Научная статья на тему 'Определение параметров экстракции синигрина из семян горчицы планированием эксперимента'

Определение параметров экстракции синигрина из семян горчицы планированием эксперимента Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
697
92
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СЕМЕНА ГОРЧИЦЫ / СИНИГРИН / ПАРАМЕТРЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ / ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Русакова Г.Г., Демьянов А.В., Парахневич Е.Д., Парахневич Д.В.

Семена горчицы и продукты их переработки являются сложной многокомпонентной смесью разного класса химических соединений. В своем составе они содержат свободные жирные кислоты, триглицериды, белки, углеводы, фосфолипиды, альдегиды, кетоны, ферменты, витамины, тиогликозиды, эфирное масло и ряд других соединений. В них содержится значительное количество биологически активных соединений: витаминов, токоферолов, стеринов, фосфатидов, микрои макроэлементов, минеральных солей, что указывает на возможность использования их в качестве пищевой добавки для обогащения продуктов веществами, которые обладают высокой биологической активностью [16, 17, 4]. Содержащиеся в семенах горчицы гликозиды (синигрин) и фитонциды (эфирное горчичное масло) принято считать антипитательными веществами [4, 5, 14]. Наличие антипитательных веществ в семенах горчицы требует их специальной подготовки для последующего использования в пищевой и сельскохозяйственной отраслях народного хозяйства [4, 5, 14, 6-9, 19, 21]. Изучение процесса извлечения синигрина из семян горчицы экстракцией проводили на лабораторной установке. В реактор заливали воду, подогретую до заданной температуры. При постоянно работающей мешалке засыпали заданное количество семян горчицы. По истечении заданного времени экстракции отбирали пробу суспензии на анализ для определения в ней остаточного содержания синигрина. Определение параметров режима экстракции синигрина из семян горчицы проводили планированием эксперимента методом крутого восхождения [2], который заключается в нахождении условий, при которых параметр оптимизации функция отклика (остаточное содержание синигрина) может быть оптимальным.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Русакова Г.Г., Демьянов А.В., Парахневич Е.Д., Парахневич Д.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Определение параметров экстракции синигрина из семян горчицы планированием эксперимента»

14. Теплица [Текст] : П.м. № 20816 РФ. /М.В. Кондратьев. - Опубл. 10.12.2001.

15. Холодных, В.Ю. Пирамиды золотого сечения [Текст]/ В.Ю. Холодных. - СПб: а/я 105, 2002. - 48 с.

References

1. Averchenkov, V.I. Metody inzhenernogo tvorchestva [Tekst]: ucheb. pos. / V.I. Averchen-kov, Ju.A. Malahov. - M.: Izd-vo «Flinta», 2011. - 78 p.

2. Dospehov, B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoj obrabotki rezul'tatov issledovanija) [Tekst]/ B.A. Dospehov. - M.: Agropromizdat, 1985. - 351 p.

3. Litvinenko, A.A. Jenergija piramid [Tekst]/ A.A. Litvinenko. - M.: Izd-vo «Latard», 1998.

- 31 p.

4. Metodika polevogo opyta v uslovijah oroshenija: rekomendacii [Tekst]/ Sost. V.N. Ple-shakov // VNIIOZ. - Volgograd, 1983. - 150 p.

5. Mihel'kevich, V.N. Osnovy nauchno-tehnicheskogo tvorchestva [Tekst]: ucheb. pos. / V.N. Mihel'kevich, V.M. Radomskij. - Rostov-na-Donu: Izd-vo «Feniks», 2004. - P. 320.

6. Ovchinnikov, A.S. Razvitie uchenija ob agrotehnicheskoj melioracii zemel' [Tekst]/ A.S. Ovchinnikov, V.I. Pyndak // Izvestija Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo kompleksa. - 2014. -№3. - P. 158-168.

7. Polovinkin, A.I. Osnovy inzhenernogo tvorchestva [Tekst]: ucheb. pos. / A.I. Polovinkin. -M.: Mashinostroenie, 1988. - 368 p.

8. Pyndak, V.I. Jenergiju piramid - sel'skomu hozjajstvu [Tekst]/ V.I. Pyndak, E.A. Borodulin // Tehnika i oborudovanie dlja sela. - 2011. - №8. - P. 28-29.

9. Pyndak, V.I. Problemy i perspektivy importozameshhenija tehnicheskih sredstv dlja ma-lozemel'nyh hozjajstv [Tekst]/ V.I. Pyndak, A.E. Novikov // Al'manah-2015. - Volgograd: Izd-vo VolGU, 2015. - P. 132-140.

