На правах рукописи Дударев Максим Сергеевич РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ
реклама
На правах рукописи Дударев Максим Сергеевич РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ОЦЕНКА ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ПИЩЕВОЙ ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ СЕМЯН ВИНОГРАДА И ГРЕЧИХИ Специальность 05.18.15 – Товароведение пищевых продуктов и технология продуктов общественного питания АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Краснодар - 2007 Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Мартовщук Валерий Иванович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Касьянов Геннадий Иванович; кандидат технических наук Багалий Татьяна Михайловна Ведущая организация: Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции Россельхозакадемии Защита состоится 19 июня 2007 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.03 при Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, конференц-зал С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета Отзывы на автореферат, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу:350072, г. Краснодар, ул. Московская,2, КубГТУ, ученому секретарю диссертационного совета Автореферат разослан 19 мая 2007 г. Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук, доцент М.В. Жарко 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1.1 Актуальность темы. В настоящее время в России получила официальное признание концепция формирования системы здорового питания, восполняющего дефицит потребления натуральных растительных жиров, белков, витаминов и минеральных веществ, а также пищевых волокон. В связи с этим актуальны исследования по созданию новых продуктов и комбинированных пищевых добавок с различными функционально- технологическими свойствами, обеспечивающими регулирование таких особых полезных свойств продукции, как консистенция, повышение сохранности и пищевая ценность. В качестве перспективных компонентов для создания функциональных пищевых добавок рациональным является применение зерновых культур, в частности гречихи, содержащей достаточно большой спектр ингредиентов полифункционального действия и широко используемой для производства диетических, детских и лечебно-профилактических продуктов. Не менее целесообразно использование вторичных растительных ресурсов – семян винограда, богатых ценными компонентами, в том числе полиненасыщенными жирными кислотами аминокислотами, в составе пищевыми триацилглицеринов, волокнами, незаменимыми витаминами, макро- и микроэлементами. Учитывая изложенное, актуальной является разработка технологии и оценка потребительских свойств полифункциональной пищевой добавки на основе семян винограда и крупы гречихи. Диссертационная работа выполнялась в соответствии с НТП Минобразования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», № Госрегистрации 01200109253, а также в соответствии с Губернаторской программой «Здоровье – функция питания». 1.2 Цель работы. Целью работы являлась разработка технологии и оценка потребительских свойств пищевой добавки из семян винограда и крупы гречихи, отвечающей современным требованиям науки обладающей функционально-технологическими свойствами. о питании и 1.3 Основные задачи исследования: - анализ и систематизация научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования; - исследование особенностей состава и свойств семян винограда и зерна гречихи для обоснования возможности их использования в качестве сырья для получения полифункциональной пищевой добавки; - исследование гидролитически - окислительной устойчивости семян винограда и крупы гречихи; - исследование влияния воздействия электромагнитного поля СВЧ на степень инактивации ферментной системы крупы гречихи; - установление влияния метода механохимической активации на состав и свойства композиционной смеси, состоящей из семян винограда и крупы гречихи; - разработка технологической схемы и режимов получения полифункциональной пищевой добавки из композиционной смеси, состоящей из семян винограда и крупы гречихи; - проведение комплексной оценки потребительских свойств, а также пищевой ценности разработанной добавки; - изучение изменения потребительских свойств пищевой добавки «Викоспродел» в процессе хранения; - исследование структурообразующих свойств разработанной пищевой добавки; - оценка потребительских свойств майонезной эмульсии с использованием пищевой добавки «Викоспродел»; - разработка комплекта технической документации на пищевую добавку «Викоспродел», включающего технические условия и технологическую инструкцию; - оценка экономической эффективности разработанных технологических решений. 