах мала, сшитого по этой технологии.

Проведенные исследования позволили разработать технологическую схему получения ди крахмалфосфата ацетилированного с применением уксусной кислоты (рис. 5).

Рис. 5. Технологическая схема получения ацетилированного дикрахмалфосфата Выводы. В качестве сырья для получения ацетилированного дикрахмалфосфата можно при менять картофельный крахмал, а для устойчивого к замораживанию — тапиоковый импортный или амилопектиновый из восковидной кукурузы. Получаемые по этой схеме дикрахмалфосфа ты рекомендуются как хорошие загустители и стабилизаторы различных пищевых продуктов:

майонезов, соусов, йогуртов, творожных и других молочных продуктов, фруктовых, ягодных начинок для конфет, мучных изделий и т. д.

№ 4 (14) технологии пищевых производтсв лИтЕРАтуРА 1. Жушман, А. И. Модифицированные крахмалы / А. И. Жушман. — М.: Пищепромиздат, 2007. — С.180–192.

2. Kodet, J., Babor K. Modificovan kroby, dextriny a lepidla / J. Kodet, K. B abor. — Praha: SNTL. — Nakladatelstvi technike literatury. — С.139.

Рукопись статьи поступила в редакцию 05.10. e. Koptelova, N. Lukin produCtioN ANd mAiN properties of ACetyLAted distArChphosphAte The processes of potato and tapioca distarchphosphate production acetylated in alkaline medium by acetic acid have been studied, the effect of basic technological factors upon the quality of ready products was established, technological flowchart was developed.

It has been established that pastes of distarchphosphates have good consistency and high water binding ability. These kinds of starch are recommended for stabilization of different food, dairy and meat products.

УДК 663. Предложена технология производства новых сортов пива с использованием нетради ционного растительного сырья, производимое в Республике Беларусь. Исследованы физи ко-химические показатели качества светлого пивоваренного солода, базилика, корицы, тмина, гвоздики, эстрагона. Установлено, что по всем показателям данное сырье при годно для производства пива. Проведено экстрагирование ценных веществ из базилика и эстрагона с использованием различных режимов экстракции с целью выбора оптималь ных температур, продолжительности экстракции и соотношения сырья и экстрагента.

В исследуемых образцах изучены физико-химические показатели и проведена их органо лептическая оценка.

РАзРАбОтКА тЕхНОлОгИИ НОвых СОРтОв пИвА НА ОСНОвЕ пРяНО-АРОмАтИчЕСКОгО СыРья УО «Могилевский государственный университет продовольствия», г. Могилев, Беларусь Г. И. Косминский, доктор технических наук, профессор кафедры «Технология пищевых производств»;

Н. Г. Царева, старший преподаватель кафедры «Технология пищевых производств»;

Е. А. Козлова, студентка 5 курса технологического факультета Развитие перерабатывающих отраслей промышленности Республики Беларусь требует раз работки новых технологий и расширения ассортимента выпускаемых пищевых продуктов функ циональной направленности с использованием местного сырья.

Весьма актуальны исследования по разработке новых сортов пива, которые позиционирова ны на потребителя, заботящегося о своем здоровье, и сочетают в своем назначении пользу, удовольствие и комфорт от умеренного потребления.

Приоритетными направлениями при создании таких сортов пива можно считать подбор рас тительного пряно-ароматического сырья с выраженными антиоксидантными свойствами и тех нологию его переработки, обеспечивающую повышение пищевой и биологической ценности пива за счет максимального сохранения нативных свойств сырья.

№ 4 (14) 2011 пищевая промышленность: наука и технологии Продукты растительного происхождения, в том числе и пряно-ароматическое сырье, счита ются очень важным компонентом здорового питания, они придают пиву профилактические и функциональные свойства, обогащают витаминами, минеральными компонентами, биоло гически активными веществами. Пиво с указанными добавками приобретает специфические органолептические и физико-химические показатели, они могут влиять на его пищевую цен ность и формировать ряд новых свойств, в том числе лечебные, в отдельных случаях повыша ется стойкость при хранении [1].

Продукты питания, содержащие пряные травы, потребитель детерминирует как функцио нальное питание и поэтому покупает их даже по повышенным ценам. Источник лекарственной силы трав — биологически активные вещества — флавоноиды, полифенольные вещества, эфир ные масла. Растения вырабатывают эти биоактивные вещества в первую очередь для того, что бы защититься самим от вредителей и возбудителей болезней [2].

Препараты из базилика оказывают бактерицидное, тонизирующее, обезболивающее, омола живающее, спазмолитическое, иммуностимулирующее действие. Эфирное масло эстрагона или тархуна (Artemisiaabsinthium Z) является средством против цинги, обладает инсектицидными свойствами. Гвоздика (Syzygiumaromaticum L) служит для профилактики и лечения герпеса, вос палительные заболевания ротовой полости, дыхательных путей. Корица (Cinnamomumzeylanicum) используется в лечебных целях для борьбы с простудой, проблемами пищеварения. Масло, полу ченное из коры коричного дерева, оказывает антибактериальное действие на такие привычные микроорганизмы как Escherichiacoli, Staphylococcus и Candidaalbicans. Тмин (Cаrum) — антиок сидант, расщепляет и выводит холестерин, способствует абсорбции железа, является средством от простуды и стрессов, способствует транспортировке кислорода в виде гемоглобина в эритро цитах [4].

Исходя из выше сказанного, можно назвать гвоздику, эстрагон, базилик, корицу, тмин до ступным, перспективным и ценным по химическому составу сырьем для производства пива.

Для получения новых сортов пива использовалось пряно-ароматическое сырье нетрадици онное для пивоварения.

Объекты исследования: гвоздика, эстрагон, базилик, корица, тмин, светлый пивоваренный солод.

Задачей исследований являлась разработка рецептуры и технологии производства пива с ис пользованием гвоздики, эстрагона, базилика, корицы, тмина.

Опыты проводили в трехкратном повторении, аналитические определения для каждой пробы осуществляли в трех повторениях. Обсуждали результаты, воспроизводимые в каждом опыте.

Качество исходного сырья, охмеленного сусла, готового пива оценивали согласно методикам, принятым в технохимическом контроле пивоваренного производства [5].

Для приготовления пивного сусла использовали пивоваренный ячменный солод, отвечающий требованиям ГОСТ 29924-92;

корицу, отвечающую требованиям ГОСТ 29049-91;

гвоздику — ГОСТ 29047-91;

тмин — ГОСТ 29056-91;

базилик — ГОСТ 1632-71;

эстрагон — ГОСТ 3558-89.

Затор готовили одноотварочным способом. Массовая доля сухих веществ начального сусла составляла 11 %. В качестве контроля использовали затор, содержащий 100 % солода.

Применяли три способа задачи корицы, тмина, экстракта базилика и эстрагона: первый — в период кипячения сусла с хмелем (экстракты за 15 мин до окончания кипячения, корицу, тмин — за 30 минут), второй — в период главного брожения, третий — в период дображивания. Гвоз дику вносили только во время главного брожения, т. к. ее нельзя подвергать тепловой обработ ке, также с увеличением концентрации спирта увеличивается растворимость горьких эфирных гвоздичных масел, что исключает ее внесение в период дображивания, когда в пиве накопилось значительное количество спирта.

