Научная статья на тему 'ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОЛУЧЕНИЯ И СВОЙСТВА ПШЕНИЧНОГО КРАХМАЛОЦИТРАТА'

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОЛУЧЕНИЯ И СВОЙСТВА ПШЕНИЧНОГО КРАХМАЛОЦИТРАТА Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
215
39
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПШЕНИЧНЫЙ КРАХМАЛ / ЛИМОННАЯ КИСЛОТА / ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ / МЕТОД ЭКСТРУЗИИ / КРАХМАЛОЦИТРАТ / ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Соломина Лидия Степановна, Соломин Дмитрий Анатольевич

Исследования проводили с целью разработки технологического режима получения пшеничного крахмалоцитрата (цитратного эфира крахмала) методом экструзии с повышенной растворимостью в холодной воде и устойчивостью клейстера при хранении. В качестве реагента использовали лимонную кислоту. Влияние концентрации раствора реагента определяли, варьируя ее в диапазоне 0-0,50 % к массе сухих веществ крахмала. Массовая доля влаги смеси (крахмал-реагент) составляла 25 %. Влияние температуры определяли, варьируя ее в диапазоне 140…190 °С с интервалом в 10 °С. Влияние частоты вращения шнеков определяли, изменяя ее в диапазоне 125…145 об/мин с интервалом 5 об/мин, при температуре обработки крахмала 160 °С, концентрации реагента 0,30 % к массе сухих веществ крахмала. Сравнительную оценку физико-химических свойств пшеничного и кукурузного крахмалоцитратов определяли на примере образцов, полученных при концентрации лимонной кислоты 0,40% к сухой массе крахмала, температуре обработки 170 °С и частоте вращения шнеков 135 об/мин. Результаты исследования показали, что степень растворимости крахмалоцитрата в холодной воде повышается пропорционально росту температуры и концентрации реагента. Установлено, что с увеличением концентрации лимонной кислоты от 0 до 0,50 % степень растворимости образцов повышается в 2,1 раза при температуре 170 °С и достигает максимального значения при концентрации реагента 0,40 % к массе сухих веществ крахмала. При концентрации реагента 0,45 и 0,50 % показатели степени растворимости исследуемых образцов не изменялись, однако цвет образцов становился палевым в результате образования красящих веществ. Для получения пшеничного крахмалоцитрата белого цвета с максимальной степенью растворимости в холодной воде концентрация лимонной кислоты должна составлять 0,40 % к сухой массе крахмала, температура обработки 170 °С. Получены зависимости показателей степени растворимости пшеничного крахмалоцитрата от технологических параметров: концентрации реагента и температуры обработки. Определена оптимальная частота вращения шнеков 130…135 об/мин. Сравнительная оценка физико-химических свойств образцов зерновых крахмалоцитратов, полученных при одинаковых условиях, показала, что степень растворимости и динамической вязкости пшеничного цитратного эфира крахмала выше, чем у кукурузного крахмала. Результаты исследований легли в основу нормативной документации на производство пшеничного крахмалоцитрата.

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

TECHNOLOGICAL ASPECTS OF PRODUCTION AND PROPERTIES OF WHEAT STARCH CITRATE

Researches were conducted for the purpose of development of the technological mode of obtaining the wheaten starch citrate (citrate ester of starch) by an extrusion method with the increased dynamic viscosity and solubility in cold water. Citric acid was used as the reagent. The effect of the reagent solution concentration was determined by varying it in the range of 0-0.50 % by the weight of dry starch solids. The weight fraction of moisture of the mixture (starch-reagent) was 25 %. The effect of temperature was determined by varying it in the range of 140...190 °C with an interval of 10 °C. The effect of the screw speed was determined by varying it in the range of 125...145 rpm with an interval of 5 rpm, at a starch treatment temperature of 160 °C and the reagent concentration of 0.30 % by the weight of dry starch solids. A comparative evaluation of the physicochemical properties of wheat and corn starch citrates was determined on the example of samples obtained at a citric acid concentration of 0.40 % to the dry starch weight, treatment temperature of 170 °C and screw speed of 135 rpm. The results of the study showed that the degree of solubility of starch citrate in cold water increases in proportion to the increase of temperature and concentration of the reagent. It was found that with an increase of the citric acid concentration from 0 to 0.50 %, the degree of solubility of the samples increases 2.1 times at 170 °C and reaches a maximum value at a reagent concentration of 0.40 % by the weight of dry starch substances. At a reagent concentration of 0.45 and 0.50 %, the solubility values of the test samples did not change, but the color of the samples became pale as a result of the formation of colorants. To obtain white wheat starch citrate with maximum solubility in cold water, the concentration of citric acid should be 0.40 % by the dry weight of starch at treatment temperature 170 °C. There are obtained dependencies of parameters of solubility degree of wheat starch citrate on such technological parameters as reagent concentration and treatment temperature. The optimal speed of the screws 130...135 rpm has been determined. Comparative assessment of physicochemical properties of samples of cereal starch citrates obtained under the same conditions showed that the solubility and dynamic viscosity of wheat starch citrate ester are higher than that of corn starch. The research results formed the basis of regulatory documentation for the production of wheat starch citrate.

