CC BY
60
УДК 544.77.032.16:664
А. Р. Ивлева, В. М. Гематдинова, З. А. Канарская
АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВОЙ КЛЕТЧАТКИ, ПОЛУЧЕННОЙ ИЗ ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
Ключевые слова - отруби, шелуха, адсорбция, водопоглощение, жиропоглощение.
Установлено, что клетчатка, выделенная ферментативным способом из отрубей овсяных, с последующей обработкой NaHCO3 имеет лучшие адсорбционные свойства по отношению к воде и жирам, по сравнению с клетчаткой отрубей и шелухи кукурузы, овса и просо обработанных Na2S2O5 и H2O2.
Key words - bran, husk, adsorption, water holding capacity, fat binding capacity.
It was established that the fiber enzymatically isolated from oat bran followed by treatment with NaHCO3 have better adsorption properties with respect to water and grease, as compared with fiber corn bran and husk, oat, millet and treated Na2S2O5 and H2O2.
Проблемой утилизации вторичных сырьевых ресурсов зерновых культур в настоящее время является актуальной проблемой. В научно-технической и патентной литературе отсутствуют обоснованные научно-технические решения по разработке технологий направленных на переработку вторичных ресурсов
зерноперерабатывающей промышленности.
При производстве муки и крупы образуются побочные продукты - отруби, мучка, лузга, рациональное использование которых в народном хозяйстве имеют важное значение [1].
Отруби применяют в комбикормовом производстве в качестве одного из компонентов комбикормов, в производстве премиксов в качестве наполнителя, в микробиологической
промышленности как питательный субстрат. Лузгу разных культур используют в комбикормовом и химическом производстве, а также в качестве топлива.
Однако анализ химического состава этих продуктов показывает, что они могут служить сырьем для производства ценных продуктов питания или же биологически активных веществ.
Потенциал побочного продукта из сельскохозяйственного биопрепарата может служить важным источником пищевой клетчатки, которую можно было бы использовать в качестве функциональных пищевых ингредиентов и биологически активных добавок [2].
В последние годы, пищевым волокнам уделяется все больше внимания со стороны исследователей пищевой промышленности обусловленным благотворным влиянием этого компонента питания на сердечно-сосудистую систему, значительно снижающий уровень холестерина (в том числе низкой плотности) в крови. Кроме того, пищевые волокна способствуют снижению артериального давления, уменьшают чувствительность к инсулину и избыточную массу тела, снижают вероятность тромбообразования [3].
Пищевые волокна имеют функциональные свойства, такие как водосвязывающая способность и жиросвязывающая способность. Таким образом, пищевые волокна выгодны и удобны
производителям пищевых продуктов, уменьшая калорийность продукции, снижая ее себестоимость, улучшая структурно-механические и реологические свойства готовой продукции. Несмотря на то, что их концентрации составляют обычно не более 1 %, они оказывают положительное влияние на текстурные и органолептические свойства пищевых
продуктов [4].
Цель данных исследований - сравнение адсорбционных свойств пищевой клетчатки полученной из вторичных ресурсов переработки зерновых культур.
Методическая часть
В работе использовались отруби:
1. Кукурузные (протеин - 67,81 г/кг, клетчатка - 14,58 %, крахмал - 1,98 %);
2. Овсяные (протеин - 10,05 %, клетчатка -14,6 %, крахмал - 21,2 %);
3. спиртовая барда (протеина - 32-35%, клетчатка - 0,4-1,7%, крахмал - 0,28-05 %).
Шелуха:
1. Рисовая (протеин - 5,20 %, липиды - 2,0 %, клетчатка - 38,60 %);
2. Овсяная (протеин - 5,20 %, липиды - 0,5 %, клетчатка - 48,80 %);
3. Просяная (протеин - 4,5 %, липиды - 0,7 %, клетчатка - 53,0 %).
В качестве обработки использовались химические реагенты и ферменты. В качестве химических реагентов использовались NaHCO3, Na2S2O5, H2O2, в качестве ферментов использовались а - амилаза AG XXL фирмы «Novozymes» производства Швеции. Степень активности а-амилазы AG XXL 460 AGU/мл, Proteks 6 L фирмы «Genencor» производства Финляндии. Ферментный препарат отличается степенью активности 580 DU/г. Параметры обработки указаны в таблице 1. Методика определения адсорбции по отношению к воде и маслу описана в статье [5].
