CC BY
22
ВасюковаА-Ж ВестникФТУИЖ, 2022, Ж. 84, №. 1, С 196-201 Введение
Введение пищевых ингредиентов в рецептуру хлебобулочных изделий должно не только повышать их пищевую ценность, но и обеспечить необходимые потребительские свойства [1-3, 5-7]. По этой причине при разработке обогащенных хлебобулочных изделий необходимо отслеживать влияние вновь вводимых добавок на хлебопекарные свойства муки, технологические свойства теста, процессы брожения и т. д.
Сформированность требуемых характеристик качества хлебобулочных изделий определяется основными режимами и параметрами ведения всех технологических операций производства. Прогнозирование и обеспечение качества хлеба возможны только при строгом контроле технологических свойств основного сырья и всех этапов производства [2, 5, 9].
Известно, что качество хлебобулочных изделий зависит от целого комплекса факторов и процессов, как участвующих в формировании свойств готовой продукции, так и определяющих сохранность потребительских характеристик при хранении. Наиболее значимыми являются биохимические и коллоидные изменения, происходящие с биополимерами муки в процессе созревания теста [4, 11].
Основным фактором, характеризующим хлебопекарные свойства пшеничной муки, является, прежде всего, клейковина, которая сочетает в себе структурно-механические свойства глиадиновой и глютениновой фракций [8, 11]. Известно, что при замесе теста клейковина образует непрерывную фазу пшеничного теста, в процессе спиртового брожения удерживает углекислый газ, обеспечивая хорошее разрыхление теста, а при выпечке набухшие белки клейковины подвергаются необратимой денатурации и закрепляют пористую структуру хлеба.
Вместе с тем, белки пшеничного теста представляют собой весьма лабильные коллоиды, и их реологические свойства могут сильно изменяться под влиянием различных химических и физических воздействий. Анализ существующих результатов исследований влияния различных факторов на реологические свойства отмытой клейковины и теста позволяет выделить группу веществ, не влияющих на свойства изолированной клейковины, но при этом повышающих эластичность и снижающих растяжимость теста. Кроме того, существуют данные о значительных различиях веществ, изменяющих реологию теста, по скорости проявления эффекта воздействия, некоторые из них оказывают влияние уже в момент замеса теста, а для проявления других требуется не менее часа времени [5, 11].
post@vestnik-vsuet.ru
Таким образом, прогностическая оценка показателей качества хлеба, таких как достаточный объем, правильная форма, эластичный мякиш с равномерной пористостью определяются, в первую очередь, физическими свойствами теста [11]. Реологические свойства теста - это комплексный показатель, который описывает состояние и поведение теста при замесе и в течении всего технологического процесса. Имея информацию, какова растяжимость теста, его упругость, водопоглотительная способность - можно судить о характеристиках и качестве готового продукта.
Динамика реологических испытаний стала приоритетным подходом для изучения структуры и фундаментальных свойств теста из пшеничной муки. Так как это свойства является характеризующим фактором, ответственных за разные вариации структуры теста, а также протеинов в его составе. Для оптимизации качественных показателей хлебобулочных изделий необходим обобщающий критерий, по которому можно прогнозировать свойства изделий и определять пути их регулирования. Таким критерием может служить вязкость, липкость, упругие и пластические деформации теста [12].
В рамках настоящих исследований изучалась возможность обогащения хлебобулочных изделий пищевыми ингредиентами направленного действия - солодовыми препаратами на основе зернового и бобового сырья.
Цель работы - изучение влияния пищевых добавок на реологические характеристики теста из пшеничной муки.
Материалы и методы
Солод из зерновых и бобовых культур готовили по разработанной технологии. Сырьем служили пшеница, тритикале, рожь, ячмень, горох и соя. В работе использовали солод указанных культур. Тесто готовилось по ранее разработанным и апробированным рецептурам. В соответствии с целью и задачами данной работы методами исследований служили: общепринятые, стандартные и оригинальные, в том числе органолептические, биохимические, реологические и физико-химические. Для оценки вязкоупругих свойств теста применяли прибор «Структурометр СТ-2». Были получены кривые релаксации путем математической обработки экспоненциальной кривой релаксации механических напряжений, возникающих на цилиндрическом инденторе при его внедрении в тесто.