Текст научной работы на тему «ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПОЛУЧЕНИЯ И СВОЙСТВА ПШЕНИЧНОГО КРАХМАЛОЦИТРАТА»

УДК 664. г°59 DOI 10.24412/0235-2486-2021-4-0041

Технологические аспекты получения и свойства пшеничного крахмалоцитрата

Л.С. Соломина*, канд. техн. наук; Д.А. Соломин

ВНИИ крахмалопродуктов - филиал ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова РАН, пос. Красково, Московская обл.

Дата поступления в редакцию 28.01.2021 * solominalidiya@yandex.ru

Дата принятия в печать 02.04.2021 © Соломина Л.С., Соломин Д.А., 2021

Реферат

Исследования проводили с целью разработки технологического режима получения пшеничного крахмалоцитрата (ци-тратного эфира крахмала) методом экструзии с повышенной растворимостью в холодной воде и устойчивостью клейстера при хранении. В качестве реагента использовали лимонную кислоту. Влияние концентрации раствора реагента определяли, варьируя ее в диапазоне 0-0,50 % к массе сухих веществ крахмала. Массовая доля влаги смеси (крахмал-реагент) составляла 25 %. Влияние температуры определяли, варьируя ее в диапазоне 140...190 С с интервалом в 10 С. Влияние частоты вращения шнеков определяли, изменяя ее в диапазоне 125.145 об/мин с интервалом 5 об/мин, при температуре обработки крахмала 160 С, концентрации реагента 0,30 % к массе сухих веществ крахмала. Сравнительную оценку физико-химических свойств пшеничного и кукурузного крахмалоцитратов определяли на примере образцов, полученных при концентрации лимонной кислоты 0,40% к сухой массе крахмала, температуре обработки 170 °С и частоте вращения шнеков 135 об/мин. Результаты исследования показали, что степень растворимости крахмалоцитрата в холодной воде повышается пропорционально росту температуры и концентрации реагента. Установлено, что с увеличением концентрации лимонной кислоты от 0 до 0,50 % степень растворимости образцов повышается в 2,1 раза при температуре 170 °С и достигает максимального значения при концентрации реагента 0,40 % к массе сухих веществ крахмала. При концентрации реагента 0,45 и 0,50 % показатели степени растворимости исследуемых образцов не изменялись, однако цвет образцов становился палевым в результате образования красящих веществ. Для получения пшеничного крахмалоцитрата белого цвета с максимальной степенью растворимости в холодной воде концентрация лимонной кислоты должна составлять 0,40 % к сухой массе крахмала, температура обработки 170 °С. Получены зависимости показателей степени растворимости пшеничного крахмалоцитрата от технологических параметров: концентрации реагента и температуры обработки. Определена оптимальная частота вращения шнеков 130.135 об/мин. Сравнительная оценка физико-химических свойств образцов зерновых крахмалоцитратов, полученных при одинаковых условиях, показала, что степень растворимости и динамической вязкости пшеничного цитратного эфира крахмала выше, чем у кукурузного крахмала. Результаты исследований легли в основу нормативной документации на производство пшеничного крахмалоцитрата.