Травы эстрагон и базилик добавляли в виде водных экстрактов. Экспериментально опреде лили оптимальное время экстрагирования и гидромодуль. Проводили экстрагирование ценных веществ из растительного сырья эстрагона и базилика с использованием различных режимов экстракции с целью выбора оптимальных температур, продолжительности экстракции и соот ношения сырья и экстрагента.

№ 4 (14) технологии пищевых производтсв Отдано предпочтение водной обработке растительного сырья эстрагона и базилика, которая позволяет переходить в раствор таким соединениям, как полисахариды, пигменты, полифе нольные вещества, органические кислоты, а также антиоксидантам — некоторым флавоноидам, полифенольным веществам, микроэлементам, витаминам.

В каждом образце определяли массовую долю сухих веществ. Установлено, что наибольшее количество сухих веществ содержится в настое, полученном в процессе экстрагирования эст рагона и базилика при температуре +80 °С в течение 60 мин при гидромодуле 1:5.

В первом эксперименте в сусло за 15 мин до окончания кипячения добавляли экстракт эст рагона в количестве 2 %, 3 %, 4 %, экстракт базилика в количестве 1 %, 2 %, 3 % и вносили разные дозы корицы 0,2 %, 0,4 %, 0,6 %, тмина 0,2 %, 0,4 %, 0,6 %.

Во втором эксперименте ароматическое сырье вносили в образцы в первые сутки главного брожения, гвоздику не дробили и задавали только в течение первых двух дней главного броже ния в количестве 0,1 %.

В третьей серии опытов ароматическое сырье вносили в образцы в первые сутки дображи вания.

Хмель вносили следующим образом: 90 % хмеля задавали через 10–15 мин после начала ки пячения сусла и 10 % за 30 мин до окончания кипячения сусла.

Исследовали состав всех образцов охмеленного сусла. Образцы охмеленного сусла с добав лением пряно-ароматического сырья характеризовались достаточным содержанием сахаров, аминного азота и кислотностью, благоприятной для развития пивных дрожжей.

Сбраживание охмеленного сусла, полученного с использованием корицы, тмина, экстракта базилика и эстрагона, проводили обычным периодическим способом, в течение семи суток при температуре +6...+8 °С. В качестве сбраживающего материала использовали пивные дрожжи расы 34N. Норма внесения дрожжей составляла 0,5 л на один гектолитр сусла. В про цессе главного брожения были исследованы физико-химические и микробиологические по казатели молодого пива. Установлено, что во время брожения происходило уменьшение со держания сахаров, массовой доли растворимых сухих веществ, кислотности, происходило накопление спирта, а также дрожжевые клетки по мере сбраживания в своей жизнедеятель ности проходили ряд характерных стадий развития, которые закономерно сменяли одна дру гую в определенной последовательности, что свидетельствовало о нормально проходящем процессе брожения.

Проводили анализ физико-химических показателей всех образцов готового пива. Установ лено, что все исследуемые образцы пива соответствуют СТБ-395-2005 на светлые сорта пива.

Поэтому из всех представленных образцов выбирали лучшие по органолептическим показате лям. На рис. 1 представлены диаграммы вкуса выбранных образцов готового пива.

Основной отличительной чертой образцов пива в первом эксперименте является приятный вкус и аромат.

В результате дегустационных исследований подобраны оптимальные дозы гвоздики, моло того тмина, корицы, настоев эстрагона и базилика.

В табл. 1 указаны оптимальные дозы внесения пряно-ароматического сырья и оптимальное время его внесения.

а 1. О а Та -а а № оптимальная оптимальное время внесения сырье образца доза пряно-ароматического сырья 1 Корица 0,2 % за 30 мин до окончания кипячения сусла с хмелем 2 Тмин 0,6 % за 30 мин до окончания кипячения сусла с хмелем 3 Экстракт эстрагона 2% за 15 мин до окончания кипячения сусла с хмелем 4 Экстракт базилика 1% за 15 мин до окончания кипячения сусла с хмелем 5 Гвоздика 0,1 % в период главного брожения с выдержкой двое суток № 4 (14) 2011 1 пищевая промышленность: наука и технологии Рис. 1. Диаграммы вкуса выбранных образцов готового пива Основные физико-химические показатели выбранных по органолептическим показателям образцов готового пива представлены в табл. 2.

а 2. Ф - аа а Та массовая доля Кислотность, мл массовая цветность, см3 содержание содержание ви сухих веществ 1моль/дм № образца доля 0,1 моль/дм3 раство- действительного димого в начальном раствора щелочи на спирта, % ра йода на 100 см3 экстракта, % экстракта, % сусле, % 100 см сусла 11 11 4,1 1,60 0,58 2,3 1, 22 11 3,9 1,62 0,56 2,1 1, 33 11 4,3 1,65 0,58 2,1 1, 44 11 4,1 1,70 0,7 2,5 № 4 (14) технологии пищевых производтсв О а а. массовая доля Кислотность, мл массовая цветность, см3 содержание содержание ви сухих веществ 1моль/дм № образца доля 0,1 моль/дм3 раство- действительного димого в начальном раствора щелочи на спирта, % ра йода на 100 см3 экстракта, % экстракта, % сусле, % 100 см сусла 55 11 3,9 1,60 0,54 3,4 6 11 3,03 1,80 0,57 3,6 3, примечание:

1 образец — содержание корицы 0,2 %;

2 образец — содержание тмина 0,6 %;

3 образец — содержание экстракта эстрагона 2 %;

4 образец — содержание экстракта базилика 1 %;

5 образец — содержание гвоздики 0,1 %;

6 контрольный образец — 100 % солода.

Пиво с добавлением пряно-ароматического сырья обладает профилактическими свойствами, отличными ярко-выраженными органолептическими показателями, имеет слаженный букет и приятный, полный вкус и легкий, гармоничный, округленный аромат пряных трав.

Проведенные исследования свидетельствуют о возможности использования эстрагона, бази лика, тмина, корицы, гвоздики для производства пива.

Исследованы три способа внесения пряно-ароматического сырья (первый — в сусло за 15–30 ми нут до окончания кипячения, второй — в начале брожения, третий — при дображивании).

Установлено, что пиво, приготовленное по первому способу, имеет более выраженный вкус и аромат, быстро осветляется, в нем не развивается эффект холодного помутнения.

Предложены рецептуры пяти сортов пива с рекомендуемым содержанием эстрагона, базили ка, тмина, корицы, гвоздики.

лИтЕРАтуРА 1. Позняковский, В. М. Экспертиза напитков. Качество и безопасность: учеб.-справ. посо бие / В. М. Позняковский, В. А. Помозова, Т. Ф. Киселева, Л. В. Пермякова;

под общ. ред.

В. М. Позняковского. — Новосибирск: Сиб. Унив. 2007. — 407 с.

2. Лечебные травы [Электронный ресурс]. — Режим доступа: htth://www.medhren.ru/4.php.

