CC BY
91УДК 664. 2.059.22 doi: https://doi.org/10.36107/spfp.2019.84
Получение и свойства тритикалевого декстрина
Соломина Лидия Степановна
ВНИИ крахмалопродуктов - филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова Адрес: 140051, Московская область, Люберецкий район, п. Красково, ул. Некрасова, д. 11
E-mail: solominmitya@yandex.ru
Соломин Дмитрий Анатольевич
ВНИИ крахмалопродуктов - филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова Адрес: 140051, Московская область, Люберецкий район, п. Красково, ул. Некрасова, д. 11
E-mail: solominmitya@yandex.ru
Увеличение объемов производства модифицированных крахмалов и декстринов, расширение их ассортимента на основе использования зернового и клубневого крахмалов, повышение импортозамещения являются актуальными задачами для крахмалопаточной отрасли. К числу важнейших направлений инновационного развития крахмалопаточных предприятий и повышения импортозамещения следует отнести разработку и производство новых видов модифицированных крахмалов и декстринов из нетрадиционного сырья. Цель исследования - разработать технологический режим получения тритикалевого декстрина с высокой степенью растворимости в холодной воде и повышенной вязкостью клейстера. В данной работе изложены результаты исследований получения декстрина из тритикалевого крахмала термохимическим методом с использованием двух катализаторов: алюминиево-калиевых квасцов и адипиновой кислоты. Определено влияние основных технологических параметров, в том числе расхода катализатора, температуры и продолжительности декстринизации крахмала на физико-химические свойства тритикалевого декстрина. Разработаны научно обоснованные параметры технологического режима получения тритикалевого декстрина с наибольшей степенью растворимости в холодной воде и повышенной вязкостью клейстера. Определено, что сходы алюминиево-калиевых квасцов и адипиновой кислоты в количествах соответственно 0,75% и 0,50% к массе сухих веществ крахмала обеспечивают получение тритикалевого декстрина с максимальной вязкостью клейстера. Установлено, что степень растворимости тритикалевого декстрина в холодной воде достигает максимального значения (100%) при температурах декстринизации крахмала 150...180°С. Продолжительность декстринизации крахмала снижается прямо пропорционально повышению температуры нагрева крахмала. Выявлено, что при декстринизации крахмала в присутствии двух реагентов одновременно протекают процессы деполимеризации полисахаридных молекул крахмала и этерификации. Получено уравнение регрессии для определения степени растворимости декстрина от технологических параметров производства. Установлено, что динамическая вязкость клейстера тритикалевого декстрина выше по сравнению с кукурузным и пшеничным декстринами. Тритикалевый крахмал является ценным альтернативным сырьем для производства декстрина. Результаты исследований использованы при разработке нормативной документации для внедрения технологии на предприятиях отрасли. Организация производства этого продукта на крахмалопаточных предприятиях позволит расширить сырьевой базу и ассортимент декстринов, увеличить объем выпуска декстринов отечественного производства.
Ключевые слова: тритикалевый крахмал, катализаторы, адипиновая кислота, алюминиево-калиевые квасцы, термохимический метод, технологические параметры
К числу важнейших направлений инновационного развития предприятий крахмалопаточной отрасли следует отнести производство декстринов из нетрадиционного сырья. Декстрины - это смесь расщепленных полисахаридов крахмала с различной молекулярной массой, полученная в результате химического, физического, биохимического или комбинированного воздействия на нативный крахмал. Декстрины хорошо растворяются в холодной и горячей воде, образуя клейстер, и применяются в различных отраслях народного хозяйства (Жушман, 2007).
В настоящее время на предприятиях крахмалопаточной отрасли производят узкий ассортимент декстринов термохимическим методом, в основном кукурузные кислотные декстрины. В качестве катализатора используют соляную кислоту. Полученные по данному способу декстрины имеют низкий показатель вязкости клейстера.
Российские потребители не обеспечиваются декстринами в полном объеме отечественными производителями, и недостаток их покрывается
поставками из-за рубежа. На внутреннем рынке крахмалопродуктов широко представлены декстрины импортного производства из разных стран мира, полученные на основе картофельного, кукурузного, тапиокового, пшеничного и других видов крахмала.
Расширение ассортимента, повышение качества и увеличение объема производства декстринов с использованием зернового и клубневого крахмала и безопасных реагентов является актуальной задачей для предприятий крахмалопаточной отрасли.
В последнее время все большее внимание исследователей привлекает зерновая культура тритикале, которая по урожайности, содержанию крахмала и белка превосходит пшеницу и рожь (Грабовец, 2005; Беспалова, 2009). Белок зерна тритикале более полноценен и лучше усвояем, чем белок пшеницы (Сухова, 2013). Кроме углеводов и белка в состав зерна тритикале входит 3,1% клетчатки, 2% зольных элементов и 1,5 жиров (Мелешкина, 2015). Потенциал применения зерна тритикале для производства продуктов пищевого и технического назначения полностью не реализован до настоящего времени (McGoverin, 2011).
Основными производителями тритикале являются Германия, Франция, Китай, Австралия, Венгрия и США, крупнейшим из которых является Польша с площадью посева тритикале более чем 1 млн. га (Dobreva, 2019).