Ключевые слова

пшеничный крахмал, лимонная кислота, технологические параметры, метод экструзии, крахмалоцитрат, физико-химические показатели

Для цитирования

Соломина Л.С., Соломин Д.А. (2021) Технологические аспекты получения и свойства пшеничного крахмалоцитрата // Пищевая промышленность. 2021. № 4. С. 50-54.

Technological aspects of production and properties of wheat starch citrate

L.S. Solomina*, Candidate of Technical Sciences; D.A. Solomin

All-Russian Research Institute of Starch Products - Branch of V.M. Gorbatov Federal Science Center of Food Systems of RAS, Kraskovo village, Moscow region

Received: January 28, 2021 * solominalidiya@yandex.ru

Accepted: April 2, 2021 © Solomina L.S., Solomin D.A., 2021

Abstract

Researches were conducted for the purpose of development of the technological mode of obtaining the wheaten starch citrate (citrate ester of starch) by an extrusion method with the increased dynamic viscosity and solubility in cold water. Citric acid was used as the reagent. The effect of the reagent solution concentration was determined by varying it in the range of 0-0.50 % by the weight of dry starch solids. The weight fraction of moisture of the mixture (starch-reagent) was 25 %. The effect of temperature was determined by varying it in the range of 140...190 °C with an interval of 10 °C. The effect of the screw speed was determined by varying it in the range of 125...145 rpm with an interval of 5 rpm, at a starch treatment temperature of 160 °C and the reagent concentration of 0.30 % by the weight of dry starch solids. A comparative evaluation of the physicochemical properties of wheat and corn starch citrates was determined on the example of samples obtained at a citric acid concentration of 0.40 % to the dry starch weight, treatment temperature of 170 °C and screw speed of 135 rpm. The results of the study showed that the degree of solubility of starch citrate in cold water increases in proportion to the increase of temperature and concentration of the reagent. It was found that with an increase of the citric acid concentration from 0 to 0.50 %, the degree of solubility of the samples increases 2.1 times at 170 °C and reaches a maximum value at a reagent concentration of 0.40 % by the weight of dry starch substances. At a reagent concentration of 0.45 and 0.50 %, the solubility values of the test samples did not change, but the color of the samples became pale as a result of the formation of colorants. To obtain white wheat starch citrate with maximum solubility in cold water, the concentration of citric acid should be 0.40 % by the dry weight of starch at treatment temperature 170 °C. There are obtained dependencies of parameters of solubility degree of wheat starch citrate on such technological parameters as reagent concentration and treatment temperature. The optimal speed of the screws 130...135 rpm has been determined. Comparative assessment of physicochemical properties of samples of cereal starch citrates obtained under the same conditions showed that the solubility and dynamic viscosity of wheat starch citrate ester are higher than that of corn starch. The research results formed the basis of regulatory documentation for the production of wheat starch citrate.

Key words

wheat starch, citric acid, process parameters, extrusion method, starch citrate, physicochemical parameters For citation

Solomina L.S., Solomin D.A. (2020) Technological aspects of production and properties of wheat starch citrate // Food processing industry = Pischevaya promyshlennost'. 2021. No. 4. P. 50-54.

Введение. Потребность российских потребителей в модифицированных крахмалах не обеспечивается в полном объеме отечественными производителями и покрывается значительными поставками их из-за рубежа [1, 2, 3]. За период 2010-2019 гг. объем производства модифицированных крахмалов в крахмалопаточной промышленности повысился с 25,2 до 58,8 тыс. т. Объем импорта модифицированных крахмалов за этот период уменьшился с 74,1 до 55,9 тыс. т. Высокий уровень импорта обусловлен динамичным развитием пищевой, фармацевтической, целлюлозно-бумажной, текстильной, нефтяной, полиграфической промышленности, потребляющих модифицированный крахмал в больших объемах. На внутреннем рынке крахмалопродук-тов представлены в широком ассортименте модифицированные крахмалы из разных стран мира, полученные из картофельного, кукурузного, пшеничного, тапиокового, ами-лопектинового и других крахмалов с применением различных реагентов.

Увеличение объемов производства и расширение ассортимента модифицированных крахмалов - актуальная задача для крахмалопаточной отрасли и повышения импортозамещения.

