Научная статья на тему 'РОЗРОБКА НАНОТЕХНОЛОГії ДРіБНОДИСПЕРСНИХ ДОБАВОК З ВИКОРИСТАННЯМ КРіОМЕХАНіЧНОї МОДИФіКАЦії'

РОЗРОБКА НАНОТЕХНОЛОГії ДРіБНОДИСПЕРСНИХ ДОБАВОК З ВИКОРИСТАННЯМ КРіОМЕХАНіЧНОї МОДИФіКАЦії Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

CC BY
65
71
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАНОТЕХНОЛОГИИ / "ШОКОВОЕ" ЗАМОРАЖИВАНИЕ / НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ / КРИОДЕСТРУКЦИЯ / МЕХАНОАКТИВАЦИЯ / ТОПИНАМБУР / ИНУЛИН / ДОБАВКИ / "SHOCK" FREEZING / NANOTECHNOLOGIES / LOW-TEM-PERATURE GRINDING / CRYOGENIC DESTRUCTION / MECHANICAL ACTIVATION / TOPINAMBOUR / INULIN / ADDITIVES

Аннотация научной статьи по прочим сельскохозяйственным наукам, автор научной работы — Павлюк Р. Ю., Погарська В. В., Бессараб О. С., Балабай К. С., Борисова А. О.

Предложены и разработаны нанотехнологии мелкодисперсных добавок из топинамбура в форме замороженного пюре и порошка сублимационной сушки с использованием криомеханической модификации путем применения криогенного ”шокового” замораживания и низкотемпературного измельчения, что позволяет получить добавки и продукты с рекордным количеством фруктозы и других БАВ в свободном состоянии, которые легко усваиваются организмом человека

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим сельскохозяйственным наукам , автор научной работы — Павлюк Р. Ю., Погарська В. В., Бессараб О. С., Балабай К. С., Борисова А. О.

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

Development of nanotechnology offine-dispersed additives with the use of cryogenic mechanical modification

Nanotechnologies of fine-dispersed additives based on topinambour in the form of frozen puree and freeze-dried powder with the use of cryogenic mechanical modification particularly cryogenic «shock» freezing and low-temperature mechanical grinding is proposed and developed. A unique new technology allows to get additives and food products containing record amount of fructose in free condition: 50-55 % of inulin is transformed into easily digestible fructose in free condition that reduces glycemic index and the immune system reinforcement. Simultaneously cellulose and protein destruction and degradation occur: 50 % of cellulose is transformed into its monomers glucose and 50 % of protein is destroyed to separate free amino acids. It is also established that mechanical and cryogenic destruction, accompanying «shock» freezing and fine-dispersed grinding of topinambour, allows both to save all biologically active supplements such as phenolic compounds, ascorbic acid, tannins etc. and free-out them from the bound complexes with biopolymers or associates transforming them to free condition (their amount increases 1,7-2,2 times comparing with the original raw materials). It allows to cook product with new chemical composition and excellent consumer properties.

Текст научной работы на тему «РОЗРОБКА НАНОТЕХНОЛОГії ДРіБНОДИСПЕРСНИХ ДОБАВОК З ВИКОРИСТАННЯМ КРіОМЕХАНіЧНОї МОДИФіКАЦії»

12. Горальчук, А. Б. Реолопчш методи дослщження сировини i харчових продукйв та автоматизацiя розрахунюв реологiчних характеристик [Текст] / А. Б. Горальчук, П. П. Пивоваров, О. О. Гринченко, М. I. Погожих, В. В. Полевич, В. П. Гурський. -Харгав: Харк. держ. ун-т харчування та торпаш, 2006. - 63 с.

13. Абдрахманов, Р. Н. Изменение качества мяса птицы механической обвалки при холодильном хранении [Текст] / Р. Н. Абдрахманов, Г. В. Гуриновч, Л. С. Кудряшов // Мясная индустрия. - 2011. - № 9. - С. 42-45.

