Научная статья на тему 'РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРУДИРОВАННЫХ КАРТОФЕЛЕПРОДУКТОВ В ЭКСТРУДЕРЕ С ДИНАМИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ'

РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРУДИРОВАННЫХ КАРТОФЕЛЕПРОДУКТОВ В ЭКСТРУДЕРЕ С ДИНАМИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
221
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Ползуновский вестник
ВАК
RSCI
Область наук
Ключевые слова
ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКАЯ ЭКСТРУЗИЯ / ДИНАМИЧЕСКИЙ УЗЕЛ ФОРМОВАНИЯ / ПЕРЕРАБОТКА КАРТОФЕЛЯ / СНЕКИ / КОЭФФИЦИЕНТ РАСШИРЕНИЯ / ПАРАМЕТРЫ ТЕРМООБРАБОТКИ / ОДНОШНЕКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР / КАРТОФЕЛЬНАЯ СТРУЖКА / КАРТОФЕЛЬНЫЕ ХЛОПЬЯ / РАСТИТЕЛЬНОЕ СЫРЬЕ

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Аксенова Ольга Игоревна, Копылов Максим Васильевич

Разработка способа производства экструдированных закусочных продуктов из картофеля, как одной из наиболее широко возделываемых в нашей стране крахмальных культур, является актуальной задачей, так как ускоренный темп жизни населения мегаполисов в совокупности с популяризацией здорового образа жизни приводят к росту спроса на снеки с низким содержанием жира и соли. В результате анализа проведенных исследований сделан вывод, что работы по изучению процесса получения экструдированных картофельных снеков не получили необходимо развития, базовые результаты исследований носят не полный характер и посвящены в основном экструзии картофельных хлопьев. Целью представленного исследования является получение готовых к употреблению снеков с удовлетворительными качественными показателями из дегидратированного измельченного картофеля в одношнековом экструдере с динамическим узлом формования. В результате экспериментов был получен экструдированный закусочный продукт, который обладает приятным выраженным вкусом и ароматом обжаренного картофеля, хрустящей и пористой текстурой, пониженным содержанием соли и жира. Так же был определен температурный режим процесса экструзии картофельного полуфабриката равный 140 °С при давлении в предматричной зоне 4,5 МПа для получения снека с наибольшим коэффициентом расширения равным 290 %. Дальнейшие исследования могут быть направлены на повышение пищевой ценности полученных картофелепродуктов для уменьшения различных дефицитов питания среди населения мегаполисов за счет обогащения снеков ценными пищевыми веществами из побочных продуктов пищевых и перерабатывающих производств.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Аксенова Ольга Игоревна, Копылов Максим Васильевич

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

Текст научной работы на тему «РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРУДИРОВАННЫХ КАРТОФЕЛЕПРОДУКТОВ В ЭКСТРУДЕРЕ С ДИНАМИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ»

РАЗДЕЛ 1. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

DOI: 10.25712^т2072-8921.2019.01.001 УДК 664.83

РАЗРАБОТКА СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА ЭКСТРУДИРОВАННЫХ КАРТОФЕЛЕПРОДУКТОВ В ЭКСТРУДЕРЕ

С ДИНАМИЧЕСКОЙ МАТРИЦЕЙ

О.И. Аксенова, М.В. Копылов

Разработка способа производства экструдированных закусочных продуктов из картофеля, как одной из наиболее широко возделываемых в нашей стране крахмальных культур, является актуальной задачей, так как ускоренный темп жизни населения мегаполисов в совокупности с популяризацией здорового образа жизни приводят к росту спроса на снеки с низким содержанием жира и соли. В результате анализа проведенных исследований сделан вывод, что работы по изучению процесса получения экструдированных картофельных сне-ков не получили необходимо развития, базовые результаты исследований носят не полный характер и посвящены в основном экструзии картофельных хлопьев. Целью представленного исследования является получение готовых к употреблению снеков с удовлетворительными качественными показателями из дегидратированного измельченного картофеля в од-ношнековом экструдере с динамическим узлом формования. В результате экспериментов был получен экструдированный закусочный продукт, который обладает приятным выраженным вкусом и ароматом обжаренного картофеля, хрустящей и пористой текстурой, пониженным содержанием соли и жира. Так же был определен температурный режим процесса экструзии картофельного полуфабриката равный 140 °С при давлении в предматричной зоне 4,5 МПа для получения снека с наибольшим коэффициентом расширения равным 290 %. Дальнейшие исследования могут быть направлены на повышение пищевой ценности полученных картофелепродуктов для уменьшения различных дефицитов питания среди населения мегаполисов за счет обогащения снеков ценными пищевыми веществами из побочных продуктов пищевых и перерабатывающих производств.