Большим спросом у российских потребителей пользуются эфиры крахмала, доля которых в общем объеме импорта модифицированных крахмалов составляет более 70 % [1]. Клейстеры эфиров крахмала обладают повышенной вязкостью, стабильностью при хранении и механическом воздействии. Для их получения используют способность реакционных групп молекул полисахаридов крахмала вступать в химические реакции с органическими и неорганическими соединениями [4]. По способу применения эфиры крахмала делятся на две группы: холодного и горячего набухания. В мировой практике эфиры крахмала холодного набухания производят двумя методами: экструзионным и влаготермическим (обработка сырья на вальцовой сушилке). Первый метод более эффективный: он предусматривает одновременное воздействие на сырье тепла, влаги, химического реагента и механических напряжений. Предприятия крахмалопаточной отрасли вырабатывают узкий ассортимент эфиров крахмала, в основном из кукурузного крахмала. Для производства нативного крахмала и его модификаций перспективным сырьем является зерно пшеницы. Большое содержание крахмала в зерне (до 70 %) позволяет получать из него на-тивный крахмал и широкий ассортимент модифицированных крахмалов на основе пшеничного крахмала.

Россия по объему производства зерна пшеницы занимает одну из лидирующих позиций в мире [5]. Доля пшеницы в общем сборе зерновых составляет 6070 % [6]. В 2019 г. валовой сбор зерна

пшеницы в россии составил 74,45 млн т. При глубокой переработке зерна пшеницы можно получить широкий ассортимент продуктов с высокой добавленной стоимостью: нативный и модифицированный крахмалы, крахмальную патоку, глюкозно-фруктозные сиропы, клейковину, спирт, биотопливо, кормовую добавку и др. Полученный при переработке зерна пшеничный крахмал является сырьем для производства и расширения ассортимента модифицированных крахмалов пищевого и технического назначения [7, 8, 9].

Цель исследования - разработать технологический режим получения цитрат-ного эфира крахмала (крахмалоцитрата) методом экструзии с повышенной растворимостью в холодной воде и устойчивостью клейстера при хранении на основе пшеничного крахмала.

Для ее достижения определены следующие задачи: исследовать влияние технологических параметров на физико-химические свойства пшеничного крах-малоцитрата, определить оптимальные параметры получения продукта с максимальной растворимостью в холодной воде и исследовать стабильность его при хранении.

Исследование направлено на расширение сырьевой базы и ассортимента модифицированных крахмалов пищевого назначения, увеличение объемов производства и снижение импорта.

Материалы и методы исследований. Объект исследования - пшеничный крахмал высшего сорта ГОСТ 31935-2012 производства АО «Крахмалопродукты» со следующими физико-химическими показателями: цвет - белый, запах - без постороннего запаха, массовая доля влаги -13,6 %, массовая доля общей золы -0,14 %, массовая доля протеина - 0,29 %, титруемая кислотность - 19,1 см3 0,1 №ОН.

В качестве реагента использовали лимонную кислоту моногидрат пищевую по ГОСТ 908-2004. Соли лимонной кислоты и эфиры, полученные с ее применением, называются цитратами.

Физико-химические свойства нативного крахмала и пшеничного крахмалоцитрата оценивали по следующим методикам: цвет, запах, кислотность, массовую долю влаги, белка и золы - по ГОСТ 7698-93; степень растворимости в холодной воде -рефрактометрическим методом на рефрактометре «УРЛ» по ГОСТ 6034-2014; динамическую вязкость 10%-ного клейстера - вискозиметрическим методом с использованием вискозиметра Геппле-ра (Германия) по инструкции к прибору; редуцирующие вещества - химическим методом Бертрана; набухаемость - по ТУ 9187-001-27949689-03 «Крахмалопродук-ты набухающие».