Достигнутые результаты в селекции относят тритикале к ряду наиболее востребованных зерновыхкультур.ВГосреестрРоссиивключен71сорт тритикале для различного применения (Грабовец, 2018). Установлена конкурентоспособность новой культуры в сравнении с пшеницей и кукурузой по массовой доле свободных аминокислот, и в частности, по лизину (Андреев, 2018). Исследования показали, что при переработке муки тритикале можно получить крахмал, клейковину (белковый концентрат с массовой долей белка 70-80%), отруби и сухой корм (Андреев, 2017). Благодаря повышенному содержанию полноценного белка, макро-и микроэлементов зерно тритикале находит применение в производстве продуктов быстрого приготовления (Урбанчик, 2012), хлебобулочных изделий (Карчевская, 2018) и в большом количестве для производства корма (Попов, 2012; Анискин, 1992).
В результате проведенных исследований доказана
целесообразность применения тритикалевой муки в производстве мучных кондитерских изделий функционального назначения (Магомедов, 2016), а также в хлебопечении для производства высококачественного хлеба из муки зерна ярового тритикале или из смеси пшеничной и тритикалевой муки в соотношении 50:50 (Асеева, 2018) или добавлением тритикалевой муки в другом соотношении (Касынкина, 2015).
Высокая урожайность зерна тритикале (25...120 ц/га) в зависимости от сорта и почвенно-климатических условий, сравнительно низкая себестоимость производства зерна тритикале, высокое содержание в нем крахмала (58.72%) и белка (9.18%) позволяют считать этот зерновой продукт перспективным сырьем для получения нативного крахмала (Андреев, 2013; Sharma, 2002), белковых препаратов (Лукин, 2015; McGoverin, 2011), спирта (Кобелев, 2013).
Сравнительная характеристика образцов тритикалевого крахмала, полученных из разных сортов зерна, показала, что физико-химические свойства крахмала зависят от сорта тритикале и отличаются содержанием амилозы, размером гранул, молекулярной массой, температурой клейстеризации (Makowska, 2014).
Исследование 11 образцовтритикалевого крахмала, полученных из разных сортов тритикале, показало, что содержание амилозы в них варьировало в пределах 23,9.34,5% ^а^о, 2018).
Тритикалевый крахмал рекомендован в качестве альтернативного сырья для производства модифицированных крахмалов пищевого и технического назначения, в том числе набухающего крахмала (Соломина, 2015), окисленного крахмала (Соломин, 2017) и других видов.
Цель данной работы - разработать технологический режим получения тритикалевого декстрина с высокой степенью растворимости в холодной воде и повышенной вязкостью клейстера.
Для ее достижения предусмотрено исследовать влияние различных технологических факторов на физико-химические свойства тритикалевого декстрина и определить научно обоснованные параметры получения тритикалевого декстрина с высокой степенью растворимости в холодной воде и повышенной вязкостью клейстера. Разработка технологии нового вида декстрина на основе альтернативного сырья и применения безопасных реагентов (по сравнению с летучей соляной
кислотой) позволит улучшить качество декстрина и условия труда на производстве, расширить ассортимент и увеличить объем выпуска декстринов отечественного производства.
Материалы и методы
В качестве объекта исследования выбран тритикалевый крахмал отечественного производства, полученный на Мглинском крахмальном заводе (Брянская область), со следующими физико-химическими показателями: цвет - белый; массовая доля влаги - 13,4%; содержание растворимых в холодной воде веществ - 1,4%; массовая доля золы - 0,13%; массовая доля протеина - 0,58%; титруемая кислотность - 19,3 см3 0,1 М №ОН.
В работе использовали термохимический метод получения декстрина, предусматривающий обработку нативного крахмала при высоких температурах в присутствии одновременно двух катализаторов. В качестве катализаторов использовали алюминиево-калиевые квасцы технические по ГОСТ 15028 и адипиновую кислоту по ГОСТ 10558. Квасцы хорошо растворяются в воде, не имеют запаха, создают кислую реакцию в водных растворах и применяются для производства модифицированных крахмалов. Адипиновая кислота широко используется для производства модифицированных крахмалов с повышенной вязкостью и устойчивостью клейстера к перемешиванию.
Представляло интерес изучить влияние одновременно двух катализаторов: алюминиево-калиевых квасцов и адипиновой кислоты на физико-химические свойства тритикалевого декстрина.
Исследования по применению одновременно двух реагентов для получения тритикалевого декстрина термохимическим методом с высокой степенью растворимости в холодной воде и повышенной вязкостью проводятся впервые.
В работе использовали как общепринятые так и специальные методы оценки качества сырья и готовых продуктов. Физико-химические свойства готового продукта оценивали по следующим методикам: динамическую вязкость 10%-ного клейстера - вискозиметрическим методом с использованием вискозиметра Гепплера; степень растворимости декстрина в холодной воде -
рефрактометрическим методом по ГОСТ 6034; редуцирующие вещества - химическим методом Бертрана; углеводный состав водорастворимой фракции тритикалевого декстрина - методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на анализаторе Bischoff по ГОСТ 33917. Для определения зависимости степени растворимости декстрина от технологических показателей использована программа «Математика 11.3».