Ключевые слова: термопластическая экструзия, динамический узел формования, переработка картофеля, снеки, коэффициент расширения, параметры термообработки, од-ношнековый экструдер, картофельная стружка, картофельные хлопья, растительное сырье.

К новейшим приемам переработки зерновых, зернобобовых и овощных культур относят процесс экструзии. В таких экономически развитых странах, как США, Япония, страны Западной Европы и ряде других, экс-трузионные технологи являются приоритетным направлением развития пищевой промышленности.

Экструзия - это технологический процесс переработки растительного и животного сырья в экструдере, включающий приложение высокой температуры, избыточного давления и сдвигового усилия на необработанные массы [1]. Экструзия в производстве пищевых продуктов - это довольно новая технология обработки пищевого сырья для создания большого количества продуктов с различными размером, формой, текстурой и вкусом. Экструзионная технология позволяет производить широкий диапазон продуктов, таких как макаронные изделия, завтраки быстрого приготовления, гренки, продукты детского питания, закусочные продукты (сне-ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК № 1 2019

ки), кондитерские изделия, текстурированные овощные белки, модифицированные крахмалы, корма для животных, сухие пищеконцен-траты и другие [2].

Экструзия является одной из самых популярных технологий во многих областях пищевой промышленности, что с одной стороны объясняется широтой ассортимента производимой продукции, а с другой - заменой комплекса оборудования одним аппаратом, в котором протекают технологические операции: транспортирования и гомогенизации обрабатываемого материала, его нагрева до требуемой температуры за счет сил трения материала о рабочие ораны экструдера (автогенный режим работы) или при помощи внешних нагревательных элементов, стерилизации, пластификации и образования расплава, создания вкуса и запаха, выпрессовы-вания расплава биополимера через формующий инструмент за счет создаваемого шнеком давления, удаления летучих веществ и влаги. Применение экструзионной техники

обеспечивает глубокие биохимические превращения питательных веществ, что приводит к увеличению их усвояемости и получению готового продукта хорошего качества, при автоматизации и высокой скорости протекания процесса. Трудность подбора конструкции экструдера и оптимальных режимов экструзионного процесса для каждой производственной технологии являются следствием сложной взаимосвязи тепломассообмен-ных, гидромеханических и биохимических процессов, которые в свою очередь определяют эффективность процесса экструзии. Особенности конструкции экструдеров и характеристики исходного сырья дают возможность варьировать параметры экструзионного процесса в широких пределах, что позволяет изменять структуру и свойства готового продукта [3].

В зависимости от исходного сырья экс-трудаты могут обладать пористой или волокнистой макроструктурой. Однородная пористая структура экструдата достигается при содержании в рецептурной смеси крахмала ~ 80 %, при содержании в смеси ~ 80 % белка характерна волокнистая структура продукта. Если рецептурная смесь состоит из приблизительно равного или незначительно преобладающего соотношения белков и крахмала, то формируется неоднородная структура со слабо развитой пористостью - переходный режим.