Амилолитическую активность всех полученных солодов определяли колориметрически на КФК-2 в динамике при разных значениях рН-среды, температуры, концентрации субстрата и фермента.
Vasyukova A.T. Proceedings ofVSUET, 2022, voC 84, no. 1, pp.
Результаты и обсуждение
В нашей стране не снижается интерес к солодовым препаратам, но в производстве солода существует ряд проблем. На современном этапе развития отечественного получения солодов в условиях обострения конкуренции на российском рынке, как среди отечественных, так и зарубежных производителей солода на первый план стали проблемы повышения качества и функционирования солодовенных производств. Поэтому, выполненные исследования по определению ферментативной активности различных видов солода являются актуальными. В результате исследования активности солода из ржи, пшеницы, ячменя сорта «Эльф», сои, гороха и тритикале в зависимости от разных концентраций субстрата получены две важнейшие характеристики - это константа Михаэлиса и зависимость скорости реакции от концентрации субстрата, описываемую уравнением Михаэлиса-Ментена [13-17].
Установлено, что максимальная амило-литическая активность зерновых и бобовых солодов была максимальной при 40о С. Нарастание и спад амилолитической активности бобовых и зерновых солодовых препаратов существенно отличаются. Вместе с тем полученные данные согласуются с мнением ученых, работающих в этой области.
Исследование влияния рН среды на ами-лолитическую активность солода из зерновых и бобовых препаратов показало, что максимальная величина наблюдалась у всех препаратов при рН 5,5. Протекаемые процессы изменения амилолитической активности различных солодовых препаратов в зависимости от рН среды могут быть описаны следующими уравнениями:
- тритикалевый солод:
у = - 1,146 х2 +119,97х +686,79; R2 = 0,9202;
- пшеничный солод:
у = - 1,8348х2 + 190,7х +767,86; R2 = 0,9479;
- ржаной солод:
у = - 1,3862 х2 + 144,97 х + 708,93; R2 = 0,9298;
- ячменный солод:
у = - 0,4893 х2 + 52,51х + 700; R2 = 0,9845;
- соевый солод:
у = - 0,0835 х2 + 11,591х - 648,21; R2 = 0,8725;
- гороховый солод:
у = - 0,0804 х2 + 11,179х - 635,71; R2 = 0,9687.
Fras = d is1/dis2; Ftab (0. 05,5,4) = 6.26 Fras> Ftab (0. 05,5,4), следовательно, уравнение регрессии значимо.
Полученные данные позволяют считать, что степень ионизации ионогенных групп в активном центре фермента была наибольшей у тритикалевого солода, а наименьшей - у солода из гороха. Это позволяет считать, что неодина-
-201 post@vestnik-vsuet.ru
ковое сродство фермента и субстрата, поэтому различная каталитическая активность. Об этом свидетельствуют полиноминальные графики зависимости амилолитической активности зерновых и бобовых солодовых препаратов от рН среды при максимальной достоверности аппроксимации - Я2 = 1.
При этом константа Михаэлиса находится в пределе 0,3-0,6 г/дл. В соответствии с уравнением скорости реакции от концентрации субстрата, описываемой уравнением Михаэлиса-Ментена: Y тритикалевого солода - 2,76 ед./с; и пшеничного солода - 2,28 ед./с; и ячменного солода - 1,89 ед./с; и ржаного солода - 1,94 ед./с; и горохового солода - 0,74 ед./с; и соевого солода - 0,51 ед./с;
Исследования амилолитической активности тритикалевого солода на пшеничной муке показали, что сахарообразующая способность муки увеличивается при добавлении сухого тритикалевого солода. При проведении реакции с использованием не дистиллированной, а водопроводной воды активность амилаз еще больше возрастает, что не является неожиданным в соответствии с проведенными экспериментами.
В качестве критерия хлебопекарного достоинства пшеничной муки мы выбрали качество ее клейковины, определяемое по расплываемости шарика из 10 г. клейковины после часовой от-лежки (таблица 1) и изменению цвета (таблица 2).
Добавление солодовых препаратов в количестве 3,0% вызывает небольшое потемнение муки, что в единицах шкалы прибора указывает на светло - желтый цвет. Полученные данные по цвету пшеничной муки с добавками ферментных препаратов из зерновых и бобовых культур свидетельствуют в пользу концентрации в 1,0-3,0%.
