CC BY
101
663.051.66.022.002.2
ТЕХНОЛОГИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ С ПОЛУЧЕНИЕМ ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВЫХ ДОБАВОК
В.В. КИРЕЕВА
Ростовская-на-Дону государственная академия сельскохозяйственного машиностроения
Одним из направлений решения проблемы сокращения дефицита белка является разработка технологий комплексной переработки растений с получением белково-витаминных добавок - полноценных заменителей дефицитных и дорогостоящих белков животного происхождения в продуктах питания, а также высококачественного корма в виде травяной муки или силоса.
Многолетние исследования, проведенные специалистами РГАСХМ совместно с Донским государственным техническим университетом (ДГТУ), позволили обосновать безотходную экономически эффективную технологию комплексной переработки вегетативных органов сеяных трав и отходов полеводства в высококачественные белковые препараты пищевого назначения, кормовые протеиново-витаминные добавки и корма [1].
Одной из отличительных особенностей предлагаемой технологии по сравнению с мировыми аналогами (Про-Ксан II (США), Вепекс (Венгрия) и др.) [2] является использование низкотемпературной гидромеханической коагуляции белков клеточного сока из вегетативной массы растений в устройстве, преобразующем кинетическую энергию жидкости в тепловую. Установлены оптимальные технологические режимы двухстадийной гидромеханической коагуляции белков, обеспечивающие максимальное сохранение их нативных свойств. Для разделения коагулята разработан способ флотации в специальных устройствах.
С целью утилизации образующихся побочных продуктов - пресс-остатка и депротеинизированного коричневого сока предусмотрена сушка пресс-остатка с получением травяной муки, его биоконверсия посредством культивирования целлюлозоразрушающего съедобного гриба вешенка Р1еиго1ш согписор1ае (Рек.) Ро11апс1, а также силосование пресс-остатка с помощью внесения депротеинизированного коричневого сока.
Разработанная технологическая схема комплексной переработки вегетативной массы сеяных трав и отходов полеводства включает следующие виды оборудования (рисунок): приемное устройство 7 (питатель), выполненное на базе кормораздатчика КТУ-10; измельчитель ИЗМ-10 2; транспортеры ТС-40 вегетативной массы 3,5; двухшнековый пресс АПК-31 4; вибросито для очистки сока от волокнистых примесей 6; накопительную емкость для зеленого сока 7; вихревой насос (1,5 К 6) для транспортирования растительного сока 8; распределительные клапаны 9, 17; гидромеха-
нические коагуляторы 10,18, разработанные на основе серийно выпускаемой гидромуфты ТУ-90; флотационные разделители 11, 19; ленточный транспортер (ТС-40) пресс-остатка 72; гранулятор 13; транспортер (ТС-40) гранул 14; накопительную емкость коричневого сока 115; насос (1,5 К б) для транспортирования коричневого сока 16; ленточный транспортер (ТС-40) цитоплазматической пасты 20; емкость для промывки цитоплазматической фракции 27; резервуар с химическими препаратами для изоэлектрической коагуляции цитоплазматической фракции белков 22; сместитель 23; насос-дозатор 24; винтовой насос (I В 615 М) для транспортировки цитоплазматической пасты 25; хранилище силоса из пресс-остатка и депротеинизорован-ного коричневого сока II 26; емкость для промывки пресс-остатка 27; автоклав 28; камеру регулируемого микроклимата для культивирования шляпочных грибов 29; помещение для пакетирования плодовых тел грибов 30; агрегат для сушки продуктов в рассыпном или гранулированном виде 31 (СБ-1,5; конвейерная или распылительная сушилка).
На данной технологической линии предусмотрено выполнение следующих основных операций.
Вегетативная масса скашивается в поле косилкой Е-280, собирается в транспортное средство (тележку) и доставляется на стационар. Затем она выгружается в питающее устройство, из которого транспортером подается в пресс, где происходит ее отжим и разделение на пресс-остаток и клеточный сок. Полученный сок из пресса через устройство, очищающее его от волокнистых примесей (вибросито), подается в накопительную емкость. В ней производится стабилизация pH (6,8-7,2) сока введением гидроокиси натрия, а также введение метабисульфата натрия для обеспечения оптимального разделения хлоропластной и цитоплазматической фракций белков при последующей коагуляции.
Из емкости сок при помощи насоса подается в гидромеханическое устройство, где происходит коагуляция белков хлоропластной фракции при г 40 °С. Разделение полученного коагулята на хлоропластиую (кормовую) фракцию и коричневый сок I производится во флотационном разделителе (т 2700 с), откуда паста подается по трубопроводу в емкость, предназначенную для ее накопления.