1.4 Научная экспериментально новизна. подтверждена Впервые теоретически целесообразность и обоснована и эффективность применения композиционной смеси, состоящей из семян винограда и крупы гречихи в качестве сырья для получения полифункциональной пищевой добавки, содержащей комплекс физиологически ценных ингредиентов. Показано, что применение электромагнитного поля СВЧ обеспечивает инактивацию гидролитических ферментов крупы гречихи, а также увеличивает массовую долю насыщенных жирных кислот в составе липидов, что способствует повышению устойчивости разработанной добавки к окислению. Научно обоснована и экспериментально подтверждена эффективность применения метода механохимической активации при переработке композиционной смеси из семян винограда и крупы гречихи для получения пищевой добавки, обладающей высокими потребительскими свойствами, пищевой ценностью и степенью дисперсности, а также функциональнотехнологическими свойствами. Впервые установлено, что пищевая добавка «Викоспродел», полученная на основе композиционной смеси семян винограда и крупы гречихи, обладает высокими антиоксидантными и витаминными свойствами. Показано, что сбалансированное сочетание крахмала, клетчатки и липидов в разработанной пищевой добавке обеспечивает ее высокие структурообразующие, влагоудерживающие и реологические свойства в водножировых эмульсиях, и, в частности, в майонезах. 1.5 Практическая значимость. Разработаны технологическая схема и технологические режимы подготовки крупы гречихи обработкой СВЧ электромагнитным полем, а также получения полифункциональной пищевой добавки на основе композиционной смеси изсемян винограда и крупы гречихи с применением роторно-валкового дезинтегратора, гарантирующих ее высокую степень дисперсности и структурообразующие свойства при максимальном сохранении физиологической ценности содержащихся в ней ингредиентов. Разработан комплект технической документации на пищевую добавку «Викоспродел», включающий технические условия и технологическую инструкцию. Разработаны рекомендации по режимам хранения и срокам, обеспечивающие безопасность и максимальное сохранение потребительских свойств добавки. Подготовлены рекомендации по применению пищевой «Викоспродел» в качестве стабилизатора водно-жировых эмульсий. добавки 1.6 Реализация результатов исследования. Разработанная технология получения пищевой добавки «Викоспродел» на основе композиционной смеси из семян винограда и крупы гречихи принята к внедрению в I кв. 2007 года в условиях ООО «Техвикос» (г. Анапа). Экономический эффект от внедрения и реализации 200 тонн разработанной пищевой добавки «Викоспродел» составит более 800 тыс. руб. в год. 1.7 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: Всероссийской научно-практической конференции с Международным участием «Инновационные технологии в создании продуктов питания нового поколения», г.Краснодар, 2005г.; Международной научно-практической конференции «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России», г.Орел, 2006г. 1.8 Публикации. По материалам выполненных исследований опубликованы 3 научных статьи, 4 тезиса докладов. 1.9 Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, методической части, экспериментальной части, списка литературных источников и приложений. Основная часть работы выполнена на 120 страницах, включает 20 таблиц и 9 рисунков. Список литературных источников включает 175 наименований на русском и иностранном языках. 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Методы исследования. При проведении исследований использовали современные физико-химические методы анализа. Определение массой доли белков в объектах исследования проводили по методу Къельдаля, а аминокислотный состав белков изучали методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии на автоматическом аминокислотном анализаторе «Миллихром А-02». Фракционный состав углеводов и липидов определяли методами тонкослойной и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Массовую долю углеводов определяли на жидкостном хроматографе высокого давления в смеси ацетонитрил - вода. Для определения массовой доли клетчатки использовали метод, основанный на гидролизе легкорастворимых углеводов смесью концентрированных кислот. Жирнокислотный состав липидов определяли методом газожидкостной хроматографии. Определение массовой доли витаминов в объектах исследования осуществляли колориметрическим и титрометрическим методами, а также методом инверсионной вольтамперометрии. Содержание макро- и микроэлементов определяли методом атомноабсорбционной спектрофотометрии на анализаторе AAS-1 фирмы «Цейс», а также молибдено-ванадиевым и флуориметрическим методами. Безопасность объектов исследования в разработанной пищевой добавке «Викоспродел» оценивали по содержанию токсичных элементов, микробиологическим и радиологическим показателям. Для изучения влияния механохимических воздействий на свойства композиционной смеси из семян винограда и гречневой крупы использовали роторно-валковый дезинтегратор вертикального типа, разработанный на кафедре технологии жиров, косметики и экспертизы товаров Кубанского государственного технологического университета, позволяющий создавать в зоне контакта рабочих элементов давление 30 МПа с частотой механохимической обработки 128 Гц, кратной количеству рабочих элементов, и частотой вращения 16 с-1. Оценку результатов и их статистическую достоверность проводили с использованием современных методов расчета. На рисунке 1 приведена структурная схема исследования. 