3. Тэдди Бир. Пиво с пряностями и травами. Материалы встреч Клуба дома [Электронный ресурс]. — Режим доступа: htth:// www. teddybeer. ru/ home/library/3-1-3-kim. htm/.

4. Пряные травы-приправы // Домашняя газета. — Спецвыпуск № 2. — 2008. — 18 с.

5. Косминский, Г. И. Технология солода, пива и безалкогольных напитков / Г. И. Косминс кий // Лабораторный практикум по технологическому контролю производства. — Минск: Ди зайн ПРО, 2001.

Рукопись статьи поступила в редакцию 05.10. g. Kosminski, N. tsareva, e. Kozlova WorKiNg out of teChNoLogy of NeW KiNds of beAr oN A bAsis of spiCy AromAtiC rAW mAteriALs Article is devoted for working out of technology of new kinds of beer with non-traditional vegetative raw materials which have been grown up in Belarus. The physical-chemical characteristics of quality of light brewer’s malt, basil, cinnamon, caraway, carnation and tarragon have been investigated. It has been found that at all activities these raw materials applicable for beer manufacturing. The extraction of valuable substances from basil and tarragon has been conducted with application of different modes of extraction with the purpose of optimal temperatures, extraction durations and ratio between raw materials and tarragon selection. The physical-chemical characteristics of investigated samples have been investigated and their organoleptic assessment has been carried out.

№ 4 (14) 2011 1 пищевая промышленность: наука и технологии УДК 664. Исследована возможность использования морских водорослей хлореллы и спирулины как источника азотистого питания для пивоваренных дрожжей. Изучено влияние хлореллы и спирулины на физиологические характеристики дрожжей. Изучена динамика главного брожения и физико-химические показатели молодого пива с использованием добавок из морских водорослей как источника активации пивоваренных дрожжей. Установлена оп тимальная доза внесения водорослей.

ИСпОльзОвАНИЕ мОРСКИх вОДОРОСлЕй КАК ИСтОчНИКА АКтИвАцИИ пИвОвАРЕННых ДРОЖЖЕй УО «Могилевский государственный университет продовольствия», г. Могилев, Беларусь Е. М. Моргунова, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология пищевых производств»;

Ю. С. Назарова, аспирант кафедры «Технология пищевых производств»

Пиво представляет собой продукт повышенного потребительского спроса. Пивоваренная промышленность Республики Беларусь выпускает пиво в широком ассортименте, который в ос новном удовлетворяет запросы различных потребительских групп населения [1].

Одним из наиболее важных направлений в развитии пивоваренной отрасли является повы шение качества продукции, расширение ассортимента, интенсификация технологических про цессов.

Наиболее длительными стадиями приготовления пива являются главное брожение и добра живание напитка. Интенсивность процессов на этих стадиях не только определяет продолжи тельность приготовления пива в целом, но и существенно влияет на его качество, в том числе на органолептические и физико-химические показатели [2].

Пиво — продукт биохимической деятельности дрожжей, метаболическая активность которых тесно связана с их физиологическим состоянием. Понимание процессов метаболизма и роста дрожжей дает возможность своевременно влиять на ход технологического процесса и обеспе чивать высокое качество пива [3]. Таким образом, исследования, связанные с изучением зако номерности роста, развития и размножения дрожжей, позволяют управлять их жизнедеятель ностью, а, следовательно, и активизировать эти процессы.

К ослаблению свойств пивоваренных дрожжей приводят различные факторы, такие как ос мотический, температурный, этанольный стрессы, дефицит питательных веществ в среде [4].

Известны способы повышения физиологической активности дрожжей путем внесения раз личных биологически активных веществ. В качестве таких добавок используют дрожжевые подкормки, содержащие минеральные вещества, витамины, источники азота. Существует ряд способов повышения физиологической активности дрожжей: использование молочной сыво ротки, применение гидролизата осадочных дрожжей, порошка шелухи солода, минеральных веществ и т. д. Все эти вещества по отдельности и в совокупности при добавлении в бродящую среду дают ускорение сбраживания сахаров и накопления биомассы и поэтому именуются ак тиваторами брожения [5].

Перспективное направление в активации пивоваренных дрожжей — применение морских водорослей. Как известно, морские водоросли имеют весьма своеобразный химический состав и являются мощным источником витаминов, минеральных соединений и белковых веществ, которые в свою очередь характеризуются широким набором аминокислот [6].

Хлорелла — зеленая одноклеточная протококковая водоросль отдела Chlorophyta. Она актив ный продуцент белков, углеводов, липидов, витаминов, и обычно в сухой биомассе хлореллы № 4 (14) 1 технологии пищевых производтсв содержится 40–55 % белка, 35 % углеводов, 5–10 % липидов и до 10 % минеральных веществ.

В белке хлореллы более 40 аминокислот, в том числе все незаменимые. В макро- и микроэле ментный состав хлореллы входят кальций, фосфор, магний, калий, медь, железо, сера, цинк, кобальт, марганец, цирконий, рубидий и др. микроэлементы. Клетки хлореллы богаты йодом.

Около 80 % всех жирных кислот хлореллы приходится на ненасыщенные, являющиеся пред шественниками простагландинов, обладающих очень высокой биологической активностью и обеспечивающих гормональную регуляцию едва ли не всех физиологических процессов [7].

Спирулина — сине-зеленая многоклеточная спиральная микроводоросль рода Arthrospira.

Спирулина очень богата белками, в 100 г порошка спирулины содержится 60–70 г белка, что в 3 раза больше, чем в соевых бобах. Белки спирулины очень легко усваиваются организмом человека. Коэффициент усваиваемости достигает 65–80 %. Кроме того, спирулина содержит 18 видов аминокислот, которые необходимы человеку, 8 видов из них не синтезируются в орга низме человека. В водоросли содержатся растительные жиры с преобладанием ненасыщенных жирных кислот, витамины, множество микро- и макроэлементов.

Хлореллу и спирулину широко применяют во всех развитых странах для обогащения продук тов питания биологически ценными питательными веществами. Следовательно, данные водо росли способны стимулировать рост и развитие различных организмов, благоприятно влиять на обменные процессы. Это позволяет предположить, что данные водоросли можно использо вать в пивоварении в качестве биологически активной добавки.

Целью данных исследований было изучение возможности использования морских водорос лей как источника активации пивоваренных дрожжей.

В ходе работы необходимо было изучить влияние водорослей на физиологические характе ристики дрожжей, определить оптимальное количество внесения водорослей и их влияние на ход главного брожения и физико-химические показатели молодого пива.

Материалами исследования служили пивоваренные дрожжи рода Saccharomices расы 34, мо лодое пиво.

Физиологическое состояние дрожжей оказывает непосредственное влияние на скорость про текания процессов брожения и дображивания. В ходе главного брожения для контроля исполь зуемых дрожжей целесообразно определять основные параметры состояния дрожжей: упитан ность — запасы гликогена в дрожжах;

наличие мертвых клеток;

концентрацию дрожжевых клеток в дрожжевой массе;

количество почкующихся клеток. Эти параметры и были основопо лагающими при определении оптимальной дозировки водоросли, а также физико-химические показатели молодого пива, полученного с использованием морских водорослей.

