CC BY
281
4. Сагайдак Г.А., Касьянов Г.И. Теория и практика технологии газожидкостной экстракции. - Краснодар: КНИИХП, 2004. - 156 с.
5. Силинская С.М. Сжиженный и сжатый диоксид углеро -да как растворители // Материалы Всерос. науч.-практ. конф. с меж-
дунар. участием «Пищевая промышленность: Интеграция нации, об -разования и производства». - Краснодар: КубГТУ, 2005. -С. 340-341.
Кафедра технологии мясных и рыбных продуктов
Поступила 07.02.07 г.
678.027.3(043.2)
ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОР УДОВАНИЕ ЭКСТР УЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ЖИВОТНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
О.Ю. АЛФЕРНИКОВ, А.С. ЩУБКО
Кубанский государственный технологический университет ЗАО «Время и К» (Санкт-Петербург)
ООО «Аграрно-промышленные технологии» (Краснодар)
Экструзионная обработка растительного и животного сырья дает возможность охватить значительный спектр пищевых ресурсов и комплексно их использовать. Применение экструзионных технологий для изготовления полуфабрикатов и готовых продуктов общего, детского, геродиетического, лечебно-профилактического и диетического назначения позволяет сбалансировать их макро- и микронутриентный состав. Экструзионное обезвоживание сырья обеспечивает длительные сроки хранения продуктов в нерегулируемых температурных условиях [1-3].
Экструзионная технология позволяет получать сухие продукты с развитой пористой структурой, многокомпонентные по составу и различной конфигурации [4]. Современное экструзионное оборудование как импортного, так и отечественного производства, является высокопроизводительным и обладает эксплуатационной надежностью. Так, ООО ИПП «Продмаш» (Новосибирск) производит линии для выпуска крупяных палочек, колечек, шариков, хрустящих хлебцев, хрустящих трубочек, подушечек с начинкой, закусочных сухариков и шоколадных конфет. При этом используется крупяной комплекс - перловая, ячневая, гороховая, кукурузная крупы.
В ОАО «Юнайтед Бейкерс-Псков» постоянно ведутся исследовательские работы по созданию новых рецептур, совершенствованию технологий, поиску новых возможностей применения экструзионных полуфабрикатов в различных отраслях пищевой промышленности. Плодотворно развивается сотрудничество с ведущими учеными Института питания РАМН, Воронежской государственной технологической академии, Кубанского государственного технологического университета, Калининградского государственного технического университета, зарубежными специалистами.
В декабре 2003 г. на псковском предприятии осуществлен запуск новой линии для производства экс-трудатов. Легкие полноценные завтраки для детей и взрослых под торговой маркой «Любятово», детские завтраки новой премиальной марки «Крек и Крекси», экструзионные полуфабрикаты, производимые по тех-
нологии FUNTEX, поставляются более чем в 30 регионов России, а также в страны ближнего зарубежья.
В Краснодарском крае сухие продукты экструзионной технологии (СПЭТ) вырабатывают на предприятии ООО «Сухие завтраки» (ст. Северская) на оборудовании английской фирмы APV Baker: экструдерах MPF-100 для производства подушечек с начинкой и VPF-250 - для зерновых продуктов. В качестве сырья используют кукурузную, овсяную, пшеничную рисовую и соевую муку, соль, сахар, солод, сухое молоко, растительное масло, крахмал кукурузный, какао-порошок.
Английская фирма Unilever и нидерландская Protecon, производящие продукты питания целевой группы, выпускают текстураты для изготовления колбас методом соэкструзии на линиях производительностью 1,5 т/ч. Фирма Simon Food (США) вырабатывает сухие завтраки на зерновой и комбинированной основе методом экструзии при пониженном давлении. Фирма Textruder Engineering AG (Португалия) выпускает диетические продукты, продукты детского питания и быстрорастворимые супы на экструдерах с двумя коническими шнеками, позволяющими изменять температуру и давление по длине корпуса. Производительность таких линий до 4 т/ч. Китайская компания Shandong Sinogloiy Protein Co. Ltd производит пищевые соевые волокна на линиях производительностью до 3 т/ч.
Продукты быстрого приготовления существенно изменили привычки в питании людей и широко используются населением многих стран в качестве готовых завтраков и продуктов оздоровительного питания. Известно, что в США рынок готовых к употреблению продуктов и легких закусок ежегодно увеличивается на 3%.
Объемы производства и применения текстуратов из разных видов сырья представлены на рис. 1 и 2.