Опытные образцы тритикалевого декстрина получали в цехе модифицированных крахмалов ВНИИ крахмалопродуктов с использованием декстринизатора периодического действия с электрическим обогревом. Методика приготовления опытных образцов была следующей: раствор, содержащий расчетное количество квасцов и адипиновой кислоты, перемешивали с крахмалом в смесителе. Массовая доля влаги смеси (крахмал-реагент) во всех опытах составляла 30%. Смесь крахмала с реагентом подсушивали в декстринизаторе при температуре 90...100°С до содержания массовой доли влаги 3%, затем декстринизировали при температурах 140...180°С с интервалом 10°С. Максимальная продолжительность декстринизации крахмала составляла 240 мин. Готовые образцы охлаждали, просеивали через металлическое сито с размером стороны квадратной ячейки 1 мм.
Проведены исследования по изучению влияния технологических факторов, в том числе расхода реагентов, температуры и продолжительности декстринизации. В опытах при изучении влияния расхода квасцов на свойства тритикалевого декстрина расход реагента изменяли от 0,25 до 1,25% к массе сухих веществ (СВ) крахмала; при исследовании двух реагентов: квасцов и адипиновой кислоты расход квасцов во все опытах был одинаковым и составлял 0,75%, а расход адипиновой кислоты изменяли от 0,25 до 1,25% к массе СВ крахмала. Температура декстринизации составляла 160°С. Процесс декстринизации образцов тритикалевого крахмала проводили до получения декстринов со степенью растворимости в холодной воде 60%.
Результаты исследования и их обсуждение
При получении декстринов термохимическим методом наблюдаются химические процессы, ведущие к ослаблению и расщеплению водородных и гликозидных связей, изменению форм молекул
и образованию новых связей при взаимодействии гидроксильных групп полисахаридов с реагентами. Следствием этих процессов является изменение реологических показателей, растворимости продукта, содержания редуцирующих веществ. На процесс получения декстрина существенное влияние оказывают вид сырья и технологические параметры его обработки, в том числе вид и расход реагентов, температура и продолжительность декстринизации.
Данные, представленные в Таблице 1, показывают, что с увеличением содержания в крахмале одного реагента (квасцов) и двух реагентов (квасцов и адипиновой кислоты) продолжительность декстринизации уменьшается, показатели кислотности и содержания редуцирующих веществ повышаются.
Повышение содержания редуцирующих веществ в декстрине является следствием процесса расщепления гликозидных связей в полисахаридах крахмала, который усиливается с увеличением расхода реагентов. Расщепление гликозидных связей полисахаридов приводит к образованию низкомолекулярных продуктов, хорошо растворимых в холодной воде и обладающих редуцирующей способностью. При этом каждое расщепление гликозидной связи сопровождается образованием одной альдегидной группы.
С повышением расхода квасцов цвет исследуемых образцов декстрина изменялся от палевого до белого. Образцы тритикалевого декстрина белого цвета были получены при меньшей
продолжительности декстринизации, но более высоком расходе квасцов (0,75.1,25% к массе СВ крахмала). Для многих производств цвет декстрина является одним из основных показателей, определяющих возможность использования его в качестве загустителя, пленкообразователя или клеевого компонента. Для обеспечения высокой технологичности процесса и получения тритикалевого декстрина белого цвета с наименьшим содержанием в нем редуцирующих веществ и периодом декстринизации рекомендован расход квасцов в количестве 0,75% к массе сухих веществ тритикалевого крахмала.
Данные Таблицы 1 показывают, что с повышением расхода квасцов уменьшается динамическая вязкость образцов тритикалевого декстрина. Уменьшение динамической вязкости является следствием процесса деполимеризации (расщепления) молекул полисахаридов, который усиливается с увеличением расхода катализатора.
Наибольшую динамическую вязкость клейстера имели образцы, полученные с применением одновременно двух реагентов: квасцов и адипиновой кислоты. При увеличении расхода адипиновой кислоты до 0,50% к массе (СВ) крахмала и неизменном количестве квасцов (0,75%) показатели динамической вязкости клейстера повышаются и достигают максимального значения. Повышение динамической вязкости образцов является следствием реакции этерификации в полисахаридах крахмала в результате присоединения радикалов адипиновой кислоты к мономерам крахмала с образованием химических
Таблица 1
Влияние расхода алюминиево-калиевых квасцов и адипиновой кислоты на продолжительность декстринизации и физико-химические свойства тритикалевого декстрина (Т=160°С)
Расход реагентов к массе СВ крахмала, % Продолжительность декстринизации, мин Содержание редуцирующих веществ, % Кислотность, 0,1М ^ОН, см3 Динами-ческая вязкость, мПа-с Цвет
Реагент: алюминиево-калиевые квасцы
0,25 190 0,3 32 60 Палевый
0,50 143 0,4 41 56 Палевый
0,75 75 0,5 50 52 Белый
1,00 60 1,3 63 47 Белый
1,25 50 1,8 74 39 Белый
Реагенты: алюминиево-калиевые квасцы + адипиновая кислота
0,75 + 0,25 68 0,45 57 69 Белый
0,75 + 0,50 60 0,65 69 88 Белый
0,75 +0,75 55 1,1 82 85 Белый
0,75 +1,00 45 1,8 95 85 Белый
0,75 +1,25 40 2,1 115 83 Белый
связей. Увеличение расхода адипиновой кислоты более 0,50% к массе СВ крахмала практически не оказывает существенного влияния на изменение динамической вязкости клейстера.