В процессе экструзии рецептурная смесь при помощи дозирующего устройства подается через загрузочную горловину в питающий корпус экструдера, в котором смесь захватывается витками шнека и транспортируется вдоль рабочей камеры к формующему узлу. Действие сдвиговых напряжений и интенсивное сжатие в межвитковом пространстве шнека приводит к термомеханической деструкции биополимера, и переходу смеси из дисперсно-сыпучего состояния в расплав. Вращением шнека текучая вязкопластичная масса продавливается сквозь каналы пред-матричной зоны и далее с большой скоростью - через канал матрицы. Температура и давления в зависимости от конструкции шнека экструдера линейно или ступенчато увеличиваются от загрузочной зоны до предмат-ричной, в предматричной зоне достигаются пики температуры (120-190 °С) и давления (412 МПа), а далее при выходе расплава биополимера из матрицы происходит резкое падение давления и температуры. Из-за резкого перепада давления на выходе из матрицы наблюдается мгновенное вскипание перегретой влаги в расплаве, которое подобно взры-

ву разрушает крахмальные зерна и приводит к образованию и фиксации альвеолярной (высокопористой) текстуры продукта и увеличению поперечного размера экструдата. В зависимости от величины перепада давлений и реологических свойств сырья экструдаты будут обладать порами разного размера и разной толщиной стенок пор, что отчетливо видно при микроскопии [4].

Таким образом, именно сложные физико-механические процессы, происходящие в матрице и предматричной зоне, определяют качественные (органолептические и структурно-механические) показатели готового продукта.

По виду готового изделия матрицы можно разделить на матрицы для выпрессовыва-ния жгута, трубок, гранул, хлопьев и фигурных изделий (круглого, кольцевого, фигурного, прямоугольного или переменного сечения). Фильеры матриц, как правило, состоят из цилиндрических формующих каналов и входных полостей переменного сечения, которые, в свою очередь, служат для облегчения входа расплава биополимера в формующий цилиндрический канал. Экструдаты волокнистой макроструктуры получают при использовании принудительно охлаждаемых фильер с отношением длина/диаметр много больше единицы, в которых снижение температуры и давления расплава биополимера происходит постепенно. Экструдаты пористой макрострукты получают при помощи неохла-ждаемых фильер, в которых скорость сдвига максимальна [4]. При экструзии побочных продуктов перерабатывающих производств возникают колебания давления в предмат-ричной зоне, что приводит к выходу продукта нестабильного качества, таким образом, в матрицах ряда экструдеров должна быть предусмотрена стабилизация давления.

В настоящее время за счет признания высокой надежности и технологичности шире распространены стационарные формующие матрицы, в которых матрица закреплена на корпусе экструдера, в отличие от подвижных (динамических) матриц, в которых матрица закреплена на шнеке и вращается вместе с ним. Вращение динамической матрицы позволяет добиться однородности температуры расплава по сечению, а так же исключить операцию резки формованного жгута экструдата из технологического процесса [5].

Разработка новых продуктов и оптимизация существующих технологических процессов требуют понимания взаимодействий между компонентами рецептурной смеси, параметрами процесса и конструкции оборудо-

вания. Из-за физической и химической сложности многих продуктов такие взаимодействия редко могут быть предсказаны и определяются в основном в результате экспериментальных исследований [6].

Производство закусочных продуктов методом экструзии является наиболее современным и совершенным способом производства снеков с пониженным содержанием жира и соли, приятной пористой и хрусткой текстурой.

Данная задача является актуальной, так как при современном темпе жизни у жителей мегаполисов не остается достаточного количества времени на приготовление и потребление полноценных приемов пищи, что способствует росту спроса на продукты, употребляемые «на ходу», - снеки. Принятие потребителем закусочных продуктов в первую очередь связано с удобством их употребления, однако такие качества, как насыщенность вкуса, привлекательный внешний вид, текстура (пористая или волокнистая) в совокупности с ценой особенно важны [7].

В экструдированных снеках за качественные показатели принимают следующие физические параметры: макроструктура (текстура), коэффициент расширения и насыпная плотность. В процессе экструзии тепловая и сдвиговая энергии, прикладываемые к сырью, вызывают не только изменение текстуры, но и изменения в биологической ценности готового продукта, обусловленные денатурацией белков, разрушением термолабильных витаминов, фитохимических соединений, антиок-сидантов, окислением жиров, образованием вкусовых веществ, желатинизацией и разрушением крахмала, увеличением растворимости и минеральной биодоступности диетических волокон [7].