10. Pyndak, V.I. Agrotehnicheskaja melioracija zemel' v aridnyh uslovijah Nizhnego Povolzh'ja [Tekst]/ V.I. Pyndak, A.E. Novikov // Sel'skohozjajstvennye mashiny i tehnologii. - 2013. - №4. - P. 15-17.

11. Pyndak, V.I. Netradicionnaja agrotehnicheskaja melioracija narushennyh zemel' Nizhnego Povolzh'ja [Tekst]/ V.I. Pyndak, A.E. Novikov // Nauchnaja zhizn'. - 2012. - №3. - P. 110-118.

12. Teplica [Tekst]: patent № 2207752 RF. / V.I. Pyndak, E.P. Borovoj, A.A. Chekrygin. -Opubl. 2003.

13. Teplica [Tekst]: patent № 2550654 RF. / V.I. Pyndak, A.E. Novikov, O.V. Amcheslavskij. -Opubl. 2015.

14. Teplica [Tekst]: p.m. № 20816 RF. / M.V. Kondrat'ev. - Opubl. 10.12.2001.

15. Holodnyh, V.Ju. Piramidy zolotogo sechenija / V.Ju. Holodnyh. - SPb: a/ja 105, 2002. - 48 p.

E-mail: ae_novikov@mail.ru

УДК 62-50 : 54 + 66 (076)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭКСТРАКЦИИ СИНИГРИНА ИЗ СЕМЯН ГОРЧИЦЫ ПЛАНИРОВАНИЕМ ЭКСПЕРИМЕНТА

SINIGRIN FROM MUSTARD SEEDS EXTRACTION PARAMETERS DETERMINATION

BY EXPERIMENT PLANNING

Г.Г. Русакова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.В. Демьянов, соискатель, Е.Д. Парахневич, соискатель, Д.В. Парахневич, кандидат технических наук

G.G. Rusakova, A.V. Demyanov, E.D. Parakhnevich, D.V. Parakhnevich

Волгоградский государственный технический университет Volgograd state technical university

Семена горчицы и продукты их переработки являются сложной многокомпонентной смесью разного класса химических соединений. В своем составе они содержат свободные жирные кислоты, триглицериды, белки, углеводы, фосфолипиды, альдегиды, кетоны, ферменты, витамины, тиогликозиды, эфирное масло и ряд других соединений. В них содержится значительное количе-

ство биологически активных соединений: витаминов, токоферолов, стеринов, фосфатидов, микро-и макроэлементов, минеральных солей, что указывает на возможность использования их в качестве пищевой добавки для обогащения продуктов веществами, которые обладают высокой биологической активностью [16, 17, 4]. Содержащиеся в семенах горчицы гликозиды (синигрин) и фитонциды (эфирное горчичное масло) принято считать антипитательными веществами [4, 5, 14]. Наличие антипитательных веществ в семенах горчицы требует их специальной подготовки для последующего использования в пищевой и сельскохозяйственной отраслях народного хозяйства [4, 5, 14, 6-9, 19, 21]. Изучение процесса извлечения синигрина из семян горчицы экстракцией проводили на лабораторной установке. В реактор заливали воду, подогретую до заданной температуры. При постоянно работающей мешалке засыпали заданное количество семян горчицы. По истечении заданного времени экстракции отбирали пробу суспензии на анализ для определения в ней остаточного содержания синигрина. Определение параметров режима экстракции синигрина из семян горчицы проводили планированием эксперимента методом крутого восхождения [2], который заключается в нахождении условий, при которых параметр оптимизации - функция отклика (остаточное содержание синигрина) - может быть оптимальным.

Mustard seeds and their by-products are complex multi-component mixture of different classes of chemical compounds. They contain in the composition free fatty acids, triglycerides, proteins, carbohydrates, phospholipids, aldehydes, ketones, enzymes, vitamins, thioglycosides, essential oil and several other compounds. They contain a significant amount of biologically active substances: vitamins, tocopherols, sterols, phosphatides, micro and macro elements, suggesting the possibility of their use as fodder additives for the products enrichment by substances that have a high biological activity [1-3] . Contained in the seeds of mustard glycosides (sinigrin) and volatile (essential mustard oil) are considered to be anti-nutrient substances [3-5]. The presence of anti-nutrients in the seeds of mustard required their special training for the further use in the food and agricultural sectors of the economy [3-9, 19, 21]. The study of the sinigrin extraction process from mustard seed by extraction was carried out on a laboratory setup. The water was poured into the reactor, it was heated to a predetermined temperature. When constantly working mixer a predetermined amount of mustard seeds was filled. After a predetermined extraction time the sample slurry was collected for analysis to determine the residual sinigrin content in it. The determination of the sinigrin from mustard seeds extraction mode settings was performed by the experiment planning method of steepest ascent [16], which is to find the conditions under which the parameter optimization is a response function (residual sinigrin content) that may be op

Ключевые слова: семена горчицы, синигрин, параметры извлечения, планирование эксперимента.