Для промышленного производства тритикалевого декстрина с повышенной вязкостью клейстера рекомендовано использовать одновременно два катализатора: алюминиево-калиевые квасцы и адипиновую кислоту, расход которых составляет соответственно 0,75% и 0,50% к массе СВ крахмала.
ослаблением водородных связей полисахаридных молекул крахмала, которые удерживают мицеллярные структурные частицы и молекулы воды в связанном состоянии, а также реакцией гидролиза, в результате которой образуются низкомолекулярные продукты, хорошо растворимые в холодной воде. С увеличением продолжительности обработки содержание влаги в декстрине уменьшается в результате испарения, и реакция гидролиза уступает место термическому расщеплению молекул амилозы и амилопектина.
Важнейшими технологическими факторами процесса декстринизации является температура и продолжительность нагрева крахмала. Изучение влияния этих факторов на физико-химические свойства готового продукта дает возможность проанализировать химические процессы, протекающие при термической обработке крахмала в присутствии катализаторов.
Экспериментально определено, что с ростом температуры и продолжительности декстринизации степень растворимости тритикалевого декстрина в холодной воде повышается и достигает максимального значения (100%) при температурах 150...180°С, но разной продолжительностью обработки (Рисунок 1). Продолжительность обработки крахмала уменьшается пропорционально повышению температуры.
Повышение степени растворимости декстрина на ранних стадиях декстринизации обусловлено
Полученные в процессе исследований экспериментальные данные обработаны с использованием программы «Математика 11.3» и аппроксимированы уравнением, позволяющим определить зависимость степени растворимости тритикалевого декстрина (Р, %) от температуры (Т, °С) и продолжительности декстринизации (¿, мин):
2078
0,03116 • (Т -120) • + т)
Р = 100 • [1 - ехр(-Т-)]
243,14 + Т
Уравнение определяет степень растворимости тритикалевого декстрина при расходах квасцов и адипиновой кислоты соответственно 0,75% и 0,50% к массе СВ крахмала, температурах декстринизации 140°С < Т < 180°С и продолжительности декстринизации 0 < т < 200. Коэффициент корреляции данного уравнения равен 0.974.
С повышением температуры и продолжительности
Рисунок 1. Зависимость степени растворимости тритикалевого декстрина от температуры и продолжительности декстринизации (реагенты: алюминиево-калиевые квасцы + адипиновая кислота).
декстринизации крахмала уменьшается динамическая вязкость образцов декстрина, причем наиболее интенсивное уменьшение этого показателя наблюдается в первые два часа вследствие расщепления молекул полисахаридов (Рисунок 2).
Проведена сравнительная оценка физико-химических свойств тритикалевого, кукурузного и пшеничного декстринов, полученных в производственном цехе ВНИИ крахмалопродуктов с двумя катализаторами при одинаковых условиях обработки (Таблица 2).
Результаты исследования показали, что при одинаковой растворимости образцов, полученных из разных зерновых крахмалов, показатели динамической вязкости у тритикалевого декстрина выше, а содержание редуцирующих веществ меньше. Полученные показатели свидетельствует о более высоком качестве тритикалевого декстрина по сравнению с пшеничным и кукурузным декстринами.
Исследован углеводный состав образца тритикалевого декстрина, полученного с двумя реагентами притемпературедекстринизации160°С со степенью растворимости в холодной воде 100%. Результаты исследования показали присутствие глюкозы, мальтозы и высокомолекулярных соединений в растворимых веществах декстрина. Наличие глюкозы свидетельствует о глубоком расщеплении молекул полисахаридов крахмала при декстринизации крахмала.
Исследовановлияниепродолжительностихранения клейстера тритикалевого декстрина на изменение его динамической вязкости. Исследования проводили на образцах тритикалевого декстрина со степенью растворимости в холодной воде 60 и 100%, полученных при температуре декстринизации 160°С с двумя катализаторами: квасцы + адипиновая кислота, расход которых составлял соответственно 0,75% и 0,50% к массе сухих веществ крахмала. Для проведения исследований готовили декстриновый клейстер 10%-ной концентрации, нагревали до 80°С, охлаждали до комнатной температуры и ставили на хранение. Данные Таблицы 3 показывают, что динамическая вязкость клейстеров тритикалевых декстринов при хранении в течение 7 дней практически оставалась на одном и том же уровне. Клейстеры не расслаивались, что свидетельствует о высокой устойчивости клейстеров при хранении.
Появление эфирных связей в тритикалевом декстрине улучшает его качество. Декстрин имеет повышенную динамическую вязкость клейстера, растворяется в холодной и горячей воде, образуя клейстер с вязкокапельной консистенцией. Клейстеры тритикалевого декстрина являются стабильными при длительном хранении, не расслаиваются и не загустевают.