Объем клейковины после часовой отлежки указывает на активность протеолитических ферментов. Наибольшей протеолитической активностью обладают солоды высокобелковых бобовых семян: сои и гороха. Наименьшей - из злаковых культур: тритикале, пшеницы и ржи. Ячмень занимает в этом ряду срединную позицию, обладая в близкой степени как протеолити-ческой, так и глюколитической активностью.
Эти данные подтверждены и исследованиями структурно-механических свойств теста. Получено, что при концентрации солода гороха и сои 3% упругая деформация резко снижается, что подтверждает протеолитическую деструкцию клейковины. При этом протеолитическая деструкция солодом злаковых культур, и в особенности, тритикале - не проявляется в достаточной степени, что указывает на их низкую протеолитическую активность при всех исследованных концентрациях.
Васюкова АТ. ВестникВГУИТ, 2022, Т. 84, №. 1, С 196-201 p0st@vestnikzvsuet.rv.
Таблица 1.
Зависимость расплываемости отмытого из пшеничной муки шарика клейковины от концентрации солодовых препаратов из зерновых и бобовых культур
Table 1.
The dependence of the spreadability of the gluten ball washed from wheat flour on the concentration
of malt preparations from cereals and legumes
Концентрация добавки, % Additive Concentration, % Диаметр шарика, мм | Ball diameter, mm
Солод тритикалевый Triticalic malt Солод пшеничный Wheat malt Солод ржаной Rye malt Солод ячменный Barley malt Солод гороховый Pea malt Солод соевый Soy malt
0 42 42 42 42 42 42
0,25 46 44 43 42 42 42
0,5 48 45 45 43 43 43
0,75 49 46 48 46 46 46
1,0 82 98 78 69 49 49
2,0 101 100 82 80 58 53
3,0 102 101 98 88 68 60
Таблица 2.
Показатели белизны пшеничной муки с добавками ферментных препаратов из зерновых и бобовых культур (в условных единицах шкалы прибора РЗ-БПЛ)
Table 2.
Indicators of whiteness of wheat flour with additives of enzyme preparations from cereals and legumes (in conventional units of the scale of the device RZ-BPL)
Концентрация добавки, % Additive Concentration, % Показания измерения при светофильтре ОС-14 | Measurement readings with filter OS 14
Солод тритикалевый Triticalic malt Солод пшеничный Wheat malt Солод ржаной Rye malt Солод ячменный Barley malt Солод гороховый Pea malt Солод соевый Soy malt
0 26 26 26 26 26 26
0,25 27 25 25 26 23 23
0,5 25 27 27 26 25 23
0,75 24 29 29 27 27 25
1,0 32 31 30 30 31 27
2,0 51 53 52 52 52 51
3,0 54 54 51 52 52 52
Наибольшее значение происходящих во время замеса теста процессов: физико-механических, коллоидных и биохимических можно объяснить набуханием водонераство-римых белков, которые образуют в тесте трехмерную губчато -сетчатую структуру. Это и определяет растяжимость и эластичность теста. Крахмальные зерна муки адсорбционно связывает большое количество воды. Значительное количество воды поглощается также пентозанами ржаной муки. Перечисленные процессы обуславливают повышение вязкости, липкости, снижения упругих деформаций и возрастания пластических деформаций. Механическое воздействие на тесто во время его замеса и разделки интенсифицирует протекание процессов.
Заключение
Результаты проведенных исследований показали, что пищевые ингредиенты на основе зерновых и бобовых солодов оказывают некоторое влияние на общую, пластичную и упругую деформацию теста из пшеничной муки высшего сорта. При этом сдвиг значений по отношению к контролю составляет не более 10%. Наиболее выражено влияние пищевых ингредиентов в составе пшеничного теста с ячменным солодом при концентрации 3%.
Таким образом, полученные результаты позволяют рекомендовать применение пищевых ингредиентов на основе солодов в технологии производства обогащенных хлебобулочных изделий с ухудшенными потребительскими свойства готовых изделий.
Литература
1 Аникеева Н.В. Хлеб «Нутовый» с лечебно-профилактическими свойствами // Хлебопечение России. 2003. № 1. С. 36-37.