14. Krzywicki, K. The determination of haem pigment in meat [Text] / K. Krzywicki // Meat Science. - 1982. - Vol. 7, Issue 1. -P. 29-36. doi: 10.1016/0309-1740(82)90095-x

-□ □-

Запропоновано та розробле-но нанотехнологи (^бтодисперс-них добавок iз топтамбуру в формi замороженого пюре та порошку сублiмацiйного суштня з викори-станням крюмехашчног модифта-ци шляхом застосування крюгенного "шокового"заморожування та низь-котемпературного подрiбнення, що дозволяв отримати добавки та про-дукти з рекордною кшьтстю фрук-този та тших БАР у вшьному стат, як легко засвоюються оргатзмом людини

Ключовi слова: нанотехнологи, "шокове" заморожування, низь-котемпературне подрiбнення, крю-деструк^я, механоактива^я,

топтамбур, тулт, добавки

□-□

Предложены и разработаны нанотехнологии мелкодисперсных добавок из топинамбура в форме замороженного пюре и порошка сублимационной сушки с использованием криомеханической модификации путем применения криогенного "шокового" замораживания и низкотемпературного измельчения, что позволяет получить добавки и продукты с рекордным количеством фруктозы и других БАВ в свободном состоянии, которые легко усваиваются организмом человека

Ключевые слова: нанотехноло-гии, "шоковое" замораживание, низкотемпературное измельчение, кри-одеструкция, механоактивация,

топинамбур, инулин, добавки -□ □-

УДК 621.59: 613.229:547.455.65

|DOI: 10.15587/1729-4061.2014.32607|

РОЗРОБКА НАНОТЕХНОЛОГИ ДР1БНОДИСПЕРСНИХ ДОБАВОК З ВИКОРИСТАННЯМ КРЮМЕХАШЧНОТ МОДИФ1КАЦ11

Р. Ю. Павлюк

Доктор техычних наук, професор, лауреат Державно!' преми УкраТни, Заслужений дiяч науки i технки УкраТни*

E-mail: ktppom@mail.ru В. В. Погарська Доктор техычних наук, професор, лауреат Державно! преми УкраТни* E-mail: ktppom@mail.ru О. С. Бессараб Кандидат техычних наук, професор, Заслужений пращвник осв^и УкраТни Кафедра технологи консервування Нацюнальний ушверситет харчових технолопй вул. Володимирська, 68, м. КиТв, УкраТна, 01601

E-mail: tk_nuft@i.ua К. С. Балабай* E-mail: ktppom@mail.ru А. О. Борисова Доцент** E-mail: inter-dep62@mail.ru С. М. Лосева* E-mail: ktppom@mail.ru *Кафедра технолопй переробки плодiв, овочiв i молока

**Кафедра шоземних мов*** ***Хармвський державний уыверситет харчування i торгiвлi вул. Клочмвська, 333, м. Хармв, УкраТна, 61051

1. Вступ

Робота присвячена розробщ нанотехнологи переробки шулшовм1сноТ сировини - тотнамбуру в др1бнодисперсш добавки в форм1 замороженого пюре та порошку з використанням крюмехашчноТ модифь

кацп шляхом застосування крюгенного «шокового» заморожування та низькотемпературного подр1бнен-ня та виявлення законом1рностей Тх впливу на бюпо-л1мер - шулш та збереження БАР. Заморожене пюре може використовуватись самостшно як добавка, а також як натвфабрикат при отриманш порошюв

за допомогою сублiмацiйного або розпилювального сушшня.

Глобальною проблемою, яка в даний час спостерь гаеться в уах крашах свiту е незбалансованiсть харчу-вання i дефiцит в рацюш харчування повноцiнних бш-кiв, виамшв, мiнеральних речовин i iнших бюлопчно активних речовин (БАР), потреба в яких у населення Украши задовольняеться всього на 50 %. Крiм того, на всiй Землi спостер^аеться зниження iмунiтету населення. У зв'язку з цим, у багатьох крашах свггу користу-ються великою популяршстю функцiональнi оздоровчi продукти харчування (особливо iз фруктiв та овочiв, а також комбiнованi молочно-рослиннi продукти), як спрямованi на змiцнення здоров'я. Цш проблемi в даний час придшяеться велика увага в роботах, як вичизня-них, так i закордонних вчених [1].