Практически любой продукт, который можно превратить в пластическую массу подлежит экструдированию, однако более подходящим сырьем являются крахмалосо-держащие продукты (зерновые культуры, крахмалы, картофелепродукты) - для расширенных экструдатов и продукты переработки сои - для текструратов, а так же различные смеси белкового и крахмального сырья, включая побочные продукты пищевых и перерабатывающих производств [8].

Пористая текстура расширенных экстру-датов создается, как было отмечено ранее, за счет разрыва крахмальных зерен, поэтому в качестве основного ингредиента расширенных продуктов используют культуры с высоким содержанием крахмала.

Картофель является одной из наиболее широко возделываемых крахмальных культур в нашей стране (валовой сбор картофеля в 2017 году составил 29,6 млн. тонн, при этом по сравнению с валовым сбором 2010 года наблюдается прирост ~ 40 %) из которого традиционно изготавливают закусочные продукты. Однако ассортимент снеков из картофеля представлен в основном чипсами, обжаренными в масле и покрытыми вкусо-ароматическими добавками, потребление которых негативно сказывается на здоровье человека [6]. Таким образом, разработка технологии производства расширенного закусочного продукта на основе картофеля с минимальным содержанием жира и соли в своем составе является актуальной задачей.

Вопросу экструзии картофеля посвящено крайне мало работ (в основном таких ученых, как Nath А., Cheyne А., Ненахова Р.В., Острикова А.Н., Calvo-Lopez D.A., M. Thurwall, Stojceska V., Paul A., Alam M.S. [1, 7, 10-16, 18]), что говорит о недостаточности развития исследований в этой области. Так же необходимо отметить, что базовые результаты исследований экструзии картофеля для производства готовых к употреблению снеков носят не полный характер и посвящены в основном экструзии картофельных хлопьев (порошка).

Целью работы является изучение возможности получения готовых к употреблению снеков с удовлетворительными качественными показателями (высокий коэффициент расширения, однородная текстура с развитой пористостью) из дегидратированного измельченного картофеля в одношнековом экстру-дере с динамической матицей.

Опыт проводился на лабораторном од-ношнековом экструдере ВГУИТ с динамическим узлом формования, представленном на рисунке 1 .

Шнек экструдера выполнен с фильерой на выходном конце, имеет постоянный шаг нарезки витка и переменную глубину нарезки. Более интенсивный разогрев расплава биополимера обеспечивается за счет установленных на последних трех витках шнека греющих шайб. Фильера имеет одно коническое отверстие, при состыковке которого с одним из трех отверстий в матрице (закрепленной в корпусе экструдера) расплав биополимера выпрессовывывается и срезается о матрицу при дальнейшем вращении шнека. Диаметр получаемых шариков зависит от частоты вращения шнека, т. к. в отличие от традиционного экструдирования отверстие для выхода формованного жгута смешено к перифе-

рии и спрессовано со шнеком. Предлагаемая конструкция динамического формующего узла позволяет вырабатывать экструдаты без отдельной стадии измельчения [9].

При экструзии любого сырья на конкретном оборудовании предъявляются требования к его гранулометрическому составу и влажности. Для стабильной работы данного лабораторного экструдера выявлена рациональная область гранулометрического состава, обеспечивающая однородность формирования расплава - размер частиц сырьевой смеси должен быть в диапазоне 0,67-0,8 мм, а влажность исходного сырья от 11 до 22 % [2].

Подготовку картофельного полуфабриката для дальнейшей экструзии осуществляли следующим образом: вымытые очищенные от кожуры клубни картофеля измельчали в стружку на миксере с ножом-барабаном, затем стружку отжимали и высушивали в конвекционном сушильном шкафу в течение 5 часов при 50 °С. Влажность полученного полуфабриката измеряли на приборе Чижова: влажность смеси картофельного полуфабриката, отобранного из трех партий, составила 12 %, дальнейшего увлажнения смеси не проводили.