Key words: mustard seeds, sinigrin, extraction parameters, experiment planning.

Введение. Тиоглигозид синигрин, содержащийся в семенах горчицы, является биологически активным соединением и обладает широким спектром действия. Вместе с тем, тиогликозиды принято считать антипитательными веществами: образующееся в организме из синигрина аллилгорчичное масло раздражает слизистую оболочку и вызывает воспалительный процесс. Порог чувствительности запаха составляет до 0,6 мг/м3; ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия - 6,12 мг/м .

Для разработки технологии извлечения синигрина из семян горчицы экстракцией нами за основу были приняты его физические свойства, в частности, хорошая растворимость в горячей воде [5, 18] и инактивация фермента мирозиназы при температуре выше 80 оС [16, 17, 19-22].

Материалы и методы. Синигрин удаляли из семян горчицы методом водной экстракции при температуре 80...90 оС. Более высокая температура процесса не допускается, т.к. это может привести к значительным денатурационным изменениям белков при их тепловой обработке. Не допускается также и снижение температуры

ниже 80 оС, т.к. в противном случае не происходит температурной инактивации фермента мирозиназы, а процесс идет в направлении гидролиза синигрина, что на стадии экстракции недопустимо. Изучение процесса экстракции синигрина в семенах горчицы проводили на лабораторной установке. В реактор заливали воду, подогретую до заданной температуры. При постоянно работающей мешалке засыпали заданное количество семян горчицы. Обработке подвергали семена горчицы, из которых синигрин экстрагировали водой при температуре не менее 90 оС при соотношении семена : вода = 1 : 6 в течение не менее 30 минут. По истечении заданного времени экстракции пробу суспензии фильтровали, твердый осадок (семена) отбирали на анализ, для чего его сушили до остаточной влаги не более 10 %, после чего определяли остаточное содержание синигрина.

Полученный фильтрат (фугат) перерабатывали по следующим технологиям: выделение синигрина кристаллизацией [8], либо выделение аллилизотиоцианата гидролизом синигрина с последующей отпаркой.

Определение параметров режима экстракции синигрина из семян горчицы проводили планированием эксперимента методом крутого восхождения [2], который заключается в нахождении условий, при которых параметр оптимизации - функция отклика (остаточное содержание синигрина) - может быть оптимальным.

Очищенные вторичные продукты, образовавшиеся при переработке семян горчицы от эфирного масла, анализировались на содержание эфирного масла по методике [ГОСТ 13979.7 - Жмыхи, шроты и горчичный порошок. Метод определения аллилизотиоцианатов (аллилового масла)].

Результаты и обсуждение. Периодическим определением остаточного содержания синигрина в отбираемых пробах семян после экстракции установлено: содержание си-нигрина в семенах после экстракции уменьшилось всего в 2 раза (таблица 1, опыт 2), что не удовлетворяет требованиям к добавкам, используемым в кормлении сельскохозяйственных животных и указывает на необходимость дополнительной промывки твердого осадка однократным избытком горячей воды с температурой не менее 90 оС.

Таблица 1 - Зависимость остаточного содержания синигрина и аллилизотиоцианата в _семенах горчицы от числа промывок_

Номер Число промывок Содержание Содержание аллил

опыта семян горчицы синигрина, % изотиоцианата, %

1 Исходные продукты 3,44 0,86

2 После экстракции синигрина 1,68 0,42

После смыва синигрина с поверхности семян горячей водой:

3 1 1,52 0,38

4 2 1,16 0,29

5 3 0,88 0,22

6 4 0,72 0,18

7 5 0,48 0,12

8 6 0,28 0,07

После шестикратного смыва синигрина с поверхности семян горячей водой его содержание снизилось с 0,86 % (в исходных продуктах) до 0,07 % (в пересчете на алли-лизотиоцианат), что удовлетворяет требованиям животноводов [1].

Остаточное содержание синигрина в фильтрате (фугате) после разделения суспензии, полученной на стадии экстракции, не превышало 0,1 % в пересчете на аллилизотиоцианат [6].

Анализ результатов проведенных экспериментальных исследований [13, 10, 11, 12] говорит о том, что на степень экстракции синигрина из семян горчицы, среди прочих, влияют следующие основные факторы:

-температура;

-количество воды, подаваемой на экстракцию очищаемых продуктов;

-время экстракции синигрина.