2. Аналiз лiтературних даних та постановка проблеми

В останш роки в мiжнароднiй практицi з'явилась низка БАД iз топiнамбуру у виглядi порошку, пюре, сиротв, екстрактiв, борошна та шших, якi використо-вуються для виготовлення функщональних оздоро-вчих продуктiв. Особливштю топiнамбуру, так само як i лiкарськоi рослинно! сировини, е те, що вiн мае здатнiсть здшснювати виражену терапевтичну або фар-маколопчну дiю на органiзм людини. Це пов'язано з особливютю його хiмiчного складу. Вiн вiдрiзняеться високим вмютом iнулiну (вiд 11 до 20 %), який побудо-ваний iз залишкiв фруктози. До складу тотнамбуру входять також мiнеральнi речовини, фенольш сполуки, як низькомолекулярнi, так i високомолекулярнi, рiзнi полiсахариди, бiлок та iншi [2].

Iнулiнвмiсна сировина займае особливе мюце серед рослинно! сировини, яка використовуеться для виготовлення функщональних оздоровчих продукпв [1, 3, 4]. В Укра!ш традицiйним джерелом шулшу е то-пiнамбур та коршь цикорiю. Iнулiн е природним лшш-ним полiсахаридом, основним структурним мономером якого е залишки фруктози, що з'еднаш р-фруктозни-ми зв'язками. Прийнято вважати, що при споживанш продукпв харчування, збагачених iнулiнвмiсною си-ровиною, з'являеться можливiсть знижувати загальне вуглеводне наванта-ження на оргашзм людини, що призводить до зниження глiкемiчного шдексу i ка-лорiйностi та значно посилюе бiологiчну щншсть. Ступiнь засвоюваностi iнулiну топiнамбуру в органiзмi людини не до кшця ясний i сьогоднi ведуться численш науково-дослiднi роботи з поглиблення знань за цим питанням. Коротко зупинимося на деяких з них [5].

Ввдомо, що при споживанш тотнамбуру у свiжому виглядi та переробленого (у формi порошюв, борошна, пюре, сиропу та шших), шулш й олiгофруктози, яю входять до його складу та збудоваш iз залишкiв фруктози, що зв'язаш р-фруктозидними зв'язками, не розщеплюеться ферментами органiзму людини (нi в шлунку, нi в тонкому кишковнику) до фруктози. Тому iнулiн проходить шлях вщ ротово! порожнини до тов-стого кишковника практично мало змшеним. Цей факт був доказаний багатьма вченими рiзних краш свиу [5]. Крiм того, показано, що в товстому кишковику iнулiн i олiгофруктоза повнiстю пiд дiею кишкових бакте-рiй перетворюються, головним чином, в ЛЖК (оцтову,

протонову, масляну та молочну), бактерiальну бiомасу та гази. При цьому, в товстому кишковику спочатку тд дiею мжробних ферментiв iнулiн перетворюеться у фруктозу, яка в свою чергу е поживним середови-щем для розмножування бiфiдобактерiй та лактобацил. Тобто рослинний шулш мало засвоюеться оргашзмом людини. За даними шших вчених, шулш, потрапля-ючи в шлунково-кишковий тракт, не засвоюеться, а в незначнш юлькост розщеплюеться соляною кислотою та ферментами в кислому середовишд шлункового соку на коротю фруктозш ланцюжки та окремi молекули фруктози, яка залишилась нерозщепленою, потрапля-ють в кровоносне русло судин, а сам шулш швидко виводиться з оргашзму, зв'язавши собою значну юль-юсть непотрiбних оргашзму токсичних речовин, таких як важк метали, кристали холестерину, радюнуклщи, жирш кислоти, рiзнi токсичнi хiмiчнi речовини та глюкозу. Вщомо також, що iснуючi технологи переробки тотнамбуру в рiзнi добавки у формi порошкiв, паст, борошна, пюре, екстракпв з використанням паротермiч-но! обробки, сушiння, не дозволяють частину шулшу перетворити в легкозасвоювану фруктозу [6].

