Наукове обгрунтування високотемпературної екструзії природних біополімерів та розроблення раціональних технологій харчоконцентратів і хлібопродуктів поліпшеної якості - Автореферат

Виробництво широкого спектру продуктів базується, перш за все, на конструктивних особливостях екструдерів, що дозволяє в широких межах змінювати інтенсивність та тривалість оброблення сировини і дає можливість одержати готові продукти з різними властивостями та структурою. завдання Держхарчопрому України "Розробити технологію та освоїти виробництво нових видів харчових продуктів з використанням екструзійних методів № г. р. Відповідно з поставленою метою досліджень були сформульовані такі задачі: сухий сніданок екструзія зерновий розробити нові технології сухих сніданків підвищеної харчової, біологічної цінності, дієто - профілактичного призначення, провести їх медико - біологічну і дослідно - промислову апробацію; дослідити та розробити ефективні шляхи інтенсифікації процесу екструзійного оброблення за рахунок підготовки сировини солодорощенням, обробленням струмами надвисокої частоти та інфрачервоним випромінюванням, встановити раціональні параметри та визначити їх вплив на біохімічні зміни біополімерів зерна; В комплексі розвязується важлива народногосподарська проблема створення нової конкурентноздатної екструзійної продукції з підвищеною харчовою та біологічною цінністю, призначеної для повсякденного та спеціального дієто-профілактичного харчування, з подовженим терміном зберігання згідно основних принципів нутриціології, реології, кваліметрії, хімічної кінетики, теорії систем і математичного моделювання шляхом розроблення науково обгрунтованих раціональних технологій, які забезпечують ефективне використання традиційної і нетрадиційної сировини та інтенсифікацію технологічних процесів.Обгрунтована актуальність теми досліджень, визначено наукову та практичну цінність роботи.Наводиться конструкція екструдера, як основної одиниці технологічної схеми. Розглядаються процеси, що відбуваються в зонах екструдера внаслідок комплексної дії трьох факторів - температури, тиску, механічних зусиль. Наводяться дві концепції, що пояснюють механізм формування мікроструктури екструдатів - явище орієнтації макромолекул під дією сил зсуву та явище деформації частинок гетерофазної системи у вязкому стані. Показано, що формування екструдатів різної структури залежить від хімічного складу сировини, умов процесу, конструкції фільєр екструдерів, тощо.Обєктом досліджень були зернові і бобові культури - пшениця (ГОСТ 5393), гречка (ГОСТ 19093), кукурудза (ГОСТ 13634), горох (ГОСТ 28674), солод гороху (ТУУ 18.186 - 94) і гречки, крупи - гречана (ГОСТ 19093) і рисова (ГОСТ 6292), крохмалі - кукурудзяний (ГОСТ 7696), пшеничний (РСТ УССР 1490), картопляний (ГОСТ 7699), зародок пшеничний (ТУУ 46.22.014 - 95), спіруліна (ТУУ 214.81015.002 - 96), Міпро-ВІТ (дослідна партія Трипільського біофармзаводу). У роботі використовувались як загальноприйняті, так і спеціальні фізичні, хімічні, мікробіологічні, біохімічні методи. Вивчення інгібіторної активності проводили за визначенням пригнічення гідролітичної дії трипсину на хромогенному субстраті [БАПНА] (N - бензоіл - d, l - аргінін - пара - нітроанімід). Спектри ЯМР на протонах ?Н (спектри протонного магнітного резонансу ПМР) були записані на імпульсному спектрометрі з Фурє перетворювачем СХР - 200 (Brucel = 200,13 МГЦ) при кімнатній температурі. Моделювання технологічних процесів і систем проводили з використанням задач ?технологія - властивості?, ?склад - властивості?, ?склад - технологія - властивості?, а для їх розвязання застосовували Д-оптимальні, насичені та симплекс-решітчасті плани Шеффе.Вплив температури екструдування на коефіцієнт спучування показано на рис. Найбільший коефіцієнт спучування спостерігається для гречки при температурі - 138 - 140 0С, кукурудзи - 143 - 145 0С, пшениці - 144-146 0С, рису - 146 - 148 0С, гороху - 148 - 150 0С. Така різниця в температурних режимах екструдування пояснюється різним хімічним складом та будовою зернівки і бобів, кількістю та станом крохмалю і білків, які обумовлюють структуру екструдатів. Оптимізація поліному за умов досягнення вихідною змінною (коефіцієнтом спучування - У) свого максимуму, дозволила отримати значення оптимальних параметрів процесу для різних культур, які коливаються в межах: температура - 140-150 0С; вологовміст - 14,1-16,6 %; ступінь навантаження на шнеки - 35-40 ум. од. Встановлено, що дисперсії екструдатів з гороху та рису в порівнянні з кукурудзяними та гречаними екструдатами зберігають високу вязкість, що пояснюється високою стійкістю крохмалю гороху та рису до впливу механічних напруг навіть після екструзійного оброблення.Встановлено, що при цьому зменшується вміст крохмалю, збільшується кількість амілози і декстринів, причому найбільші зміни вуглеводного комплексу відбуваються за умов вибуху зернівки. При проведенні дослідження впливу температури води та режиму замочування гречки на процес водопоглинання зерна та його пророщування, встановлено, що специфічна будова горішка гречки потребує більш тривалих повітряних пауз, тому замочування гречки краще проводити в повітряно-водяному режимі з тривалими повітряними

2. Основний зміст роботи