CC BY
57
Таблица
Содержание CO2, г/дм , при брожении, сут
и е 3 р б О 2 4 6 8 10 12 14 16 18
СРА 1 0,03 0,07 0,18 0,5 1 1,23 1,37 1,5 1,6
СРА 2 0,04 0,07 0,2 0,6 1,3 1,4 1,5 1,74 1,8
СРА 3 0,07 0,1 0,3 0,7 1,45 1,5 1,7 1,89 2
Контроль 1 (красный) 0 0 0,08 0,2 0,5 0,8 1,2 1,4 1,5
Контроль 2 (белый) 0 0 0,1 0,23 0,7 1,15 13 1,47 1,6
сивный рост биомассы в меньший промежуток времени, поэтому интенсификация брожения наступает уже на 3-е сут.
Нами также исследовано применение СРА, полученного на основе белого виноматериала, при вторичном брожении красных виноматериалов из сорта винограда Каберне. Образцы после брожения подвергали органолептической оценке. Установлено, что полученный образец проявлял во вкусе еле уловимые тона травянистости и молочных сливок, нехарактерные для красных вин из данного сорта винограда.
Таким образом, использование СРА позволяет регулировать не только физико-химические, но и органо-
лептические показатели игристых вин. Введение СРА благотворно влияет на прохождение вторичного брожения в целом и позволяет исключить необходимость длительной выдержки на дрожжевых осадках.
ЛИТЕРАТУРА
1. Авакянц С.П. Биохимические основы технологии шампанского. - М.: Пищевая пром-сть, 1980. - 350 с.
2. Родопуло А.К. Биохимия шампанского производства. -2-е изд. - М.: Пищевая пром-сть, 1975. - 352 с.
3. Родопуло А.К. Основы биохимии виноделия. - 2-е изд. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983. - 239 с.
Поступила 11.03.10 г.
REGULATION THE QUALITY OF SPARKLING WINES WITH STRUCTURALLY DESTROYED AUTOLYSIS OF YEAST
A.A. MALAKHOV, I.A. NABEREGNYKH
Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072;ph./fax: (861) 255-79-97, e-mail: [email protected]
Analysed problems of influence products of yeast’s autolysis on organoleptic properties of the sparkling wines. Influence of using structurally destroyed autolysis at formation connected forms of carbon dioxide by fermentation physic-chemical and organoleptic indexes of the wines is researched.
Key words: sparkling wines, autolysis, primary fermentation, secondary fermentation, nitrogenous compounds, carbonic dioxide.
664
ПЛОТНОСТЬ И ЭКСПАНСИЯ ЭКСТРУДАТОВ ИЗ КАРТОФЕЛЬНЫХ ХЛОПЬЕВ, УВЛАЖНЕННЫХ ДИАФИЛЬТРАЦИОННЫМ СЫВОРОТОЧНЫМ КОНЦЕНТРАТОМ
КОЛЬО Т. ДИНКОВ, НИКОЛАЙ Д. МЕНКОВ, МАРИЯ А. ДУШКОВА, НЕШО Г. ТОШКОВ
Университет пищевых технологий (УПТ),
4000, г. Пловдив, Болгария, б-р Марица, 26
Проведена экструзия картофельных хлопьев на одношнековом экструдере ВгаЬеМег 20 БЫ. Для увлажнения хлопьев до подходящей для экструзии влажности использован жидкий диафильтрационный протеиновый концентрат. Посредством полного факторного эксперимента исследовано влияние количества добавленного концентрата и скорости вращения шнека на плотность и радиальный коэффициент экспансии. Степень обогащения белком экструдатов из картофельных хлопьев ограничена, так как увеличение количества добавки приводит к повышению влажности, уменьшению объема гранул и повышению плотности экструдатов. Чтобы получить хорошо экспандированный экструдат низкой плотности необходимо проводить экструзию при низкой влажности хлопьев и высокой скорости вращения шнека. Ключевые слова: картофельные хлопья, диафильтрация сыворотки, экструзия, плотность и объем гранул.
Экструзия зерновых и картофельных продуктов, ко- вой промышленности из-за их хороших функциональ-
торые имеют высокое содержание крахмала, представ- ных свойств и высокой биологической ценности для
ляет важный сегмент в пищевой промышленно- улучшения текстуры, органолептических и питатель-
сти [1, 2]. Сывороточные белки используются в пище- ных свойств продуктов [3].