Картофельный полуфабрикат в ручную подавали в загрузочное отверстие на корпусе экструдера, в котором он захватывался шне-

ком и транспортировался к динамическому формующему узлу, где впрессовывался в виде расширенных шариков [9,10].

В ходе эксперимента получали экструда-ты при разных значениях температуры в предматричной зоне. Определение оптимального значения температуры в предмат-ричной зоне экструдера является необходимым условием для стабильного получения готового продукта высокого качества, так как слишком высокая температура приводит к разложению термолабильных питательных веществ, пригоранию продукта и низкой производительности экструдера; при недостаточно высокой температуре в предматричной зоне не образуется требуемая энергия для хорошего расширения экструдата.

Так при температуре в предматричной зоне 120 °С получаемый экструдат не достигает требуемого коэффициента расширения, при температуре 140 °С экструдат достигает максимального коэффициента расширения равного 290 % и наиболее привлекательных органолептических свойств. При температуре 160 °С наблюдается нежелательное потемнение экструдата вследствие реакции мела-ноидинообразования, которое сопровождается уменьшением коэффициента расширения, а при дальнейшем увеличении температуры 190 °С наблюдается пригорание экструдата [9].

а - экструдер, б - шнек, в - матрица с фильерой, г - фильера Рисунок 1 - Лабораторный экструдер ВГУИТ с динамическом формующим узлом (матрицей)

Рисунок 2 -Экструдированные картофелепродукты, полученные при различных температурах в

предматричной зоне

В качестве одного из основных параметров, характеризующих процесс экструзии, был выбран коэффициент расширения (вспучивания), который определяется как отношение диаметра поперечного сечения экструда-та к диаметру формующего отверстия. Наблюдаемое в эксперименте поведение коэффициента расширения можно объяснить тем, что при недостаточно высокой температуре в предматричной зоне достаточно интенсивного тепловыделения для мгновенного испарения влаги «взрыва», ведущего к разрыву крахмальных зерен и получению пористой структуры, не происходит, а при избыточной температуре в предматричной зоне наблюдается спекание частиц расплава биополимера, которое препятствует расширению и фиксации структуры при взрывном испарении влаги.

Скорректировать температуру процесса без оснащения экструдера дополнительными охлаждающими устройствами в возможно за счет влажности смеси, так в работе [11] отмечается, что увеличение влажности рецептурной смеси на 1% приводит к падению температуры на 10 °С. Однако необходимо помнить, что избыточная влажность сырья способствует снижению выделения теплоты (за счет сил вязкого трения), и таким образом достаточного для хорошего расширения количества теплоты не образуется, при этом формуемый экструдат обладает плотной текстурой с грубой консистенцией.

Проведенные эксперименты показали возможность экструзии измельченного дегид-ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК № 1 2019

ратированного картофеля довольно крупной фракции 5-15 мм, а не только картофельных хлопьев с размером частиц, рекомендуемым для работы на данном экструдере. Дальнейшее исследование будет направлено на изучение влияния крупности фракции картофеля и начальной влажности сырья, а так же диаметра формующего отверстия на изменение температуры, давления, частоты вращения шнека, однородности структуры и коэффициента расширения экструдата в процессе экструзии в экструдере с динамической матрицей.

На основании проведенного исследования предложена технологическая схема производства экструдированных картофельных снеков, показанная на рисунке 3.

Технологическая схема производства экструзионного закусочного продукта на основе картофеля состоит из операций: подготовки картофельного полуфабриката, экструзии, охлаждения, фасовки и упаковки экстру-дата. Подготовка картофельного полуфабриката заключается в мойке и очистке клубней картофеля, измельчении клубней в стружку, отжиме стружки и ее дальнейшей сушке до конечной влажности [10]. При нестабильной работе экструдера к технологический схеме может быть дополнительно добавлена операция просеивания картофельного полуфабриката, с целью исключения слишком мелкой мучнистой фракции, которая может приводить к пригоранию экструдата в предматрич-ной зоне, или наоборот - слишком крупной фракции, которая будет образовывать в экс-

трудате включения, нарушающие однородность продукта. Слишком крупная фракция в дальнейшем измельчается и повторно направляется в производство. Так же картофельные экструдаты могут дополнительно дражироваться во вкусовых или витаминных добавках: вкусоароматические добавки (соль, специи, травы) наносятся поверх слоя растительного масла, а нанесение витаминных добавок на готовый продукт исключает тепловую деструкцию термолабильных витаминов.