Образцы пшеничного крахмалоцитрата получали на опытном производстве ВНИИ

крахмалопродуктов с использованием двухшнекового экструдера марки Р3 КЭД. Методика приготовления образцов была следующей: лимонную кислоту растворяли в воде, нагретой до температуры 60 °С, затем раствор распыляли пульверизатором в крахмал при непрерывном перемешивании его в смесителе. массовая доля влаги смеси (крахмал-реагент) во всех опытах составляла 25 %. Влияние концентрации реагента определяли, варьируя ее в диапазоне 0-0,50 % с интервалом 0,05 % к массе сухих веществ (СВ) крахмала. Влияние температуры обработки смеси (крахмал-реагент) определяли, варьируя ее в диапазоне 140...190 °С с интервалом в 10 °С, а частоту вращения шнеков - в диапазоне 125.145 об/мин с интервалом в 5 об/мин. При изучении влияния лимонной кислоты на свойства готового продукта частота вращения шнеков составляла 135 об/мин, а температура обработки крахмала - 170 °С. Для сравнения физико-химических свойств пшеничного и кукурузного крахмалоцитратов изготовили образцы при одинаковых условиях: концентрация лимонной кислоты составляла 0,40 % к массе (СВ) крахмала, температура обработки - 170 °С, частота вращения шнеков - 135 об/мин. Выпрес-совывание продукта происходило через отверстия в матрице диаметром 4 мм. Образцы измельчали на лабораторной мельнице и просеивали через металлическую сетку с размером стороны квадратной ячейки 1 мм и анализировали. Исследования проводили в трехкратной последовательности. Обработка экспериментальных данных осуществлялась с использованием математической программы <^а1^1мка 12.5».

Результаты и их обсуждение. Основным процессом, происходящим при влаго-термомеханической (экструзионной) обработке крахмала в присутствии реагента, является изменение его структуры, которое обусловлено влиянием технологических параметров на физико-химические свойства крахмала. Проведены исследования по изучению влияния концентрации лимонной кислоты, температуры обработки крахмала, частоты вращения шнеков экструдера на физико-химические свойства пшеничного крахмалоцитрата.

Результаты исследований показали, что с увеличением количества вводимой в крахмал лимонной кислоты от 0 до 0,50 % к массе СВ крахмала, кислотность образцов пшеничного крахмалоцитрата повышается в 2,1 раза, степень растворимости в холодной воде - в 2,0 раза (табл. 1).

При повышении концентрации реагента существенно изменяются свойства крахмала, а именно: повышается степень растворимости его в холодной воде и снижается набухаемость нерастворенных молекул полисахаридов. Следовательно, обработка пшеничного крахмала методом

экструзии в присутствии лимоннои кислоты способствует более интенсивному расщеплению гликозидных связеИ в молекулах полисахаридов крахмала. При проведении экспериментов было установлено, что при концентрации лимонной кислоты 0,45 и 0,50 % к массе СВ крахмала цвет образцов крахмалоцитрата становился палевым в результате образования красящих веществ. На основании результатов исследования сделан вывод о том, что концентрация лимонной кислоты 0,40 % к массе СВ крахмала является оптимальной для получения пшеничного крахма-лоцитрата белого цвета при температуре 170 °С с максимальной степенью растворимости в холодной воде.

Важнейшие переменные параметры процесса экструзии при получении модифицированного крахмала - температура и концентрация используемого реагента. Определение их влияния на свойства крахмалоцитрата позволяет получить готовый продукт с заранее заданными свойствами.

Экспериментально определено, что с увеличением температуры обработки и концентрации реагента степень растворимости образцов пшеничного крахмала повышается и достигает максимального значения (100 %) при температурах 160, 170, 180, 190 °С и концентрации лимонной кислоты соответственно 0,50; 0,40; 0,35; 0,30 % к массе СВ крахмала (рис. 1).

Повышение растворимости образцов происходило из-за ослабления водородных связей, которые удерживают структурные части и молекулы воды в связанном состоянии, а также реакции гидролиза полисахаридов крахмала в присутствии лимонной кислоты, в результате которой образуются низкомолекулярные продукты, легко переходящие в растворимое состояние. Математическая обработка экспериментальных данных с использованием программы <^1а^1ка 12.5» позволила определить зависимость степени растворимости пшеничного крахмалоцитрата от температуры обработки и концентрации лимонной кислоты. Степень растворимости пшеничного крахмало-цитрата с высокой точностью (коэффициент корреляции данного уравнения R = 0,9871) зависела от концентрации реагента и температуры обработки крахмала. Все коэффициенты уравнения регрессии значимы (уровень значимости р < 0,05). Уравнение регрессии имеет вид:

Р = 100 - 156.05^хр (17.8322< -

- 3.7885<2 - 0.13345^0Т -

- 0. 000039^Т2), (1)