2 Калинина И.В., Фаткуллин Р.И., Иванова Д., Киселова-Канева Й. Исследование влияния пищевых ингредиентов на основе дигидрокверцетина на реологические свойства теста для хлебобулочных изделий // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». 2019. Т. 7. № 1. С. 21-30.
Vasyukova A.T. Proceedings ofVSUET, 2022, voC 84, no. 1, pp. 196-201
post@vestnik-vsuet. ru
3 Богатырева Т.Г., Пучкова Л.И., Жамукова Ж.М. Влияние флавоноидов экстракта зеленого чая на качество теста // Пищевая промышленность. 2006. № 1. С. 17-18.
4 Болтенко Ю.А. Определение реологических свойств мякиша хлебобулочных изделий // Хлебопродукты. 2008. № 12. С. 58-59.
5 Bearth A., Cousin M.E., Siegrist M. The consumer's perception of artificial food additives: Influences on acceptance, risk and benefit perceptions // Food quality and preference. 2014. V. 38. P. 14-23. doi: 10.1016/j.foodqual.2014.05.008
6 Wu L., Zhong Y., Shan L., Qin W. Public risk perception of food additives and food scares. The case in Suzhou, China // Appetite. 2013. V. 70. P. 90-98. doi: 10.1016/j.appet.2013.06.091
7 Fu Z., Chen J., Luo S.J., Liu C.M. et al. Effect of food additives on starch retrogradation: A review // Starch-Starke. 2015. V. 67. №. 1-2. P. 69-78.
8 Carocho M., Morales P., Ferreira I.C.F.R. Sweeteners as food additives in the XXI century: A review of what is known, and what is to come // Food and Chemical Toxicology. 2017. V. 107. P. 302-317.
9 Maqsood S., Benjakul S., Shahidi F. Emerging role of phenolic compounds as natural food additives in fish and fish products // Critical reviews in food science and nutrition. 2013. V. 53. №. 2. P. 162-179. doi: 10.1080/10408398.2010.518775
10 Корулькин Д.Ю., Абилов Ж.А., Музычкина Р.А., Толстиков Г.А. Природные флавоноиды. Новосибирск: Тео, 2007. 232 с.
11 Надеева А.А., Мясникова Е.Н. Влияние пищевых добавок разного принципа действия, улучшающих структуру теста и качество хлебобулочных изделий // Инновационные подходы в современной науке. 2019. С. 53-60.
12 Шокабалинова А.М., Тарабаев Б.К. Влияние пищевых добавок на реологические свойства теста // Международный студенческий научный вестник. 2016. №. 3-1. С. 154-155. URL: https://scienceforum.ru/2016/ article/2016025006
13 Васюкова А.Т., Мошкин А.В. Способы активации дрожжей при производстве опарного теста // Качество и экологическая безопасность пищевых продуктов и производств. 2016. С. 63-67.
14 Vasyukova A.T., Alekseev A.E., Moshkin A.V., Bondarenko Yu.V. et al. Relationship of strength of emulsions with content of oil in aqueous solutions of corn flour and dry milk // International Journal of Pharmaceutical Research. 2020. V. 12. № 4. P. 1797-1804.
15 Алексеев А.Е., Мошкин А.В., Васюкова А.Т., Славянский А.А. Использование натуральных растительных БАД в мучных кулинарных изделиях // Science and education in the modern world: challenges of the XXI century. 2019. С. 289-293.
16 Vasyukova A.T., Ganina V.I., Egorova S.A., Moshkin A.V. et al. The dietary supplement: composition, control and functional properties // Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems. 2020. V. 12. Р. 903-906. doi: 10.5373/JARDCS/V12SP4/20201560
17 Vasyukova A.T., Kononenko M.M., Alekseev A.E., Moshkin A.V. et al. Influence of malt on the intensity of the enzymatic processes // Journal of Critical Reviews. 2020. V. 7. № 7. Р.479-482. doi: 10.31838/jcr.07.07.83
18 Ploypetchara T., Suwannaporn P., Pechyen C., Gohtani S. Retrogradation of rice flour gel and dough: plasticization effects of some food additives // Cereal Chemistry. 2015. V. 92. №. 2. P. 198-203. doi: 10.1094/CCHEM-07-14-0165-R
19 Gioia L.C., Ganancio J.R., Steel C.J. Food additives and processing aids used in breadmaking // Food additives. Rijeka, Croatia: IntechOpen, 2017. P. 147-166.