2.2 Обоснование выбора растительного сырья для создания пищевой добавки. Качество и эффективность разрабатываемых пищевых добавок, обладающих функционально-технологическими свойствами, зависят от природы и состава применяемых сырьевых источников. Для усиления биологической, физиологической и пищевой ценности таких добавок рационально использование композиционных смесей, состоящих из нескольких компонентов, отличающихся по составу и свойствам. Анализ и систематизация научно-технической литературы и патентной информации по теме исследования Исследование химического состава и свойств семян винограда Исследование химического состава и свойств зерна гречихи Исследование гидролитически-окислительной устойчивости семян винограда и крупы гречихи Исследование воздействия СВЧ на степень инактивации ферментной системы крупы гречихи Разработка технологической схемы и режимов получения функциональноИсследование влияния метода механохимической активации на состав и технологической пищевой добавки из композиционной смеси семян свойства композиционной смеси из семян винограда и крупы гречихи винограда и крупы гречихи Проведение комплексной оценки потребительских свойств и пищевой ценности функционально-технологической добавки «Викоспродел» Оценка потребительских свойств пищевой добавки «Викоспродел» в процессе хранения Исследование структурообразующих свойств разработанной функционально-технологической добавки «Викоспродел» Оценка потребительских свойств майонезной эмульсии с использованием пищевой добавки «Викоспродел» Разработка комплекта технической документации на производство и рекомендаций по применению пищевой добавки Оценка экономической эффективности от внедрения разработанных технологических решений Рисунок 1 - Структурная схема исследования Одним из наиболее рациональных направлений выбора источников для получения пищевых добавок является применение вторичных продуктов, образующихся при переработке растительного сырья. С этих позиций эффективным сырьевым ресурсом является такое нетрадиционное жиросодержащее сырье как семена винограда, содержащие комплекс ценных веществ. Для обоснования второго объекта исследования изучали химический состав зерна гречихи, которая обладает высокими органолептическими показателями и потребительскими свойствами и является одной из основных зерновых культур, широко применяемых в производстве диетических, детских и лечебно-профилактических продуктов питания (таблица 1). Таблица 1 – Химический состав семян винограда и зерна гречихи Наименование показателя Значение показателя семена винограда зерно гречихи Массовая доля, %: влаги и летучих веществ 6,0 – 7,5 13,0 – 14,0 липидов 15,9 – 16,8 3,5 – 4,8 белков 16,5 – 17,4 10,7 – 12,8 клетчатки 25,0 – 25,5 9,3 – 12,5 2,6 – 3,0 1,6 – 1,9 30,1 – 33,6 55,4 – 61,9 0,1-0,2 54,0-56,8 золы безазотистых экстрактивных веществ, в том числе крахмала Показано, что семена винограда содержат в своем составе в большем количестве, чем зерно гречихи, таких физиологически ценных ингредиентов, как белки и липиды, и практически в два раза меньше безазотистых экстрактивных веществ. Одним из основных критериев оценки жиросодержащего сырья является жирнокислотный ненасыщенных эффективностью. состав жирных липидов, кислот, и особенно обладающих уровень высокой содержания биологической Изучение жирнокислотного состава семян винограда и зерна гречихи показал, что в зерне гречихи на 10-12% выше содержание насыщенных жирных кислот и, особенно, пальмитиновой кислоты. В липидах, выделенных из семян винограда, содержится 87,0-93,0% физиологически ценных ненасыщенных жирных кислот, в том числе 70,0-74,2% линолевой кислоты и 17,0-18,8% олеиновой кислоты. Следует также отметить, что содержание линолевой кислоты в липидах семян винограда в два раза больше по сравнению с содержанием этой кислоты в липидах зерна гречихи. Семена винограда содержат 16-17% белка, что в среднем на 5-6% выше, чем в зерне гречихи, также свидетельствующих о потенциальной ценности семян винограда как сырья для получения высокоэффективной пищевой добавки. Поскольку одним продуктов являются из физиологически ценных компонентов пищевых белки, обеспечивающие необходимый уровень поддержания жизнедеятельности человека, изучали уровень