В связи с этим, представляется целесообразным детальное изучение влияния ряда факторов на процесс выделения синигрина из семян горчицы. При этом ставилась задача определения условий, обеспечивающих наибольшую степень их очистки.

Для этих целей было проведено определение параметров режима экстракции синигрина из семян горчицы планированием эксперимента методом крутого восхождения [2].

Между параметром оптимизации и факторами (температура, соотношение фаз, время контакта фаз и др.) существует функциональная зависимость:

Y = f (Х1, Х2, ... , X) , (1)

где Y - функция отклика; Хь Х2, ... , Хп - факторы.

Для большинства практических задач по отысканию области экстремального значения функции, достаточно линейного приближения или неполного квадратичного.

Неполная квадратичная модель или уравнение регрессии:

Y =ЬоХо + Ь1Х1 +...+ Ь12Х1Х2+...+Ь12зХ1Х2Хз , (2)

где Ьо, Ьь ... , Ьп - коэффициенты уравнения регрессии; Ь^ , Ьв , Ьш - коэффициенты при взаимодействии факторов.

Для представления результатов эксперимента в виде линейной модели каждый фактор испытывается в двух уровнях - верхнем и нижнем.

Если для проведения эксперимента перебираются все возможные сочетания всех п факторов, при этом каждый из них испытывается на обоих уровнях, то число опытов полного факторного эксперимента равно 2п.

Эксперимент начинаем с составления матрицы планирования. Значения факторов на верхнем уровне обозначаем (+), на нижнем (-). Для удобства математической обработки данных эксперимента все факторы кодируются.

Матрица планирования обладает ортогональностью и, соответственно планирование является ортогональным. При таком планировании все коэффициенты уравнения регрессии находятся независимо друг от друга по формуле:

п

I X Yi

Ь = ' (3)

где N - число опытов; Y1 - значение параметров оптимизации в 1-том опыте; Х; - кодированное значение 1-той переменной для 1-той строчки, равное ± 1.

Найденным коэффициентам регрессии дают статистическую оценку их значимости, а затем статистически оценивают уравнение регрессии в целом.

Если оно соответствует статистическим критериям, то оно отвечает на вопрос: при каких значениях факторов параметр оптимизации может принимать наилучшее значение. Следовательно, поставленная задача решена.

Задачей проводимого нами эксперимента была очистка семян горчицы от си-нигрина в пересчете на эфирное масло до его остаточного содержания не более 0,1 %.

Выбор основных факторов, влияющих на эксперимент, центра плана и интервала варьирования основывался на предварительных экспериментальных данных. Переменные кодировались следующим образом:

Х1 - температура, °С; Х2 - количество добавляемой воды к реакционной массе, %; Х3 - время экстракции синигрина, мин.

Параметр оптимизации:

Y - остаточное содержание синигрина в пересчете на эфирное масло во вторичных продуктах, образующихся при переработке семян горчицы после их очистки.

Для определения ошибки (дисперсии) опытов, необходимо проводить несколько параллельных опытов для каждой строки матрицы планирования (обычно - 3).

Согласно данным [3], полный факторный эксперимент типа 2П можно проводить с параллельными опытами в одной точке факторного пространства (на нулевом уровне), что и было сделано нами.

Условия для определения параметров режима очистки семян горчицы от синигрина указаны в соответствующей строке матрицы.

Результаты экспериментов и матрица их планирования приведены в таблице 2.

На основании полученных данных рассчитаны следующие показатели:

- среднее значение функции отклика У/ = 29,26.

Коэффициенты регрессии определялись по формуле (3):

Ьо = 28,51; Ь = 7,33; Ь2 = - 1,7; Ьз = 9,7;

Ь12= - 3,1; Ь13 = 1,65; Ь23 = 0,8; Ьш= - 3,85.

Таблица 2 - Матрица планирования и результаты эксперимента

Наименование Х1 Соотношение семена: вода Х2 Температура, °С Х3 Время, мин Рассчитанное уравнение регрессии

Нулевой уровень 1:9 90 20 Y = 28,51 + 7,33Х1 - 1,7 Х2+ +9,7Х3 - 3,1X1X2 + 1,65 Х1Х3 3,85 Х1Х2Х3

Интервал варьирования 1:1 10 5

Верхний уровень 1:10 100 25

Нижний уровень 1:8 80 15

Номер опыта Хо Х1 Х2 Х3 Y

1 2 3 4 5 6

1 + + + + 39,4

2 + - + + 35,24

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3 + + - + 55,00

4 + - - + 23,24

5 + + + - 22,74

6 + - + - 9,84

7 + + - - 26,24

8 + - - - 16,4

9 + 0 0 0 29,5

10 + 0 0 0 28,2

11 + 0 0 0 30,1

Дисперсию воспроизводимости рассчитывали по формуле:

^ £ № - У)2

S2m= 4 ' . 7 , (4)

т - 1 4 '

где т - число параллельных опытов; Y1 - отклик 1-того компонента; У - среднее значение

отклика.