20 Vasukova A.T., Adzhian E.A., Strocova A.S., Moshkin A.V. Influence of food additives for quality indicator of yeast dough // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2021. V. 677. №. 3. P. 032021.
References
1 Anikeeva N.V. Bread "Chickpea" with therapeutic and prophylactic properties. Bakery of Russia. 2003. no. 1. pp. 36-37. (in Russian).
2 Kalinina I.V., Fatkullin R.I., Ivanova D., Kiselova-Kaneva Y. Study of the effect of food ingredients based on dihydroquercetin on the rheological properties of dough for bakery products. Vestnik SUSU. Series "Food and Biotechnology". 2019. vol. 7. no. 1. pp. 21-30. (in Russian).
3 Bogatyreva T.G., Puchkova L.I., Zhamukova Zh.M. Influence of flavonoids of green tea extract on the quality of dough. Food industry. 2006. no. 1. pp. 17-18. (in Russian).
4 Boltenko Yu.A. Determination of the rheological properties of the crumb of bakery products. Khleboprodukty. 2008. no. 12. pp. 58-59. (in Russian).
5 Bearth A., Cousin M.E., Siegrist M. The consumer's perception of artificial food additives: Influences on acceptance, risk and benefit perceptions. Food quality and preference. 2014. vol. 38. pp. 14-23. doi: 10.1016/j.foodqual.2014.05.008
6 Wu L., Zhong Y., Shan L., Qin W. Public risk perception of food additives and food scares. The case in Suzhou, China. Appetite. 2013. vol. 70. pp. 90-98. doi: 10.1016/j.appet.2013.06.091
7 Fu Z., Chen J., Luo S.J., Liu C.M. et al. Effect of food additives on starch retrogradation: A review. Starch-Starke. 2015. vol. 67. no. 1-2. pp. 69-78.
8 Carocho M., Morales P., Ferreira I.C.F.R. Sweeteners as food additives in the XXI century: A review of what is known, and what is to come. Food and Chemical Toxicology. 2017. vol. 107. pp. 302-317.
9 Maqsood S., Benjakul S., Shahidi F. Emerging role of phenolic compounds as natural food additives in fish and fish products. Critical reviews in food science and nutrition. 2013. vol. 53. no. 2. pp. 162-179. doi: 10.1080/10408398.2010.518775
10 Korulkin D.Yu., Abilov Zh.A., Muzychkina R.A., Tolstikov G.A. natural flavonoids. Novosibirsk, Teo, 2007. 232 p. (in Russian).
11 Nadeeva A.A., Myasnikova E.N. Influence of food additives of different principles of action, improving the structure of the dough and the quality of bakery products. Innovative approaches in modern science. 2019. pp. 53-60. (in Russian).
ВасюковаАТ. ВестникВГУИТ, 2022, Т. 84, №. 1, С. 196-201
post@vestnik-vsuet.ru
12 Shokabalinova A.M., Tarabaev B.K. Influence of food additives on the rheological properties of dough. International Student Scientific Bulletin. 2016. no. 3-1. pp. 154-155. Available at: https://scienceforum.ru/2016/ article/2016025006 (in Russian).
13 Vasyukova A.T., Moshkin A.V. Methods for activating yeast in the production of sponge dough. Quality and environmental safety of foodstuffs and production. 2016. pp. 63-67. (in Russian).
14 Vasyukova A.T., Alekseev A.E., Moshkin A.V., Bondarenko Yu.V. et al. Relationship of strength of emulsions with content of oil in aqueous solutions of corn flour and dry milk. International Journal of Pharmaceutical Research. 2020. vol. 12. no. 4. pp. 1797-1804.
15 Alekseev A.E., Moshkin A.V., Vasyukova A.T., Slavyansky A.A. The use of natural plant dietary supplements in flour culinary products. Science and education in the modern world: challenges of the XXI century. 2019. pp. 289-293. (in Russian).
