Научная статья на тему 'ФОРМИРОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЦИТРАТНОГО ЭФИРА КРАХМАЛА'

ФОРМИРОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЦИТРАТНОГО ЭФИРА КРАХМАЛА Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
138
50
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПШЕНИЧНЫЙ КРАХМАЛ / ЛИМОННАЯ КИСЛОТА / ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ / МЕТОД ЭКСТРУЗИИ / ДИНАМИЧЕСКАЯ ВЯЗКОСТЬ / ЦИТРАТНЫЙ ЭФИР КРАХМАЛА

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Соломина Л. С.

Исследования проводили с целью определения оптимальных технологических параметров (температуры экструзии, концентрации реагента, частоты вращения шнеков экструдера) производства цитратного эфира крахмала с повышенной динамической вязкостью. В качестве сырья использовали пшеничный крахмал, реагент - пищевая лимонная кислота. Концентрацию ее раствора изменяли в диапазоне 0...0,50 % к массе сухих веществ (СВ) крахмала. Влажность смеси (крахмал-реагент) во всех экспериментах составляла 25 %. Температуру изменяли в диапазоне 140.190 оС с интервалом в 10 оС, частоту вращения шнеков - 125.145 об./мин с шагом 5 об./мин. Влияние продолжительности перемешивания клейстера и его стабильности при хранении определяли на примере образцов, полученных при концентрации лимонной кислоты 0,40 % к массе СВ крахмала, температура обработки в первом случае составляла 170 оС, во втором - 160 и 170 оС. Частота вращения лабораторной мешалки была равна 300 об./мин, продолжительность перемешивания - от 10 до 60 мин с интервалом в 10 мин. Продолжительность хранения 10 %-ного клейстера при комнатной температуре составляла 8 дней. С повышением температуры экструзии от 140 до 190 оС динамическая вязкость образцов пшеничного цитратного крахмала уменьшилась в 1,5 раза. Наибольшую динамическую вязкость образцов в изучаемом диапазоне концентраций реагента отмечали при 0,40 % к массе СВ крахмала. Такой она должна быть для получения цитратного эфира крахмала белого цвета с максимальной динамической вязкостью 925 мПа·с при температуре 160 оС. При повышении температуры экструзии от 140 до 170 оС наблюдали увеличение содержания редуцирующих веществ в готовом продукте, а при температурах 180 и 190 оС оно уменьшалось. Динамическая вязкость клейстера при продолжительности перемешивания 60 мин и хранении в течение недели оставалась практически на одном уровне

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

FORMATION OF RHEOLOGICAL PROPERTIES OF CITRATE STARCH ETHER

The purpose of the studies was to determine the optimal technological parameters (extrusion temperature, reagent concentration, and rotational speed of the extruder screws) for the production of citrate starch ester with increased dynamic viscosity. As a raw material we used wheat starch; as a reagent, we used food citric acid. The concentration of its solution was changed in the range 0-0.50% to the weight of starch dry matter (DM). The moisture content of the mixture (starch and reagent) in all experiments was 25%. The temperature was changed in the range of 140-190 C with an interval of 10 C; the rotational speed of the screws was 125- 145 rpm in increments of 5 rpm. The influence of the duration of mixing the paste and its stability during storage was determined using the example of samples obtained at a citric acid concentration of 0.40% of the mass of starch DM; the processing temperature in the first case was 170 C; in the second case, it was 160 C and 170 C. The rotational speed of the laboratory stirrer was 300 rpm; the stirring time varied from 10 minutes to 60 minutes with an interval of 10 minutes. The storage time of the 10% paste at room temperature was eight days. With an increase in the extrusion temperature from 140 C to 190 C, the dynamic viscosity of the wheat citrate starch samples decreased 1.5 times. The highest dynamic viscosity of the samples in the studied range of reagent concentrations was observed at 0.40% of the weight of starch DM. This indicator allows obtaining a citrated starch ester of white colour with a maximum dynamic viscosity of 925 mPa s at a temperature of 160 C. With an increase in the extrusion temperature from 140 C to 170 C, we observed an increase in the content of reducing substances in the finished product, while at temperatures of 180 C and 190 C it decreased. The dynamic viscosity of the paste with a mixing time of 60 minutes and storage time of a week remained practically at the same level.