Тритикалевый декстрин может быть применен в качестве клеящего, связующего, загущающего и пленкообразующего компонента в различных отраслях промышленности, в том числе при производстве клея для наклеивания
Продолжительность декстринизации, мин. ^^Т=180°С ^^Т=170°С -^Т=160°С -^Т=150°С -*^Т=140°С
Рисунок 2. Влияние температуры и продолжительности декстринизации на динамическую вязкость тритикалевого декстрина (реагенты: алюминиево-калиевые квасцы + адипиновая кислота).
Таблица 2
Сравнительная оценка физико-химических показателей тритикалевого, кукурузного и пшеничного декстринов
Продукт
Динамическая вязкость клейстера, мПа-с
Степень растворимости в воде при 20°С, %
Массовая
доля влаги, %
Содержание редуцирующих веществ, %
Тритикалевый декстрин Кукурузный декстрин Пшеничный декстрин
60 43 52
100 100 100
0,45 0,42 0, 43
2,05 2,19 2,35
Таблица 3
Влияние продолжительности хранения клейстера тритикалевого декстрина на его динамическую вязкость
Продукт
Декстрин тритикалевый со степенью растворимости 60%
Декстрин тритикалевый со степенью растворимости 100%
этикеток на стеклянные бутылки и банки при производстве напитков, молочной продукции, консервов; в качестве связующего компонента для приготовления замасливающих составов при производстве стекловолокна; в качестве пленкообразователя для аппретирования тканей в текстильной промышленности; для загущения красок в полиграфической промышленности, производстве форфора, обоев и других производствах.
Заключение
Разработаны научно обоснованные параметры технологического режима получения
тритикалевого декстрина с наибольшей степенью растворимости в холодной воде и повышенной вязкостью.
Определено, что расходы алюминиево-калиевых квасцов и адипиновой кислоты в количестве соответственно 0,75% и 0,50% к массе СВ крахмала обеспечивают получение тритикалевого декстрина с максимальной вязкостью.
Установлено, что степень растворимости тритикалевого декстрина в холодной воде достигает максимального значения (100%) при температурах декстринизации крахмала 150...180°С. Продолжительность декстринизации
Динамическая вязкость, мПа-с при продолжительности хранения клейстера, сутки
0 1 2 3 4 5 6 7
88 90 90 87 88 86 88 87 52 51 51 50 51 51 52 51
снижается прямо пропорционально повышению температуры нагрева крахмала.
Определено, что при одинаковой растворимости в холодной воде образцы тритикалевого декстрина, полученные с двумя реагентами, обладают более высокой вязкостью по сравнению с образцами, полученными с одним реагентом. Результаты исследований свидетельствуют о протекании одновременно двух реакций: этерификации (присоединения радикалов адипиновой кислоты к мономерам крахмала с образованием химических связей) и реакции расщепления гликозидных связей полисахаридных молекул крахмала.
Получено уравнение регрессии для определения степени растворимости тритикалевого декстрина в холодной воде в зависимости от технологических параметров его получения.
Сравнительная оценка физико-химических свойств тритикалевого, кукурузного и пшеничного декстринов, полученных при одинаковых условиях, показала, что динамическая вязкость тритикалевого декстрина выше по сравнению с другими декстринами.
Результаты исследования показали, что изменяя температуру и продолжительность декстринизации крахмала, расход алюминиево-калиевых квасцов и адипиновой кислоты, можно получать тритикалевые декстрины с разными
физико-химическими свойствами, в том числе с разной динамической вязкостью, степенью растворимости в холодной воде, редуцирующей способностью, что позволяет составлять на их основе множество клеевых композиций и широко использовать в отраслях промышленности.
На основании результатов исследования сделан вывод, что тритикалевый крахмал является ценным альтернативным сырьем для производства декстрина. Полученные результаты использованы при разработке нормативной документации для внедрения технологии тритикалевого декстрина на предприятиях крахмалопаточной отрасли. Организация производства этого продукта на крахмалопаточных предприятиях позволит увеличить объем выпуска декстринов отечественного производства, расширить сырьевую базу, ассортимент декстринов и повысить импортозамещение.
Литература
Андреев Н.Р., Соломин Д.А., Грабовец А.И. Новые источники сырья для производства крахмала // Экономика, труд и управление в сельском хозяйстве. 2013. № 1. С. 73-76. Андреев Н.Р., Гольдштейн В.Г., Носовская Л.П. Переработка муки тритикале на клейковину и крахмал // Хранение и переработка сельхозсырья. 2017. № 6. С. 8-11. Андреев Н.Р., Колпакова В.В., Гольдштейн В.Г. К вопросу глубокой переработкти зерна тритикале // Пищевая промышленность. 2018. № 9. С. 30-33. Анискин В.И., Еркинбаева Р.К., Налеев А.О. Технологические особенности зерна тритикале и пути повышения эффективности его использования. М: ВНИИТЭИагропром, 1992. 52 с.