16 Vasyukova A.T., Ganina V.I., Egorova S.A., Moshkin A.V. et al. The dietary supplement: composition, control and functional properties. Journal of Advanced Research in Dynamical and Control Systems. 2020. vol. 12. pp. 903-906. doi: 10.5373/JARDCS/V12SP4/20201560
17 Vasyukova A.T., Kononenko M.M., Alekseev A.E., Moshkin A.V. et al. Influence of malt on the intensity of the enzymatic processes. Journal of Critical Reviews. 2020. vol. 7. no. 7. pp. 479-482. doi: 10.31838/jcr.07.07.83
18 Ploypetchara T., Suwannaporn P., Pechyen C., Gohtani S. Retrogradation of rice flour gel and dough: plasticization effects of some food additives. Cereal Chemistry. 2015. vol. 92. no. 2. pp. 198-203. doi: 10.1094/CCHEM-07-14-0165-R
19 Gioia L.C., Ganancio J.R., Steel C.J. Food additives and processing aids used in breadmaking. Food additives. Rijeka, Croatia: IntechOpen, 2017. pp. 147-166.
20 Vasukova A.T., Adzhian E.A., Strocova A.S., Moshkin A.V. Influence of food additives for quality indicator of yeast dough. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. IOP Publishing, 2021. vol. 677. no. 3. pp. 032021.
Сведения об авторах Анна Т. Васюкова д.т.н., профессор, кафедра индустрии питания, гостиничного бизнеса и сервиса, Московский государственный университет пищевых производств, Волоколамское шоссе, 11, г. Москва, 125080, Россия, vasyukova-at(S)yandex.ru
https://orcid.org/0000-0002-7374-4145 Ирина У. Кусова к.т.н., доцент, кафедра индустрии питания, гостиничного бизнеса и сервиса, Московский государственный университет пищевых производств, Волоколамской шоссе д.11,
г. Москва, 125080, Россия, kusovaiu(a!mgupp.m https://orcid.org/0000-0001-8022-7229
Александр Е. Алексеев аспирант, кафедра цифровой нутрициологии, гостиничного и ресторанного сервиса, Московский государственный университет технологии и управления имени К.Г. Разумовского, ул. Земляной вал,
д. 73, г. Москва, 109004, Россия, sas5791®)mail.ra https://orcid.org/0000-0003-4937-2430
Александр В. Мошкин аспирант, кафедра цифровой нутрициологии, гостиничного и ресторанного сервиса, Московский государственный университет технологии и управления имени К.Г. Разумовского, ул. Земляной вал, д. 73, г. Москва, 109004, Россия, aldahaev(S)gmail.ra
https://orcid.org/0000-0001-5607-0364 Танзиля Р. Любецкая к.т.н., доцент, кафедра индустрии питания, гостиничного бизнеса и сервиса, Московский государственный университет пищевых производств, Волоколамское шоссе д. 11, г. Москва, 125080, Россия, ltanzilya ®)yandex.m https://orcid.org/0000-0002-1078-9311 Вклад авторов
Анна Т. Васюкова написал рукопись, корректировал её до подачи в редакцию и несет ответственность за плагиат Ирина У. Кусова обзор литературных источников по исследуемой проблеме, провёл эксперимент, выполнил расчёты Александр Е. Алексеев консультация в ходе исследования Александр В. Мошкин предложил методику проведения эксперимента и организовал производственные испытания Танзиля Р. Любецкая предложил методику проведения эксперимента
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Information about authors Anna T. Vasyukova Dr. Sci. (Engin.), professor, food industry, hotel business and service department, Moscow State University of Food Production, 11, Volokolamsk Highway, Moscow, 125080, Russia, vasyukova-at(S)yandex.ru https://orcid.org/0000-0002-7374-4145 Irina U. Kusova Cand. Sci. (Engin.), associate professor, food industry, hotel business and service department, Moscow State University of Food Production, 11, Volokolamsk Highway, Moscow, 125080, Russia, kusovaiu(S)mgupp.ru
https://orcid.org/0000-0001-8022-7229 Alexander E. Alekseev graduate student, engineer, digital nutrition, hotel and restaurant service department, Moscow State University of Technology and Management named after K.G. Razumovsky, 73, Zemlyanoy Val Str., Moscow, 109004, Russia, sas5791(S!mail.ru
https://orcid.org/0000-0003-4937-2430 Alexander V. Moshkin graduate student, digital nutrition, hotel and restaurant service department, Moscow State University of Technology and Management named after K.G. Razumovsky, 73, Zemlyanoy Val Str., Moscow, 109004, Russia, aldahaev(S)gmail.m https://orcid.org/0000-0001-5607-0364
Tanzilya R. Lyubetskaya Cand. Sci. (Engin.), associate professor, food industry, hotel business and service department, Moscow State University of Food Production, 11, Volokolamsk Highway, Moscow, 125080, Russia, ltanzilya (S)yandex.ru https://orcid.Org/0000-0002-1078-9311 Contribution
Anna T. Vasyukova wrote the manuscript, correct it before filing in editing and is responsible for plagiarism
Irina U. Kusova review of the literature on an investigated problem,
conducted an experiment, performed computations
Alexander E. Alekseev consultation during the study
Alexander V. Moshkin wrote the manuscript, correct it before
filing in editing and is responsible for plagiarism
Tanzilya R. Lyubetskaya proposed a scheme of the experiment and
organized production trials
Conflict of interest
The authors declare no conflict of interest.