Текст научной работы на тему «ФОРМИРОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЦИТРАТНОГО ЭФИРА КРАХМАЛА»

doi: 10.24411/0235-2451-2021-10612

УДК 664. 2.059

Формирование реологических свойств цитратного эфира крахмала

Л. С. СОЛОМИНА

Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов - филиал Федерального научного центра пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, ул. Некрасова, 11, пос. Красково, Московская обл., 140051, Российская Федерация

Резюме. Исследования проводили с целью определения оптимальных технологических параметров (температуры экструзии, концентрации реагента, частоты вращения шнеков экструдера) производства цитратного эфира крахмала с повышенной динамической вязкостью. В качестве сырья использовали пшеничный крахмал, реагент - пищевая лимонная кислота. Концентрацию ее раствора изменяли в диапазоне 0...0,50 % к массе сухих веществ (СВ) крахмала. Влажность смеси (крахмал-реагент) во всех экспериментах составляла 25 %. Температуру изменяли в диапазоне 140.190 оС с интервалом в 10 оС, частоту вращения шнеков - 125.145 об./мин с шагом 5 об./мин. Влияние продолжительности перемешивания клейстера и его стабильности при хранении определяли на примере образцов, полученных при концентрации лимонной кислоты 0,40 % к массе СВ крахмала, температура обработки в первом случае составляла 170 оС, во втором - 160 и 170 оС. Частота вращения лабораторной мешалки была равна 300 об./мин, продолжительность перемешивания - от 10 до 60 мин с интервалом в 10 мин. Продолжительность хранения 10 %-ного клейстера при комнатной температуре составляла 8 дней. С повышением температуры экструзии от 140 до 190 оС динамическая вязкость образцов пшеничного цитратного крахмала уменьшилась в 1,5 раза. Наибольшую динамическую вязкость образцов в изучаемом диапазоне концентраций реагента отмечали при 0,40 % к массе СВ крахмала. Такой она должна быть для получения цитратного эфира крахмала белого цвета с максимальной динамической вязкостью 925 мПа-с при температуре 160 оС. При повышении температуры экструзии от 140 до 170 оС наблюдали увеличение содержания редуцирующих веществ в готовом продукте, а при температурах 180 и 190 оС оно уменьшалось. Динамическая вязкость клейстера при продолжительности перемешивания 60 мин и хранении в течение недели оставалась практически на одном уровне. Ключевые слова: пшеничный крахмал, лимонная кислота, технологические параметры, метод экструзии, динамическая вязкость, цитратный эфир крахмала.

Сведения об авторе: Л. С. Соломина, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник (e-mail: solominalidiya@ yandex.ru).

Для цитирования: Соломина Л. С. Формирование реологических свойств цитратного эфира крахмала // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 6. С. 68-72. doi: 10.24411/0235-2451-2021-10612

Formation of rheological properties of citrate starch ether

L.S. Solomina

All-Russian Research Institute of Starch Products, branch of the Gorbatov Federal Science Center of Food Systems, Russian Academy of Sciences, ul. Nekrasova, 11, pos. Kraskovo, Moskovskaya obl., 140051, Russian Federation