На оборудовании предприятий ЗАО «Время и К» и ООО «Аграрно-промышленные технологии» [5, 6] мы использовали различные режимы экструзионной обработки растительного и животного сырья, технологические параметры которых приведены в таблице.
Таблица
Режим экструзии
Влажность массы, %
Давление, МПа
Холодная Теплая Г орячая
> 28 24-30 14-20
< 10 9-12 12-20
8%
14%
11%
22%
40%
28%
38%
Основа для про изводства те кстуратов
| | Зерно
□ Картофель и другое крахмалсодержащеесырье
| | Семена бобовых культур
□ Вторичные ресурсы мясной промышленности
□ Рыбное сырье
Рис. 1
При теплой экструзии сухие ингредиенты сырья смешивают с определенным количеством воды и подают в экструдер, где наряду с механическими воздействиями они подвергаются тепловой обработке. Дополнительно осуществляется нагрев продукта внешними обогревателями. Получаемый продукт - экструдат -отличается небольшой плотностью, увеличенным объемом, пластичностью, ячеистым строением.
На рис. 3 приведена схема рабочей камеры экструдера для производства текстуратов, отличительная особенность которой - предложенный нами способ подкачки газообразного СО2 внутрь экструдера. Помимо возможного применения для формования макаронного теста наибольшее распространение теплая экструзия получает в производстве полуфабрикатов сухих завтраков с пенообразной (вспученной) структурой. Основное исходное сырье для их приготовления -картофельные мука, крахмал, крупка, хлопья; рисовые крахмал, мука, крупа и другое крахмалсодержащее сырье. Экструдированные полуфабрикаты сухих завтраков представляют собой изделия, отформованные в виде лапши, вермишели или других форматов и высушенные до влажности 8-12%. В таком виде полуфабрикаты имеют большую плотность, прочность и могут храниться в течение длительного времени.
Для приготовления из них вспученных (экспанди-рованных) сухих завтраков с нежной, хрустящей, пенообразной структурой, подобной структуре сухого печенья крекер, достаточно погрузить их на 10-20 с в нагретое до 170-190°С растительное масло - фритюр. Гелеобразная структура, образующаяся в шнековой камере в результате желатинирования крахмала, переходит во время высушивания полуфабриката в стекловидное состояние. При помещении сухого полуфабри-
23%
Применение текстуратов для производства
□ Сухие завтраки и изделия
и Первые и вторые обеденные блюда
□ Мясные и рыбные колбасы, паштеты, фарши, пасты
□ Продукты к пиву
Рис. 2
ката в горячую среду - фритюр - структура приобретает упругоэластичные, резинообразные свойства, а влага, превращающаяся внутри геля в пар, не находящий выхода, создает множество мельчайших пузырьков в объеме полуфабриката. Происходит его вспучивание, образование пенообразной структуры с одновременным ее переходом в обезвоженное состояние. Зерна крахмала, сохранившие свою индивидуальность в структуре полуфабриката, нежелатинировавшиеся во время экструдирования, формируют в структуре полуфабриката микропоры, через которые образующийся пар легко выходит наружу. Вспучивание происходит в
Рис. 3
тем меньшей степени, чем выше содержание нежела-тинированного крахмала. Таким образом, при производстве полуфабрикатов крекеров путем тепловой экструзии необходимо создание условий для возможно полной деструкции крахмальных зерен. При этом имеет значение вид исходного крахмала. При прочих рав -ных условиях более подвержены деструкции зерна больших размеров - картофельного крахмала, менее податливы зерна меньших размеров - рисового крахмала. Важную роль играют параметры экструзии. В частности, варьирование температурно-влажностных режимов экструдирования крахмалсодержащих масс может изменять в широких пределах их вязкость и величину усилий сдвига на тесто со стороны шнека. Большое влияние на степень деструкции крахмала оказывает также вид и количество добавок. Так, добавление к крахмалсодержащему сырью жира, сахара и белка снижает силу трения крахмальных зерен между собой и о лопасти шнека; в результате степень вспучивания полуфабрикатов крекеров снижается, и крекеры приобретают твердую, неприятную при разжевывании консистенцию.
Горячая варочная экструзия обеспечивает вспучивание выпрессовываемого экструдата непосредственно при выходе из фильеры матрицы в результате резкого падения давления и температуры и мгновенного превращения воды в пар. Механизм пенообразования структуры экструдата при горячей экструзии во многом подобен действующему при теплой экструзии. В частности, при горячей экструзии основным показателем, определяющим технологические параметры процесса и качество экструдата, является вязкость экструдируемой массы, степень деструкции крахмальных зерен в этом процессе также может служить критерием оптимизации ее технологических параметров.
