CC BY
26
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 664.002.612:577.112 ББК [36.839-1:36.932]:36.814-5
Н. Н. Артемьева, И. В. Байрашевский, М. Н. Шакесов
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БИОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ, ОБОГАЩЕННЫХ ЯИЧНЫМ БЕЛКОМ, С ЦЕЛЬЮ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
N. N. Artemieva, I. V. Bayrashevskiy, M. N. Shakesov
STUDY OF THE STRUCTURAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF BIOCHEMICAL SYSTEMS, ENRICHED WITH EGG WHITE TO OPTIMIZE THE TECHNOLOGICAL PROCESSES
Исследуются структурно-механические свойства макаронных изделий, обогащенных сухим яичным белком (СЯБ) - 5, 10, 15 и 20 % к массе муки, с целью повышения пищевой и биологической ценности конечного продукта и оптимизации технологических процессов их производства. Показано, что доза СЯБ по-разному влияет на скорость сушки: 5 и 10 %
СЯБ увеличивают скорость сушки, 15 и 20 % - уменьшают ее, приводя к увеличению продолжительности сушки изделия. Использование СЯБ требует более мягких режимов сушки.
Ключевые слова: сухой яичный белок; макаронные изделия; сушка, кинетика сушки, пищевая ценность; биологическая ценность; комплексный показатель качества, режимы сушки.
The problems of the structural and mechanical properties of pasta enriched with dry egg white (DEW) - with ratio 5, 10, 15 and 20 % to flour mass, in order to increase food and biological value of the end product and optimization of the technological processes of their production. It is shown that a dose of DEW has different effects on the rate of drying: 5 and 10 % of DEW increase the drying rate, 15 and 20 % decrease it, prolonging the drying period. The use of DEW requires more delicate modes of drying.
Key words: dried egg white, pasta, drying, drying kinetics, food value, biological value, comprehensive indicator of quality, drying modes.
Введение
Пищевая ценность продуктов питания является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье населения. Рациональное питание обеспечивает нормальный рост и развитие детей, способствует профилактике заболеваний, продлению жизни людей, повышению работоспособности и создает условия для их адекватной адаптации к окружающей среде.
Основными направлениями государственной политики в области здорового питания в плане производства пищевых продуктов являются в том числе:
- получение новых видов пищевых продуктов общего и специального назначения с использованием препаратов и биологически активных веществ;
- организация крупнотоннажного производства пищевого белка и белковых препаратов, предназначенных для обогащения пищевых продуктов.
Макаронные изделия, по сравнению с другими мучными изделиями, имеют ряд преимуществ: высокая усвояемость основных питательных веществ, длительный срок хранения, низкая стоимость и доступность для любых слоев населения.
При производстве макаронных изделий повышение пищевой и биологической ценности продукта достигается за счет введения в рецептуру нетрадиционных видов сырья и специальных пищевых добавок [1-3]. Наибольшего положительного эффекта при повышении пищевой и биологической ценности конечного продукта позволяет добиться использование сухого яичного белка (СЯБ).
По-прежнему актуальным остается вопрос о создании сбалансированных, обогащенных продуктов питания для детских садов, школ, военных частей, определенную долю рациона в которых могут занять макаронные изделия с СЯБ.
Результаты исследований физико-химических свойств макаронного теста свидетельствуют о том, что внесение яичного белка влияет на коллоидные процессы в тесте, формы связи влаги с материалом и его капиллярно-пористую структуру.
Несмотря на широкую практику использования в макаронном производстве яичных продуктов (яйца, меланж, яичный порошок), литературных данных, касающихся их влияния на структуру теста и кинетику его сушки, нами не обнаружено. Вследствие этого, для обоснования оптимальных режимов изготовления макаронных изделий с добавлением СЯБ, для объяснения механизма влияния СЯБ на качество конечного продукта, нами исследовалась также кинетика сушки макаронных изделий.
Кинетика сушки макаронных изделий изучалась на универсальном влагомере AND МХ-50 (рис. 1) - анализаторе влажности, предназначенном для экспресс-анализа влажности продукции. Влагомер AND МХ-50 - устройство, измеряющее влагу термографическим методом. Состоит влагомер AND МХ-50 из двух частей: аналитические весы и сушильный блок. Принцип работы анализатора влажности AND МХ-50 заключается в анализе влаги, испаряющейся при нагревании образца.
Рис. 1. Универсальный влагомер МХ-50 (Япония)
Используется анализатор влажности AND МХ-50 в различных производственных и исследовательских лабораториях, в пищевой, химической, фармацевтической промышленности, а также при входном и выходном контроле продукции.
В Государственном реестре средств измерений анализатор влажности AND МХ-50 значится под № 24789-05.
Прибор одновременно может снимать данные для построения кривой сушки и кривой скорости сушки. Это более точная методика построения кривых, чем метод графического дифференцирования кривых сушки.
Для опыта брали 100 г макаронных изделий, которые высушивали в сушильной установке в течение 150 минут при температуре 40 °С и скорости воздуха 1,6 м/мин. Относительная влажность воздуха составляла 50 и 60 %. Изменение массы фиксировали каждые 1, 2 и 3,5 минуты.