Машинно-аппаратурная схема процесса производства картофельного снека показана на рисунке 4. Клубни картофеля подвергают мойке и дальнейшей очистке от кожуры в моечной машине 1. Очищенные клубни картофеля подают в миксер с ножом-барабаном для шинковки 2, где они измельчаются в стружку с длинной 10-25 мм и шириной 3-5 мм. Далее измельченный картофель отправляется на сушку в конвекционную барабанную сушилку 4, где при температуре 50 °С в течение пяти часов высушивается до конечной влажности 12%. Перед сушкой измельченный картофель отжимается прессом 3 до влажности 50-60% для удаления избыточной влаги, что позволяет значительно сократить время процесса сушки. Высушенная картофельная стружка из сушилки 4, следуя по ленточному транспортеру 5, охлаждается и передается в шнековый питатель 6, установленный над загрузочным патрубком экструдера 7, который обеспечивает равномерность подачи картофельного полуфабриката. Неравномерная подача сырья в экструдер вызывает образование зон закупорки, ведущих к скачкам давления, нестабильному выходу экструдата (обрывы, неравномерное расширение, подгорание) и прерыванию технологического процесса. Экструдер 7 перед запуском прогревают, пропусканием дробленого увлажненного зерна, до поднятия температуры в рабочей зоне 130-140 °С. Это позволяет сформировать первоначальный тестовый поток и облегчает продавливание смеси через формующий узел экструдера. После того как было достигнуто требуемое значение температуры в рабочей зоне, и выходящий тестовый поток стал характерно расширяться, в загрузочный бункер экструдера подают картофельный полуфабрикат. В корпусе экстру-дера картофельный полуфабрикат транспортируется шнеком от загрузочного отверстия к динамическому формующему узлу при высоком давлении (4,5 МПа), при этом он гомогенизируется, разогревается и переходит в расплав.

Приемка и растарибание сырья (ГОСТ51808-2013)

Мойка и чистка клубней картофеля Моечная машина

Измельчение 1=10-25мм, Ь=3-5 мм Миксер с ножом-бараданом

_

Отжим Wk=S0-60% Пресс

__

Сушка Wk=12% Т=50 'С Т=5 ч

Барабанная сушилка

Шнекобый питатель

__

Экструзия t=%0 °С p=i.5МПа

Экструдер с динамической матрицей

V

Охлаждение Г=5-7 мин Ленточный транспортер

Фасовка и упакобка т=50£5гр

Автомат Пакеты доу pack

Рисунок 3 - Технологическая схема производства картофельного экструдата

Выходящий из фильеры матрицы кар-тофелепродукт образует жгуты, которые при дальнейшем повороте шнека срезаются о край матрицы в виде шариков [10]. Таким образом, использование в конструкции экстру-дера динамического узла формования позволяет исключить дополнительную операцию резки экструдата. Варьируя частоту вращения шнека можно регулировать размер выходящего продукта. Экструдированный снек в ПОЛЗУНОВСКИЙ ВЕСТНИК № 1 2019

виде шариков по сетчатому транспортеру 5 направляется на фасовку и упаковку в автомат 8, при этом параллельно охлаждаясь. Упаковка неохлажденного готового продукта способствует образованию конденсата внут-

ри упаковки, что приводит к потере хрустко-сти готовым продуктом, а также снижению срока хранения изделия за счет развития патогенной микрофлоры.