Препарат вносили в дрожжевую разводку на последней стадии разведения чистой культуры дрожжей в количестве 5, 10, 15, 20 мг%.

Микробиологические показатели дрожжей после культивирования с водорослями представ лены на рис. 1 и 2.

Рис. 1. Влияние дозы задачи препарата из водорослей на общее количество дрожжевых клеток, млн кл/ см3: а — хлорелла;

б — спирулина № 4 (14) 2011 1 пищевая промышленность: наука и технологии Рис. 2. Влияние дозы задачи препарата из водорослей на физиологическую активность дрожжей:

а — хлорелла;

б — спирулина Данные, представленные на рис. 1 и 2, свидетельствуют, что внесение препарата хлореллы и спирулины позволяет улучшить физиологические свойства дрожжей, что оказывает непо средственное влияние на скорость протекания процессов брожения и дображивания. Прирост биомассы в опытных образцах увеличивается, набольший рост наблюдается при концентрации водорослей 15 мг%. Опытные образцы превышали контрольные показатели по количеству поч кующихся клеток для образцов с хлореллой на 8,3–17,1 %, для образцов со спирулиной на 10,3–19,6 %. По количеству клеток с гликогеном опытные образцы превышали контрольные для образцов с хлореллой на 2,8–13,6 % и при использовании спирулины на 4,2–14,4 %. Коли чество мертвых клеток в опытных образцах также было значительно ниже. Визуально дрожже вые клетки в опытных образцах были крупнее, чем в контрольных и отличались большей вы равненностью по форме.

Брожение проводили при температуре 5–6 °С в течение 7 суток с использованием дрожжей расы 34. Массовая концентрация веществ в начальном сусле составила 11 %. Физико-химичес кие показатели молодого пива, полученного с использованием добавок хлореллы и спирулины, представлены в табл. 1.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что в опытных образцах дрожжи интенсивнее потребляют углеводы и азотистые вещества, содержащиеся в сусле, что приводит к более высо кой степени сбраживания. Наибольший ее прирост наблюдается в образцах с добавлением 15 мг% водорослей хлореллы и спирулины и составляет 57,20 и 58,18 % соответственно. Содер № 4 (14) 1 технологии пищевых производтсв жание спирта увеличивается по сравнению с контрольным образцом и составляет для образца с хлореллой 4,17 % масс и для образца со спирулиной 4,21 % масс.

а 1. Ф - аа а Та содержание препарата содержание препарата хлореллы, мг % спирулины, мг % показатели Контроль 5 10 15 20 5 10 15 Содержание редуци- 3,70 3,60 3,60 3,40 3,50 3,50 3,50 3,20 3, рующих веществ, г/100см Титруемая кислот- 2,63 2,73 2,78 2,80 2,81 2,68 2,71 2,70 2, ность, к. ед.

рН 4,60 4,70 4,60 4,60 4,60 4,60 4,60 4,60 4, Содержание спирта, 3,59 3,90 3,95 4,17 4,10 3,92 4,00 4,21 4, масс, % Содержание видимо- 4,50 4,30 4,20 4,10 4,20 4,30 4,20 4,00 4, го экстракта, % Содержание действи- 5,40 5,00 5,00 4,70 4,90 5,10 4,90 4,60 4, тельного экстракта, % Содержание аминно- 18,10 16,70 15,90 15,50 15,70 16,90 15,50 15,10 15, го азота, мг/100 см Действительная сте- 50,90 54,50 54,50 57,20 55,40 53,64 55,46 58,18 56, пень сбраживания, % Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать вывод, что введение пра парата из морских водорослей оказывает благоприятное воздействие на пивоваренные дрожжи, улучшает их микробиологические показатели, повышает степень накопления био массы, что существенно влияет на процесс главного брожения, позволяя получить молодое пиво с более высокой степенью сбраживания. Оптимальная дозировка водорослей состав ляет 15 мг%.

лИтЕРАтуРА 1. Сидоренко, А. Ю. Разработка способов совершенствования технологии пива повышенной плотности на основе изучения и применения новых методов контроля качества сырья и готовой продукции: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.18.07 / А. Ю. Сидоренко;

Моск. госуд. ун-т пищ.

пр-в. — Москва, 2008. — 25 с.

2. Лисюк, Г. М. Совершенствование технологии и повышение качества пива на основе регу ляции метаболизма дрожжей: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.18.07 / Г. М. Лисюк;

Моск. госуд.

ун-т пищ. пр-в.— Москва, 1989. — 50 с.

3. Абалихин, А. А. Некоторые аспекты дрожжевого менеджмента / А. А. Абалихин, Е. Г. Ива нова // Пиво и напитки. — 2004. — № 4.— С. 20–23.

4. Бидихова, М. Э. Повышение жизнеспособности пивоваренных дрожжей с использованием Спирулины платенсис / М. Э. Бидихова, В. Л. Лаврова, А. М. Гернет, А. Е. Груздева // Пиво и напитки. — 2002. — № 6. — С. 10–12.

5. Мартынов, А. А. Применение активаторов брожения «Витол» в пивоваренной промышлен ности / А. А. Мартынов // Пиво и напитки.— № 1. — 2011. — С. 18–19.

6. Иевлева, И. А. Совершенствование использования водорослей для пищевых и технических целей / И. А. Иевлева. — М.:, 1979. —33 с.— (Обзорная информация ЦНИИТЭНРХ).

7. Хлорелла — настоящее чудо света [Электронный ресурс]. —М., 2011. — Режим доступа:

www.herbalterra.com.

Рукопись статьи поступила в редакцию 05.10. № 4 (14) 2011 1 пищевая промышленность: наука и технологии e. morgunova, j. Nazarova use the seA ALgAes As sourCe to ACtivAtioNs breWiNg yeAst The explored possibility of the use chlorella and spirulina as the source of the nitrous feeding for brewing yeast. The studied influence chlorella and spirulina on physiological features yeast. The studied track record main fermentations and physico-chemical factors young beer with use the additives from sea algaes as the source to activations brewing yeast. The optimum dose of the contributing the algaes will installed.


УДК 663. Основной целью данной статьи является обзор рынка ферментных препаратов Респуб лики Беларусь в контексте перспектив применения комплексных мультиэнзимных компо зиций для высокотемпературной и низкотемпературной схем производства этилового спирта из крахмалсодержащего сырья, как возможности экономии энергоресурсов и сни жения затрат на единицу готовой продукции.

В статье рассмотрены четыре группы ферментных препаратов различного спектра дей ствия. Для оценки особенностей и эффективности ферментов использовали следующие критерии: диапазоны эффективного и оптимального действия (температура и pH), актив ности ферментных препаратов, нормы расхода, как в единицах активности, так и в на туральном выражении.