Останшм часом були отримаш позитивш результати при обробцi стружки тотнамбуру ферментними препаратами при отриманш сиропу: 10-15 % шулшу тран-сформувалися у залишки фруктози. Але в мiжнароднiй практицi щ методи переробки топiнамбуру не знайшли належного застосування. При переробщ тотнамбуру в порошки, сиропи, пюре е ще одна значна проблема - це потемншня продукту в результат ди окислювальних ферментiв. Йде пошук таких техноло-пчних прийомiв, якi б дозволили шактивувати окислювальнi ферменти та отримати кiнцевi продукти високо! якост! Крiм того, при використаннi теплових методiв обробки тотнамбу-ру при отриманш рiзних продуктiв iз нього вщбуваеться руйнування фруктози (вiд 10 до 20 %) [6].

Ввдомо, що найб^ьш ефективними способами переробки рослинно! сировини при отриманш пюре е швидке «шокове» заморожування, яке забезпечуе най-бiльш високе збереження виамжв та iнших БАР [1, 4]. Однак, при розморожуванш заморожених продукив спостерiгаються втрати клиинного соку i вiтамiнiв, а гарантшш термiни зберiгання заморожено! продукци обмежеш 6 мiсяцями. За кордоном широке застосування знайшло крюгенне «шокове» заморожування, тобто заморожування з застосуванням крюгенних рь дин (рiдкого азоту, рщко! вуглекислоти та iн.) [7, 8]. В Укра!ш цей споаб заморожування поки не знайшов свого застосування, не розроблеш також крюгенш технологii i не вивченi бiохiмiчнi та фiзико-хiмiчнi процеси при отриманш заморожених пюре. Аналiз даних лиератури показав, що вiдсутнi холодильнi технологи переробки тотнамбуру (таю як крюгенне шокове заморожування, сублiмацiйне сушшня, крюгенне подрiбнення) [1, 3, 4].

Вщомо, що одним з шовацшних напрямюв роз-витку науки i технiки в мiжнароднiй практищ е застосування способiв дрiбнодисперсного подрiбнення, що призводять до процеав механодеструкци (у тому числi крюдеструкци), механоактиваци i механохiмii, якi проявляються при зб^ьшенш ступеня дисперс-ност подрiбнених матерiалiв, в результатi чого продукт набувае нових властивостей i знаходиться в нанострук-турованiй формь В даний час перспективнi способи

дрiбнодисперсного подрiбнення вже знайшли широке застосування в металургшнш, текстильнiй, авiацiйнiй, хiмiчнiй, будiвельнiй галузi та iн. У харчовш промисло-востi цi процеси практично не вивчен [3, 9, 10].

У данш роботi при розробщ технологи дрiбнодиспер-сних заморожених добавок iз топiнамбуру в формi пюре та порошкiв як шноващю було запропоновано вико-ристовувати «шокове» заморожування або крiогенне «шокове» заморожування i низькотемпературне дрiб-нодисперсне подрiбнення, що супроводжуеться про-цесами крюдеструкцп, механоактиваци i механохiмii. Комплексне використання дозволило розробити новий споаб отримання консервованих добавок у формi дрiб-нодисперсного замороженого пюре та порошку з яюсно новими, нiж у вихвднш сировинi, характеристиками та хiмiчним складом, якi не можна отримати, використо-вуючи традицiйнi методи. Лггературних даних щодо впливу низьких температур при заморожуванш та дрiб-нодисперсному подрiбненнi на БАР та шулш топiнамбу-ру практично немае та вони носять суперечливий характер. Ця область харчових технологш при використанш низьких температур мало вивчена [1, 3, 4]. Технолопя консервування та переробки плодiв та овочiв i, зокрема тотнамбуру, традицшно бiльше присвячена впливу ви-соких температур (пастеризацii, стерилiзацii, теплового сушшня та iнших) на яюсть рослинноi сировини, збе-реження БАР та бiополiмерiв. Проте, переваги заморожування та дрiбнодисперсного подрiбнення безумовш.