Каждую серию опытов выполняли в 3- и 5-кратной повторности, при измерении основных показателей качества полуфабрикатов и готовых изделий формировали выборку, достаточную для статистической обработки.
В работе использовали стандартные общепринятые химические, физико-химические, биологические, микробиологические и органолептические методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.
Тесто с массовой долей влаги 33 и 35 % замешивали в течение 10 минут, применяя холодный замес (температура воды 20 и 30 °С) и теплый замес (температура воды 50 и 70 °С). Яичный белок вносили в сухом виде, необходимом по рецептуре. Изделия формировали в виде короткорезаной лапши.
По результатам измерения строили кривые сушки в координатах W = f (т) и кривые скорости сушки - dW/dx = f (W).
Исследование осуществляли для макаронных изделий с СЯБ в количестве 5, 10, 15, 20 % к массе муки. Установлено (рис. 2, 3), что изделия с 5 и 10 % СЯБ высушиваются быстрее, чем изделия без дополнительного сырья и, как следствие, достигают влажности 10-12 % в течение
более длительного времени. Несмотря на увеличение прочности макаронных изделий, связанное с уплотнением их структуры, скорость сушки изделий с 15 и 20 % СЯБ меньше, чем скорость сушки изделий с меньшим содержанием белка. Очевидно, это можно объяснить тем, что при росте дозировки СЯБ в большей степени проявляется влияние поверхностной активности белка.
35
Без добавок 5 % СЯБ 10 % СЯБ 15 % СЯБ 20 % СЯБ
8
т, мин
10
12
14
16
14
Рис. 2. Кривая сушки в координатах Ж = / (т)
12
10
3
чз
¡г;
-в
10
15 20
Ж, %
Без добавок 5 % СЯБ 10 % СЯБ 15 % СЯБ 20 % СЯБ
25
30
34
Рис. 3. Кривая скорости сушки в координатах dW/dx = / (Ж)
Таким образом, доза СЯБ по-разному влияет на скорость сушки: 5 и 10 % СЯБ увеличивают ее, а 15-20 % СЯБ приводят к уменьшению скорости сушки и увеличению продолжительности сушки изделий на 20-50 %.
Заключение
Введение в рецептуру макаронных изделий СЯБ приводит к перераспределению влаги между компонентами макаронного теста и может изменить скорость сушки макаронных изделий.
Доза СЯБ по-разному влияет на скорость сушки: 5 и 10 % СЯБ увеличивают ее, а 15-20 % СЯБ приводят к уменьшению скорости сушки и увеличению продолжительности сушки изделий на 20-50 %.
Использование СЯБ требует более мягких режимов сушки.
На основе результатов исследований разработаны рекомендации для проектирования соответствующего технологического оборудования и определения оптимальных режимов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Коновалов К. П. Растительные пищевые композиты для производства комбинированных продуктов К. П. Коновалов, М. Т. Шублаева // Пищевая промышленность. - 2008. - № 7. - С. 1-7.
2. Перковец М. В. Новые ингредиенты для функциональных хлебобулочных и макаронных изделий - натуральные пребиотики / М. В. Перковец // Пищевые ингредиенты, сырье и добавки. - 2008. - № 1. - С. 38-48.
3. Творогова Н. Н. Макаронные изделия из хлебопекарной муки с использованием добавок / Н. Тво-рогова, Е. Воронова, Ю. Зайцева // Хлебопродукты. - 2000. - № 11. - С. 17-24.
REFERENCES
1. Konovalov K. P., Shublaeva M. T. Rastitel'nye pishchevye kompozity dlia proizvodstva kombiniro-vannykh produktov [Vegetable food elements for production of combined products]. Pishchevaia promyshlennost', 2008, no. 7, pp. 1-7.
2. Perkovets M. V. Novye ingredienty dlia funktsional'nykh khlebobulochnykh i makaronnykh izdelii -natural'nye prebiotiki [New ingredients for functional bakery and pasta products - natural prebiotics]. Pishchevye ingredienty, syr'e i dobavki, 2008, no. 1, pp. 38-48.
3. Tvorogova N. N., Voronova E., Zaitseva Iu. Makaronnye izdeliia iz khlebopekarnoi muki s is-pol'zovaniem dobavok [Pasta from bakery flour with the additives]. Khleboprodukty, 2000, no. 11, pp. 17-24.
Статья поступила в редакцию 21.01.2013
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Артемьева Наталья Николаевна - Астраханский государственный технический университет; канд. техн. наук, доцент; доцент кафедры «Технологические машины и оборудование» ; kostia_artemiev @mail .ru.
Artemieva Natalia Nickolaevna - Astrakhan State Technical University; Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor; Assistant Professor of the Department 'Technological Machines and Equipment"; [email protected].
Байрашевский Иван Владимирович - Астраханский государственный технический университет; студент, специальность «Автоматизация технологических процессов и производств»; [email protected].
Bayrashevskiy Ivan Vladimirovich - Astrakhan State Technical University; Student, Specialty "Automation of Technological Processes and Production"; [email protected].
Шакесов Мирлан Нурланович - Астраханский государственный технический университет; магистрант кафедры «Технологические машины и оборудование»; [email protected].
Shakesov Mirlan Nurlanovich - Astrakhan State Technical University; Master’s Degree Student of the Department "Technological Machines and Equipment"; [email protected].