Abstract. The purpose of the studies was to determine the optimal technological parameters (extrusion temperature, reagent concentration, and rotational speed of the extruder screws) for the production of citrate starch ester with increased dynamic viscosity. As a raw material we used wheat starch; as a reagent, we used food citric acid. The concentration of its solution was changed in the range 0-0.50% to the weight of starch dry matter (DM). The moisture content of the mixture (starch and reagent) in all experiments was 25%. The temperature was changed in the range of 140-190 C with an interval of 10 C; the rotational speed of the screws was 125- 145 rpm in increments of 5 rpm. The influence of the duration of mixing the paste and its stability during storage was determined using the example of samples obtained at a citric acid concentration of 0.40% of the mass of starch DM; the processing temperature in the first case was 170 C; in the second case, it was 160 C and 170 C. The rotational speed of the laboratory stirrer was 300 rpm; the stirring time varied from 10 minutes to 60 minutes with an interval of 10 minutes. The storage time of the 10% paste at room temperature was eight days. With an increase in the extrusion temperature from 140 C to 190 C, the dynamic viscosity of the wheat citrate starch samples decreased 1.5 times. The highest dynamic viscosity of the samples in the studied range of reagent concentrations was observed at 0.40% of the weight of starch DM. This indicator allows obtaining a citrated starch ester of white colour with a maximum dynamic viscosity of 925 mPa s at a temperature of 160 C. With an increase in the extrusion temperature from 140 C to 170 C, we observed an increase in the content of reducing substances in the finished product, while at temperatures of 180 C and 190 C it decreased. The dynamic viscosity of the paste with a mixing time of 60 minutes and storage time of a week remained practically at the same level. Keywords: wheat starch; citric acid; technological parameters; extrusion method; dynamic viscosity; citrate starch ester. Keywords: wheat starch, citric acid, technological parameters, extrusion method, dynamic viscosity, citrate starch ester. Author Details: L. S. Solomina, Cand. Sc. (Tech.), leading research fellow (e-mail: solominalidiya@yandex.ru) For citation: Solomina LS [Formation of rheological properties of citrate starch ether]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2021; 35(6):68-72. Russian. doi: 10.24411/0235-2451-2021-10612

В последние несколько лет предприятия крахма-лопаточной отрасли вырабатывают небольшой ассортимент модифицированных крахмалов, в основном из кукурузного сырья. В результате запросы российских потребителей в модифицированных крахмалах более чем на 50 % покрываются поставками из-за рубежа [1, 2]. На внутреннем рынке в широком ассортименте представлены модифицированные крахмалы из разных стран мира, произведенные из картофельного, кукурузного, пшеничного, тапиокового, амилопектино-вого и других видов сырья. Большим спросом в нашей стране пользуются эфиры крахмала, доля которых в общем объеме импорта модифицированных крахмалов составляет в среднем 70 % [3]. Способы их производства

основаны на способности реакционных групп молекул полисахаридов крахмала вступать в химические реакции с органическими и неорганическими соединениями [4].

Увеличение объемов производства и расширение ассортимента модифицированных крахмалов пищевого и технического назначения - актуальная задача для предприятий крахмалопаточной отрасли.

Для производства нативного крахмала и его модификаций перспективным сырьем можно считать зерно пшеницы. Это наиболее важная хлебная культура и основной источник питания человека. Доля пшеницы в общем сборе зерновых в России составляет 60...70 %, и в ближайшей перспективе она может стать основным сырьем для производства крахмала и крахмалопродуктов

[5]. Зерно этой культуры содержит Б4...72 % крахмала

[6]. Пшеничный крахмал в зависимости от сорта зерна содержит 20.30 % амилозы и 70.80 % амилопектина [7]. В процессе его глубокой переработки можно произвести широкий ассортимент продуктов с высокой добавленной стоимостью, в том числе нативный и модифицированные крахмалы, крахмальную патоку, глюкозно-фруктозные сиропы, глюкозу, клейковину, спирт, биотопливо, кормовую добавку и др. [8].

Полученный при переработке зерна пшеничный крахмал пригоден для производства и расширения ассортимента модифицированных крахмалов пищевого и технического назначения, в том числе резистентных крахмалов низкой усвояемости с использованием термических и ферментативных модификаций, циклодекстринов и био-разлагаемых полимерных материалов [9, 10, 11].

Цель исследования - разработать технологический режим производства цитратного эфира крахмала повышенной вязкости методом экструзии на основе пшеничного крахмала в присутствии лимонной кислоты.