3. Мета i задачi дослщжень

Метою роботи е розробка нанотехнологи переробки iнулiновмiсноi сировини - тотнамбуру в дрiбно-дисперснi добавки з використанням крiомеханiчноi модифiкацii шляхом застосування крюгенного «шокового» заморожування i процеав крiомеханодеструкцii та виявлення закономiрностей '¿х впливу на бiополiмер iнулiн та збереження БАР при отриманш замороженого дрiбнодисперсного пюре, яке може використовуватись як самостшно в якосп добавки, так i як натвфабрикат при отриманнi порошкiв.

Для досягнення поставленоi мети необхiдно було виршити наступнi задачi:

- вивчити вплив крюгенного «шокового» заморожування та дрiбнодисперсного подрiбнення на бiополiме-ри: iнулiн, бiлки, целюлозу, пектин, '¿х механодеструк-цiю та стутнь трансформацп '¿х в водорозчинну форму у виглядi '¿х мономерiв при отриманш заморожених дрiбнодисперсних добавок iз топiнамбуру;

- вивчити вплив крюгенного «шокового» заморожування та дрiбнодисперсного подрiбнення на збереження БАР тотнамбуру (низькомолекулярних фенольних сполук, L-аскорбiновоi кислоти та полiфенольних речо-вин) при отриманш замороженого пюре;

- дати порiвняльну характеристику вмюту БАР та поживних речовин свiжого тотнамбуру та заморожених дрiбнодисперсних добавок в формi пюре iз топiнамбуру, отриманого з використанням розробленоi нанотехнологи;

- вивчити якiсть дрiбнодисперсних порошюв iз то-пiнамбуру, отриманих за допомогою сублiмацiйного сушiння та з використанням замороженого пюре з нього, тдготовленого з використанням крiомеханiчноi обробки.

4. Експериментальш данi та ¡х обробка при виконанш

науково-дослщних робгг за напрямком, який розглядаеться в данш статтк розробка нанотехнологи дрiбнодисперсних добавок з використанням крiомеханiчно¡ модифжаци

Харкiвським державним унiверситетом харчування та торгiвлi запропоновано та розроблено нанотехнологи дрiбнодисперсних добавок iз топiнамбуру в формi замороженого пюре та порошку сублiмацiйного сушiння з використанням крюмехашчно' модифжа-ци шляхом застосування крюгенного «шокового» заморожування та низькотемпературного мехашчного подрiбнення. Ушкальна нова технологiя дозволяе отримати добавки та продукти, яю мютять рекордну кiлькiсть фруктози у вшьному станi: 50-55 % iнулiну трансформуеться у фруктозу у вшьному сташ, яка легко засвоюеться оргашзмом людини та призводить до зниження глiкемiчного iндексу i укрiплення iмунноi системи. Дослiдження проведено в ХДУХТ на кафедрi технологiй переробки плодiв, овочiв i молока на базi 2-х науково-дослiдних лабораторiй, якi е на кафедрi «Iнновацiйнi, крiо- та нанотехнологи рослинних добавок та оздоровчих продукив» i «Технологи та бiохiмii фiтоконцентратiв». Роботу виконано з використанням сучасного обладнання, такого як: крюгенний про-грамний заморожувач з комп'ютерним забезпечен-ням, низькотемпературний подрiбнювач (Францiя), крiогенний подрiбнювач, бiнокулярний мжроскоп з програмним забезпеченням, вiдеокамерою та калiбру-вальною шкалою в мжрометровому та нанометровому дiапазонi.

Науковi дослщження, яю приведенi в данiй стати, е продовженням роби авторiв по розробщ крюгенних технологiй переробки рiзних фруктiв та овочiв i дрiб-нодисперсних добавок в формi заморожених пюре та порошюв, що увшшли в роботу, яка в 2006 рощ була удостоена Державноi преми в галузi науки i техшки Украiни [3].

Головним при розробщ нанотехнологи дрiбнодис-персних добавок iз топiнамбуру у формi заморожено-го пюре та порошку з використанням заморожуван-ня, крюдеструкцп та механодеструкци було повшстю виключити теплову обробку сировини, провести транс-формацiю iнулiну у розчинну форму (у вшьну фруктозу), шактивувати окислювальнi ферменти, максимально зберегти БАР та збшьшити максимально стутнь '¿х вилучення з сировини, а також повнiстю виключити використання синтетичних харчових добавок.

