CC BY
95
____________________________МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»
высококвалифицированной кадровой базы. Сертификация квалификации на основе профессионального стандарта и дополнительное обучение без отрыва от производства - лучший способ быстро и эффективно подготовить кадры для отрасли, ориентировав их на конкретные инновационные технологии производства.
Разработчиками определены шесть обобщенных трудовых функций: «Технологическое сопровождение этапов процесса производства полимерных наноструктурированных материалов на экструдере (экструзионной линии)», «Реализация технологических процессов производства полимерных наноструктурированных материалов»,«Управление выполнением сменных заданий по производству полимерных наноструктурированных материалов подразделениями предприятия», «Руководство производственнохозяйственной деятельностью цеха», «Руководство производственно-хозяйственной деятельностью подразделения», «Управление производством полимерных наноструктурированных материалов». Выделение обобщенных функций проведено в соответствии с технологическим циклом, они в полной мере описаны конкретными трудовыми функциями.
Данный профессиональный стандарт может быть использован для формирования новых направлений профессиональной деятельности и типов рабочих мест; подбора, оценки и отбора кадров, организации подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров, внутрикорпоративной аттестации и мотивации кадров в зависимости от уровня профессиональных компетенций, для развития персонала (включая индивидуальные программы профессионального роста).
© В.В. Уваев, Д.И. Куликова, 2015
УДК 663.1: 577.15
Р.М. Халиков
к.х.н., доцент Уфимский государственный университет экономики и сервиса, г. Уфа, Российская Федерация
ПОЛИСАХАРИДЫ МОДИФИЦИРОВАННЫХ КРАХМАЛОВ В КАЧЕСТВЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУРООБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Аннотация
В процессе технологического выделения крахмальных гранул из растительного сырья начинаются трансформации макромолекул амилозы и амилопектина. Использование модифицированных крахмал в качестве структурообразующего компонента содействует приобретению определенной консистенции пищевых продуктов.
Ключевые слова
Биополимеры крахмала, модифицированные крахмалы, наноструктура гелеобразователей.
В настоящее время отмечается растущий интерес к использованию структурообразующей функции биологических полимеров (агар-агара, желатина, пектина и т.п.) - регуляторов консистенции продуктов питания. В основе структурообразующей функции in vitro крахмальных полиглюканов лежат способность к самоорганизации и комплексообразованию с другими биополимерами и низкомолекулярными веществами. Эффективными особенностями макромолекул крахмала в качестве базовых ингредиентов пищевых продуктов, наряду с их полифункциональностью, являются также их биосовместимость, возобновляемость и нетоксичность [1].
Данная статья нацелена на анализ трансформаций наноструктуры макромолекул крахмала в рамках фрактальной концепции при технологической модификации.
Принципиальная схема технология получения крахмала из растительного сырья (картофеля, кукурузы и др.) включает основные стадии: измельчение (дробление), выделение крахмальных гранул, промывание. Нативный (природный) крахмал практически нерастворим в холодной воде и на этом основан метод его
- 171 -
№ 3 / 2015_____________________________ISSN 2410-6070____________________________________________
выделения из растительных источников. Однако вследствие гидрофильности крахмальные макромолекулы могут адсорбировать до 30 % влаги и частично расщепляться. Значит, уже в начале технологической переработки крахмалсодержащего сырья начинают происходить изменения (хотя и незначительные) в микроструктуре крахмальных зерен.
Крахмальные полисахариды в пищевой индустрии применяются в качестве стабилизатора, загустителя и наполнителя и способствуют получению определенной консистенции (степени густоты, вязкости) пищи, сохраняющаяся даже после тепловой обработки. Способность к клейстеризации в горячей воде является одним из важнейших технологических свойств крахмала, так как это определяет консистенцию, объём и выход изделий из крахмалосодержащего сырья.
Соотношение амилозы и амилопектина, а также их наноструктура определяет способность крахмальных гранул при нагревании формировать вязкие клейстеры. Хотя амилоза и составляет «1/4 часть крахмального зерна, но именно она определяет первоначальные реологические свойства - способность гранул к набуханию и вязкость клейстера. Нативные крахмалы способны к образованию клейстеров, которые имеют ряд недостатков: они чувствительны к действию температур, недостаточно устойчивы при хранении и т.д.