Основной процесс, происходящий при экструзионной обработке крахмала - изменение его структуры, что обусловливает появление новых физико-химических свойств экструдата. Эффективность производства модифицированного крахмала методом экструзии зависит от вида крахмала и технологических параметров его обработки. Наиболее важный показатель, по которому оценивают качество модифицированного крахмала - вязкость клейстера.

Для достижения поставленной цели решали следующие задачи: исследовать влияние технологических параметров (температуры обработки, концентрации лимонной кислоты, частоты вращения шнеков) на динамическую вязкость клейстера, определить оптимальные параметры получения продукта с наибольшей динамической вязкостью и исследовать функциональные свойства готового продукта (стабильность при хранении и механическом воздействии, то есть перемешивании).

Условия, материалы и методы. Объект исследования - пшеничный крахмал (высшего сорта, ГОСТ 31935-2012) производства АО «Крахмалопродукты» со следующими физико-химическими показателями: цвет -белый; массовая доля влаги - 13,6 %; массовая доля общей золы - 0,14 %; массовая доля протеина - 0,29 %, титруемая кислотность - 19,1 см3 0,1 М NaOH. В качестве эфирообразующего реагента использовали лимонную кислоту моногидрат пищевую, соответствующую ГОСТ 908-2004.

Физико-химические свойства цитратного эфира крахмала определяли по следующим методикам: цвет, массовую долю влаги - по ГОСТ 7698-93; динамическую вязкость 10 %-ного клейстера - вискозиметрическим методом с использованием вискозиметра Гепплера; редуцирующие вещества - химическим методом Бертрана, степень полимеризации и молекулярную массу полисахаридов крахмала - расчетным методом по содержанию редуцирующих веществ, насыпную плотность - расчетным путем, как отношение

взвешенной массы свободно засыпанного образца в стакан объемом 1 л к занимаемому объему.

Для получения цитратного эфира крахмала использовали экструзионный метод обработки пшеничного крахмала в присутствии лимонной кислоты. Образцы изготавливали на опытном производстве ВНИИ крахма-лопродуктов в двухшнековом экструдере марки Р3 КЭД, которые крахмалопаточные предприятия используют для выработки экструзионного крахмала.

Лимонную кислоту растворяли в горячей воде при температуре 60 оС. Раствор реагента распыляли пульверизатором на сухой пшеничный крахмал при непрерывном перемешивании его в смесителе. Массовая доля влаги в образцах нативного и подкисленного пшеничного крахмала, поступающих на экструзионную обработку, составляла 25 %.

Влияние температуры обработки нативного и подкисленного пшеничного крахмала определяли, изменяя ее от 140 до190 оС с интервалом в 10 оС, при концентрации реагента 0,40 % к массе сухого вещества (СВ) крахмала и частоте вращения шнеков 135 об./мин. Влияние концентрации реагента определяли, варьируя ее в диапазоне 0.0,50 % к массе СВ крахмала с интервалом 0,05 %, при частоте вращения шнеков 135 об./мин и повышении температуры экструзии подкисленного крахмала со 140 до190 оС с шагом в 10 оС.

Зависимость динамической вязкости клейстера готового продукта от частоты вращения шнеков исследовали в диапазоне 125.145 об./мин с шагом 5 об./мин, при температуре обработки крахмала 160 оС и концентрации реагента 0,40 % к массе СВ крахмала. Выпрессовывание экструдата происходило через отверстия в матрице диаметром 4 мм. Готовый продукт охлаждали до 20.25 оС, измельчали на лабораторной мельнице, просеивали через металлическую сетку с размером стороны квадратной ячейки 1 мм и анализировали.

Влияние продолжительности перемешивания 10 %-ного клейстера на показатель динамической вязкости исследовали на образце цитратного эфира крахмала, произведенном при концентрации реагента 0,40 % к массе СВ крахмала, частоте вращения шнеков 135 об./мин и температуре экструзии 170 оС. Частота вращения лабораторной мешалки для перемешивания клейстера составляла 300 об./мин, продолжительность перемешивания клейстера изменяли от 10 до 60 мин с интервалом в 10 мин.