Установлено, що при «шоковому» заморожуванш з використанням рiзних швидкостей заморожування до рiзних кшцевих температур в продуктi (-18; -20; -25; -30; -40° С) та при дрiбнодисперсному подрiбненнi тотнамбуру значна частина iнулiну (50-55 %) трансформуеться в розчинну в^ьну фруктозу (и кiлькiсть збiльшуеться в 9-10 разiв по вiдношенню до вихвдно' фруктози в свiжому топiнамбурi за рахунок неферментативного i некислотного руйнування р-фруктозних зв'язкiв в iнулiнi. Цей процес вiдбуваеться за рахунок мехашчного руйнування - механокрекшгу. Так, на-приклад, у вихвднш сировинi - топiнамбурi мштить-ся 11,7-13,0 % шулшу, та тсля низькотемпературно' обробки в пюре залишаеться 3,2-3,5 % шулшу, а 9-10 % його трансформуеться у в^ьну фруктозу (рис. 1).

Установлено, що паралельно вщбуваеться деструкщя i деградацiя целюлози та бiлку: 50 % целюлози транс-формуеться до ïï мономерiв - глюкози, та 50 % бшку руйнуеться до окремих в^ьних амiнокислот.

Рис. 1. Вплив заморожування та крюмеханодеструкци на шулш (А) тотнамбуру та його трансформащю у втьну фруктозу (Б), на зв'язан амiнокислоти бiлку (В) i трансформащю ïx у втьш амiнокислоти (Г) та на целюлозу (Д) i ïï меxанолiз до цу^в (Е) при отриманн1 дрiбнодисперсного замороженого пюре; 1 — тошнамбур свiжий, 2 — заморожене дрiбнодисперсне пюре iз топiнамбуру

Установлено також, що при «шоковому» заморожу-ванн та дрiбно-дисперсному подрiбненнi топiнамбуру, яке супроводжуеться процесами механо- та крюдеструкци, механоактиваци ввдбуваеться не пльки збере-ження всiх БАР, таких як фенольш сполуки, аскорбшо-ва кислота, дубильт речовини та ш., але й '¿х бiльш повне вилучення iз зв'язаних з бiополiмерами комплексiв або асощат1в i трансформация ïx у вьчь-ний стан ('1х кiлькiсть в порiвняннi з вихщ-ною сировиною збiльшуеться в 1,7-2,2 рази), що дае змогу отримати продукт з прин-ципово новим хiмiчним складом i високими споживчими властивостями (рис. 2).

Новi холодильт нанотехнологи переробки тотнамбуру у дрiбнодисперснi добавки вiдрiзняються вiд традицiйних тим, що виключають повнiстю теплову оброб-ку продукту та заснованi на використан-нi холодильно'1 обробки сировини на стади пiдготовки топiнамбуру, заморожування та низькотемпературного дрiбнодисперсного подрiбнення. Технолопя порошкiв iз тот-намбуру включае повнiстю указанi стадiï та подальше сушшня за допомогою субль мацшного або розпилювального сушiння. Новi технологи дають можливiсть отримати добавки iз топiнамбуру у виглядi дрiбно-дисперсних заморожених добавок та дрiбно-дисперсних порошюв з розмiром частинок в десятки разiв меншi, нiж при традицшному подрiбненнi. 1х якiсть за вмютом фруктози у вiльному стан та БАР, якi вилученi ia зв'язаного стану, перевершуе вiтчизнянi та закордонш аналоги.