Преимущества применения горячей экструзии заключаются в скоротечности процесса и отсутствии необходимости высушивания экструдата. Однако вспученный экструдат вследствие значительного удельного объема требует больших площадей для хранения и значительных расходов на транспортировку. Кроме того, для улучшения его текстуральных свойств, в частности для устранения прилипания к зубам, на него наносят растительное масло, что снижает срок хранения сухого завтрака и требует использования дополнительного оборудования. Срок хранения ограничивается также высокой гигроскопичностью вспученных изделий: содержание влаги в них не должно превышать 2%, иначе изделия теряют хрупкую, хрустящую текстуру.
Помимо приготовления экспандированных сухих завтраков горячая экструзия находит применение в производстве текстурированных продуктов на основе растительного и животного белка: в режиме горячей экструзии глобулярная структура белка переходит в фибриллярную, более усвояемую организмом человека и животных [7]. Однако в этой технологии большое значение имеют не сдвиговые усилия в шнековой камере, а температурное воздействие на экструдируемую массу. Готовые продукты экструзионной техно-
логии имеют лишь два типа структуры: пористую или волокнистую макроструктуру.
Текстурированный чечевичный белок производится методом термопластической экструзии из получаемой механическим способом без использования органических растворителей полуобезжиренной чечевичной муки.
Переработка масличных культур на масло и жмых по технологии сухой экструзии может быть осуществлена на оборудовании торговой марки Г^ТА-РЯО с использованием экструдера и шнекового пресса. Уникальность данной технологии в том, что она позволяет производить продукт - текстурированный чечевичный белок - из цельных бобов чечевицы за один производственный цикл при малых производственных мощностях. Основные этапы технологического процесса: прием, очистка от примесей, хранение, шелушение бобов чечевицы, экструдирование, отжим масла с получением чечевичного масла и жмыха, отстаивание и фильтрация масла, измельчение и охлаждение жмыха с получением полуобезжиренной муки, экструдирование муки с получением текстурированного белка.
В качестве сырья используют отруби и крупы - ку -курузу, рис, гречку, манку. Для повышения вкусовых достоинств и пищевой ценности продукта в полуфабрикат путем глазирования вносят вкусовые добавки и ароматизаторы в виде СО2-экстрактов. В зависимости от вида вырабатываемого продукта полуфабрикат, получаемый после экструдера, подвергается дальнейшей обработке.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алферников О.Ю., Касьянов Г .И., Латин Н.Н. Пищевые текстураты. - Краснодар: КНИИХП, КубГТУ, 2007. - 143 с.
2. Лобанов В.Г., Щубко А.С. Биотехнология производства рыбоовощных колбасок // Сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф. «Продовольственная индустрия Юга России». - Краснодар: КНИИХП, 2000. - С. 9-10.
3. Щубко А.С., Алферников О.Ю. Технология термопластической экструзии растительного и животного сырья // Сб. мате -риалов Междунар. науч.-практ. конф. «Экологически безопасные энергосберегающие технологии хранения и переработки сырья рас -тительного и животного происхождения». - Краснодар: КНИИХП, 2001. - С. 6-7.
4. Щубко А.С. Экструзионная обработка в системе рацио -нального использования рыбных ресурсов // Новые технологии - бу -дущее пищевой промышленности: Сб. тр. КНИИХП. - Краснодар: КНИИХП, 2002. - С. 131-132.
5. Алферников О.Ю., Щубко А.С., Спесивцева Е.В. Формирование вкусовых и ароматических качеств экструдатов ме -тодами СО2-обработки // Перспективы развития технологий переработки сырья растительного и животного происхождения: Сб. тр. КНИИХП. - Краснодар: КНИИХП, 2003. - С. 37-38.
6. Щубко А.С., Лобанов В.Г., Касьянов Г.И. Перспективы использования экструдатов в консервированных рыбных продук -тах // Там же. - Краснодар: КНИИХП, 2004. - С. 134-136.
7. Лобанов В.Г., Щубко А.С. Биотехнологические аспекты производства рыбных колбас // Сб. материалов Всерос. на-уч.-практ. конф. «Пищевая промышленность: интеграция науки, образования и производства». - Краснодар: КубГТУ, 2005. -С. 204-205.
Кафедра технологии мясных и рыбных продуктов
Поступила 07.02.07 г.