Рис. 1. Влияние температуры обработки на динамическую вязкость клейстера цитратного эфира крахмала (расход реагента 0,040 %):□ - крахмал без реагента, - крахмал с реагентом.

Влияние продолжительности хранения 10 %-ного клейстера на его стабильность, определяемую по показателю динамической вязкости, исследовали на двух образцах цитратного эфира крахмала, произведенных при концентрации реагента 0,40 % к массе СВ крахмала, частоте вращения шнеков 135 об./мин и температурах экструзии 160 и 170 оС. Продолжительность хранения клейстера каждого образца при температуре 20 оС составляла 8 суток. Динамическую вязкость определяли ежедневно.

Исследования проводили в трехкратной повторно-сти. Обработку экспериментальных данных осуществляли с использованием математической программы «^айвйса 12.5».

Результаты и обсуждение. Динамическая вязкость клейстера цитратного эфира крахмала с повышением температуры экструзии со 140 до 190 оС уменьшилась в 1,5 раза с 1060 до 700 мПа-с в результате расщепления (деполимеризации) молекул полисахаридов крахмала (рис. 1).

Образцы цитратного эфира крахмала отличались большей вязкостью, по сравнению с пшеничным экстру-зионным крахмалом, полученным без реагента. Например, при температуре обработки 170 оС она была выше в 1,7 раза. Результаты исследования свидетельствуют об одновременном протекании в присутствии лимонной кислоты не только процесса расщепления (деполимеризации) молекул полисахаридов, но и этерификации (образования эфиров крахмала).

С увеличением концентрации реагента от 0,05 до 0,50 % к массе СВ крахмала динамическая вязкость образцов повышалась и достигала наибольшего уровня при ее величине 0,40 % (рис. 2). Дальнейшее повышение концентрации лимонной кислоты не оказывало достоверного влияния на вязкость клейстера.

ного крахмала. Такие образцы получали при концентрации реагента 0,05.0,40 % к сухой массе крахмала и температурах обработки 140.170оС. Образцы цитратного эфира крахмала белого цвета с наибольшими показателями динамической вязкости (925 и 851 мПа-с), не требующие дополнительного высушивания экструдата, были изготовлены при температуре 160.170 оС и концентрации реагента 0,40 % к массе СВ крахмала.

Обработка экспериментальных данных с использованием программы «^айвйса 12.5» позволила получить уравнение, с высокой точностью (Я2=0,9952) характеризующее зависимость динамической вязкости цитратного эфира (П, мПа-с) от концентрации реагента (С, %) и температуры обработки (Т, оС):

П = 1116,4+1641-С - 1791С2- 0,02153-Т2, (1)

Все коэффициенты уравнения регрессии значимы (р<0,05).

Рис. 2. Влияние концентрации реагента и температуры обработки на динамическую вязкость клейстера цитратного эфира крахмала: — ♦— - 140 оС, —и— - 150 оС, —а— - 160 оС, —*- - 170 оС, - 180 оС, —•— - 190 оС.

Повышение вязкости клейстера с ростом концентрации реагента обусловлено ускорением процесса этери-фикации. С увеличением температуры динамическая вязкость исследуемых образцов уменьшалась, однако при температуре обработки подкисленного крахмала ниже 160 оС и частоте вращения шнеков 135 об./мин получали сырой продукт, требующий дополнительного высушивания. Цвет образцов, произведенных при температурах 140.170 оС и концентрации лимонной кислоты 0,45. 0,50 %, а также при температурах 180.190 оС и концентрации реагента 0,05 и 0,50 %, становился палевым вследствие образования красящих веществ.

Наиболее привлекателен для потребителей - производителей пищевых продуктов белый цвет модифицирован-

Рис. 3. Влияние температуры обработки на содержание редуцирующих веществ в цитратном эфире крахмала.