где Р - степень растворимости пшеничного крахмалоцитрата, %;

С - концентрация лимонной кислоты, % к массе СВ крахмала;

Таблица 1

Влияние коцентрации лимонной кислоты на физико-химические свойства пшеничного крахмалоцитрата (Т=170 °С)

Концентрация лимонной кислоты к массе СВ крахмала, % Кислотность, см3 0,1 М №ОН Степень растворимости, % Набухаемость, г/г Цвет образцов

0 18,6 50 12,6 Белый

0,05 21,3 59 10,3 Белый

0,10 23,5 67 8,1 Белый

0,15 26,0 75 6,8 Белый

0,20 28,2 81 5,4 Белый

0,25 30,1 87 3,7 Белый

0,30 31,9 92 2,5 Белый

0,35 33,8 97 0,9 Белый

0,40 35,7 100 - Белый

0,45 37,6 100 - Палевый

0,50 39,2 100 - Палевый

Рис. 2. Степень растворимости образцов экструдата, полученных при разных температурах с реагентом (С=0,30%) и без реагента

Рис. 3. Влияние частоты вращения шнеков на степень растворимости пшеничного крахмалоцитрата

Т - температура обработки крахмала, °С.

Сравнительная характеристика степени растворимости образцов экструдатов, полученных при разных температурах с лимонной кислотой и без нее, представлена на рис. 2. Концентрация лимонной кислоты в исследуемых образцах с реагентом была одинаковой и составляла 0,30 % к массе СВ крахмала.

Анализ диаграммы наглядно показывает, что присутствие лимонной кислоты существенно повышает степень растворимости образцов пшеничного крахмала. При температуре обработки 190 °С образец пшеничного экструдата, полученный с лимонной кислотой, достигает максимальной степени растворимости (100 %), а степень растворимости образца экструдата, полученного без реагента, составляет 68 %.

Экспериментально установлено, что при температуре обработки пшеничного крахмала с лимонной кислотой ниже 160 °С получался сырой экструдат, который дополнительно высушивали. При температуре обработки крахмала выше 170 °С получены образцы палевого цвета. Образцы белого цвета с высокими показателями степени растворимости были получены при температуре 160.170 °С и концентрации реагента 0,40 % к массе СВ крахмала.

Исследовано влияние частоты вращения шнеков при постоянстве других параметров на степень растворимости крах-малоцитрата. Установлено, что с повышением частоты вращения шнеков от 125 до 145 об/мин продолжительность обработки крахмала с реагентом в рабочей камере экструдера снижалась, вследствие этого растворимость образцов в холодной воде уменьшалась на 18 % (рис. 3).

При частоте вращения шнеков 130. 135 об/мин межвитковый объем шнеков

в зоне загрузки полностью заполнялся, сила тока в обмотке двигателя составляла 104.107 А и не превышала номинальную величину тока, равную 110 А. Производительность экструдера по готовому продукту составляла 160 кг/ч. Процесс протекал технологично, экструдат получался однородным. Частота вращения шнеков экструдера в диапазоне 130.135 об/мин рекомендована для получения пшеничного крахмалоцитрата в производственных условиях.

Исследовано влияние продолжительности хранения 10%-ного клейстера пшеничного крахмалоцитрата на изменение его динамической вязкости. Исследования проводили на образцах крахмалоцитрата со степенью растворимости в холодной воде 93 % и 100 %, полученных при температуре обработки 160 и 70 °С и концен-

трации лимонной кислоты 0,40 % к массе СВ крахмала. Результаты исследований представлены в табл. 2. Анализ данных таблицы показывает, что динамическая вязкость клейстера образцов пшеничного крахмалоцитрата при хранении в течение недели при комнатной температуре практически оставалась на одном и том же уровне. Клейстеры не расслаивались и не ретроградировали в течение 7-дневного наблюдения, что свидетельствует об устойчивости клейстеров при хранении.

Проведена сравнительная оценка физико-химических свойств кукурузного и пшеничного крахмалоцитратов, полученных при одинаковых технологических режимах обработки: расход лимонной кислоты составлял 0,40 % к массе СВ крахмала, температура экструзионной обработки крахмала - 170 °С, частота вращения шнеков экструдера - 135 об/мин. Результаты исследований представлены в табл. 3.