Встановлено, що новi добавки iз топiнамбуру, отриманi за холодильними технолопями, суттево вiдрiзняються вщ свiжого топiнамбуру (табл. 1). Вони вiдрiзняються високим вмiстом фруктози у в^ьно-му сташ. Так, в 100 г hoboï добавки ï3 то-пiнамбуру у виглядi порошку масова частка фруктози складае 25-26 %, в заморожено-му пюре 7-7,5 %, а юльюсть бiополiмерiв, таких як шулш, б^ок, целюлоза зменши-лась майже вдвiчi в порiвняннi з вихiд-ною сировиною (при розрахунку на суху речовину). Показано також, що добавки вiдрiзняються високим вмютом БАР, такими як фенольш сполуки, дубильш речовини та iншi з Р-вггамшною актившстю та з антиоксидантними властивостями. Так, у свiжому топiнамбурi масова частка низько-молекулярних фенольних сполук (за хло-рогеновою кислотою) складае 350±5,7 мг в 100 г, флавонолових глiкозидiв (за ру-тином) 240±4,8 мг в 100 г, а в замороже-ному дрiбнодисперсному пюре вiдповiдно 700,0±10,4 мг в 100 г та 460,0±7,8 мг в 100 г. Аналопчш закономiр-ностi стосуються i полiфенольних сполук (вщповщно 300±6,4 у свiжiй сировинi та 540,0±6,8 мг в 100 г в дрiбнодисперсному пюре iз тотнамбуру). Таким чином, дрiбнодисперснi заморожен добавки, отримаш з використанням таких шновацш при переробцi топiнамбуру як заморожування та процеив механоактивацiï i механодеструкци, дозволяе отримати якюно новий продукт, який неможливо отримати, використовуючи тради-цшш методи переробки рослиншл сировини.

Отриманi за допомогою хiмiчних методiв науков1 результати були тдтверджеш при використаннi ме-тодiв спектрального аналiзy

Рис. 2. Вплив заморожування та крюдеструкци на БАР тотнамбуру при отриманш дрiбнодисперсниx заморожених пюре; 1 — тошнамбур свiжий, 2 — заморожене дрiбнодисперсне пюре; А — масова частка L-аскорбшово'! кислоти, Б — масова частка фенольних сполук (за хлорогеновою кислотою), В — масова частка флавонолових глiкозидiв (за рутином); Г — масова частка дубильних речовин (за таншом)

Таблиця 1

Вмют БАР та харчових речовин в дрiбнодисперсних добавках iз тошнамбуру (у формi замороженого пюре та порошку)

Одержат результата стали основою при розроб-щ нових технологш отримання замороженого пюре та дрiбнодисперсних порошкiв iз топiнамбуру для оздоровчого харчування iз iнулiном в легкозасвою-ванiй формi (до 50-55 % в формi вiльноi фруктози).

Ввдповвдно до хiмiчного складу, новi продукти мають потенцiйну iмуномодулюючу, протипухлинну та де-токсикуючу дiю. Новi технологii пройшли апробацiю у виробничих умовах в НПП «КР1АС». Розроблено нормативну документащю на дрiбнодисперсне пюре i порошок iз топiнамбуру. На '¿х основi розробленi новi види оздоровчих продукт1в (сирковi десерти, нанона-по', новi види наноморозива, швидкорозчинш фрук-товi «iнстант» нанонапо' та соки).

5. Висновки

Запропоновано та розроблено нанотехнологп др1б-нодисперсних добавок iз топiнамбуру в формi замороженого пюре та порошку сублiмацiйного сушшня з використанням крiомеханiчноi модифжацп шляхом застосування крiогенного «шокового» заморожуван-ня та низькотемпературного механiчного подрiбнення. Унiкальна нова технологiя дозволяе отримати добавки та продукти, яю мктять рекордну кiлькiсть фруктози у в1льному станi: 50-55 % iнулiну трансформуеться у в1льну фруктозу, яка легко засвоюеться оргашзмом лю-дини та призводить до зниження глiкемiчного шдексу i укрiплення iмунноi системи.

Установлено, що при «шоковому» заморожуваннi та дрiбнодисперсному подрiбненнi топiнамбуру, яке супроводжуеться процесами механо- та крюдеструкцп, механоактивацп вiдбуваеться не тiльки збереження вах БАР, таких як фенольнi сполуки, аскорбшова кислота, дубильнi речовини та ш., але й '¿х бiльш повне вилучення iз зв'язаних з бiополiмерами комплексiв або асощапв i трансформацiя '¿х у в1льний стан ('¿х кiлькiсть в порiвняннi з вихiдною сировиною збiльшуеться в 1,7-2,2 рази), що дае змогу отримати продукт з принци-пово новим хiмiчним складом i високими споживчими властивостями.