полноценности анализируемых сырьевых компонентов по аминокислотному составу белков. Исследования показали, что белки семян винограда и зерна гречихи в большем или меньшем количестве содержат все незаменимые аминокислоты. В отличие от белков семян винограда белки липидов зерна гречихи хорошо сбалансированы по содержанию незаменимых аминокислот, исходя из оптимального соотношения аминокислот, рекомендуемого ФАО. Однако, в них отмечается недостаток изолейцина и серосодержащих аминокислот (метионина, цистина и цистеина). Учитывая это, используя в дальнейшем композиционные смеси из двух сырьевых источников можно максимально приблизиться к идеальному соотношению незаменимых аминокислот в готовом продукте. Для более полной оценки сырьевых источников изучали состав углеводов семян винограда и зерна гречихи (таблица 2). Таблица 2 – Состав углеводов семян винограда и зерна гречихи Содержание, г/100г семена винограда зерно гречихи 0,6 – 0,9 1,2 – 1,3 0,1 – 0,2 55,9 – 56,8 Наименование углеводов Глюкоза Сахароза Крахмал Пищевые волокна, в том числе: гемицеллюлоза клетчатка 41,3 – 42,6 25,1 – 25,5 2,6 – 4,8 9,3 – 12,5 Из приведенных данных видно, что состав углеводов семян винограда представлен в основном пищевыми волокнами (гемицеллюлозой и клетчаткой), а зерна гречихи - преимущественно крахмалом и значительно в количестве пищевыми волокнами. Исходя из этого, меньшем целесообразно комбинирование композиционной смеси, обеспечивающей энергетический ресурс за счет углеводного состава, а необходимый уровень физиологической ценности комплексом минеральных веществ. Показано, что минеральный состав объектов исследования представлен калием, кальцием, магнием, фосфором, железом, марганцем и другими элементами. Установлено, что в семенах винограда количественно макроэлементов больше, но в зерне гречихи наиболее ценный качественный состав макроэлементов за счет серы и фосфора. По содержанию микроэлементов как качественно, так и количественно, зерно гречихи превосходит семена винограда. По результатам проведенных исследований видно, что семена винограда и зерно гречихи представляют собой комплекс физиологически и биологически ценных веществ и являются потенциальными источниками для получения пищевой добавки. По микробиологическим и показателям безопасности семена винограда и зерно гречихи соответствуют требованиям СанПиН. Учитывая особенности химического состава и свойств семян винограда и зерна гречихи, необходимы технологические решения, обеспечивающие достаточную степень органолептических и их измельчения при физико-химических сохранении показателей высоких получаемой функционально-технологической добавки. 2.3 Исследование гидролитической и окислительной устойчивости семян винограда и зерна гречихи. При формировании функциональнотехнологической пищевой добавки из нескольких компонентов учитывали их сочетаемость по химическому взаимодействию в готовом продукте, их биоусвояемость и устойчивость к гидролитическим и окислительным процессам. Анализируемый сырьевой объект для функционально-технологической добавки – семена винограда, содержат липиды с большим количеством непредельных соединений, которые при неблагоприятных условиях могут подвергаться гидролизу и окисляться. Причем, степень окисления непредельных липидов тем больше, чем больше содержание в системе реакционно-активного кислорода, уровень которого может зависеть от количества хлорофиллов в липидах. В связи с этим при выборе сырьевых источников для получения функционально-технологической пищевой добавки необходимо учитывать уровень содержания хлорофиллов и предусмотреть технологические режимы для его снижения. Для исследования процессов окисления липидов изучали пигментный состав семян винограда (таблица 3). Таблица 3 - Характеристика пигментного состава семян винограда Содержание, мг/кг Сорт Соотношение винограда хлорофилл каротин ксантофилл каротин/ксантофилл Белых сортов 21,4 1,3 5,7 0,2 Красных сортов 54,2 7,8 1,6 4,9 Семена сорта красного винограда богаты антоцианами, а сорта белого винограда – флавонолами. Антоцианы проявляют антиоксидантный эффект по сравнению с флавонолами. более сильный Исходя из данных таблицы 3, следует, что при высоком содержании хлорофиллов в семенах из сортов красного винограда соотношение каротин:ксантофилл составляет 4,9, а для сортов белого винограда– 0,2. Следовательно, ингибирующая способность к окислению липидов в семенах сортов красного винограда выше, чем липидов в семенах сортов белого винограда. Учитывая это, для получения пищевой добавки необходимо использовать смесь семян, состоящую из сортов белого и красного винограда. Второй объект для создания функционально-технологической пищевой добавки – крупа гречихи, липидная фракция которой также при хранении гидролизуется и окисляется. Это объясняется тем, что основная часть