В соответствии с ГОСТ Р 51953-2002 «Крахмал и крахмалопродукты» [2], модифицированными называют крахмалы, свойства которых изменены в результате физической, химической, биохимической или комбинированной обработки. Экструзионная технология совмещает термо-, гидро- и механическую обработку крахмалсодержащего сырья, что позволяют получить инновационные крахмалпродукты. При более глубоких трансформациях макромолекул амилозы и амилопектина можно конструировать и модифицированные крахмалы с сильно изменёнными характеристиками: замещенные, набухающие, сшитые и другие. Существуют различные физико-биохимические способы модифицировать (нем. modifizieren - видоизменять, преобразовать) крахмалсодержащее сырье (рис. 1):
Рисунок 1 - Схема модификации крахмальных макромолекул
При охлаждении крахмалосодержащих изделий на базе нативных крахмалов происходит ретроградация - агрегация и уплотнение спиралей амилозных макромолекул. Набухшие и частично растворённые макромолекулы амилопектина в горячей воде (что довольно затруднительно из-за высокой степени полимеризации и разветвленности наноструктуры), в отличие от амилоз, более устойчивы и не ретроградируют. Стабилизация модифицированной амилозы предотвращает ретроградацию и поэтому увеличивает срок годности пищи в цикле замораживание ^ оттаивание.
При ферментативном гидролизе [3] крахмала можно получить модификации с прогнозируемыми реологическими характеристиками. Сшивание крахмальных макромолекул заключается в замене водородных связей постоянными ковалентными связями и тем самым увеличивает устойчивость надмакромолекулярной наноструктуры к замораживанию.
- 172 -
_________________________МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА»
При клейстеризации в водной среде (50-75°С) происходит не только набухание крахмального зерна и разрушение его микроструктуры, но и частичное расщепление высокомолекулярных макромолекул амилозы и амилопектина, они превращаются в более растворимые фракции. Крахмальные клейстеры (вязкий и текучий золь) ~ 6-8% концентрации при охлаждении переходят в гелеобразные студни (рис. 2):
Рисунок 2 - Взаимопревращения золевых и гелевых состояний макромолекул модифицированных крахмалов
Гелеобразование обусловлено возникновением трехмерного «каркаса» биополимеров, макромолекулярная наноструктура которого адекватно интерпретируется в рамках фрактальной теории. Крахмальные гели представляют собой амилозные супрамолекулярные наноструктуры, в которые «вкраплены» набухшие гранулы, состоящие в основном из амилопектиновых макромолекул и других компонентов пищи. Важным свойством крахмальных студней является их прозрачность, определяемая макромолекулами амилопектина. Гелевые студни на базе модифицированных крахмалов приобретают комплекс структурномеханических (реологических) свойств: прочность, упругость, эластичность и др.
Клейстеризация крахмала и характеристика крахмальных гелей зависят не только от температуры, вида крахмала, но и количества других компонентов пищи (белков, жиров и т.п.). Прибавление амилолитических ферментных препаратов и др. стимулирует глюкозо- и газообразование в тесте, а стабилизация третичной наноструктуры макромолекул амилаз [4] при участии ионов кальция является инновационным подходом в пищевых технологиях. Для многих продуктов питания, особенно для пшеничного теста, доминирующе значение имеет взаимодействие «белок - крахмал» в хлебопечении: образование клейковины во время замеса теста, клейстеризация крахмала. Черствение хлеба при хранении вызвано в основном тем, что клейстеризованный в процессе выпечки крахмал с течением времени выделяет поглощенную им влагу и переходит в аморфно-кристаллическое состояние.
Таким образом, технологическая модификация крахмала позволяет управлять свойствами: гидрофильностью, параметрами клейстеризации и гелеобразования, реологическими характеристики студней, что открывает широкие возможности для молекулярного дизайна востребованной продукции общественного питания.
Список использованной литературы:
1. Жушман А.И. Модифицированные крахмалы. - М.: Пищепромиздат, 2007. 236 с.
2. ГОСТ Р 51953-2002 Крахмал и крахмалопродукты. Термины и определения. - М.: Госстандарт России, 2002.