***** ИЗВЕСТИЯ ***** № 1 (41) 2016

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

Дисперсию коэффициентов регрессии рассчитывали по формуле:

= (5)

1 п V/

где п - число опытов.

Ошибка опыта равна:

^ = ^ . (6)

Расчетные данные:

-дисперсия воспроизводимости S10 = 0,943; -дисперсия коэффициентов регрессии S12 = 0,343; -ошибка опыта S1 = 0,97.

Значимость коэффициентов регрессии оценивалась по критерию Стьюдента:

• = I" (7)

1-критерии Стьюдента:

•о = 81,13; 11 = 21,37; 12 = 4,96; 13 = 28,28; •12 = 9,04; 123 = 2,33; 113 = 4,81; 1123 = 11,22; 1табл. = 4,3.

В результате обработки экспериментальных данных и отбора значимых коэффициентов получено математическое описание процесса очистки отходов горчично-маслобойного производства от синигрина.

Y = 28,51 + 7,33Х1 - 1,7 Х2+ 9,7Х3 - 3,1X1X2 + 1,65 Х1Х3 - 3,85 Х1Х2Х3

Адекватность уравнения определяли по критерию Фишера:

Р = ^ , (8)

где 82ост - остаточная дисперсия.

= т [Е (у1 - У,)2]

S ост п - I ,

(9)

где п - число опытов; I - число значимых коэффициентов в уравнении регрессии; т - число повторений; У, - значение параметров оптимизации, предсказанное уравнением для условий 1-того опыта.

Для проверки адекватности уравнения были найдены критерии Фишера и остаточная дисперсия:

S20Cт = 5,34; Брасч= 5,66; (10)

Ртабл = 18,51; (й =1; fад = 2).

Полученное уравнение адекватно описывает модель, поскольку выполняется требование

Ррасч < Ртабл .

На основании расчетных данных получено: уравнения для параметра оптимизации Y адекватно описывают модель.

Адекватное уравнение позволяет перейти к нахождению оптимума путем последовательного движения по градиенту.

Получив адекватное уравнение, переходим к «крутому восхождению». Крутое восхождение - движение по градиенту. Расчет его проводили по следующей методике:

1. Находили для каждого фактора произведение интервала варьирования на коэффициент регрессии Ь, • Ах,.

ИЗВЕСТИЯ"

№ 1 (41), 2016

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ

2. Выбирали фактор, у которого наибольший по абсолютному значению коэффициент регрессии и задавали для него величину шага.

3. Рассчитывали величину шагов для других переменных.

Для движения по градиенту необходимо, чтобы шаг одного фактора был строго пропорционален шагам остальных факторов. Поэтому, если величина шага для одного компонента выбирается произвольно, то для других шаги должны быть соизмеримы с этим числом. Коэффициент пропорциональности равен:

_ шаг

Ь • Д^ '

4. Рассчитывали значение каждого фактора. Результаты расчета приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Расчет «крутого восхождения»

(11)

Наименование Х1 Х2 Х3

Нулевой уровень 1:9 90 20

Интервал варьирования 1:1 10 5

Коэффициент регрессии 7,33 -1,7 9,7

Произведение Ы • Дх1 7,33 -17 48,5

Пропорциональный расчет шагов 1:1 -2,5 5

Шаги Х1 Х2 Хэ У

1 1:8 87,5 25 22,4

2 1:7 85 20 4,8

3 1:6 82,5 15 13,6

За новый центр плана приняты условия шага 3 (таблица 4).

Таблица 4 - Матрица планирования и результаты эксперимента

Наименование Х1 Х2 Х3 Рассчитанное уравнение регрессии

Нулевой уровень 1:7 85 20 Y = 4,05 + 0,97Х1 -- 0,77 Х2 + 0,47 Х3

Интервал варьирования 1:1 2,5 5

Верхний уровень 1:8 87,5 25

Нижний уровень 1:6 82,5 15

№ опыта Х0 Х1 Х2 Х3 у

1 + + + + 4,7

2 + - + + 3,2

3 + + - + 6,4

4 + - - + 3,8

5 + + + - 3,6

6 + - + - 1,16

7 + + - - 5.4

8 - - - 3.7

9 + 0 0 0 4,1

10 + 0 0 0 4,62

11 + 0 0 0 4,10

Для 2-й серии опытов рассчитаны следующие показатели: ¥ = 4,27; S2io = 0,09; S2i = 0,1; Si = 0,3; 246

Ьо = 4,05; bi = 0,97; b2 = - 0,77; Ьз = + 0,47; to = 40,50; ti = 9,7; t2 = 7,7; t3 = 4,70; W = 4,3.