Разрыв гликозидных связей полисахаридов сопровождается увеличением их редуцирующей способности и обусловливает в определенной степени снижение вязкости клейстера экструдатов [5]. С повышением температуры экструзии от 140 до 170 оС содержание редуцирующих веществ в готовом продукте возросло, что связано с образованием низкомолекулярных продуктов деструкции полисахаридов крахмала, обладающих восстанавливающей способностью (рис. 3). Уменьшение содержания редуцирующих веществ в цитратном эфире крахмала при более высоких температурах (180. 190 оС) обусловлено появлением новых связей в молекулах расщепленных полисахаридов крахмала вследствие реакции рекомбинации продуктов деструкции, при которой наблюдается увеличение числа концевых нередуцирующих групп на единицу массы.

С повышением температуры обработки пшеничного крахмала изменяются степень полимеризации и среднечисловая молекулярная масса молекул полисахаридов (см. табл.). При увеличении температуры со 140 до 170 оС происходило их быстрое снижение, что обусловлено высокой степенью расщепления молекул. Дальнейшее повышение температуры до 190оС способствовало увеличению молекулярной массы и степени полимеризации цитратного эфира крахмала в связи с образованием новых связей.

С повышением частоты вращения шнеков со 125 до 145 об./мин при постоянстве других параметров продолжительность обработки подкисленного крахмала в

Таблица. Влияние температуры обработки на степень полимеризации и молекулярную массу полисахаридов крахмала (концентрация реагента 0,40 %)

Показатель Температ ура обработки крахмала, оС

140 | 150 160 | 170 | 180 | 190

Степень полимеризации 232 128 105 87 90 102 Молекулярная масса 37584 20736 17010 14094 14580 16524

рабочей камере экструдера снижалась, расщепление полисахаридов и образование цитратных эфиров крахмала уменьшалось и, как следствие, динамическая вязкость клейстера исследуемых образцов уменьшалась с 948 до 810 мПа-с, или на 15 % (рис. 4). При частоте вращения шнеков 140 и 145 об./мин производительность экструдера повышалась до 165 и 173 кг/ч соответственно, но сила

показатели динамическои вязкости исследуемых образцов, полученных при 160 и 170 оС, не значимо уменьшились соответственно на 7 и 12 мПа-с (рис. 6). Клейсте-ры не расслаивались и не ретроградировали, что свидетельствует об их устойчивости при хранении.

Образцы цитратного эфира крахмала, полученные на основе пшеничного крахмала методом экструзии с применением лимонной кислоты, представляли собой мелкодисперсные порошки белого и палевого цвета.

Результаты определения насыпной плотности цитратного эфира крахмала, необходимой для правильного выбора размера потребительской тары, свидетельствуют, что концентрация реагента и температура обработки пшеничного подкисленного крахмала не оказывают значимого влияния на величину этого показателя. При атмосферном давлении она была одинаковой во всех образцах и составляла 472 кг/м3.

Рис. 4. Влияние частоты вращения шнеков на динамическую вязкость клейстера цитратного эфира крахмала (С = 0,40 %; Т = 160 оС).

тока в обмотке двигателя одновременно возрастала до 119 и 122 А, что было значительно больше номинальной величины, равной 110 А. В варианте с частотой вращения шнеков 125 об./мин производительность экструдера составляла 143 кг/ч, сила тока в обмотке двигателя - 98 А, но экструдат получался сырым и требовал дополнительного высушивания. Оптимальной для производства цитратного эфира крахмала следует считать частоту вращения шнеков 130...135 об./мин. При этом межвитковый объем шнеков в зоне загрузки заполнялся полностью, сила тока в обмотке двигателя составляла 104...107А и не превышала номинального значения, а производительность экструдера достигала 160 кг/ч.

При перемешивании клейстера, полученного при температуре обработки крахмала 160 оС и концентрации лимонной кислоты 0,40 % к сухой массе крахмала, в течение часа динамическая вязкость уменьшилась на 16 мПа-с (рис. 5), то есть практически оставалась на одном уровне. Клейстер не расслоился, что свидетельствует о его устойчивости к механическому воздействию.