В последние годы исследуется экструдирование сывороточных белков в смеси с крахмалом, что уменьшает затраты при приготовлении экспандированных сне-ков [4-7], текструированных белков [8] и третьего поколения снеков [9]. При экструзии очень важны контроль и регулирование соотношений между крахмалом и белком. Сворачивание глобулярного белка улучшает связь с другими ингредиентами и позволяет создавать новые продукты [8]. Добавление белка в небольших количествах к крахмалосодержащим продуктам улучшает текстуральные свойства экструдатов [10, 11].
Цель настоящей работы - исследование влияния добавленного диафильтрационного сывороточного концентрата (ДФСК) и скорости шнека на плотность и коэффициент экспансии экструдатов из картофельных хлопьев.
Исследование было проведено с картофельными хлопьями влажностью 9,1%, массовой плотностью 290 кг/м3, поставляемыми «Solan» S.H. (Польша), и обезжиренной сывороткой сыра, поставляемой «Фили-пополис» ООД (Болгария).
Сыворотку подвергали ультрафильтрации и последующей диафильтрации на ультрафильтрационной установке со сменным мембранным модулем [12, 13] с мембраной УФ 25-ПАН, коэффициент сокращения объема ку = 15.
Для экструдирования образцы картофельных хлопьев массой 1 кг увлажняли различным количеством жидкого ДФСК.
Экструзию осуществляли на одношнековом экструдере Brabender 20 DN [14, 15] с диаметром фильеры 5 мм; степенью сжатия шнека 3:1, скоростью вращения шнека 40 мин-1; температурой в трех зонах 140, 160, 160°С.
Независимыми переменными приняты количество добавляемого ДФСК и скорость вращения шнека. Проведен полный факторный эксперимент с дополнительными экспериментами на нулевом уровне обоих факторов. План эксперимента с натуральными значениями факторов и в кодированном виде представлен в табл. 1. Опыты в каждой точке плана были выполнены с трехкратным повторением.
Таблица 1
Значения факторов
Номер Натуральные Кодированные
опыта ДФСК, мл Скорость, мин-1 Xi Х2
1 60 120 -1 -1
2 60 150 -1 0
3 60 180 -1 1
4 120 120 0 -1
5 120 150 0 0
6 120 180 0 1
7 180 120 1 -1
8 180 150 1 0
9 180 180 1 1
Влажность и содержание белка в исходном материале, в увлажненных образцах и экструдатах определены стандартными методами [16, 17].
Для каждого повторения рассчитан коэффициент экспансии 71 как отношение среднего из 10 измерений диаметра экструдата к диаметру фильеры матрицы. Плотность сухого экструдата У2 для каждого повторения определена как соотношение между массой и объемом цилиндрической пробы. Для этой цели экструдаты были нарезаны в форме цилиндриков длиной 20 мм. Для определения объема использовали средние измерения длины и диаметра десяти для каждого повторения случайно выбранных цилиндров.
Для моделирования зависимостей в кодированном виде использовали линейное регресионное уравнение с межфакторным взаимодействием
п п п
го = Ьо + £ Ъ1Х1 +££ ъах1х1 , (1)
¿= 1 ¿= 1 ;= 1
где Ьо, Ь, Ъ - свободный коэффициент и коэффициенты линейных эффектов и межфакторных взаимодействий.
Полученный ДФСК содержал 7% объемной массы (о. м.) сухого вещества, из которого белок составлял 54%. Содержание белка в картофельных хлопьях 10,8% о. м. Их влажность после добавления соответствующего количества ДФСК достигала от 14 до 22%
о. м. Содержание белка в экструдатах увеличилось по сравнению с исходным материалом от 1 до 3% на сухой вес.
Полученные результаты полного факторного эксперимента приведены в табл. 2.
Таблица2
а т ы п о р Х1 Х2 Y1 Y2, кг/м3
1 -1 —1 2,70 ± 0,07* 239,8 ± 22,3
2 -1 0 2,87 ± 0,04 225,2 ± 14,7
3 -1 1 2,88 ± 0,05 216,5 ± 18,6
4 0 -1 2,29 ± 0,03 286,4 ± 6,8
5 0 0 2,25 ± 0,08 338,7 ± 19,6
6 0 1 2,29 ± 0,04 333,4 ± 23,4
7 1 -1 1,78 ± 0,11 371,3 ± 14,7
8 1 0 1,96 ± 0,12 400,3 ± 9,5
9 1 1 1,82 ± 0,12 453,2 ± 18,7
*Среднее ± стандартное отклонение от 3 повторений.
Коэффициент экспансии варьирует от 1,7 до 2,9 и коррелирует с результатами [7] для смеси из картофельной муки и сухого сывороточно-белкового концентрата. Плотность варьирует от 200 до 450 кг/м3 и сопоставима с результатами [18] для картофельного крахмала.