пРИмЕНЕНИЕ КОмплЕКСНых фЕРмЕНтНых пРЕпАРАтОв в пРОИзвОДСтвЕ ЭтИлОвОгО СпИРтА Из КРАхмАлСОДЕРЖАщЕгО СыРья УО «Могилевский государственный университет продовольствия», г. Могилев, Беларусь Е. М. Моргунова, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология пищевых производств»

РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию», г. Минск, Беларусь В. Н. Аникеев, инженер-технолог II категории отдела технологий ликеро-водочной, винодельческой и пивобезалкогольной продукции;

В. И. Соловей, инженер-технолог I категории отдела технологий ликеро-водочной, винодельческой и пивобезалкогольной продукции Развитие научных знаний и совершенствование технологии получения этилового спирта при вело к значительному сокращению использования солода в спиртовых производствах и его замене на ферментные препараты микробного происхождения.

Ферментные препараты представляют собой высокоэффективные катализаторы, получен ные микробным синтезом с помощью бактериальных или грибных культур. В производстве спирта целесообразно применять гидролитические ферментные препараты широкого спектра действия, к которым относятся ферменты, гидролизующие не только крахмал, но и некрахма листые полисахариды, белковые полимеры зерна.

Применение концентрированных ферментных препаратов дает возможность ускорить про цессы гидролитического расщепления крахмалсодержащего сырья, воздействовать на некрах малистые полисахариды, а также повысить качественные характеристики и выход этилового спирта. Препараты представляют собой среды с высокой степенью микробиологической чис тоты и стандартной активностью, что делает биохимические процессы производства более предсказуемыми и стабильными [1].

№ 4 (14) технологии пищевых производтсв В настоящее время спиртовая промышленность Беларуси насчитывает более 20 предприятий по производству этилового спирта из пищевого сырья, каждое из которых использует в ходе технологических процессов ферментные препараты различного спектра действия. Наиболее распространенным видом крахмалсодержащего сырья является рожь, которая относится к труд но сбраживаемому сырью из-за сложного белково-углеводного комплекса и высокого содержа ния некрахмалистых полисахаридов. При приготовлении замесов из ржи и ячменя, а также при переработки сусла повышенных концентраций образуется сусло со значительной вязкостью, что затрудняет атакуемость крахмала амилолитическими ферментными препаратами [2].

Современные тенденции роста объемов спиртового производства влекут за собой вопросы максимально эффективного подбора действия комплекса ферментов и их оптимизации для катализирования биохимических процессов с целью сокращения продолжительности перера ботки крахмалсодержащего сырья, повышения оборачиваемости оборудования и снижения затрат на единицу готовой продукции.

C учетом всего вышеперечисленного научные исследования в области водно-тепловой обра ботки сырья, состава, структуры и взаимодействия микробных ферментных препаратов в сов ременной спиртовой промышленности имеют большую актуальность и перспективы. Разработ ка новых видов энзимов со сбалансированным составом и дифференцированным спектром действия, а также их апробация и внедрение в условиях отечественных производств позволит отрегулировать ценовую политику на рынке ферментных препаратов, создать отечественный «работающий» продукт, повысить объемы производства спиртовых заводов за счет переработки сусла повышенных концентраций и интенсификации спиртового брожения, увеличить выход спирта, улучшить качественные характеристики конечного продукта, снизить долю энергети ческих затрат в себестоимости этилового спирта.

Специалистами РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию» (далее — научно-практический центр) была поставлена цель по поиску сбалансированного качественного и количественного состава компонентов комплексных фер ментных препаратов, внедрение которых в современном спиртовом производстве позволит улучшить реологические свойства среды при переработке высококонцентрированных замесов зерна ржи, ячменя, тритикале;

повысить эффективность переработки сырья за счет более глу бокой степени гидролиза;

сократить продолжительность брожения;

стабилизировать техноло гические процессы.

В результате были созданы четыре комплексных ферментных препарата: ВискоМакс, Ами лоМакс Т, ГлюкоМакс, ПротоМакс, которые обладают широким ферментативным спектром действия на различные биополимеры зернового сырья и могут применяться как в спиртовой, крахмалопаточной, так и пивоваренной отраслях промышленности.

Комплексный ферментный препарат ВискоМакс представляет собой сбалансированный ис точник ксиланазной, -глюканазной, -амилазной активности и предназначен для гидролиза некрахмалистых полисахаридов крахмалосодержащего сырья. Основной ферментного препа рата является ксиланаза — фермент, который эффективно катализирует процессы деструкции ксиланов зернового сырья, значительно улучшая реологические свойства среды. В состав ком плексного препарата входят также -глюканаза, которая способна гидролизовать -глюканы и другие низкомолекулярные вещества, повышать текучесть замесов, а также -амилаза, гид ролизующая -1,4 — гликозидные связи крахмала (амилозы и амилопектина) и продуктов их последовательного расщепления, что приводит к быстрому снижению вязкости растворов крах малсодержащего сырья.

ВискоМакс применяется для снижения вязкости технологических сред на всех этапах про изводственного процесса. Значительно облегчает работу технологического оборудования при переработке зерна с высоким содержанием некрахмалистых полисахаридов (рожь, ячмень), позволяет перерабатывать сусло с повышенной концентрацией сухих веществ.

Сравним комплексный ферментный препарат ВискоМакс с наиболее востребованными на отечественном рынке ферментами, оказывающими ферментативное воздействие на некрахма листые полисахариды. В табл. 1 приведены данные по технологическим параметрам и нормам расхода ферментных препаратов, применяемых для снижения вязкости технологических сред.

№ 4 (14) 2011 пищевая промышленность: наука и технологии а 1. Т аа а а аа Та высокотемпературная низкотемпературная схема произ оптимальные схема производства (пери наименование водства (механико-ферментатив условия действия одическая, полунепрерыв ферментного ная, гидроферментативная) ная, непрерывная) препарата pH температура, °C норма расхода для ржи, ячменя, дм3/т сухих веществ, не более Laminex BG2 4,0–5,0 +58...+60 0,27 0, Вискоферм 4,8–5,8 +50...+65 0,30 0, ВискоМакс 4,8–5,7 +50...+65 0,20 0, Из табл. 1 следует, что оптимальный диапазон значений температур и pH у ферментных пре паратов практически совпадает. Норма расхода энзима ВискоМакс для низкотемпературных схем производства по сравнению с препаратом Laminex BG2 и Вискоферм в натуральном вы ражении меньше на 26 % и 33 % соответственно. При работе предприятий по высокотемпера турным схемам, норма расхода препарата ВискоМакс меньше по сравнению с Laminex BG2 на 16,6 %, с Вискоферм на 33 %.

Комплексный ферментный препарат АмилоМакс Т представляет собой сбалансированный источник -амилазной и -амилазной активностей и предназначен для снижения вязкости и разжижения клейстеризованного крахмала, обеспечивая подготовку сусла к действию глюко амилазы.

АмилоМакс Т содержит в своем составе термостабильную бактериальную -амилазу, которая быстро гидролизует -1,4 — гликозидные связи крахмала и продуктов их последовательного расщепления с образованием декстринов и олигосахаридов. Комплексный ферментный препа рат сбалансирован ферментом -глюканазой, которая способна гидролизовать -глюканы, улучшать свойства технологических сред, повысить атакуемость крахмала амилолитическими ферментами.