Асеева Т.А., Зенкина К.В., Рубин З.С., Ломакина И.В. Использование тритикалевой муки в хлебопечении // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 5. С. 81-83. Беспалова Л.А., Романенко А.А., Колесников Ф.А. Сорта пшеницы и тритикале КНИИСХ. Краснодар: КНИИСХ, 2009. 92 с. Грабовец А.И. Значение тритикале, как культуры, на современном этапе // Достижения, направления развития сельскохозяйственной науки России: сборник трудов. Ростов-на-Дону: Донской издательский центр, 2005. С. 65-68. Грабовец А.И. Селекция тритикале на Дону // Тритикале и стабилизация производства зерна,
кормов и продуктов их переработки: сборник трудов. Ростов-на-Дону: Донской издательский центр, 2018. С.211-216.
Жушман А.И. Модифицированные крахмалы. М.: Пищепромиздат, 2007. 236 с.
Карчевская О.В., Дремучева Г.Ф., Грабовец А.И. Научные основы и технологические аспекты применения зерна тритикале в производстве хлебобулочных изделий // Хлебопечение России. 2013. № 5. С. 28-29.
Касынкина О.М., Орлова Н.С., Каневская И.Ю. Качество пшеничного хлеба, выпеченного с добавлением муки тритикале // Аграрный научный журнал. 2015. № 12. С. 18-20.
Кобелев К.В., Грибкова И.Н., Бойков А.В., Селина И.В., Созинова М.С. Мониторинг качества ржи и тритикале // Пиво, напитки. 2013. № 1. С. 40-43.
Кобелев К.В., Гернет М.В., Грибкова И.Н., Бойков А.В. Свойства тритикале и перспективы ее использования в бродильных производствах // Хранение и переработка сельхозсырья. 2013. № 5. С. 51-53.
Лукин Н.Д., Гольдштейн В.Г., Уланова Р.В., Кравченко И.К. Зерновой экстракт как сырье для получения кормовых добавок // Хранение и переработка сельхозсырья. 2015. № 12. С. 6-10.
Магомедов О.Г., Малютина Т.Н., Шапкарина А.И., Сиротенко Н.Ю. Разработка технологии сбивных мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности с применением тритикалевой муки // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2016. № 1. С. 106-109.
Мелешкина Е.П., Панкратова И.А., Политуха О.В., Чиркова Л.В., Жильцова И.С. Качество зерна тритикале // Хлебопродукты. 2015. № 2. С. 48-49.
Попов В.В. Питательные свойства зерна тритикале // Адаптивное кормопроизводство. 2012. № 2. С. 54-62.
Соломина Л.С., Соломин Д.А. Расширение сырьевой базы для производства модифицированных крахмалов // Хранение и переработка сельхозсырья. 2015. № 6. С. 36-40.
Соломин Д.А., Соломина Л.С. Факторы, влияющие на процесс окисления тритикалевого крахмала // Хранение и переработка сельхозсырья. 2017. № 5. С. 18-22.
Сухова О.В. Исследование химического состава зерна тритикале как основного белковосодержащего сырья // Вестник Нижегородского государственного инженерно-экономического университета. 2013. № 8(27). С. 85-90.
Урбанчик Е.Н., Шалюта А.Е. Получение продуктов быстрого приготовления на основе пророщенного зерна пшеницы и тритикале //
Хранение и переработка сельхозсырья. 2012. № 7. С. 25-28.
Dobreva St. Triticale - past and future // Agricultural science and technology. 2019. Vol. 6. No. 4. Pp. 271275. doi: 10.15547/ast.2016.04.051 Makowska А., Szwengiel А., Kubiak P., Tomaszewska-Gras J. Characteristics and structure of starch isolated from triticale // Stärke. 2014. Vol. 66. No. 9-10. Pp. 895-902. doi: 10. 1002/star.201300264 McGoverin C.M., Snyders F., Muller N., Botes W., Fox G., Manley M. A review of triticale uses and the effect of growth environment on grain quality // Journal of the science of food and agriculture. 2011. Vol. 91. No. 7. Pp. 1155-1165. doi: 10. 1002/
jsfa.4338
Lango B., Jaiswal S., Bona L., Tomoskozi S., Acs E., Chibbar R.N. Grain constituents and starch characteristics influencing in vitro enzymatic starch hydrolysis in Hungarian triticale genotypes developed for food consumption // Cereal chemistry. 2018. Vol. 95. No. 6. Pp. 861-871. doi:10.1002/ cche.10104
Sharma R., Cooper K.V., Jenner C.F. Genetic variation for «waxy» proteins and starch characteristics of triticale // Proceedings of the 5th International triticale symposium. Radzikow: Plant Breeding and Acclimatization Institute, 2002. Vol. 1. P. 245-253.
doi: https://doi.org/10.36107/spfp.2019.84
Receiving and Properties of Triticale Dextrin
Lidiya S. Solomina
All-Russia Research Institute for Starch Products - a branch of the Federal Scientific Center for Food Systems named after V.M. Gorbatova
11 Nekrasova St., Kraskovo, Luberetskiy district, Moscow region, 140051, Russian Federation E-mail: solominmitya@yandex.ru
Dmitry A. Solomin
All-Russia Research Institute for Starch Products - a branch of the Federal Scientific Center for Food Systems named after V.M. Gorbatova
11 Nekrasova St., Kraskovo, Luberetskiy district, Moscow region, 140051, Russian Federation E-mail: solominmitya@yandex.ru
Increase in the production of the modified starches and dextrines, expansion of their range based on using cereal and tuber starches, increase in import substitution are relevant tasks for the starch syrup industry. Development and production of new types of the modified starches and dextrines from nonconventional raw materials can be referred to number of the major directions of innovative development the starch syrup enterprises and increase in import substitution.