Коричневый сок I для повторной коагуляции и осаждения фракции цитоплазматических (пищевых) белков при / 70°С насосом подается в гидромеханический коагулятор. Другим вариантом предусмотрена подача коричневого сока I в емкость для изоэлектрического осаждения. При этом в емкость из резервуара для химических препаратов насосом-дозатором подается соляная кислота для изоэлектрической коагуляции (pH 3,8) цитоплазматических белков сока. Разделение полученного коагулята на цитоплазматическую (пищевую) фракцию и депротеинизированный коричневый сок II производится во флотационном разделителе (т 2700 с), откуда паста насосом подается по трубопроводу в емкость, предназначенную для ее промывки 10-кратным объемом подкисленной до pH 4,2 воды, затем снова во флотатор для отделения промывочных вод. Из флотаторов пасты из хлоропластных и цитоплазматических белков насосом подаются в грануля-тор, затем в гранулированном виде они поступают в сушильный агрегат. Обезвоживание пасты для приготовления кормовых и пищевых белковых концентратов может производиться также в рассыпном виде в распылительной сушилке (/ 130°С). После сушки концентраты кормовых и пищевых белков помещаются в крафт-мешки и отправляются на хранение.
Полученный пресс-остаток по транспортеру подается в сушильный агрегат для получения травяной муки.
При биотрансформации пресс-остатка с помощью выращивания целлюлозоразрушающих шляпочных грибов вешенка пресс-остаток после пресса подается в емкость для приготовления субстрата. В линии предусмотрена также биоконверсия измельченных отходов полеводства - ботвы томатов, картофеля, стеблей подсолнечника и сорго. При подготовке субстрата стебли подсолнечника и сорго замачиваются водопроводной водой, ботва томатов, картофеля и пресс-остаток люцерны освобождаются от сапонинов кипячением (т 1800 с) с последующей промывкой 20-кратным объемом проточной воды. Подготовленный субстрат укладывается в металлические ящики, герметично закрывается крышками и стерилизуется в автоклаве (I 121°С, Р 105Па).
Ящики с охлажденной до 25-28°С стерильной питательной средой помещаются в выростную камеру. Внутренняя поверхность камеры для обеззараживания посторонней микрофлоры обрабатывается дезинфицирующими средствами, воздух внутри камеры стерилизуется с помощью бактерицидной лампы. Питательная среда инокулируется выращенным на стерильном зер-
новом субстрате посевным мицелием. Обрастание и созревание мицелия происходит в темной закрытой камере без внешнего воздухообмена с поддержанием постоянной температуры (25-28°С) и влажности (90%). После появления зачатков плодовых тел в камере создаются условия, необходимые для плодоношения: 12-15°С, освещение 150 лк, влажность 100%. Урожай плодовых тел грибов собирают в две волны, фасуют и отправляют на использование в пищевых целях. Остаточную биомассу отработанного субстрата высушивают в сушильном агрегате с измельчением, фасуют в крафт-мешки и отправляют на хранение или использование в кормовых целях.
Для утилизации депротеинизированного коричневого сока, отделенного от белков при изоэлектриче-ском осаждении и обладающего консервирующим эффектом за счет содержащейся в нем соляной кислоты, его используют в качестве агента при силосовании. Пресс-остаток укладывается в металлические емкости или силосную траншею и уплотняется. Коричневый сок вносится равномерно по поверхности уплотненного пресс-остатка в количестве 20-30% по массе. Емкости или траншея с заквашиваемой массой закрываются полиэтиленовой пленкой и оставляются на хранение.
Проведенные исследования показали, что комплексная переработка вегетативной массы сельскохозяйственных культур, основанная на гидромеханической коагуляции клеточного сока, биотрансформации пресс-остатка, утилизации депротеинизированного коричневого сока путем силосования, обеспечивает получение из клеточного сока высококачественных пастообразных или сухих протеиновых концентратов кормового и пищевого назначения, а из пресс-остатка силоса, травяной муки или продуктов микробной трансформации - съедобных грибов и обогащенного грибным мицелием корма.
При оценке показателей качества полученных кормовых и пищевых белковых концентратов установлено существенное преимущество гидромеханической коагуляции по сравнению с традиционной термоденатурацией.
В результате токсикологической оценки концентратов хлоропластных и цитоплазматических белков -определении количества и видового состава бактерий, дрожжей, микроскопических грибов и их токсинов, остаточного содержания хлорорганических пестицидов, ионов тяжелых металлов и токсических элементов -было установлено, что разработанная технология позволяет получать препараты белков с величинами названных показателей, не превышающими предельно допустимых значений.