Найменування показника То-пшамбур свiжий Дрiбшодис-персне замо-рожене пюре з топшамбуру Дрiбшодис- персний порошок iз топiшамбуру

Вуглеводи, в тому числк 17,1±0,5 18,4±0,6 73,6±0,5

шулш, % 12,8 ±0,5 6,4±0,1 25,6±1,5

загальний цукор, % 4,4±0,1 5,6±0,2 22,4±1,4

фруктоза, % - 7,4±0,2 25,6±1,5

Бшок, % 1,2±0,01 1,4±0,1 5,6±0,5

Целюлоза, % 2,0±0,1 0,8±0,01 3,6±0,1

Пектин, % 0,4±0,01 0,6±0,1 3,8±0,2

Ь-аскорбшовая кислота, мг в 100 г 10,3±0,1 19,8±0,5 78,2±2,4

Фенольн! сполуки (за хлорогеновою кислотою), мг в 100 г 350,0±5,7 700,0±10,4 2800,0±15,8

Флавонолов1 глшо-зиди (за рутином), мг в 100 г 240,0±4,8 460,0±7,8 1800,0±12,4

Дубильн1 речовини (за таншом), мг в 100 г 300,0±6,4 540,0±6,8 2160,0±14,0

Зольнють, % 1,6±0,1 1,6±0,1 6,8±0,2

Сух1 речовини, % 23,6±1,2 24,5±0,1 94,5±0,1

Оргашiчшi кислоти, % 0,3±0,01 0,4±0,01 2,0±0,1

Лиература

1. Павлюк, Р. Ю. Разработка технологии консервированных витаминных фитодобавок и их использование в продуктах питания профилактического действия [Текст] : дис. ... д-ра техн. наук : 05.18.13 / Р. Ю. Павлюк. - Одесса, 1996. - 446 с.

2. Кочнев, Н. К. Топинамбур - биоэнергетическая культура XXI века [Текст] / Н. К. Кочнев, М. В. Калиниченко. - М. : Арес, 2002. - 150 с.

3. Павлюк, Р. Ю. Товароведение и инновационные технологии переработки лекарственно-технического растительного сырья [Текст] : уч. пос. / Р. Ю. Павлюк, В. В. Погарская, В. В. Яницкий, В. А. Павлюк. - X., 2013. - 429 с.

4. Павлюк, Р. Ю. Нанотехнологи заморожених пюре ¡з плод1в цитрусових з уншальними характеристиками [Текст] / Р. Ю. Павлюк, В. В. Погарська, Н. М. Тимофеева та ш. // Прогресивн1 технша та технологи харчових виробництв ресторанного господарства 1 торпвл1 : зб. наук. праць Харк. держ. ун-ту харч. та торг. - 2013 - Вип. 1 (17). - С. 27-35.

5. Решетник, Л. А. Топинамбур - возможности его использования в лечебном питании детей [Текст] / Л. А. Решетник, К. С. Ладодо, О. В. Прокопьева, Н. К. Кочнев // Вопросы питания. - 1998. - № 1. - С. 18-21.

6. Черненко, А. В. Перспективные направления в технологии переработки топинамбура [Текст] / А. В. Черненко, М. К. Алту-ньян, Н. А. Кубышкина // Известия вузов. Пищевая технология. - 2010. - № 5-6. - С. 39-41.

7. Каухчешвили, Э. И. Сублимация, криобиология, применение холода в медицине [Текст] / Э. И. Каухчешвили // Обзор докладов на заседании комиссии МИХ «Холодильная техника». - 1980. - № 6. - С. 58-60.

8. Алмаши, Э. Быстрое замораживание пищевых продуктов [Текст] / Э. Алмаши, Л. Эрдели, Т. Шарой. - М. : Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 408 с.

9. Барамбойм, Н. К. Механохимия высокомолекулярных соединений [Текст] / Н. К. Барамбойм. - М. : Химия, 1978. - 384 с.

10. Дубинская, А. Н. Механохимия лекарственных веществ [Текст] / А. Н. Дубинская // Хим.-фарм. журнал. - 1989. - № 6. -

С. 755-764.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.