S2ocx = 0,16; F Табл = 19,25; F расч = 1,80; (f = 2; = 4).

Полученное уравнение

Y = 4,05 + 0,97Xi - 0,77 Х2 + 0,47 Х3 (13)

адекватно описывает модель, что позволяет продолжать варьировать параметрами и проводить повторение экспериментов. Однако, из анализа результатов второй серии проведенных экспериментов видно, что в одном из опытов (№ 6) достигается нормируемый показатель по остаточному содержанию синигрина в пересчете на эфирное горчичное масла 1,16 г/кг, что менее 0,12 % в отходах, образующихся при переработке семян горчицы, условия проведения которого можно считать оптимальными для их очистки, а именно: соотношение семена : вода - 1 : 6, температура - 87,5 °С, время экстракции - 15 минут.

Заключение. Таким образом, на основании свойств синигрина (антипитательного вещества в составе семян горчицы) была разработана технология его извлечения методом экстракции. Поскольку на основе экспериментов [13, 10, 11, 12] было установлено влияние ряда факторов на данный процесс, то были проведены исследования по определению условий, обеспечивающих наибольшую степень очистки семян.

Данные с применением теории планирования эксперимента подтвердили результаты исследований, полученные по двухфакторной модели [10].

Библиографический список

1. Арьков, А.А. Использование отходов промышленности в кормлении сельскохозяйственных животных [Текст]/ А.А. Арьков, А.Г. Чешева // Научные труды УСХА. - Киев, 1976. - С. 35-39.

2. Ахназарова, С.Л. Оптимизация эксперимента в химии и химической промышленности [Текст]/ С.Л. Ахназарова, В.В. Кафаров. - М.: Высшая школа, 1978. - 319 с.

3. Бондарь, А.Г. Планирование эксперимента в химической технологии [Текст]/ А.Г. Бондарь, Г.А. Статюха. - Киев: Высшая школа, 1976. - 123 с.

4. Демченко, П.П. Обзор по биохимическим и физиологическим свойствам семян горчицы [Текст]/ П.П. Демченко [и др.]. // Отчет о НИР. - Л.: ВНИИЖ, 1992. - С. 2-29.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5. Дублянская, Н.Ф. Химический состав современных сортов сарептской горчицы [Текст] / Н.Ф. Дублянская. - М.: Минжирпром, 1959. - 78 с.

6. Русакова, Г.Г. Сарептская горчица - ценное сырье для различных отраслей народного хозяйства [Текст]/ Г.Г. Русакова, В.А. Хомутов. - Волгоград: Офсет, 1998. - 45 с.

7. Русакова, Г.Г. Семена горчицы и продукты их переработки - ценный корм для сельскохозяйственных животных и птицы [Текст]/ Г.Г. Русакова. - Волгоград: ИКЦ ООО « Фирма Л.Б.Ф.», 1998. - 92 с.

8. Русакова, Г.Г. Технологические процессы утилизации токсичных отходов горчично-маслобойного производства [Текст]/ Г.Г. Русакова [и др.]; под ред. Г.Г. Русаковой. - Волгоград: Политехник, 2008. - 178 с.

9 Русакова, Г.Г. Производство пищевой столовой горчицы [Текст]/ Г.Г. Русакова [и др.]; под ред. Г.Г. Русаковой. - Волгоград: Политехник, 2004. - 143 с.

10. Русакова, Г.Г. Технология нетрадиционной переработки маслосемян горчицы [Текст]: монография / Г.Г. Русакова [и др.]. - Волгоград: Политехник, 2008. - 96 с.

11. Русакова, Г.Г. Технологические процессы утилизации токсичных отходов горчично-маслобойного производства [Текст]: монография/ Г.Г. Русакова [и др.]. - Волгоград: ВолгГТУ «Политехник», 2008. - 178 с.

12 Русакова, Г.Г. Новая технология переработки семян горчицы [Текст] : монография / Г.Г. Русакова [и др.]. - Волгоград: Волгоградский ГАУ, 2015. - 140 с.