Оценка физико-химических свойств зерновых крахмалоцитратов, выработанных при одинаковых условиях, выявила, что по показателям динамической вязкости, степени растворимости, содержания редуцирующих веществ качество пшеничного крахмалоцитра-та выше по сравнению с кукурузным крахмалоцитратом. На основании полученных результатов следует отметить, что пшеничный крахмал целесообразно использовать в качестве альтернативного сырья для производства крахмало-цитратов.

Экспериментальные данные показали, что плотность массы образцов пшеничного крахмалоцитрата, определенная при атмосферном давлении, зависит от степени измельчения и колеблется в диапазоне 472.489 кг/м3.

Таблица 2

Влияние продолжительности хранения клейстера пшеничного крахмалоцитрата на его на динамическую вязкость

Продукт Динамическая вязкость клейстера, мПа^с, при продолжительности хранения клейстера, сутки

0 1 2 3 4 5 6 7

Пшеничный крахмалоцитрат со степенью растворимости 93 %, полученный при160 °С 925 925 918 915 911 915 910 918

Пшеничный крахмалоцитрат со степенью растворимости 100 %, полученный при 170 °С 851 845 848 842 840 836 839 839

Таблица 3

Сравнительная оценка физико-химических показателей пшеничного и кукурузного крахмалоцитратов, полученных при одинаковых режимах обработки

Наименование продукта Динамическая вязкость 10 %-ного клейстера, мПа^с Степень растворимости в воде при 20 °С, % Массовая доля влаги, % Содержание редуцирующих веществ, %

Пшеничный крахмалоцитрат 851 100 8,9 1,25

Кукурузный крахмалоцитрат 815 87 8,9 1,63

Результаты исследований являются основой для разработки нормативной документации на промышленное производство пшеничного крахмалоцитрата. Готовый продукт предназначен для применения в пищевой промышленности при производстве киселей быстрого приготовления, пудингов, напитков, а также в качестве связующего и загущающего компонента в производстве фарша, рубленых мясных полуфабрикатов, кисломолочных продуктов и кондитерских изделий.

Выводы. В результате проведенного исследования разработан и научно обоснован технологический режим, обеспечивающий интенсификацию процесса и получение пшеничного крахмалоцитрата белого цвета с максимальной растворимостью в холодной воде и устойчивостью клейстера при хранении, при концентрации лимонной кислоты 0,40 % к сухой массе крахмала, температуре обработки 170 °С, частоте вращения шнеков 135 об/мин.

Установлена высокая корреляционная зависимость между показателем степени растворимости пшеничного крахмалоцитрата в холодной воде и технологическими параметрами его получения. Получено уравнение регрессии, позволяющее определить степень растворимости готового продукта при различных технологических параметрах его получения.

Сравнительная оценка физико-химических свойств экструзионных зерновых продуктов, полученных в одинаковых условиях, показала, что качество пшеничного крахмалоцитрата выше, чем у кукурузного, по вязкости на 36 мПа^с, степени растворимости в холодной воде - на 13 % и содержанию редуцирующих веществ - на 0,38 %. Сделан обоснованный вывод о целесообразности использования пшеничного крахмала в качестве сырья для производства крах-малоцитрата.

ЛИТЕРАТУРА

1. Соломин, Д.А. Целесообразность и эффективность производства модифицированных крахмалов в крахмалопаточной отрасли // Пищевая промышленность. - 2013. - № 7. - С. 54-56.

2. Соломина, Л.С. Расширение ассортимента эфиров крахмала холодного набухания / Л.С. Соломина, Д.А. Соломин, П.Ю. Варицев // Хранение и переработка сельхозсырья. -2016. - № 8. - С. 20-23.

3. Соломин, Д.А. Исследования в области получения эфиров тритикалевого крахмала / Д.А. Соломин, Л.С. Соломина // Пищевая промышленность. - 2018. - № 11. - С. 91-95.

4. Жушман, А.И. Модифицированные крахмалы. - М.: Пищепромиздат, 2007. -С. 179.

5. Алтухов, А.И. Производству высококачественной пшеницы необходима государственная поддержка // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2017. - № 3. - С. 15-22.