При хранении 10 %-ного клейстера цитратного эфира крахмала в течение 8 суток

0 10 20 30 40 50 60 Продолжительность перемешивания клейстера, мин

Рис. 5. Влияние продолжительности перемешивания клейстера на показатель динамической вязкости цитратного эфира крахмала.

Производство цитратного эфира пшеничного крахмала целесообразно организовать на действующих предприятиях, вырабатывающих пшеничный крахмал, а также на заводах по производству эктрузионного

Рис. 6. Влияние продолжительности хранения клейстера цитратного эфира крахмала на показатель динамической вязкости: - температура экструзии 160 оС, - температура экструзии 170оС.

крахмала или крахмалопродуктов на автоматической экструзионной линии. Технология получения цитратного эфира крахмала - безотходная.

Цитратный эфир пшеничного крахмала, произведенный методом экструзии, относится к экструзионным крахмалам холодного набухания с повышенной динамической вязкостью клейстера, которые применяют в пищевой промышленности для выработки продуктов, не требующих варки, в том числе в качестве углеводного компонента при производстве сухих смесей киселей и пудингов быстрого приготовления, а также как стабилизирующего и загущающего компонента при производстве кремов, фруктовых начинок, напитков.

Выводы. При обработке пшеничного крахмала методом экструзии в присутствии лимонной кислоты одновременно протекают процессы расщепления и этерификации полисахаридов, в результате которых динамическая вязкость клейстера повышается. Она возрастает пропорционально росту концентрации реагента. Установлена высокая корреляционная зависимость между показателем динамической вязко-

сти цитратного эфира крахмала и технологическими параметрами его производства, с использованием которой можно проводить необходимые технологические расчеты.

При изменении температуры обработки и концентрации лимонной кислоты можно получить серию цитратных эфиров крахмала, имеющих разную динамическую вязкость, что дает возможность использовать их в производстве сухих смесей киселей и пудингов быстрого приготовления, кисломолочных продуктов и кондитерских изделий в качестве углеводного компонента, загустителя или стабилизатора.

Оптимальными параметрами технологического режима производства цитратного эфира крахмала белого цвета с наибольшими показателями динамической вязкости (851.925 мПа-с) следует считать концентрацию лимонной кислоты 0,40 % к массе СВ крахмала, температуру экструзии - 170.160 оС, частоту вращения шнеков - 135 об./мин. Изготовленные в таком режиме клейстеры устойчивы при перемешивании в течение 1 ч и хранении на протяжении 8 суток.

Литература.

1. Соломин Д. А. Целесообразность и эффективность производства модифицированных крахмалов в крахмалопаточной отрасли //Пищевая промышленность. 2013. № 7. С. 54-56.

2. Соломин Д. А., Соломина Л. С. Исследования в области получения эфиров тритикалевого крахмала // Пищевая промышленность. 2018. № 11. С. 91-95.

3. Соломина Л. С., Соломин Д. А. Исследование процесса получения амилопектинового фосфатного крахмала //Хранение и переработка сельхозсырья. 2018. № 3. С. 27-35.

4. Жушман А. И. Модифицированные крахмалы. М.: Пищепромиздат, 2007. 179 с.

5. Лукин Д. Н., Андреев Н. Р. К вопросу импортозамещения продуктов глубокой переработки зерна и картофеля //Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий (Воронеж). 2014. № 4. С. 291-294. doi: 10.20914/23101202-2014-4-291-294.

6. Wheat starch: properties, modification and uses / C. C. Maningat, S. D. Bassi, K. S. Woo, et al. Nova Science Publishers, 2004. P. 475-480.

7. The content and quality of starch in different wheat varieties growing in experimental conditions/V. Valkova, H. Duranova, J. Bilcikova, et al. // Journal of microbiology biotechnology and food sciences. 2019. Vol. 9. P. 462-466. doi: 10.15414/jmbfs.2019.9.special.462-466.