13. Способ утилизации отходов горчично-маслобойного производства [Текст] : пат. 2340660 Российская Федерация МПК C11B13/00 / Русакова Г.Г., Демьянов А.В.; № 2007115492 заявл. 24.04.07 г., опубл. 10.12.08 г. Бюл. № 34. - 5 с.

14. Харченко, Л.Н. Изучение эфирного горчичного масла семян крестоцветных [Текст] / Л.Н. Харченко // МЖП. - 1964. - №3. - С. 14-17.

15. Чичибабин, А. Е. Основные начала органической химии: в 2 т. [Текст] /А. Е. Чи-чибабин. - 6-е изд. - М.: Химическая литература, 1958. - Т. 1-2. - 635 с.

16. Щербаков, В.Г. Химия и биохимия переработки масличных семян. [Текст]/В.Г. Щербаков. - М.: Пищевая промышленность, 1977. - 317 с.

17. Щербаков, В.Г. Биохимия и товароведение масличного сырья [Текст]/ В.Г. Щербаков. - М.: Агропромиздат, 1991. - 250 с.

18. Ettlinger M. G. Новые формулы синигрина и синальбина [Текст]/ M. G. Ettlinger, A. J. Lundeen // J. Am. Chem. Soc, 78, 1956. - Р. 4172.

19. Ludwig, E. Выделение синигрина из семян черной горчицы [Текст]/ Е. Ludwig, W Lange // Zeit. chem. Pharm. - 1860. - № 3. - Р. 430, 577.

20. Schmidt, E. Ферментативное расщепление синигрина при низких температурах [Текст]/ Е. Schmidt // Ber. - 1877. - № 10. - Р. 187.

21. Schulz, O.E. Выделение гликозидов из растительного сырья [Текст]/ О.Е. Schultz, R. Gmelin // Arch. Pharm., 287, 1954. - Р. 404.

22. Schulze K. Muhlstadt M. [Текст]/ К. Schulze, Mai W. // Z. Chem. - 1977. - №17. - Р. 58.

Reference

1. Ar'kov A.A. Ispol'zovanie othodov promyshlennosti v kormlenii sel'skohozjajstvennyh zhivotnyh [Tekst]/ A.A. Ar'kov, AG. Chesheva // Nauchnye trudy USHA, Kiev, 1976, s. 35-39.Optimal'nyj sposob udalenija izotiocianatov iz gorchichnogo zhmyha i ispol'zovanie ego v kormlenii mjasnyh cypljat.

2. Ahnazarova S.L. Optimizacija jeksperimenta v himii i himicheskoj promyshlennosti [Tekst]/ S.L. Ahnazarova, V.V. Kafarov. - M.: Vysshaja shkola, 1978. - 319 p.

3. Bondar', A.G. Planirovanie jeksperimenta v himicheskoj tehnologii [Tekst] / A.G. Bondar', G.A. Statjuha. - Kiev: Vysshaja shkola, 1976. - 123 p.

4. Demchenko P.P. Obzor po biohimicheskim i fiziologicheskim svojstvam semjan gorchicy [Tekst]/ P.P. Demchenko [i dr.]. // Otchet o NIR - L.: VNIIZh, 1992. - P. 2-29.

5. Dubljanskaja N.F. Himicheskij sostav sovremennyh sortov sareptskoj gorchicy [Tekst] / N.F. Dubljanskaja - M: Minzhirprom, 1959. - 78 p.

6. Rusakova G.G. Sareptskaja gorchica - cennoe syr'e dlja razlichnyh otraslej narodnogo hozjajstva [Tekst]/ G.G. Rusakova, V.A. Homutov. - Volgograd: Ofset, 1998. - 45 p.

7. Rusakova G.G. Semena gorchicy i produkty ih pererabotki - cennyj korm dlja sel'skohozjajstvennyh zhivotnyh i pticy [Tekst]/ G.G.Rusakova. - Volgograd: IKC OOO « Firma L.B.F.», 1998. - 92 p.

8. Rusakova G.G. Tehnologicheskie processy utilizacii toksichnyh othodov gorchichno-maslobojnogo proizvodstva [Tekst]/ G.G. Rusakova [i dr.]; pod red. G.G. Rusakovoj. - Volgograd: Politehnik, - 2008. - 178 p.

9 Rusakova, G.G. Proizvodstvo pishhevoj stolovoj gorchicy [Tekst]/ G.G. Rusakova [i dr.]; pod red. G.G. Rusakovoj. - Volgograd: Politehnik, - 2004. - 143 p.

10. Rusakova, G.G. Tehnologija netradicionnoj pererabotki maslosemjan gorchicy [Tekst]: monografija / G.G. Rusakova [i dr.]. - Volgograd: Politehnik, 2008. - 96 p.