липидов и ферментов зерна гречихи сосредоточена в зародыше, который расположен в объеме зерна, и около 50% распределено у поверхности оболочки. При таком строении зерна степень гидролиза и окисления липидов может быть очень высокой. Кислотное число липидов зерна гречихи при хранении в течение 8 месяцев увеличивается на 27 мг КОН/г, в крупе гречихи на 0,6 мг КОН/г, а в семенах винограда на 1,5 мг КОН/г. В соответствии с этим наиболее целесообразно использовать в композиционной смеси крупу гречихи. Учитывая это, проводили инактивацию ферментной системы крупы гречихи методом пропаривания и последующей обработкой в электромагнитном поле СВЧ. После инактивации крупы гречихи исследовали жирнокислотный состав липидов. Было установлено, что обработка в электромагнитном поле СВЧ способствует повышению содержания пальмитиновой кислоты (на 3,7%) и снижению количества линолевой (на 3,5%) и линоленовой кислоты (на 0,27%), которые активно участвуют в окислительных процессах. Содержание хлорофилла в зерне гречихи составляет 10 – 12 мг%, а после удаления оболочки снижается в 8-10 раз. Соответственно должна уменьшиться вероятность протекания окислительных процессов. В таблице 4 представлен состав неомыляемых липидов, выделенных из семян винограда и крупы гречихи. Таблица 4 – Состав неомыляемых липидов, выделенных из семян винограда и крупы гречихи Значение показателя Наименование показателя семена винограда крупа гречихи 16,35 2,74 287,14 86,12 0,82 4,23 0,74 181,22 284,0 2,51 0,95 0,02 Массовая доля, %: липидов неомыляемых липидов, мг% стеринов токоферолов каротиноидов хлорофиллов фосфолипидов (в пересчете на Р2О5 ) Сравнивая состав неомыляемых липидов видно, что количество хлорофилла в 4 раза больше, а содержание токоферолов в 3,3 раза меньше в семенах винограда по сравнению с крупой гречихи. Следовательно, при сбалансированном составлении композиционной смеси из семян винограда и крупы гречихи можно обеспечить достаточную устойчивость продукта к окислению. Результаты полученных из исследования исследуемых изменения образцов при содержания в влажности 7,0 порошках, и 11,0% полифенолов, являющихся естественными антиоксидантами, в процессе Содержание полифенолов, мг% хранения в течение 8 месяцев представлены на рисунке 2. 260 2 240 220 200 2΄ 180 160 1 140 120 1΄ 100 80 1 2 3 4 5 Время, месяцев 6 7 8 Рисунок 2 – Изменение содержания полифенолов в порошках из семян винограда и крупы гречихи: 1, 1΄ - содержание полифенолов в порошке из семян винограда; 2, 2΄ - содержание полифенолов в порошке из крупы гречихи Из рисунка видно, что при влажности порошка из семян винограда и крупы гречихи 11,0% количество полифенолов уменьшается интенсивнее, чем при влажности, равной 7,0%. Это, в свою очередь, влияет на скорость порчи готового продукта при длительном хранении. 2.4 Исследование влияния метода МХА на состав и свойства семян винограда и крупы гречихи. Для придания разработанной добавке определенных структурных и органолептических свойств использовали механохимический активатор специальной конструкции. Для достижения оптимальной степени измельчения, а также получения необходимых органолептических показателей пищевой добавки, с устранением горького вкуса, свойственного семенам винограда и мучнистого привкуса, характерного для крупы гречихи, композиционную смесь из семян винограда и гречихи варьировали в соотношении (1:0,5)÷(1:2). Эффективность механического воздействия на композиционную смесь семян винограда и крупы гречихи оценивали по степени измельчения, которую устанавливали по гранулометрическому составу (таблица 5). Таблица 5 – Гранулометрический состав порошка, полученного из композиционной смеси семян винограда и крупы гречихи Размер фракций, 10-6м Содержание фракций, % от общего количества при соотношении семена винограда – крупа гречихи 1:0,5 1:1 1:2 Более 630 0,18 400-315 0,38 315-200 0,54 200-160 0,62 160-100 1,95 0,19 100-63 5,20 0,28 63-50 5,41 0,52 50-40 5,26 0,30 2,72 40-30 5,38 0,32 3,28 30-20 6,88 5,20 10,82 20-10 25,65 35,41 40,56 10-5 32,40 38,62 25,54 менее 5 10,15 20,15 16,09 Установлено, что степень измельчения смеси семян винограда и крупы гречихи в соотношении 1:1 по всем фракциям выше, чем в композициях, сформированных в других соотношениях. Для оценки вкуса порошка, полученного из композиционной смеси семян винограда и крупы гречихи, при соотношениях (1:0,5) (1:2) использовали метод профилирования (рисунок 3). сладкий 4 Рисунок 3 – Профиль 3 характеристики 2 пряный горький 1 0 порошка, из вкуса полученного композиционной смеси семян винограда и крупы гречихи при соотношении: мучнистый 1:0,5 1:1 терпкий 1:2 Наиболее высокими показателями обладает порошок, полученный из композиционной смеси при соотношении семена винограда – крупа гречихи 1:1, которому было присвоено наименование полифункциональная пищевая добавка «Викоспродел». В условиях производственной фирмы ООО «Техвикос» (г. Анапа) были проведены опытно-промышленные испытания и выработка опытных партий пищевой добавки «Викоспродел». 