Применение комплексного ферментного препарата АмилоМакс Т позволяет изменить режи мы подготовки сырья к сбраживанию, заменив разваривание под давлением механико-фермен тативной обработкой при температуре, не превышающей +100 °С. Таким образом, представляет ся возможность перехода на новые энергосберегающее технологические приемы, позволяющее значительно экономить энергетические ресурсы и создать условия безопасной эксплуатации оборудования.

Сравним комплексный ферментный препарат АмилоМакс Т с наиболее востребованными препаратами термостабильной -амилазы на отечественном рынке. В табл. 2 приведены значе ния активностей ферментных препаратов при +30 °C, в табл. 3 — данные по оптимальным условиям действия и нормам расхода препаратов.

а 2. А аа а Та -а а +30 °C [3] - глюканазная активность (бга), ед/см3, наименование ферментного амилолитическая активность (ас), препарата ед/см3, не менее не менее Термамил СЦ 520 — Амилекс 3Т 500 — АмилоМакс Т 880 Из табл. 2 следует, что комплексный ферментный препарат АмилоМакс Т превосходит на иболее востребованные ферментные препараты спиртовой отрасли как по амилолитической активности, так и по наличию в своем составе -глюканазной активности.


Анализируя данные табл. 3, отметим, что при схожих оптимальных условиях действия, нормы расхода при переработке крахмалсодержащего сырья по высокотемпературной схеме комплек сного ферментного препарата АмилоМакс Т по сравнению с нормами расхода препаратов Тер мамил СЦ и Амилекс 3Т в натуральном выражении меньше на 68 % и 48 %, для низкотемпера турной схемы — 29 % и 24,5 % соответственно.

№ 4 (14) технологии пищевых производтсв а 3. Т аа а а аа Та -а а а низкотемпературная схема высокотемпературная схе оптимальные производства (механико-фер- ма производства (периоди условия действия ментативная, ческая, полунепрерывная, наименование гидроферментативная) непрерывная) ферментного норма расхода для ржи, ячменя, препарата не более температура, pH °C ед. ас/г дм3/т ед. ас/г дм3/т усл. кр.

усл. кр. усл. кр. усл. кр.

Термамил СЦ 5,0–6,0 +80...+95 0,50 0,96 0,50 0, Амилекс 3Т 5,5–7,0 +80...+95 0,45 0,90 0,30 0, АмилоМакс Т 5,8–7,0 +80...+95 0,60 0,68 0,35 0, Комплексный ферментный препарат ГлюкоМакс, разработанный специалистами научно практического центра, представляет собой сбалансированный источник глюкоамилазной и амилазной активности, применяется для осахаривания крахмалсодержащего сырья, а благода ря наличию в своем составе -амилазы способствует снижению вязкости и частичному разжижению клейстеризованного крахмала. Для фермента ГлюкаМакс характерны относитель ная низкая температура и уровень pH среды, поэтому препарат улучшает гидролиз нативного крахмала на стадии брожения, когда другие препараты полностью теряют активность.

Основным компонентом энзима ГлюкоМакс является глюкоамилаза — экзофермент конце вого действия, гидролизующий -1,4— и -1,6—гликозидные связи крахмала, декстринов, оли госахаридов, отщепляя при этом остатки молекулы глюкозы от нередуцирующих концов цепей с образованием глюкозы. Сбалансированный комплекс включает -амилазу, гидролизующую -1,4—гликозидные связи крахмала и продуктов их последовательного расщепленя. Благодаря -амилазной активности разрушаются высокомолекулярные полисахариды, которые остаются в процессе разжижения, с образованием углеводов легко усваиваяемых дрожжами на стадии сбраживания зернового сусла.

Сравним ГлюкоМакс с комплексными ферментными препаратами, применяемыми для оса харивания крахмалсодержащего сырья на отечественных спиртовых заводах.

В табл. 4 приведены значения активностей ферментных препаратов, применяемых для оса харивания крахмалсодержащего сырья, в табл. 5 — данные по оптимальным технологическим параметрам и нормам расхода препаратов.

а 4. А аа Та аа а а а а [3] наименование ферментно- глюкоамилазная активность амилолитическая активность Ксиланазная активность го препарата (глс), ед/см3, не менее (ас), ед/см3, не менее (Ксс), ед/см3, не менее Глюколюкс-комлекс 5000 — Глюкоксилан 5000 — Диазим Х4 6000 120 — ГлюкоМакс 8000 500 — Из табл. 4 следует, что комплексный ферментный препарат ГлюкоМакс имеет наибольшую глюкоамилазную активность (8000 ед/см3) по сравнению с другими ферментными комплекса ми, а его амилолитическая активность более чем в 4 раза выше по сравнению активностью препарата Диазим Х4.

Из табл. 5 следует, что при схожих оптимальных условиях действия, нормы расхода комплек сного ферментного препарата ГлюкоМакс при переработке крахмалсодержащего сырья по низ котемпературной схеме производства в натуральном выражении меньше по сравнению с норма ми расхода препарата Глюколюкс-комлекс на 36,7 %, с Диазим Х4 на 25 %, с Глюкоксилан — на 37,5 %. При переработке зернового сырья по высокотемпературной схеме производства нормы расхода фермента ГлюкоМакс по сравнению с нормами расхода Глюколюкс-комлекс меньше на 37–40 %, с Диазим Х4 — на 33 %, с Глюкоксилан — на 40,6 %.

№ 4 (14) 2011 2 пищевая промышленность: наука и технологии а 5. О а аа а а Та аа, аа а а а а оптимальные норма расхода для ржи, ячменя, условия действия не более низкотемпературная схема высокотемпературная схема наименование производства (механико- производства (периодичес ферментного ферментативная, кая, полунепрерывная, не температура, препарата pH гидроферментативная) прерывная) °C ед. глс/г дм3/т усл. ед. глс/г дм3/т усл. кр.

усл. кр. кр. усл. кр.

Глюколюкс-ком- 4,0–4,7 +55...+60 7,9 1,58 7,1-7,4 1,42-1, лекс Диазим Х4 4,0–4,4 +53...+60 8,0 1,33 8,0 1, Глюкоксилан 4,0–4,7 +55...+60 8,0 1,60 7,5 1, ГлюкоМакс 4,2–4,8 +55...+60 8,0 1,00 7,1 0, Специалистами научно-практического центра разработан комплексный ферментный препарат ПротоМакс, предназначенный для применения на стадиях дрожжегенерации и сбраживания. Энзим представляет собой сбалансированный источник протеолитической активности, в состав которого входит кислая эндо-пептидаза, способствующая гидролизу протеинов зернового сырья и обогащения сусла свободными аминокислотами. Ферментный препарат дополнен незаменимой аминокислотой, способствующей повышению бродильной активности и продуктивности клеток, а также интенсификации процесса спиртового бро жения.

Аминокислоты являются одновременно источником и азота и углерода, причем последний усваивается из кетокислот, образующихся в результате отщепления аминогрупп. Возможна и непосредственная ассимиляция аминокислот из питательной среды, содержащей их полный набор и какой-либо сбраживаемый сахар. Вследствие этого снижается расход сахара среды на питание дрожжей и несколько увеличивается выход спирта при брожении.