Research is aimed to develop a technological mode of receiving triticale dextrin with a high solubility in cold water and an increased viscosity of paste. In this work there are results of researches of receiving dextrin from triticale starch by a thermo chemical method with use of two catalysts: aluminum and potassium alum and hexane diacid. It is defined the influence of the key process parameters, such as: consumption the catalyst, temperature and duration of starch dextrinization on physical and chemical properties of triticale dextrin. Evidence-based parameters of the technological mode of receiving triticale dextrin with the highest solubility in cold water and the increased viscosity of paste are developed. It is defined that the consumption of potassium aluminum sulphate and hexane diacid of 0.75% and 0.50% respectively to the starch dry solids provide production of triticale dextrin with the maximum viscosity of paste. It is established that degree of solubility of a triticale dextrin in cold water reaches the maximum value (100%) at temperatures of starch dextrinization 150...180°C. Duration of dextrinization decreases in direct ratio to temperature increase of starch heating. It is revealed that starch dextrinization in the presence of two reagents proceed simultaneously with depolymerization of polysaccharide molecules of starch and etherification. The regression equation to define a degree of dextrin solubility is received from process parameters of production. It is established that dynamic viscosity of paste of triticale dextrin is higher in comparison with corn and wheat dextrines. Triticale starch is valuable alternate raw materials for production of dextrin. The research results were used in the development of regulatory documents for the introduction of technology in the industry. The organization of production of this product at starch syrup enterprises will allow to expand a raw base and the dextrines range, to increase the domestic production of dextrines.
Keywords: triticale starch, catalysts, adipic acid, aluminum-potassium alum, thermochemical method, technological parameters
References
Andreev N.R., Goldshtein V.G., Nosovskaya L.P. Pererabotka muki tritikale na kleikovinu i krakhmal [Processing triticale flour to gluten and starch]. Khranenie i pererabotka selkhozsyrya [Storage and processing of farm products], 2017, no. 6, pp. 8-11.
Andreev N.R., Kolpakova V.V., Goldshtein V.G. K voprosu glubokoi pererabotkti zerna tritikale [On the issue of deep processing of triticale grain]. Pishchevaya promyshlennost [Food industry], 2018, no. 9, pp. 3033.
Andreev N.R., Solomin D.A., Grabovets A.I. Novye istochniki syrya dlya proizvodstva krakhmala [New sources of raw materials for the production of starch]. Ekonomika, trud i upravlenie v selskom
hozyajstve [Economics, labour and management in agriculture], 2013, no. 1, pp. 73-76.
Aniskin V.I., Erkinbaeva R.K., Naleev A.O. Tekhnologicheskie osobennosti zerna tritikale i puti povysheniya effektivnosti ego ispolzovaniya [Technological features of triticale grain and ways to improve the efficiency of its use]. Moscow: VNIITEIagroprom, 1992. 52 p.
Aseeva T.A., Zenkina K.V., Rubin Z.S., Lomakina I.V. Ispolzovanie tritikalevoi muki v khlebopechenii [The use of triticale flour in baking]. Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of agriculture], 2018, vol. 32, no. 5, pp. 81-83.
Bespalova L.A., Romanenko A.A., Kolesnikov F.A. Sorta pshenitsy i tritikale KNIISKh [Varieties of wheat and
triticale KNIISh]. Krasnodar: KNIISKh, 2009. 92 p.
Grabovets A.I. Selektsiya tritikale na Donu [Selection of triticale on the Don]. Tritikale i stabilizaciya proizvodstva zerna, kormov i produktov ih pererabotki: sbornik trudov [Triticale and stabilization of the production of grain, feed and their products: a collection of works]. Rostov-na-Donu: Donskoj izdatelskij centr, 2018, pp. 211-216.
Grabovets A.I. Znachenie tritikale, kak kultury, na sovremennom etape [The value of triticale as a culture, at the present stage]. Dostizheniya, napravleniya razvitiya selskohozyajstvennoj nauki Rossii: sbornik trudov [Achievements, directions of development of agricultural science in Russia: collection of works]. Rostov-on-Don: Donskoj izdatelskij centr, 2005, pp. 65-68.
Zhushman A.I. Modificirovannye krahmaly [Modified starches]. Moscow: Pishchepromizdat, 2007. 236 p.
Karchevskaya O.V., Dremucheva G.F., Grabovets A.I. Nauchnye osnovy i tekhnologicheskie aspekty primeneniya zerna tritikale v proizvodstve khlebobulochnykh izdelii [Scientific basis and technological aspects of the use of triticale grain in the production of bakery products]. Hlebopechenie Rossii [Baking of Russia], 2013, no. 5, pp. 28-29.