11. Rusakova, G.G. Tehnologicheskie processy utilizacii toksichnyh othodov gorchichno-maslobojnogo proizvodstva [Tekst]: monografija / G.G. Rusakova [i dr.]. - Volgograd: VolgGTU «Politehnik», 2008. - 178 p.

12. Rusakova, G.G. Novaja tehnologija pererabotki semjan gorchicy [Tekst] : monografija/ G.G. Rusakova [i dr.]. - Volgograd: FGBOU VPO «Volgogradskij GAU», 2015. - 140 p.

13. Sposob utilizacii othodov gorchichno-maslobojnogo proizvodstva [Tekst] : pat. 2340660 Rossijskaja Federacija MPK C11B13/00/ Rusakova G.G., Dem'janov A.V.; № 2007115492 zajavl. 24.04.07 g., opubl. 10.12.08 g. Bul. № 34. - 5 p.

14. Harchenko, L.N. Izuchenie jefirnogo gorchichnogo masla semjan krestocvetnyh. [Tekst]/ L.N. Harchenko // MZhP. - №3. -1964. - P. 14-17.

15. Chichibabin, A. E. Osnovnye nachala organicheskoj himii [Tekst]: v 2 t. /A. E. Chichiba-bin. - 6-e izd. - M.: Himicheskaja literatura, 1958. - Vol. 1-2. - 635 p.

16. Shherbakov, V.G. Himija i biohimija pererabotki maslichnyh semjan [Tekst] /V.G. Shher-bakov. - M.: Pishhevaja promyshlennost', 1977. - 317 p.

17. Shherbakov, V.G. Biohimija i tovarovedenie maslichnogo syr'ja [Tekst] / V.G. Shherbakov. - M.: Agropromizdat, 1991. - 250 p.

18. Ettlinger M. G. Novye formuly sinigrina i sinal'bina [Tekst] / M. G. Ettlinger, A. J. Lun-deen // J. Am. Chem. Soc, 78, 1956. - P. 4172.

19. Ludwig, E. Vydelenie sinigrina iz semjan chernoj gorchicy [Tekst]/ E. Ludwig, W Lange // Zeit. chem. Pharm. - № 3. - 1860. - P. 430, 577.

20. Schmidt, E. Fermentativnoe rasshheplenie sinigrina pri nizkih temperaturah / E. Schmidt // Ber. - № 10. - 1877. - P. 187.

21. Schulz, O.E. Vydelenie glikozidov iz rastitel'nogo syr'ja [Tekst]/ O.E. Schultz, R. Gmelin // Arch. Pharm.. - 287. - 1954. - P. 404.

22. Schulze, K. Muhlstadt M. / K. Schulze, Mai W. // Z. Chem. -1977. - №17. - P. 58.

E-mail: linapar@yandex.ru

УДК 637.521.47

ПОЛУФАБРИКАТЫ РУБЛЕННЫЕ, ОБОГАЩЕННЫЕ РАСТИТЕЛЬНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ

SEMI-FINISHED MINCED PRODUCTS ENRICHED WITH VEGETABLE COMPONENTS

В.Н. Храмова1,2, доктор биологических наук, профессор И.Ф. Горлов2,3, доктор сельскохозяйственных наук, профессор И.П. Жирновников1, магистрант А.О. Жирновникова1, магистрант

V.N. Khramova, I.F. Gorlov, I.P. Zhirnovnikov, A.O. Zhirnovnikova

1Волгоградский государственный технический университет 2Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции, Волгоград 3Волгоградский государственный аграрный университет

1 Volgograd state technical university 2 Povolzhskiy scientific-research institute of meat and milk production and processing of Russian agricultural academy 3Volgograd state agrarian university

В статье рассматривается проблема расширения ассортимента полуфабрикатов рубленных. С этой целью была разработана рецептура внесения растительных компонентов в мясное сырье в процессе производства купат. Были проведены исследования физико-химических показателей, которые доказывают рациональность использования вносимых ингредиентов. Для этого адаптировали технологию производства купат к лабораторным условиям и на базе производственных мощностей КЦ УНЦ «Технолог» были произведены контрольный и опытный образцы. По результатам исследования установили, что полученные образцы соответствуют нормам стандарта.

This article covers the semi-finished minced meat products on the market expansion problem. For that purpose the technology for vegetable components supplementation in the production of fried sausages was developed. To prove the rationality of being used ingredients their physical and chemical indexes were tested. The fried sausages production technology was adapted to fit laboratory conditions and both control and tested samples based on production capacity of the educational and practical center «Technolog» were made. The results of these studies stated that those samples met the standards.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.