Благодаря образованию свободных аминокислот и их ассимиляции, обеспечивается синтез белка, в том числе и ферментов, активируются некоторые уже имеющиеся в клетке ферменты, ускоряется процесс почкования дрожжевых клеток, увеличивается бродильная активность дрожжевых клеток, создаются условия для сокращения продолжительности сбраживания сусла, увеличивается выход спирта [4].

В табл. 6 приведены диапазон эффективного действия и оптимальные условия действия про теолитических ферментов, применяемых в производстве этилового спирта из крахмалсодержа щего сырья и их активности.

а 6. Д а а а Та, а а а а а диапазон эффективного дей- оптимальные протеолитичес-кая ак наименование ствия условия действия тивность (пс), ед/см3, ферментного препарата не менее pH температура, °C pH температура, °C ALPHALASE FP2 3,0–5,5 +30...+58 3,5–4,5 +40...+50 Альфалаза AFP 3,0–5,0 +30...+60 3,5–4,0 +40...+50 ПротоМакс 2,5–5,5 +30...+58 3,2–4,5 +45...+55 Из табл. 6 следует, что при схожих оптимумах действия ферментов, наибольшую протеоли тическую активность имеет препарат ALPHALASE FP2, активность которого в 3,2 раза выше, чем у комплексного ферментного препарата ПротоМакс. Стоит отметить, что ферментные пре параты протеолитического действия отличаются своей дороговизной, а заложенная высокая активность препаратов оказывает непосредственное влияние на их себестоимость и, как следс твие, конкурентоспособность.

№ 4 (14) технологии пищевых производтсв Рассмотрим нормы расхода протеолитических ферментных препаратов на стадиях дрожже генерации и приготовления сусла (табл. 7).

а 7. Н а а, Та а а а а норма расхода на стадии сбраживания норма расхода на стадии приготовления сусла, дрожжей, не более наименование ферментного не более препарата ед пс/г условного дм3/т условного ед пс/г условного дм3/т условного крахмала крахмала крахмала крахмала ALPHALASE FP2 0,30 0,25 — — Альфалаза AFP 0,20 0,625 — — ПротоМакс 0,15 0,375 0,02 0, Из табл. 7 следует, что норма расхода на стадии дрожжегенерации комплексного фермент ного препарата ПротоМакс в натуральном выражении больше по сравнению с препаратом ALPHALASE FP2 на 33,3 %, а по сравнению с препаратом Альфалаза AFP — на 40 % меньше.

Энзим ПротоМакс может является сбалансированным выбором между препаратами ALPHALASE FP2 и Альфалаза AFP исходя из норм расхода, активности, стадии применения, а также це новой конъюктуры на препараты.

Таким образом, проанализировав приведенные данные в табл. 1–7, отметим, что комплекс ные ферментные препараты ВискоМакс, АмилоМакс Т, ГлюкоМакс, ПротоМакс обладают вы сокими активностями и меньшими нормами расхода по сравнению с наиболее востребованны ми ферментными препаратами на спиртовых заводах.

Специалистами научно-практического центра были своевременно разработаны технические условия;

получены свидетельства о государственной регистрации;

успешно проведены произ водственные испытания мультиэнзимных композиций на РПУП «Брестский ликеро-водочный завод "Белалко"» СП «Ивацевичский спиртзавод» и БРУП «Гидролизный завод»;

утверждена технологическая документация по применению комплексных ферментных препаратов при про изводстве этилового спирта из крахмалсодержащего сырья на предприятиях спиртовой отрасли Республики Беларусь и за ее пределами.

Внедрение комплексных препаратов отечественного производства позволит: одновременно вести процессы ферментативного гидролиза различных биополимеров крахмалсодержащего сырья, стабилизировать технологические процессы при переработке сусла повышенных кон центраций, повысить оборачиваемость оборудования, усовершенствовать технологию произ водства этилового спирта с применением катализаторов белковой природы за счет перехода спиртовых заводов на низкотемпературную схему производства и тем самым сэкономить энер гетические ресурсы и сократить затраты на единицу готовой продукции.

лИтЕРАтуРА 1. Римарева, Л. В. Концентрированные ферментные препараты для спиртовой промышлен ности / Л. В. Римарева // Антология производства спирта [Электронный ресурс]. — 2011. — Ре жим доступа: http://www. sergey-osetrov. narod. ru/Projects/Enzym/Ferments. htm. — Дата доступа 08.07.2011.

2. Технологическая инструкция по применению комплексных ферментных препаратов Ами лоМакс Т, ГлюкоМакс, ВискоМакс, ПротоМакс производства Республиканского производс твенного дочернего унитарного предприятия «Мариз» Республиканского унитарного предпри ятия «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию»

в спиртовой промышленности: утв. Генеральным дир. науч. — практ. центра НАН Беларуси по продов. текст по состоянию на 26 янв. 2011 г. — Минск, 2011. — 25 с.

3. ГОСТ 20264.4-89 Препараты ферментные. Методы определения амилолитической актив ности.

№ 4 (14) 2011 2 пищевая промышленность: наука и технологии 4. Тананайко, Т. М. Направленный протеолиз дрожжевого сусла как основа интенсивного способа производства спирта / Т. М. Тананайко, А. А. Пушкарь // Инновационные технологии в пищевой промышленности: Материалы VIII Международ. научн.-практ. конф., Минск, 8–9 октября 2009 г. / науч.-практ. центр НАН Беларуси по продов. / З. В. Ловкис [и др.]. — Минск, 2009. — С. 150–159.

Рукопись статьи поступила в редакцию 05.10. e. morgunova, v. Anikeev, v. solovej AppLiCAtioN of CompLeX fermeNtAL prepArAtioNs iN mANufACture of ethyL spirit from stArCh of CoNtAiNiNg rAW mAteriALs Main objective of given article is the review of the market of ferment preparations of Byelorussia, in a context of prospects of application complex it is a lot of enzyme compositions for high-temperature and low temperature of schemes of manufacture of ethyl spirit from starch of containing raw materials, as possibilities of economy of power resources and decrease in expenses for finished goods unit.

In article four groups of ferment preparations of a various spectrum of action are considered. For an estimation of features and efficiency of enzymes used following criteria: ranges of effective and optimum action (temperature and pH), activity of ferment preparations, norm of the expense, both in terms of activity, and in natural expression.

УДК 663. В статье отражены результаты исследования влияния различных параметров (темпе ратуры, рН-среды, времени водно-тепловой обработки) на состав свекловичного сусла.

Получена математическая зависимость технологического процесса водно-тепловой обра ботки свекловичной кашки, исследование которой позволило установить оптимальные па раметры: время водно-тепловой обработки свекловичной кашки — 90 мин, температуру водно-тепловой обработки свекловичной кашки — +85 °С, при рН = 4,75. Установлены оптимальные параметры технологического процесса водно-тепловой обработки свеклович ной кашки, что позволило снизить расход тепловой энергии на 5–7 % по сравнению с клас сической технологией, а также снизить себестоимость конечного продукта.