Получены адекватные регресионные модели У1 = 2,32 - 0,48 Х1 + 0,04 Х2 + 0,04 ХгХ2, Я = 0,99; (2)
У2 = 318,3 + 90,5X + 17,6 Х2 + 26,30 Х^Хг, Я = 0,99. (3)
о
X
со
с
в
га
н
X
аз
s
-9-
-&
m
2,5 -
2 -
1,5
500
A A •
▲
400 ' •
•
□ □
□ □ □ £ 3oo о □
X
о ▲
• 1= ► ►
200 '
• • 1 1 1 1 i 1 1 1
100
120
140
160
180
200
100
Обороты, мин
А 60 мл ДФСК □ 120 мл ДФСК
Рис. 1
120 140 160
Обороты, мин” 180 мл ДФСК
180
200
Наибольшее влияние на коэффициент экспансии и плотность экструдатов оказывает количество добавленного ДФСК и, соответственно, влажность хлопьев.
Рост влажности понижает степень желатинизации, что уменьшает объем гранул.
Во время экструдирования более влажной манной крупы не может испариться достаточное количество воды, что вместе с уменьшением объема гранул приводит к получению продукта с более высокой плотностью [19]. Более высокое содержание протеинов также снижает степень экспансии [20,21]. Авторы [11] объясняют этот эффект тем, что добавление белков к экструдированным продуктам на крахмальной основе увеличивает число мест для осуществления перекрестных связей и сокращает крахмальную матрицу, что приводит к получению жесткой, неэкспандированной коры. Практический вывод из этого состоит в том, что количество белка, который обогащает экструдат путем добавления жидкого ДФСК, ограничивается влажностью манной крупы, подходящей для экструзии. Эта проблема может быть решена высоковлажностным экструди-
Коэффициент экспансии
Рис. 2
рованием в двухшнековом экструдере или увеличением содержания сухого вещества в ДФСК.
Влияние количества ДФСК и скорости вращения шнека на коэффициент экспансии и плотность экстру-дата показано на рис. 1 (а и б соответственно).
Статистически значимо, но слабо выражено положительное влияние скорости шнека на оба параметра. Увеличение скорости приводит к значительному росту коэффициента экспансии только на нижнем уровне фактора добавленного количества ДФСК (рис. 1, а). При более высокой влажности возрастание скорости увеличивает плотность, а при самой низкой влажности -слабо ее сокращает (рис. 1, б). Наличие сильной отрицательной линейной корреляции между коэффициентом экспансии и плотностью представлено на рис. 2. Следовательно, для получения продукта с большим объемом гранул и низкой плотностью необходимо, чтобы экструдирование проводилось при низкой влажности и более высокой скорости вращения шнека.
ВЫВОДЫ
1. Степень обогащения белком экструдатов из картофельных хлопьев жидким ДФСК ограничена, поскольку увеличение добавленного количества воды приводит к повышению влажности хлопьев, уменьшению коэффициента экспансии и увеличению плотности экструдата.
2. Для получения хорошо экспандированного продукта с низкой плотностью необходимо, чтобы экструзия проводилась при низкой влажности картофельных хлопьев и высокой скорости вращения шнека.
Исследование выполнено при содействии фонда «Наука» при УПТ по договору № 21/09-Н.
ЛИТЕРАТУРА
1. Harper J.M. Extrusion texturization of foods // Food Technology. - 1986. - 40. - P. 70-76.
2. Singh N., Carins P., Morris V.J., Smith A.C. Physical properties of extruded wheat starch-additive mixtures // Cereal Chemistry. - 1998. - 75. - P. 325-330.
3. Diaz O., Pereira C., Cobos A. Functional properties of ovine whey protein concentrates produces by membrane technology after clarification of cheese manufacture by-products // Food Hydrocolloids. -2004. - 18. - P. 601-610.
4. Fernandez-Gutierrez J., San Martin-Martinez E., Martinez-Bustos F., Cruz-Orea A. Physicochemical properties of casein-starch interaction obtained by extrusion process // Starch. - 2004. -56. - P. 190-198.
5. Martinez-Serna M.D., Hawkes J.G., Villota R. Extrusion of natural and modified whey proteins in starch-based systems. In: Speiss, W.E.L. and H. Schubert (Eds.). Engineering and Food.Vol.3: Advanced Processes. Proceedings of the V International Congress on Engineering andFood, May 28-June 3,1989. ElsevierAppl. Sci. Publ. Co.,NY, 1991.