2.5 Разработка технологических режимов получения пищевой добавки «Викоспродел». Учитывая состав и свойства сырьевых источников, были разработаны технологические схема (рисунок 4) и режимы получения функционально-технологической пищевой добавки (таблица 6). Таблица 6 – Технологические режимы получения функционально- технологической пищевой добавки «Викоспродел» Наименование стадии и режима 1 1. Подготовка сырья семян винограда и крупы гречихи к переработке: влажность семян винограда, % влажность крупы гречихи, % Значение показателя 2 6,0 – 7,5 12,0 – 14,0 Продолжение таблицы 6 температура, С 1 2 25 – 30 0 2. Обработка крупы гречихи в электромагнитном поле СВЧ температура, 0С: продолжительность, с влажность крупы гречихи после обработки в электромагнитном поле СВЧ, % 40 – 50 10 – 15 10,0 – 11,0 3. Обработка композиционной смеси из семян винограда и крупы гречихи в роторно-валковом дезинтеграторе: температура, 0С давление в зоне контакта рабочих элементов, МПа частота механохимической обработки, Гц частота вращения ротора, с-1 25 - 30 30 128 16 4. После обработки в роторно-валковом дезинтеграторе: влажность готового продукта, % температура, 0С 5. Упаковка вид упаковки масса, кг 6,0 – 7,0 182 бумажные мешки 3и5 2.6 Исследование потребительских свойств функциональнотехнологической пищевой добавки «Викоспродел». Органолептические и физико-химические показатели пищевой добавки «Викоспродел» приведены в таблице 7. Таблица 7 – Органолептические и физико-химические показатели функционально-технологической пищевой добавки «Викоспродел» Наименование показателя Вкус и запах Цвет Внешний вид Характеристика и значение показателя сладкий вкус, легкий, пряный запах светло - коричневый, однородный тонкодисперсный порошок Показатель гидролитической стойкости липидов: кислотное число, мг КОН/г, не более 3,0 Степень измельчения, % частиц с размером менее 35 мкм 99,0 Растворимость в воде при 250С,% 94,0 Семена винограда Крупа гречихи 1 2 3 4 5 грубоизмельченная смесь 6 к вакууму охлажд. вода 9 вода 8 7 10 пищевая добавка на фасовку Рисунок 4 – Технологическая схема получения функциональнотехнологической пищевой добавки «Викоспродел»: 1 – бункер для семян винограда; 2 – бункер для крупы гречихи; 3 – СВЧ; 4 – бункер-дозатор для смеси; 5 – дисковая дробилка; 6 – бункер-дозатор для грубоизмельченной смеси; 7 – роторно-валковый дезинтегратор; 8 – циклон-разгрузитель; 9 – мульти-циклон для очистки воздуха; 10 – накопительный бункер-дозатор для добавки Из приведенных данных видно, что разработанная технологическая пищевая добавка «Викоспродел» функционально- обладает высокими органолептическими и физико-химическими показателями. При разработанных режимах механохимической обработки содержание основных пищевых ингредиентов в пищевой добавке практически не изменилось. Установлено, что по всем показателям безопасности пищевая добавка «Викоспродел» соответствует требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01. В таблице 8 приведены данные по содержанию физиологически функциональных ингредиентов в пищевой добавке «Викоспродел». Таблица 8 – Состав функциональных ингредиентов пищевой добавки «Викоспродел» Наименование ингредиента Массовая доля, %: липидов белков клетчатки токоферолов, мг% каротиноидов, мг% Макроэлементы, мг/100г: калий кальций фосфор Микроэлементы, мг/100 г: железо марганец цинк медь хром никель фтор кобальт йод Витамины, мг/100 г: Р РР В1 В6 В2 Пищевая добавка «Викоспродел» 9,52 14,78 13,15 185,06 1,67 384,55 351,62 234,10 4,800 2,310 0,975 0,180 0,032 0,026 0,016 0,002 0,001 15,23 9,75 0,29 0,19 0,03 Показано, что пищевая добавка «Викоспродел» содержит в своем составе липиды, белки, углеводы, водо- и жирорастворимые витамины, а также макрои микроэлементы, позволяющих нормализовать пищевой статус человека. Исследование 2.7 потребительских свойств функционально- технологической пищевой добавки «Викоспродел» в процессе хранения. Для выявления гарантийных условий и сроков хранения разработанной пищевой добавки использовали технологическую упаковку - бумажные мешки массой 3 и 5 кг. Хранение осуществляли при температуре 18±30С и относительной влажности воздуха не более 75% в течение 10 месяцев. Устойчивость при хранении устанавливали по изменению перекисного и анизидинового чисел и витамина Е в липидах, выделенных из пищевой 7 6 5 4 3 2 1 Перекисное число, мг экв. О2/кг Анизидиновое число, у.е. добавки (рисунки 5 и 6). 