Kasynkina O.M., Orlova N.S., Kanevskaya I.Yu. Kachestvo pshenichnogo khleba, vypechennogo s dobavleniem muki tritikale [Quality of wheat bread, baked with the addition of triticale flour]. Agrarnyj nauchnyj zhurnal [Agricultural scientific journal], 2015, no.12, pp.18-20.
Kobelev K.V., Gernet M.V., Gribkova I.N., Boikov A.V. Svoistva tritikale i perspektivy ee ispolzovaniya v brodilnykh proizvodstvakh [Properties of triticale and prospects for its use in fermentation industries]. Khranenie i pererabotka selkhozsyrya [Storage and processing of farm products], 2013, no. 5, pp. 51-53.
Kobelev K.V., Gribkova I.N., Boikov A.V., Selina I.V., Sozinova M.S. Monitoring kachestva rzhi i tritikale [Monitoring the quality of rye and triticale]. Pivo i napitki [Beer and drinks], 2013, no. 1, pp. 40-43.
Lukin N.D., Goldshtein V.G., Ulanova R.V., Kravchenko I.K. Zernovoi ekstrakt kak syre dlya polucheniya kormovykh dobavok [Grain extract as a raw material for the production of feed additives]. Khranenie i pererabotka selkhozsyrya [Storage and processing of farm products], 2015, no. 12, pp. 6-10.
Magomedov O.G., Malyutina T.N., Shapkarina A.I., Sirotenko N.Yu. Razrabotka tekhnologii sbivnykh muchnykh konditerskikh izdelii povyshennoi pishchevoi tsennosti s primeneniem tritikalevoi muki [Development of technology of whipped flour confectionery products of increased nutritional value using triticale flour]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tekhnologij [Bulletin of Voronezh state university of engineering technologies], 2016, no. 1, pp. 106-109.
Meleshkina E.P., Pankratova I.A., Politukha O.V., Chirkova L.V., Zhiltsova I.S. Kachestvo zerna tritikale [Grain quality triticale]. Hleboprodukty [Bread products], 2015, no. 2, pp. 48-49. Popov V.V. Pitatelnye svoistva zerna tritikale [Nutritional properties of triticale grains]. Adaptivnoe kormoproizvodstvo [Adaptive feed production], 2012, no. 2, pp. 54-62. Solomin D.A., Solomina L.S. Faktory, vliyayushchie na protsess okisleniya tritikalevogo krakhmala [Factors affecting the oxidation of triticale starch]. Khranenie i pererabotka selkhozsyrya [Storage and processing of farm products], 2017, no. 5, pp. 18-22. Solomina L.S., Solomin D.A. Rasshirenie syrevoi bazy dlya proizvodstva modifitsirovannykh krakhmalov [Expanding the raw material base for the production of modified starches]. Khranenie i pererabotka selkhozsyrya [Storage and processing of farm products], 2015, no. 6, pp. 36-40. Sukhova O.V. Issledovanie khimicheskogo sostava zerna tritikale kak osnovnogo belkovosoderzhashchego syrya [Study of the chemical composition of triticale grains as the main protein-containing raw materials]. Vestnik Nizhegorodskogo gosudarstvennogo inzhenerno-ekonomicheskogo universiteta [Bulletin of Nizhny Novgorod state university of engineering and economics], 2013, no. 8(27), pp. 85-90. Urbanchik E.N., Shalyuta A.E. Poluchenie produktov bystrogo prigotovleniya na osnove proroshchennogo zerna pshenitsy i tritikale [Preparation of fast food products based on wheat germ and triticale]. Khranenie i pererabotka selkhozsyrya [Storage and processing of farm products], 2012, no. 7, pp. 25-28. Dobreva St. Triticale - past and future. Agricultural science and technology, 2019, vol. 6, no. 4, pp. 271275. doi: 10.15547/ast.2016.04.051 Makowska A., Szwengiel A., Kubiak P., Tomaszewska-Gras J. Characteristics and structure of starch isolated from triticale. Stärke, 2014, vol. 66, no. 9-10, pp. 895-902. doi: 10. 1002/star.201300264 McGoverin C.M., Snyders F., Muller N., Botes W., Fox G., Manley M. A review of triticale uses and the effect of growth environment on grain quality. Journal of the science of food and agriculture, 2011, vol. 91, no. 7, pp. 1155-1165. doi: 10. 1002/jsfa.4338 Lango B., Jaiswal S., Bona L., Tömösközi S., Äcs E., Chibbar R.N. Grain constituents and starch characteristics influencing in vitro enzymatic starch hydrolysis in Hungarian triticale genotypes developed for food consumption. Cereal chemistry, 2018, vol. 95, no. 6, pp. 861-871. doi: 10.1002/ cche.10104
Sharma R., Cooper K.V., Jenner C.F. Genetic variation for «waxy» proteins and starch characteristics of triticale. Proceedings of the 5th International triticale symposium. Radzikow: Plant Breeding and Acclimatization Institute, 2002, vol. 1, pp. 245-253.