ОптИмИзАцИя выхОДА пЕКтИНОвых вЕщЕСтв пРИ вОДНО-тЕплОвОй ОбРАбОтКИ СвЕКлОвИчНОй КАшКИ РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию», г. Минск, Беларусь Д. В. Хлиманков, младший научный сотрудник отдела технологий ликеро-водочной, винодельческой и пивобезалкогольной продукции Спиртовая отрасль Республики Беларусь относится к одной из самых материалоемких пище вых отраслей, в которой затраты на сырье и материалы составляют до 70 % себестоимости го товой продукции. Мировой опыт и тенденции развития биосинтеза этанола показывают, что целенаправленная работа по модернизации и совершенствованию технологий с целью повы шения эффективности производства без роста себестоимости и при одновременном сохранении качества продукции требуют проведения комплекса исследований по оптимизации процессов производства спирта. Одним из важнейших направлений повышения эффективности совре менных пищевых производств является создание малоотходных технологий. В биотехнологии получения этанола по механико-ферментативной схеме обработки сырья решающее значение приобретает установление оптимальных параметров водно-тепловой обработки растительного № 4 (14) 2 технологии пищевых производтсв сырья с целью перехода в свекловичное сусла максимального количества биополимеров сахар ной свеклы для дальнейшего синтеза этанола и летучих микропримесей.

Сахарная свекла является традиционным растительным сырьем, произрастающим на терри тории Республики Беларусь. В состав сахарной свеклы входит достаточное количество пекти новых веществ. В клеточных стенках, образованных из целлюлозы, они вместе с гемицеллюло зами являются цементирующим материалам. Нерастворимые в воде пектиновые вещества, протопектины, составляют большую часть межклеточного вещества [1].

Протопектин представляет собой макромолекулярный комплекс, куда входят ряд полисаха ридов [2].

Выделения пектина из растительного сырья осуществляется с помощью ферментных препа ратов. Гидролиз растительного сырья с целью высвобождения растворимого пектина может быть проведен одним из двух путей: с помощью целлюлаз и гемицеллюлаз или пектолитичес кими ферментными препаратами [3].

Ферментные препараты, применяемые для обработки пектинсодержащего сырья, можно разделить на три группы:

ферменты, гидролизцющие структурные полисахариды растений, в основном целлюлозу и гемицеллюлозу. Их действие проявляется в разрушении внутренних связей в молекулах по лисахаридов. Кроме того они разрушают кальциевые мостики и другие боковые цепи, соеди няющие пектиновые вещества с другими полисахаридами растительной ткани. Все это ведет к разрыву клеточной структуры и к улучшению экстракции пектиновых веществ. Применение ферментов этой группы способствует увеличению выхода пектина за счет освобождения струк турно связанных пектиновых веществ [4,5];

мацерирующие ферменты, которые действуют непосредственно на структуру самой моле кулы пектина и катализируют расщепление -1–4 — гликозидных связей с образованием нена сыщенной связи в молекуле галактуруновой кислоты или осуществляют разрыв линейных свя зей в молекуле полигалактуроновой кислоты внутри цепи. Применение ферментов данной группы позволяет перевести нерастворимые формы пектина в растворимое состояние и тем самым увеличить выход пектина [6];

ферменты, отщепляющие метоксильные группы в молекуле пектина. При этом происхо дит накопление свободных карбоксильных групп, способных связывать ионы тяжелых метал лов. Применение этих ферментов позволяет снижать степень этерификации пектиновых ве ществ [7].

Для разработки технологии производства этанола из сахарной свеклы необходимо провести научное исследование по отработке технологических режимов на каждой стадии производства.

Целью данного исследования является определение влияния различных параметров (темпе ратуры, рН среды, времени водно-тепловой обработки) на состав свекловичного сусла.

Результаты также позволят установить оптимальный способ приготовления свекловичного сус ла с использованием ферментных препаратов различного спектра действия, которые применяют ся в производстве этанола, что приведет к заметному увеличению выхода спирта и накоплению в нем значительного количества летучих примесей;

снизить затраты на производство и получить конкурентоспособный продукт.

Для оптимизации процесса водно-тепловой обработки сахарной свеклы и достижения макси мального эффекта накопления пектиновых веществ (из сухих веществ в сахарной свекле после сахарозы больше всего находится пектиновых веществ), как основного источника биосинтеза ме танола, было выполнено планирование эксперимента, которое позволяет варьировать все факто ры и получать количественные оценки эффектов из взаимодействия. Для этого использован метод центрального композиционного ротатабельного планирования полного факторного эксперимен та ПФЭ-23 со звездным плечом. Планирование и обработка результатов осуществляема с помощью компьютерной системы планирования эксперимента STATGRAPHICS Plus for Windows.

В качестве основных факторов, влияющих на оптимизацию процесса водно-тепловой обра ботке свекловичной кашки, были выбраны:

X1 — температура водно-тепловой обработки свекловичной кашки, °С;

№ 4 (14) 2011 2 пищевая промышленность: наука и технологии X2 — время водно-тепловой обработки свекловичной кашки, мин;

X3 — рН-среда водно-тепловой обработки свекловичной кашки.

Пределы варьирования факторов были определены на основании анализа литературных дан ных и ранее проведенных исследований по водно-тепловой обработки свекловичной кашки [8].

Условия проведения центрального композиционного ротатабельного планирования приведены в табл. 1.

а 1. Ха а а а а Та обозначение уровень «звездные» точки центр шаг фактора эксперимента варьирования нижний верхний нижняя верхняя X1, °С 70,0 100,0 59,8 110,2 85 X2, мин 40,0 120,0 12,7 147,3 80 X3 4,0 5,5 3,5 6,0 4,75 0, Критерием оценки влияния выбранных факторов на качество процесса водно-тепловой об работки свекловичной кашки служил показатель содержание пектиновых веществ (Y, %).

Эксперименты проводили в соответствии с матрицей планирования, приведенной в табл. 2.

а 2. Ма а а а Та № опыта фактор функция отклика, Y, % X1,°с X2, мин X 1 59,8 80,0 4,75 1, 2 70,0 120,0 5,5 1, 3 70,0 40,0 5,5 1, 4 100,0 40,0 5,5 1, 5 85,0 147,3 4,75 1, 6 85,0 12,7 4,75 1, 7 100,0 120,0 5,5 1, 8 70,0 120,0 4,0 1, 9 85,0 80,0 4,75 1, 10 85,0 80,0 3,49 1, 11 100,0 40,0 4,0 1, 12 85,0 80,0 6,0 1, 13 70,0 40,0 4,0 1, 14 110,2 80,0 4,75 1, 15 85,0 80,0 4,75 1, 16 100,0 120,0 4,0 1, Условия проведения эксперимента В качестве свекловичного сырья в экспериментах использовали гибрид сахарной свеклы «Алиса» с содержанием пектиновых веществ 2,1 %, выращенный из семян фирмы «КВС».

Получение свекловичного сусла осуществляли согласно общей процессуальной схеме экспе римента, приведенной на рис. 1.

Для гидролиза пектиновых веществ свекловичной кашки использован пектолитический ферментный препарат Пектинекс BE XXL компании «Новозаймс А/С» (ДАНИЯ);

использо вана низкотемпературная схема гидроферментативной обработки сырья при дозировке фер мента 0,1 дм3/т сахарной свеклы.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 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.