7 6 5 1 2 4 2′ 3 1′ 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Рисунок 5 – Изменение перекисного и анизидинового чисел (1,2,1′,2′) липидов, выделенных из пищевой добавки «Викоспродел», в процессе хранения: 1 – массой 3 кг; 2 – массой 5 кг 9 10 Срок хранения, месяцы Показано, что показатели окислительной порчи липидов, выделенных из пищевой добавки «Викоспродел», расфасованной технологическую упаковку, в течение 7 месяцев хранения, соответствуют требованиям международных стандартов. Показано, что в пищевой добавке «Викоспродел» при хранении в течение 6 месяцев хранения потери витамина Е составляют 5-6%. Содержание витамина Е, мг% 190 180 Рисунок 6 – Изменение содержания витамина Е в процессе хранения пищевой добавки «Викоспродел»: 1 – массой 3 кг; 2 – массой 5 кг 1 170 160 2 150 140 130 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Срок хранения, месяцы Следует отметить, что в процессе всего срока хранения бактерии группы кишечной палочки и патогенные микроорганизмы в БАД «Викоспродел» не обнаружены, а содержание мезофильных аэробных и факультативно- анаэробных микроорганизмов значительно ниже допустимой нормы. 2.8 Исследование структурообразующих свойств пищевой добавки «Викоспродел». Химический состав разработанной пищевой добавки «Викоспродел» представлен липидами, белками, а также клетчаткой и крахмалом, которые при сбалансированном сочетании могут проявлять высокие структурообразующие свойства. Учитывая это, изучали водосвязывающую способность разработанной добавки «Викоспродел» в сравнении с ее составляющими компонентами, т.е. порошком из семян винограда и крупы гречихи (таблица 9). Таблица 9 - Водосвязывающая способность пищевой добавки «Викоспродел» в сравнении с порошком из семян винограда и крупы гречихи Образец Водосвязывающая способность, г/г вода 2,5% - й раствор NaCl Порошок из виноградных семян 4,00 3,85 Порошок из гречневой крупы 3,65 4,10 Пищевая добавка «Викоспродел» 5,22 5,60 Из приведенных данных следует, что все исследуемые образцы проявляют высокую водосвязывающую способность. Следует отметить, что пищевая добавка «Викоспродел» обладает большим влагоудерживающим эффектом как чистой воды, так и в присутствии хлорида натрия в сравнении с составляющими компонентами. Реологические свойства исследуемых образцов майонезных эмульсий с применением добавки «Викоспродел» анализировали в сравнении с контрольным образцом низкожирной эмульсии (35%) без добавления пищевой добавки. Полученные зависимости эффективной вязкости исследуемых систем от скорости сдвига представлены на рисунке 7. Рисунок 7 – Зависимость эффективной вязкости майонезных эмульсий от скорости сдвига при добавлении пищевой добавки «Викоспродел» в количестве: 1 – 1%; 2 – 0,75%; 3 – 0,5%; 4 – 0,25%; 5 – контрольный образец 25 20 Вязкость, Па ·с 1 15 2 3 10 5 5 4 0 0 5 10 15 20 -1 Скорость сдвига, с 25 30 Из полученных зависимостей видно, что эмульсия с содержанием пищевой добавки «Викоспродел» 0,75% наиболее соответствует требованиям ГОСТа № 30004,1 – 93 , при скорости сдвига 3с-1. При таком количестве вводимой пищевой добавки «Викоспродел» майонезная эмульсия имела высокие органолептические показатели, соответствующие описанию аналога - майонеза «Московского». 2.9 Оценка потребительских свойств майонезной эмульсии с использованием пищевой добавки «Викоспродел». Оценку потребительских свойств проводили в майонезной эмульсии с пищевой добавкой «Викоспродел» в количестве 0,75%, в которой снижена массовая доля яичного порошка от 3,0 до 1,5% и сухого молока от 1,0 до 0,5%. Органолептические и физико-химические показатели майонеза «Московский» и майонезной эмульсии с добавлением пищевой добавки «Викоспродел» приведены в таблице 10. Таблица 10 - Органолептические и физико-химические показатели низкокалорийных майонезов Наименование показателя Внешний вид, консистенция Вкус и запах Цвет Массовая доля жира, % Стойкость эмульсии, % неразрушенной эмульсии Эффективная вязкость при 20С при скорости сдвига 3 с-1, Пас Перекисное число, мг экв О2/кг: свежеприготовленный хранившийся при 10С в течение: 20 дней 30 дней 45 дней Характеристика и значение показателя майонеза с пищевой «Московского» добавкой «Викоспродел» однородный, однородный сметанообразный сметанообразный продукт с продукт с единичными единичными пузырьками пузырьками воздуха воздуха кисловатый, без выраженной горечи приятный, кисловатый, без выраженной горчи кремоватожелтый кремоватожелтый 35,0 35,0 97 100 12,5 18,0 4,25 3,84 6,71 7,92 9,54 3,91 4,62 6,28 Из приведенных данных следует, что введение пищевой добавки «Викоспродел» способствует повышению потребительских свойств майонеза. Увеличивается стойкость эмульсии до 100%. Кроме того, за счет содержания в добавке «Викоспродел» таких естественных антиоксидантов, как токоферолы, каротиноиды и полифенолы, повышается устойчивость разрабатываемого майонеза к окислению при хранении, что позволяет увеличить сроки годности готового продукта. ВЫВОДЫ Выполнен комплекс экспериментальных исследований, по результатам которых разработана технология получения функционально-технологической добавки на основе композиционной смеси семян винограда и крупы гречихи, обладающей высокими потребительскими свойствами. 