Таблица 1 - Адсорбционные свойства пищевой клетчатки, полученной из вторичных ресурсов переработки зерновых культур
Образцы Параметры обработки Влагосвязываю щая способность, г/г Жиросвязывающ ая способность, мл/г
Кукурузн ые отруби Концентрация №^205 - 10 %, Гидромодуль - 1 к 7, Продолжительность - 1 час, t - 95±2 оС 3,209 1,288
Концентрация №^205 - 10 %, Гидромодуль - 1 к 7, Продолжительность - 1 час, t - 95±2 оС, Размер ячеек сита при сортировании - 32 сито 3,51 1,368
NaHCO3 - 20 гр на 1 литр Н2О, Гидромодуль - 1 к 7, Продолжительность - 1 час, t - 95±2 оС 4,679 1,656
Промывка Н2О, Гидромодуль - 1 к 7, Продолжительность - 1 час, t - 20-30 оС 3,514 1,672
Варка с Н2О, Гидромодуль - 1 к 7, Продолжительность -1 час, t - 95±2 оС 3,306 1,48
Измельченные размером не более 1 мкм 3,683 1,8
Овсяные отруби 1. Гидромодуль 1:10, а-ату^е - на 1 г. крахмала 4,6 AGU/мл, продолжительность - 6 ч., t - 45 оС, рН=7 2. Гидромодуль 1:5, Рroteks 6 Ь - на 1г. белка 17,109 DU/г. t - 45 оС, продолжительность - 6 ч. рН=7 5,973 4,816
1. Гидромодуль 1:10, а-ату^е - на 1 г. крахмала 4,6 AGU/мл., продолжительность - 6 ч., t - 45 оС, рН=7 2. Гидромодуль 1:5, Рroteks 6 Ь - на 1г. белка 17,109 DU/г. t - 45 оС, продолжительность - 6 ч. рН=7, 3. Экстракция NaHCO3 до рН - 10 9,002 6,136
1. Гидромодуль 1:10, а-ату^е - на 1 г. крахмала 4,6 AGU/мл, продолжительность - 6 ч., t - 45 оС, рН=7 2. Гидромодуль 1:5, Рroteks 6 Ь - на 1г. белка 17,109 DU/г t - 45 оС, продолжительность - 6 ч. рН=7, 3. Экстракция NaHCO3 до рН - 10 4. Нейтрализация НС1 до рН -7 8,406 1,864
Спиртовая зерновая барда NaHCO3 - 5 гр 1 литр Н2О, Гидромодуль - 1 к 7, Продолжительность - 2 ч., t - 60 оС 4,55 1,752
Рисовая шелуха Без обработки 2,67 4,69
Гидромодуль - 1 к 7, Концентрация NaHCO3 - 20 гр на 1 литр воды., t - 95±2 оС, Продолжительность варки - 1 ч.., Содержание Н202 - 3% раствор 2,53 2,168
Гидромодуль 1 к 7., Концентрация NaHCO3 - 20 гр на 1 литр воды, t - 95±2 оС, Продолжительность - 1 ч. 2,941 2,056
Измельчение - до 0.5 мкм, Гидромодуль 1 к 7., Концентрация NaHCO3 - 20 гр на 1 литр воды, t -95±2оС, Продолжительность - 1 ч. 3,183 1,496
Шелуха овса Концентрация №^205 - 10 %, Гидромодуль - 1 к 7, Продолжительность - 1,5 ч., t - 95±2 оС 2,378 1,512
Шелуха просо Концентрация №^205 - 10 %, Гидромодуль - 1 к 7, Продолжительность - 1,5 ч., t - 95±2 оС 2,858 2,088
Результаты и обсуждение
Из полученных экспериментов можно сделать вывод, что адсорбция по отношению к воде и маслу у овсяных отрубей выше, чем у кукурузных отрубей, и это связано с разным способом обработки. Предварительная обработка отрубей ферментами, с последующей обработкой химическими реагентами приводит к резкому увеличению показателей адсорбционной
способности. Наибольшие значения адсорбции у кукурузных и овсяных отрубей в образцах, которые обрабатываются NaHCO3., обработка №^205 менее
эффективна. Следует заметить, что с уменьшением содержания в готовом продукте крахмала, белка и липидов и, соответственно с увеличением содержания клеточных стенок зерновых культур приводит к увеличению адсорбции по отношению к воде и жирам.
При этом, адсорбция воды и жира при одинаковых параметрах обработки у кукурузных отрубей выше чем у шелухи овса, риса и просо, при более высоком содержания клетчатки в шелухе, видимо лигнин, восковые вещества и кремний снижают адсорбционные свойства [6].
Спиртовая зерновая барда показала достаточно высокие адсорбционные свойства по отношению к воде и жиру по сравнению с адсорбционными свойствами шелухи.
Выводы
Установлено, что клетчатка, выделенная ферментативным способом из отрубей овсяных, с последующей обработкой NaHCOз имеет лучшие адсорбционные свойства по отношению к воде и жирам, по сравнению с клетчаткой отрубей и шелухи кукурузы, овса и просо, обработанных №^205 и Н202.
2. Т.Н. Иванова, Г.Л. Захарченко, Профилактические продукты питания. Орлов. гос. техн. у-т, 2000, 164с
3. M. Nyman, M. Siljestrom, B. Pedersen, K. E. Bach Knudsen, N.-G. Asp, C.-G. Johansson, and B. O. Eggum, American Association of Cereal Chemists, 61,1, 14-19 (1984).
4. А.Р. Ивлева, А.В. Канарский, Я.В. Казаков, Е.О. Окулова, Вестник Казан. технол. унив., 23, 208-211 (2014).
5. М.А. Холмова, К.Ю. Терентьев, Я.В. Казаков, Е.В. Новожилов, О.А. Синицына, А.М. Рожкова, А.П. Синицын, Вестник технол. ун-та, 5, 101-104 (2015).
6. А.А. Ковшун. Дисс. к.х.н., Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, 2015. 168 с.
Литература
1. Т.А. Никифорова, С.М. Севериненко, Д.А. Куликов, С.Г. Пономарев, Вестник Оренбургского государственного университета, 5, 141-144 (2010).
© А. Р. Ивлева - аспирант каф. пищевой инженерии малых предприятий КНИТУ, alla1987-87@mail.ru; З. А. Канарская -канд. тех. наук, доц. каф. пищевой биотехнологии, КНИТУ, zosya_kanarskaya@mail.ru. В. М. Гематдинова - аспирант каф. пищевой инженерии малых предприятий КНИТУ, venera.nas14@yandex.ru.
© A. R. Ivleva - Ph.D. Student, Department of food engineering in small enterprises, Kazan National Research Technological University, alla1987-87@mail.ru; Z. A. Kanarskaya - Ph.D, Associate Professor, Department of Food Biotechology, KNITU, zosya_kanarskaya@mail.ru; V. М. Gematdinova - Ph.D. Student, Department of food engineering in small enterprises, Kazan National Research Technological University, venera.nas14@yandex.ru.