6. Onwulata C., Konstance R., Smith P., Holsinger V.
Co-extrusion of dietary fiber and milk proteins in expanded corn products // Lebensmittel Wissen-schaft und Technologie. - 2001. - 34. -P. 424-429.
7. Onwulata C.I., Smith P.W., Constance R.P.,
Holsinger V.H. Incorporation of whey products in extruded corn, potato or rice snacks //Food Research International. - 2001.- 34.-P. 679-687.
8. Onwulata C.I., Isobe S., Tomasula P.M., Cooke P.H.
Properties of whey protein isolates extruded under acidic and alkaline conditions // Jour. of Dairy Science. - 2006. - 89. - P. 71-81.
9. Limon-Valenzuela V., Zazueta-Morales J.J., Martinez-Bustos F. Third generation snacks: Physochemical characteristics. In: J. Chanona, C. Ordorica, A. Mulet et al. (Eds.). V LatinAmerican Congress of Food Engineering. Book of Manuscripts. - 2006. - Vol. II (41).
10. Kelly J.W. Twin-screw extrusion performance of milk proteins in a starch-based system. M.S. Thesis, University of Illinois, Urbana, 1990.
11. Martinez-Serna M.D., Villota R. Reactivity, functionality, and extrusion performance of native and chemically modified whey. In:
L. Kokini, C. Ho, M.V. Karwe (Eds.). Food Extrusion Science and Technology. Marcel Dekker, NY, 1992. PP. 387-414.
12. Динков К. Приложение ультрафильтрации для усовершенствования технологических процессов в молочной промышленности: Диссертация. - Пловдив: УПТ, 2009.
13. Dushkova M., Dinkov K. Composition and process characteristics during ultrafiltration of whey from kashkaval // Jour. of Food Processing and Preservation. - 2009. - 33. - P. 1-10.
14. Ненов В., Пенов H., Иовчев В., Янкулов Т. Механизм, оформляющий коэкструдатов // Науч. тр. УПТ. - 2003. - Пловдив, XLIX, 408-412.
15. Пенов Н., Ламбрев А., Ненов В. Экспансионный индекс шпинатных экструдатов // Науч. тр. УПТ. - 2003. - Пловдив, XLIX, 382-389.
16. ISO 711:1985. Cereals and cereal products. Determination of moisture content.
17. ISO 6731:1989. Milk, cream and evaporated milk. Determination of total solids content.
18. Functional properties of starch extrudates. Part I. Dependence of extrudates properties on starch water content / H. Gambus, A. Golachowski, A. Bala-Piasek et al. // Electronic Jour. of Polish Agricultural Universities. - 1999. - 2 (2).
19. Sazzhetti G., Pittia P., Pinnavaia G. The effect of extrusion temperature and drying-tempering on both the kinetics of hydration and the textural changes in extruded ready-to-eat breakfast cereals soaking in semi-skimmed milk // Intern. Jour. ofFood Science and Technology. - 2005. - 40. - P. 655-663.
20. Allen K., Carpenter C., Walsh M. Influence of protein level and starch tipe on an extrusion-expanded whey product // Intern. Jour. of Food Science and Technology. - 2007. - 42. - P. 953-960.
21. Milford Y.A., Hanna A., Chinnaswamy R. Expansion characteristics of extruded corn grits // Lebensmittel Wissenschaf und Technologie. - 1996. - 29. - P. 702-707.
Поступила 28.05.10 г.
BULK DENSITY AND EXPANSION OF EXTRUDATES FROM POTATO FLAKES MOISTENED WITHDIAFILTRATION WHEY CONCENTRATE
KOLYO T. DINKOV, NIKOLAY D. MENKOV, MARIYA A. DUSHKOVA, NESHO G. TOSHKOV
University of Food Technologies,
26, Maritsa Blvd., Plovdiv, Bulgaria, 4000
Extrusion of potato flakes using a single screw extruder Brabender 20 DN was carried out. Liquid diafiltration whey concentrate to moisten the potato flakes to suitable for extrusion moisture was used. The effect of quantity of concentrate added and screw speed on the bulk density and the radial expansion index of extrudates was investigated using a full factorial experiment. The degree of protein enrichment of extrudates from potato flakes with liquid diafiltration whey concentrate was limited because the increase in quantity added led to an increase in semolina moisture, to reduction of granules volume and to an increase in bulk density of extrudates. It is necessary to carry out an extrusion at low moisture of flakes and high screw speed to obtain good expanded extrudate with low bulk density.
Key words: potato flakes, whey diafiltration, extrusion, bulk density and granules volume.