1. Современными инструментальными методами установлен химический состав семян винограда и крупы гречихи. 2. комплекс Установлено, что семена винограда и зерно гречихи содержат физиологически полиненасыщенные функциональных жирные кислоты, ингредиентов, пищевые волокна, таких, витамины как и минеральные вещества, что позволяет их использовать в качестве сырья для получения функционально-технологической пищевой добавки, обладающей высокими потребительскими свойствами. 3. Показано, что применение СВЧ – обработки обеспечивает эффект инактивации гидролитических ферментов крупы гречихи, а также увеличивает массовую долю насыщенных жирных кислот липидов, что способствует повышению устойчивости пищевой добавки к окислению. 4. Установлено, что применение метода механохимической активации при переработке композиционной смеси из семян винограда и крупы гречихи позволяет получить функционально-технологическую пищевую добавку, обладающую высокими потребительскими свойствами, степенью дисперсности и пищевой ценностью. 5. Определены эффективные режимы получения пищевой добавки на основе композиционной смеси из семян винограда и крупы гречихи в роторновалковом дезинтеграторе: температура 25-300С; давление в зоне контакта рабочих элементов 30 МПа; частота механохимической обработки 128Гц; частота вращения ротора 16с-1. 6. Установлены сроки хранения пищевой добавки «Викоспродел» при температуре 18±30С и относительной влажности воздуха не более 75%: не более 6 месяцев для пищевой добавки, расфасованную в технологическую упаковку массой 3 и 5 кг, что обеспечивает безопасность и максимальное сохранение потребительских свойств. 7. Показано, что сбалансированное сочетание крахмала и липидов при механохимической структурообразующие обработке свойства обеспечивают разработанной достаточно высокие пищевой добавки «Викоспродел». 8. Показано, что введение функционально-технологической пищевой добавки «Викоспродел» способствует повышению основных потребительских свойств и сохраняемости майонезной эмульсии. 9. Разработан комплект функционально-технологическую технической пищевую документации добавку на «Викоспродел», включающий технические условия и технологическую инструкцию. Технология получения пищевой добавки «Викоспродел» принята к внедрению в I кв. 2007 года в условиях ООО «Техвикос» (г.Анапа). Ожидаемый экономический эффект от реализации 200 тонн пищевой добавки «Викоспродел» составит более 800 тыс. руб. в год. Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: 1. Дударев М.С. Сравнительная характеристика виноградных семян / Дударев М.С., Басий Н.А., МартовщукВ.И., Мартовщук Е.В. // Пищевая промышленность - №3, 2003г., с.48-49. 2. Дударев М.С. Сравнительная характеристика виноградных семян как источника растительного масла / Дударев М.С., Басий Н.А., Мартовщук В.И., МартовщукЕ.В., Чакерьян Е.А // Известия вузов. Пищевая технология – Краснодар, 2003. - №5-6, с.23-24. 3. Дударев М.С. Изучение возможности применения механохимической активации для измельчения виноградных семян / Дударев М.С., Мартовщук В.И., Гюлушанян А.П., Большакова Е.Н., Мхитарьянц Г.А. // Известия вузов. Пищевая технология – Краснодар, 2006. - №2 - 3, с.46-47. 4. Дударев М.С. Влияние механохимической активации на качество виноградного порошка / Дударев М.С., Мартовщук В.И., Гюлушанян А.П., Большакова Е.Н., Мхитарьянц Г.А. // Материалы Всероссийской научнопрактической конференции с международным участием «Инновационные технологии в создании продуктов питания нового поколения », г.Краснодар, 1-3 декабря 2005г, с. 116-118. 5. Дударев М.С. Разработка технологии получения витаминизированных виноградных масел / Дударев М.С., КалмановичС.А., Мартовщук В.И., Герасименко Е.О., Зима Ю.Г. // Материалы Всероссийской научнопрактической конференции с международным участием «Инновационные технологии в создании продуктов питания нового поколения », г.Краснодар, 1-3 декабря 2005г, с. 118-121. 6. Дударев М.С. Разработка экспресс-методов для проведения экспертизы качества БАД / Дударев М.С., Ульянова О.В., Калманович С.А., Мартовщук В.И. // Материалы Международной научно-практической конференции «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России», г.Орел, 12-14 декабря 2006г. – с.139140. 7. Дударев М.С. Разработка новой технологии получения БАД с применением метода механохимической активации / Дударев М.С., Ульянова О.В., Вербицкая Е.А., Мартовщук Е. В. // Материалы Международной научно-практической конференции «Приоритеты и научное обеспечение реализации государственной политики здорового питания в России», г.Орел, 12-14 декабря. – с. 120 – 121.
