CC BY
102
Таблица 3
Сыр ье
НТД на сырье
Содержание сырья, л/100 дал готового напитка
Содержание сухих веществ
мас.%
Экстракт корня солодки уральской Минеральная вода Двуокись углерода Лимонная кислота, кг
ГОСТ 22839-88 ГОСТ 23268.0-78 ГОСТ 8050-85 ГОСТ 908-2004
12,0 До 1000 3,00 0,030
3,4
98
0,4
0,029
В готовом напитке оценивали показатели безопасности и качества согласно СанПиН 2.3.2.1078-01 (пункт 1.8.5.1):
Массовая доля сухих веществ, % Кислотность, см3р-ра №ОН, концентрацией 1 моль/дм3 на 100 см3 напитка Массовая доля СО2, %
КМАФАнМ, КОЕ/см3
Бактерии группы кишечной палочки в 333 см3 напитка (коформы)
Патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, в 25 см3
Дрожжи и плесени (сумма), КОЕ/см3
3,4 ± 0,2
1,0±0,1
0,30 < 10
Отсутствуют
Отсутствуют < 10
Готовый напиток представляет собой прозрачную жидкость светло-золотистого цвета с характерным для солодки запахом и кисло-сладким вкусом. Продукт рекомендуется у потреблять в качестве лечебно-столовой воды. Разработанная рецептура и технология нового фитонапитка с использованием минеральных и растительных ресурсов Приморского края обеспечит возможность получения дополнительной пищевой продукции высокой биологической ценности на основе натуральных компонентов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Функциональные пищевые продукты, их лечебное и профилактическое действие / H.A. Бугаец, Е.В. Барашкина, O.A.
Корнева и др. // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2004. - № 2-3. -С. 48-5 1.
2. Birks S. Time to go native // Food Manuf. - 2003. - № 1. -P. 44-45.
3. Kunzek N., Vetler S. Funktionelle Eigenschaften von Lebensmittelbestandteilen und die Entwicklung innovativer Produkte // Dtsch. Lebensm. -Rdsch. -2001. - № 1. -P. 12-22.
4. Минеральные воды Дальнего Востока. Ч. 1-2 / Под ред. Е.М. Иванова, Э.А Эндаковой, М.В. Антонюк; НИИ мед. климатолог. и восстановит, леч. -Владивосток, 1999. -457 с.
5. Чудаева В.А., Челноков А.Н., Эдмундус У.М. Минеральные воды Приморья (химический аспект). - Владивосток: Даль-наука, 1999. - 167 с.
6. Шретер А.И. Целебные растения Дальнего Востока и их применение: Уч.-справ. пособ. - Владивосток: Дальневост. кн. изд-во ИПК «Дальпресс», 2000. - 144 с.
7. Пилат T.JL, Иванов A.A. Биологически активные добавки к пище (теория, производство, применение). - М.: Авваллон, 2002.-710 с.
8. ГОСТ 13273-88. Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые. Технические условия // Государственный контроль качества минеральной воды и напитков. - М, 20003.
9. Палагина М.В., Хасина М.А. Биологическая активность корня солодки уральской Glycyrrihiza Uralensis Fisch в коррекции состояния легких//Растительные ресурсы. - 1998. - Вып. 1. -С. 81-86.
10. Степанова Э.Ф., Сампиев А.М. Состояние исследований и перспективы использования травы солодки голой (обзор) // Хим.-фармацевт, журн. - 1997. - № 10. - С. 39-43.
Кафедра химии и технологии живых систем
Поступила 14.07.07 г.
636.087.2
ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСТР УДИР О ВАН ИЯ ГР Е ЧИШНОЙ (ПОДСОЛНЕЧНОЙ) ЛУЗГИ В СМЕСИ С ОТРУБЯМИ
С.В. АНТИМОНОВ, Р.Ф. САГИТОВ, с.ю. соловых
Оренбургский государственный университет
Проблема переработки вторичных продуктов (ВП) актуальна для всех типов промышленных производств, в том числе для зерноперерабатывающих предприятий.
При переработке зерна на пищевые цели накапливается значительное количество ВП, что характерно для мукомольного, крупяного производства и для маслоэкстракционных заводов. Это, прежде всего, отруби и различные виды лузги - гречишная и подсолнечная. Наличие в их составе протеина, сырого жира, клетчатки, микро- и макроэлементов, лигнина и других цен-
ных компонентов делают этот вид ВП перспективным сырьем. Так, в 100 кг пшеничных отрубей при влажности 13% содержится в среднем 71-78 кормовых единиц, 12,6-13% переваримого протеина, 7,5-10,5%) клетчатки [1].
Однако широкое использование этих ВП при производстве кормов сдерживается рядом факторов. Например, для гречишной и подсолнечной лузги характерна плохая поедаемость и низкая перевариваемость животными [1].
В настоящее время существует несколько направлений по применению отрубей и лузги. Предприятия комбикормовой промышленности выпускают 1 %-е премиксы, причем в качестве наполнителя чаще всего используют пшеничные отруби. Пшеничные отруби
входят также в состав корбикормов в количестве 15-60%.