8. Гольдштейн В. Г., Куликов Д. С., Страхова С. А. Перспективы глубокой переработки зерна пшеницы //Пищевая промышленность. 2018. № 7. С. 14-19.

9. Production and characterization of type III resistant starch from native wheat starch using thermal and enzymatic modifications / C. G. Arp, M. J. Correa, C. Ferrero, et al. //Food and bioprocess technology. 2020. Vol. 3. No. 7. P. 1181-1192. doi: 10.1007/s11947-020-02470-5.

10. Germinated wheat starch as a substrate to produce cyclodextrins: Application in inclusion complex to improve the thermal stability of orange essential oil/D. H. Kringel, J. Baranzelli, J. D. Schoffer, et al. //Starch-Starke. 2020. Vol. 72. No. 1-2. Article: 1900083. URL: https:// onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/star.201900083 (дата обращения: 20.05.2021). doi: 10.1002/star.201900083.

11. Phosphorylated and cross-linked wheat staiches in the presence of polyethylene oxide and their application in biocomposite films / G. P. Bruni, J. P. de Oliveira, S. L. M. El Halal, et al. //Starch-Starke. 2018. Vol. 70. No. 7-8. Article: 1700192. URL: https://onlinelibrary. wiley.com/doi/abc/10.1002/star.201700192 (дата обращения: 20.05.2021). doi: 10.1002/star.201700192.

References

1. Solomin DA. [Feasibility and efficiency of the production of modified starches in the starch industry]. Pishhevaja promyshlennost'. 2013;(7):54-6. Russian.

2. Solomin DA, Solomina LS. [Research in the field of obtaining esters of triticale starch]. Pishhevaja promyshlennost'. 2018;(11):91-5. Russian.

3. Solomina LS, Solomin DA. [Research of process of receiving amylopectin phosphatic starch]. Khranenie i pererabotka sel'hozsyrja. 2018;(3):27-35. Russian.

4. Zhushman AI. Modifitsirovannye krakhmaly [Modified starches]. Moscow: Pishchepromizdat; 2007. 179 p. Russian.

5. Lukin DN, Andreev NR. [On the issue of import substitution of products of deep processing of grain and potato]. VestnikVoronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernykh tekhnologij (Voronezh). 2014;(4):291-4. Russian. doi: 10.20914/2310-1202-2014-4-291294.

6. Maningat CC, Bassi SD, Woo KS, et al. Wheat starch: properties, modification and uses. Nova Science Publishers ; 2004. p. 475-80.

7. Valkova V, Duranova H, Bilcikova J, et al. The content and quality of starch in different wheat varieties growing in experimental conditions. Journal of microbiology biotechnology and food sciences. 2019;9:462-6. doi: 10.15414/jmbfs.2019.9.special.462-466.

8. Goldstein VG, Kulikov DS, Strakhova SA. [Prospects for deep processing of wheat grain]. Pishhevaja promyshlennost'. 2018;(7):14-9. Russian.

9. Arp CG, Correa MJ, Ferrero C, et al. Production and characterization of type III resistant starch from native wheat starch using thermal and enzymatic modifications. Food and bioprocess technology. 2020;3(7):1181-92. doi: 10.1007/s11947-020-02470-5.

10. Kringel DH, Baranzelli J, Schoffer JD, et al. Germinated wheat starch as a substrate to produce cyclodextrins: Application in inclusion complex to improve the thermal stability of orange essential oil. Starch-Starke [Internet]. 2020 [cited 2021 May 20];72(1-2): Article 1900083. Available from: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/star.201900083. doi: 10.1002/star.201900083.

11. Bruni GP, de Oliveira JP, El Halal SLM, et al Phosphorylated and cross-linked wheat starches in the presence of polyethylene oxide and their application in biocomposite films. Starch-Starke [Internet]. 2020 [cited 2021 May 20];70(7-8): Article 1700192. Available from: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abc/10.1002/star-.201700192. doi: 10.1002/star.201900051.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.