3. Hansen M.R., Blennow A., Pedersen S. et al. Gel texture and chain structure of amylomaltase-modified starches compared to gelatin // Food Hydrocolloids. 2008. V.22. N.8. P.1551-1566.
4. Халиков Р.М. Придание устойчивости наноструктурам амилаз при использовании в пищевых
технологиях // Сб. ст. Международ. конф. «Инновационный вектор развития науки». - Уфа: Аэтерна, 2014. С.26-28.
© Р.М. Халиков, 2015
- 173 -
№ 3 / 2015_______
УДК 663.4
ISSN 2410-6070
М.Б. Хоконова
доктор с.-х.н., профессор кафедры «Технология производства и переработки с.-х. продукции»
Р.А. Кажаров Аспирант кафедры «Технология производства и переработки с.-х. продукции» Факультет «Агробизнес и землеустройство» ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова» г. Нальчик, Российская Федерация
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ БЕЗАЛКОГОЛЬНОГО ПИВА
Аннотация
В статье приводится технология производства темного безалкогольного пива. Определено, что с увеличением задаваемой дозы карамельного солода от 5 до 25 % наблюдается снижение образования этилового спирта почти в 2 раза. Установлено, что выпуск нового сорта пива экономически выгодно, так как расширение ассортимента способствует более полному использованию производственных мощностей, а следовательно, снижению издержек на единицу продукции, что в конечном счете ведет к увеличению прибыли предприятия.
Ключевые слова
Технология, пиво, содержание спирта, карамельный солод, качество.
Производство пива с низкой концентрацией алкоголя имеет тенденцию к росту, так как все шире пропагандируется здоровый образ жизни без употребления алкоголя. В будущем ожидается существенное увеличение выпуска этого напитка [2, с. 5].
В качестве материалов исследования были использованы: светлый солод (по ГОСТ 5060-86); карамельный солод (по ГОСТ 29294-92); хмель гранулированный (по ГОСТ 21948-76); пивное сусло, при затирании которого были взяты светлый солод и различные дозы карамельного солода (от 5 до 25 %)[4, с. 19]. Для проведения исследования использовали охмеленное сусло с массовой долей сухих веществ 7 % и разводку чистой культуры дрожжей расы 96, приготовленных в лабораторных условиях [3, с. 502].
Для исследования принят режим затирания со скачкообразным нагревом затора — способ затирания с доливом кипящей воды до установленной температуры, что способствует уменьшению конечной степени сбраживания. Затирание проводили при начальных температурах затирания 35°С путем приготовления густого затора (1:3) с добавлением кипящей воды, доводя температуру затора до 70...72 °С. При данной температуре определяли полноту осахаривания затора по йодной пробе. Благодаря такому режиму затирания «проскакивает» мальтозная пауза при температурах 35°С, 50...52 °С, 70...72°С в течении 30 мин и 76°С в течении 20 мин.
В работе исследовали качественные показатели солода, лабораторного и охмеленного сусла, готового пива, а также характер изменения физико-химических показателей сусла во время брожения. Для анализа сырья, полупродуктов и готового пива применяли методы, общепринятые в пивоваренной промышленности [1, с. 28].
С целью выявления оптимальной дозы карамельного солода для получения темного безалкогольного пива были приготовлены шесть образцов 7%-ного сусла. Первый образец (контроль) — при затирании был использован 100%-ный светлый солод. Остальные пять образцов были опытными — при затирании часть светлого солода была заменена карамельным солодом. В результате были получены образцы с содержанием карамельного солода от 5 до 25%.
Образцы, содержащие до 15% карамельного солода, имеют показатели, соответствующие требованиям стандарта, и могут быть применены для получения темного пива.
Анализ физико-химических показателей шести образцов 7%-ного охмеленного сусла с различным содержанием карамельного солода (от 5 до 25 %) показал, что показатель вязкости увеличивается в охмеленном сусле во всех образцах по сравнению с неохмеленным суслом. При этом с увеличением дозы карамельного солода от 5 до 25 % содержание аминного азота и редуцирующих сахаров в охмеленном сусле уменьшается [5,
- 174 -