Лузга гречихи находит ограниченное применение в химическом производстве и в качестве топлива, порой ее просто сжигают или производят утилизацию [1].
Захоронение лузги может привести к тяжелым экологическим последствиям, так как она на поверхности земли образует прочную и устойчивую корку, что может негативно сказаться на дальнейшем использовании почвы, где лузга была захоронена [1].
При переработке семян подсолнечника лузга, выделенная из рушанки, может использоваться для получения пара при сжигании ее в паровых котлах, в гидролизной промышленности, в измельченном виде она может применяться в качестве наполнителя при силосовании кормов. Лузга, обогащенная соапстоком, в гранулированном виде также может быть использована на кормовые цели. Однако рационально используется лишь незначительный процент лузги, большая ее часть просто вывозится на свалку.
Использование отрубей и лузги в кормах в больших объемах затруднено из-за повышенного содержания в них клетчатки.
Расширить возможность применения пшеничных отрубей, гречишной и подсолнечной лузги в кормах можно после соответствующейтехнологическойобра-ботки.
Для повышения питательности, поедаемости и пе-ревариваемости этого вида сырья возможно применение различных способов его делигнификации
Большая плотность упаковки биополимеров в клеточных стенках, повышенное содержание лигнина определяют необходимость применения для делигнификации такого сырья более жестких методов с целью повышения его переваримости.
Во всех методах делигнификации на сырье действуют ионами гидроксила. Под влиянием гидроксида натрия идет частичное растворение минеральных веществ, особенно кремниевой кислоты, пропитываю-щейклеточные стенки соломы, пленок, оболочекзерна и других грубых кормов. В результате снимается защитный слой и повышается способность данного вида сырья к набуханию [2].
Для дополнительного воздействия на отруби и лузгу с целью большего снижения содержания клетчатки применяют экструзию, которая обеспечивает при скармливании животным наибольшую доступность питательных веществ, содержащихся в корме [3].
При экструдировании сырье подвергается обеззараживанию, обезвоживанию и стабилизации. Обработка в экструдере активно влияет на молекулу белка, повышая ее усвояемость [3].
В настоящее время достаточно изучена специальная обработка в экструдерах зерновых компонентов с целью повышения усвояемости питательных веществ, однако экструзия применительно к гречишной и подсолнечной лузге мало изучена.
Одним из направлений, разрабатываемых на кафедре машин и аппаратов химических и пищевых производств ОГУ, является проблема использования ВП грече- и маслоэкстракционных заводов при производ-
стве кормосмесей или кормовых добавок путем совместного использования пшеничных отрубей и лузги различных крупяных и масличных культур с последующим их экструдированием.
Химический состав исходных образцов гречишной и подсолнечной лузги исследовали на спектрофотометрах АА8-4 и С-115, КФК-2МП. Результаты представлены в табл. 1.
Таблица 1
Характеристика
НД на методы испытания
Содержание в лузге, % а.с.в.
подсолнечника
гречихи
Массовая доля влаги ГОСТ 27548-97
Массовая доля сырой клетчатки
Лигнин
Сырой белок
Сырая зола Массовая доля жира Крахмал
ГОСТ
13496.2-91
ГОСТ 26177-84 ГОСТ 13496.4-93 ГОСТ 26226-95 ГОСТ 13496.15-97 ГОСТ 26176-91
7,6 8,0
56,6 46,0
31,34 32,14
5,25 8,97
2,8 2,5
3,2 2,2
1,4 9,2
Экспериментально установлено, что экструдирова-ние гречишной (подсолнечной) лузги в чистом виде невозможно из-за нестабильного режима работы экструдера и получения неоднородного продукта.
Поэтому в дальнейшем экструдировали бинарную смесь, состоящую из лузги и пшеничных отрубей, учитывая большой экспериментальный опыт по экструзионной обработке последних и их богатый химический состав.
На следующем этапе были проведены подготовка смеси и ее обработка химическими реагентами.
Плотность упаковки биополимеров в клеточных стенках разного вида кормов неодинакова, поэтому воздействие гидроксвдов в различной степени повышает их кормовую ценность. В нашем случае для преобразования лузги в хорошо усвояемый корм необходимо использовать химические реагенты определенной концентрации, высокую температуру и определенное время для обработки сырья. Высокую температуру, а также давление можно получить применяя процесс экструдирования.
Сначала исходную смесь - отруби + гречишная лузга или отруби + лузга подсолнечника - обрабатывали 5%о-м раствором гидроксида натрия или 4%о-м раствором кальцинированной соды. Затем смесь экструдировали на пресс-экструдере ПЭШ-30/4 с фильерой <Л= 10 мм и длиной 1 = 60 мм, частота вращения шнека п = 160 об/мин.
В ходе исследований контролировали температуры головки пресса, последней секции экструдера, а также продукта на выходе из пресс-экструдера.
Регистрировали изменения мощности при проведении процесса на лузге, обработанной различными способами, и проводили отборы проб полученного продукта для определения производительности пресс-экструдера.