1 - моечная машина, 2 - миксер с ножом-барабаном для шинковки, 3 - пресс, 4 - барабанная сушилка, 5 - ленточный транспортер, 6 - шнековый питатель, 7 - экструдер с динамическим узлом формования (матрицей), 8 - упаковочный автомат

Рисунок 4 - Машинно-аппаратурная схема производства картофельных экструдатов

Использование сушеного картофеля, как единственного компонента рецептурной смеси, позволяет при правильно подобранных технологических режимах получать закусочные продукты с хорошими органолептически-ми характеристиками, однако пищевая ценность таких снеков достаточно мала. Для увеличения пищевой ценности снеков из картофеля их целесообразно обогащать белками и диетическими волокнами из побочных продуктов пищевых и перерабатывающих производств. Экструдированные снеки, как продукты нового поколения, в настоящее время являются одним из самых перспективных вариантов для улучшения их состава. В настоящее время уже проведен ряд исследований [1,12-16], направленных на разработку закусочных экструдатов, улучшение состава которых проводилось благодаря добавлению в рецептуры побочных продуктов перерабатывающих производств, подтвердивших перспективность и актуальность данного направления. Обогащение экструдированных закусочных продуктов будет способствовать уменьшению различных дефицитов в рационах питания населения мегаполисов, среди которых высок спрос на снеки, в том числе из картофеля. Данные дефициты в питании приводят к развитию алиментарных заболеваний, сокращение которых является приоритетной задачей в нашей стране, отмеченной в распоряжении Правительства РФ от 29 июля 2016 г. №1364-р [17]. Экструзия - это идеальный технологический процесс для обогащения продуктов белками, термостабильными витаминами, волокнами и другими добавками. Таким образом, дальнейшее исследова-

ние необходимо направить на разработку обогащенных экструдированных картофеле-продуктов, обеспечивающих профилактику различных дефицитов ценных компонентов пищи (белков, пищевых волокон, витаминов, минеральных веществ). Сочетания картофеля с рыбой и овощами являются традиционными, хорошо зарекомендовавшими себя во всем мире, поэтому целесообразно обогащать картофельные экструдаты побочными продуктами рыбо- и овощеперерабатывающих производств [18]. Для производства сне-ков сбалансированного состава предложенная технологическая схема, показанная на рисунке 3, может быть дополнена операциями подготовки побочных продуктов пищевых и перерабатывающих производств, их дозирование и смешения с картофельным полуфабрикатом.

Таким образом, в ходе эксперимента был получен готовый к употреблению картофельный снек (картофелепродукт) с удовлетворительными качественными показателями: коэффициент расширения - 290 %, однородная текстура с развитой пористостью, с приятным вкусом жареного картофеля и характерным для снеков из картофеля золотистым цветом и ароматом, хрусткостью, пониженным содержанием соли и жира - из дегидратированного измельченного картофеля в одношнековом экструдере с динамическим узлом формования (матрицей) при температуре в предматричной зоне равной 140 °С.

Полученные картофельные экструдаты в дальнейшем могут быть дополнительно обогащены ценными пищевыми веществами для производства продуктов специального назна-

чения, отличительной особенностью которых является максимальная адаптация к физиологическим потребностям определенных групп населения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Alam, M.S. Extrusion and Extruded Products: Changes in Quality Attributes as Affected by Extrusion Process Parameters: A Review/ M.S. Alam, J. Kaur, H. Khaira, K. Gupta // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. - 2016. - P. 445-473.

2. Татаренков Е.А. Научное обеспечение процесса производства экструдированных тексту-ратов методом динамического формования/ Дисс. канд. техн. наук. - Воронеж: - 2011. - 158 с.

3. Пермяшкина, О.И. Исследование процесса вспенивания биополимера, полученного методом экструзии / О.И. Пермяшкина, В.А. Куничан, М.В. Обрезкова / Ползуновский вестник. - 2008. -№ 3. - С.83-86.

4. Кушнир В.Г. Использование экструдеров при переработке продукции растениеводства в Республике Казахстан. Учебно-методическое пособие для обучающихся в профильной магистратуре в рамках ГПИИР-2 В.Г. Кушнир, Н.В. Гаври-лов, С.А. Ким, Констай, 2016. - 128 с.

5. Аксенова, О.И., Разработка конструкции матрицы для динамической экструзии и ее математическое обоснование [Текст] / О.И. Аксенова, Г.В. Алексеев // Научный журнал НИУ ИТМО. Сер., Процессы и аппараты пищевых производств. -2015. - № 4(26). - С. 73-79.