6. Лукин, Д.Н. К вопросу импортозамеще-ния продуктов глубокой переработки зерна и картофеля / Д. Н. Лукин, Н.Р. Андреев // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. -2014. - № 4. - С. 291-294.

7. Maningat, C.C. Wheat starch: properties, modification and uses / C.C. Maningat, S.D. Bas-si, K.S. Woo [et al.]. USA: Nova Science Publishers, 2004. - P. 441-510.

8. Ковбаса, В.Н. Экструдированный пшеничный крахмал как улучшитель для хлебобулочных изделий / В.Н. Ковбаса, Е.В. Ко-былинская, А.В. Ковалев // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. -1998. - № 2. - С. 21-23.

9. Sarka, E. Application of wheat B- starch in biodegradable plastic materials / E. Sarka, Z. Krulis, J. Kotek [et al.] // Czech Journal of Food Sciences. - 2011. - Vol. 29. - No. 3. -P. 232-234.

REFERENCES

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1. Solomin DA. Celesoobraznost' i jeffektivnost' proizvodstva modificirovannyh krahmalov v krahmalopatochnoj otrasli [Feasibility and efficiency of the production of modified starches in the starch industry]. Pischevaja promyshlennost' [Food industry]. 2013. No. 7. P. 54-56 (In Russ.).

2. Solomina LS, Solomin DA, Varitsev PY. Rasshirenie assortimenta jefirov krahmala holodnogo nabuhanija [Widening the range of ether of cold swelling starch]. Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'ya [Storage and processing of agricultural raw materials]. 2016. No. 8. P. 20-23 (In Russ.).

3. Solomin DA, Solomina LS. Issledovanija v oblasti poluchenija jefirov tritikalevogo krahmala [Researches in the field of receiving of triticale starch ethers]. Pischevaja promyshlennost [Food industry]. 2018. No. 11. P. 91-95 (In Russ.).

4. Zhushman AI. Modificirovannye krahmaly [Modified starches]. Moscow: Pischepromizdat, 2007. 236 p. (In Russ.)

5. Altuhov AI. Proizvodstvu vysokokachestvennoj pshenicy neobhodima gosudarstvennaja podderzhka [The production of high-quality wheat requires government support]. Zernobobovye i krupjanye kul'tury [Legumes and cereals]. 2017. No. 3. P. 15-22 (In Russ.).

6. Lukin DN, Andreev NR. K voprosu importozameshhenija produktov glubokoj pererabotki zerna i kartofelja [On the issue of import substitution of products of deep processing of grain and potatoes]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta inzhenernyh tehnologij [Bulletin of the Voronezh State University of Engineering Technologies]. 2014. No. 4. P. 291-294 (In Russ.).

7. Maningat CC, Bassi WS, Woo KS et al. Wheat starch: properties, modification and uses. USA: Nova Science Publishers, 2004. P. 441-510.

8. Kovbasa VN, Kobylinskaja EV, Kovalev AV. Ekstrudirovannyj pshenichnyj krahmal kak uluchshitel' dlja hlebobulochnyh izdelij [Extruded wheat starch as an improver for bakery products]. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Pischevaja tehnologija [Proceedings of higher educational institutions. Food technology]. 1998. No. 2. P. 21-23 (In Russ.).

9. Sarka E, Krulis Z, Kotek J et al. Application of wheat B-starch in biodegradable plastic materials. Czech Journal of Food Sciences. 2011. Vol. 29. No. 3. P. 232-234.

Авторы

Соломина Лидия Степановна, канд. техн. наук, Соломин Дмитрий Анатольевич

ВНИИ крахмалопродуктов - филиал ФНЦ пищевых систем

им. В.М. Горбатова РАН, 140051, Московская обл., Люберецкий район,

пос. Красково, ул. Некрасова, д. 11,

so1omina1idiya@yandex.ru, so1ominmitya@yandex.ru

Authors

Lidiya S. Solomina, Candidate of Technical Sciences, Dmitriy A. Solomin

All-Russian Research Institute of Starch Products - Branch of the Federal Science Center of Food Systems V.M. Gorbatov Russian Academy of Sciences, 11, Nekrasov str., Kraskovo, village, Lyubertsy district, Moscow region, 140051, solominalidiya@yandex.ru, solominmitya@yandex.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.