Исследования показали, что температура продукта на выходе из экструдера варьирует в диапазоне от 60
Таблица 2
Содержание, %
Экструдированная смесь Первоначальная влага Гигроскопическая влага Жир Зола Протеин Клетчатка Крахмал Сахар Лигнин
Лузга подсолнечная + пшеничные отруби 7,14 5,21 2,5 4,61 10,88 21,0 9,9 3,5 17,73
Лузга гречишная + пшеничные отруби 4,76 3,63 1,9 4,74 11,87 19,15 10,8 1,7 15,88
до 85°С, а температура разогрева головки - от 70 до 140°С в зависимости от вида лузги и применяемого химического реагента.
В результате математической обработки и анализа полученных результатовустановлено, что применение для обработки смеси отрубей и лузги 5%-го раствора гидроксида натрия или 4%-го раствора кальцинированной соды с последующим экструдированием, позволяет значительно снизить содержание сырой клетчатки и лигнина по сравнению с исходным сырьем. Химический состав образцов экструдированной смеси с начальной влажностью 18% (40% лузга + 60%о пшеничные отруби), обработанной 5%о-м №ОН, представлен в табл. 2.
Установлено, что в ходе процесса, идущего при обработке одревесневшего сырья гидроксидом натрия, происходит ряд физико-химических и химических преобразований клеточных стенок и их компонентов. Прежде всего, в результате частичного растворения водорастворимых соединений, минеральных веществ, гемицеллюлоз, лигнина изменяется субмикроскопиче-ская структура клеточных стенок сырья, переходящая в сверхнабухшее состояние. Увеличивается объем су б-микроскопических капилляров, повышается площадь внутренней поверхности сырья, что способствует дальнейшей атакуемости полисахаридов гидролитическими ферментами рубцовой жидкости и их переваримости [2].
По мере набухания и проникновения щелочного агента в массу клеточных стенок происходит ряд последующих превращений: разрушаются водородные связи, кристаллическая часть целлюлозы преобразуется в аморфную, разрываются химические связи, объединяющие лигнин с ксиланом, остатки уксусной кислоты с ксиланом, маннаном. В результате возрастает растворимость лигнина, полисахаридов, гемицеллюлоз, накапливается натриевая соль уксусной кислоты [2].
При обработке идет связывание №ОН сырьем. Количество связываемого гидроксида зависит отусловий процесса и вида сырья. Так, было установлено, что при обработке проса он практически полностью вступает в реакции. Основная часть №ОН связывается с кремниевой кислотой, переводя ее в водорастворимый силикат натрия, меньшая часть взаимодействует с фенольными гидроксилами и карбоксилами лигнина, нейтрализует карбоксилы гемицеллюлоз и разрушает лигноуглеводные связи. Небольшое количество остаточной свободной щелочи в сырье не нуждается в нейтрализации, что позволяет обработанную лузгу непосредственно направить на корм скоту [2].
Результаты экспериментальных исследований, проводимых на кафедре МАХПП ОГУ, позволили разработать технологическую схему для получения на основе отрубей и гречишной (подсолнечной) лузги кормовых смесей (кормовых добавок).
В общем виде технологическая схема состоит из следующих операций: наполнитель (пшеничные отруби) перемешивается с гречишной (подсолнечной) лузгой, предварительно химически обработанной, затем оба компонента направляются в лопастный смеситель специальной конструкции [4], после чего смесь подвергается экстру дированию.
До проведения процесса перемешивания наполнителя и лузги возможно их предварительное измельчение, что позволит снизить энергозатраты при проведении экструдирования (эта стадия не является обязательной, и ее можно исключить из технологического цикла).
Полученный продукт необходимо просушить. С этой целью разработана специальная конструкция сушилки. В процессе экструзии получается некоторое количество готового продукта, который может не соответствовать техническим условиям, как по консистенции, так и по органолептическим показателям. Такой продукт после измельчения может использоваться в качестве рассыпного корма, подвергшегося тепловой обработке.
Интенсивная баротермическая обработка в смесителе и экструдере способствует обеспечению инактивации антипитательных веществ, ферментов и микрофлоры.
Технология экструдирования химически обработанной смеси пшеничных отрубей и лузги позволяет значительно расширить диапазон их использования при производстве кормов, кормовых смесей и добавок.
ЛИТЕРАТУРА
1. Каминский В.Д., Карунский А.Й., Бабич М.Б. Гречневая лузга как кормовая добавка // Хранение и переработка зерна. -2000. - № 5.
2. Дудки н М.С. Химические методы повышения качества кормов и комбикормов. - М.: Агропромиздат, 1986. - 350 с.
3. Экструзионная технология для производства // Комбикорм пром-сть. -2005. - № 2. - С. 43^15.
4. Пат. 2246990 РФ. Устройство для подготовки зернового материала к переработке / В.Г. Коротков, С.В. Антимонов, Е.В. Ганин и др. // БИПМ. - 2005. - № 6.
Кафедра машин и аппаратов химических и пищевых производств
Поступила 17.03.08 г.