6. Фролова, Л.Н. Оптимизация параметров процесса получения биотоплива методами математического моделирования [Текст] / Л.Н. Фролова, В.Н. Василенко, М.В. Копылов, А.А. Дерканосо-ва, Н.А. Михайлова // Вестник международной академии холода, 2015. - №3. - С. 63-67.

7. Аксенова, О.И. Эмпирическое исследование кинетических зависимостей экструдирования рыборастительной смеси для производства картофельных снеков / О.И. Аксенова / Ползуновский вестник. - 2018. - № 3. - С.3-10.

8. Пат. 2430147 Российская Федерация, МПК С1 С 11 В 1/06. Пресс для получения масла и тек-стурированных жмыхов [Текст] / Остриков А.Н., Василенко Л.И., Копылов М.В., Татаренков Е.А.; заявитель и патентообладатель Воронежская государственная технологическая академия. -№2010116304/13; заявл. 23.04.2010; опубл. 27.09.2011, Бюл. № 27.

9. Аксенова, О.И. Разработка технологической линии производства экструдированного закусочного продукта на основе картофеля / О.И. Аксенова, Г.В. Алексеев / Сборник трудов VI Всероссийского конгресса молодых ученых. - 2017. - С. 6-10.

10. Аксенова, О.И. Перспективы применения картофеля для разработки биологически полноценных экструдированных снеков / О.И. Аксенова, Г.В. Алексеев / Актуальные проблемы формирова-

ния здорового образа жизни студенческой молодежи: Тезисы IX международной межвузовской научно-практической конференции студентов. -2017. - С. 236-239.

11. Calvo-Lopez, A.D. Optimization of extrusion process of expanded snakes based on potato starch in a single step for the formation of type IV resistant starch / A.D. Calvo-Lopez, F. Martinez-Bustos // Plant Food for Human Nutrition. - 2017/ - № 72(3). - Р.243-249.

12. Cheyne, A. Extrusion behaviour of cohesive potato starch pastes: I. Rheological characterization / A. Cheyne, J. Barnes, D.I. Wilson // Journal of Food Engeniring.- 2005. - №66. - Р. 1-11.

13. Stojceska, V. The recycling of brewer's processing by-product into ready-to-eat snacks using extrusion technology/ V. Stojceska, А. Paul, P. Andrew, I. Senol // Journal of Cereal Scientist. - 2008. -№47 - P. 469-479.

14. Nath, A. Effect of process parameters and soy flour concentration on quality attributes and microstructural changes in ready-to-eat potato-soy snack using high-temperature short time air puffing./ A, Nath, P.K. Chattopadhyay/ LWT - Food Science and Technology - 2008. - № 41. - Р. 707-715.

15. Ненахов Р.В. Разработка и научное обоснование способа производства экструдированных картофелепродуктов, обогащенных белковыми добавками [Текст] / Р.В. Ненахов Дисс. канд. техн. наук. - Воронеж: - 2001. - 147 с.

16. Аксенова, О.И. Эмпирическое исследование зависимости коэффициента экспандирования картофельных экструдатов от функционально-технологических свойств полуфабрикатов / О.И. Аксенова, Г.В. Алексеев, В.В. Кривопустов // Пол-зуновский вестник. - 2017. - № 2. - С. 8-13.

17. Thunwall, M. Extrusion processing of high amylose potato starch materials / M. Thunwall, A. Boldizar, M. Rigdahl / Carbohydrate Polymers. -2006. - №65. - Р. 441-446.

18. Об утверждении Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года: распоряжение Правительства РФ от 29 июля 2016 г. №1364-р [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/420363999 (10.11.2018)

Аксенова Ольга Игоревна, аспирант кафедры процессов и аппаратов пищевых производств ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий механики и оптики», e-mail: [email protected]

Копылов Максим Васильевич, к.т.н., доцент кафедры технологии жиров, процессов и аппаратов химических и пищевых производств ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», e-mail: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.