Исследование возможного токсического действия и биологической ценности белковых препаратов на лабораторных животных не выявило неблагоприятного влияния на их организм.
Технология комплексной переработки вегетативной массы растений реализована на опытно-промышленной линии. Рассчитан экономический эффект от ее
внедрения по изменяемым показателям, который составил 1,02 млн р. со сроком окупаемости 3 года, что превосходит существующие аналоги.
Полученные результаты и расчет годового экономического эффекта свидетельствуют, что разработанная комплексная технология переработки вегетативной массы сельскохозяйственных растений позволит получать высококачественные белки кормового и пищевого назначения, будет способствовать росту эффективности производства продуктов растениеводства, повышению их качества, сокращению потерь, а также решению проблемы утилизации отходов сельскохозяйственного производства и охраны окружающей среды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Kireeva V.V., Proydak N.I. Teehnologi of complex treatment of leafstalk biomass of sown grasses in multipurpose production // Green Vegetation Fractionation: Proceedings of the Fifth Intern. Congr. on Leaf Protein Research «LEAFPRO-96». Vol. 2. -
Rostov-on-Don, 1996.-P. 113-118.
2. Ткаченко B.A., Зильбер И.А., Чурсинов Ю.А. Промышленная технология и заводы по производству протеиновых концентратов и их субпродуктов из зеленых растений // Науч.-техн. бюл. по механизации и электрификации животноводства. Вып. 13. -Запорожье, 1980. - С. 3-6,
Кафедра безопасности жизнедеятельности и химии
Поступша 12.04.04 г.
637.144:663.?
ПОЛИКОМПОНЕНТНЫЕ СУХИЕ МОЛОЧНЫЕ СМЕСИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАПИТКОВ, ОБОГАЩЕННЫХ БЕЛКОМ
Л .А. МХИТАРЬЯНЦ, О.В. ПРИХОДЬКО, М.С. МОЛОЧКОВА
Кубанский государственный технологический университет
Результаты мониторинга состояния питания населения России показывают, что структура питания характеризуется снижением потребления наиболее ценных в биологическом отношении пищевых продуктов, в первую очередь белков. Перспективным источником пищевого белка может служить соя и продукты ее переработки [1].
Цель настоящего исследования-разработка биологически ценных сухих поликомпонентных смесей с использованием сухих молочных и соевых продуктов.
Соевые продукты характеризуются высоким содержанием белковых веществ, причем белки сои по своему составу приближаются к белкам животного происхождения и с успехом могут их замещать в рационе питания. Не менее важную роль играет относительная дешевизна соевых продуктов.
Сухие молочные продукты по сравнению с соевыми имеют лучшие органолептические показатели - более приятный вкус и аромат, и также содержат достаточное количество полноценных белков [2].
Нами разработаны три композиционные смеси с использованием двух этих продуктов при соотношении сухого коровьего и сухого соевого молока 1:1; 1,5 : 2; 1 : 2. Для повышения физиологической ценности и улучшения органолептических свойств в смеси добавляли аскорбиновую кислоту и ванилин. Количество аскорбиновой кислоты должно было покрыть суточную потребность в витамине С, количество вводимого ванилина регулировали вкусом и запахом получаемого из смеси напитка.
В табл. 1 приведены показатели пищевой ценности полученных сухих поликомпонентных смесей.
Таблица 1
Массовая доля в смеси, %,
Показатель при соотношении
1 : 1 1,5:2 1:2
Белковые вещества 33,3 35,0 37,2
Жир 25,1 24,6 23,1
Фосфолипиды:
стеароолеолецитин 3,6 4,1 4,8
в том числе фосфатидилхолины 1,08 1,23 1,44
Для приготовления горячего напитка одну столовую ложку смеси заливали стаканом горячей воды (40-45°С) и выдерживали при этой температуре 3-4 мин, после чего подвергали органолептическим и физико-химическим исследованиям. Химический состав полученных напитков приведен в табл. 2.
Таблица 2
Показатель Массовая доля в напитке, %, при соотношении
1 : 1 1,5:2 1:2
Белковые вещества 2,66 2,85 2,96
Жир 1,6 і 5 1 4
Фосфолипиды: стеароолеолецитин 0,36 0,41 0,44
в том числе 0,12 0,14 0,15
фосфатидилхолины
Все напитки имели однородную консистенцию, цвет кремовый. Они характеризовались высокой биологической ценностью, определенной с использованием Те1г. руг’./огггаз, которая составляла 135-210% по отношению к казеину. Содержание белка в них закономерно возрастало от 2,66 до 2,96%. В процессе органолептической оценки было установлено, что наиболее приятными вкусом и запахом характеризовались об-