Поступила 12/01/2022 После редакции 07/02/2022 Принята в печать 02/03/2022
Received 12/01/2022 Accepted in revised 07/02/2022 Accepted 02/03/2022
Вестник^ВТУИШ/Proceedings of VSUET ISSN 2226-910X E-ISSN 2310-1202
Химическая технология
Chemical Technology
DOI: http://doi.org/10.20914/2310-1202-2022-1-202-207_Оригинальная статья/Research article_
УДК 360_Open Access Available online at vestnik-vsuet.ru
Непредельные фталаты из отходов производства как основа для _синтеза пластификатора-антипирена_
Раиса Н. Плотникова 1 raya.plotnikova.57@mail.ru ® 0000-0001-9559-4443
1 Воронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия Аннотация. Оценена возможность использования непредельных фталатов, полученных этерификацией фталевого ангидрида кубовыми остатками ректификации бутиловых спиртов, в качестве основы для синтеза бромсодержащего пластификатора-антипирена. Отмечена нестабильность содержания непредельных эфиров фталевой кислоты в исследуемом объекте с наиболее вероятным интервалом колебаний по йодному числу, в пределах от 24,4 до 44,4. Установлена прямая зависимость указанных пределов варьирования от содержания в кубовом остатке ректификации бутанола 2-этилгексен-3-ол-1 в количестве 9,0-17,5 % и 2-этилгексен-2-ол в количестве 35-43 %. Найдено соотношение непредельных эфиров 2-этилгексил-2-этилгексен-3-фталата и 2-этилгексил-2-этилгексен-2-фталата в непредельном пластификаторе - 1:2^5. Показано, что при дефиците в производстве бромированного пластификатора с низким содержанием брома его необходимое количество можно получить разбавлением бромированного пластификатора с высоким содержанием брома. В качестве разбавителей предложены диоктилфталат и исследуемый непредельный пластификатор. Отмечено, что при неполном бромировании непредельной основы ненасыщенные эфиры не оказывает отрицательного влияния на качество композиций, делают бромсодержащую систему более реакционноспособной, что приводит к дополнительной сшивке молекул полимеров и повышению прочности композиции. Показано, что модификация непредельного пластификатора бромированием позволит получить тройной эффект ингибирования процесса горения за счет элиминирования бромистого водорода из бромированных эфиров, увеличения продолжительности его элиминирования и способности непредельных эфиров реагировать с активными радикалами, выделяющимися при термораспаде и горении полимерных композиций.
Ключевые слова: отходы производства, пластификаторы, модификация, антипирен
Disadvantageous phthalates from production waste as the basis for the _synthesis of plasticizer-antipyrin_
Raisa N. Plotnikova 1 raya.plotnikova.57@mail.ru Q 0000-0001-9559-4443
1 Voronezh State University of Engineering Technologies, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia_
Abstract. The possibility of using unsaturated phthalates obtained by the esterification of phthalic anhydride with distillation residues of butyl alcohols as a basis for the synthesis of a bromine-containing plasticizer-fire retardant was evaluated. prene, polyvinyl chloride, and polyvinyl acetate. Instability of the content of unsaturated esters of phthalic acid in the test object was noted with the most probable range of fluctuations in iodine number, ranging from 24.4 to 44.4. A direct dependence of the indicated variation limits on the content of 2-ethylhexene-3-ol-1 in the distillation residue of butanol in the amount of 9.0-17.5% and 2-ethylhexen-2-ol in the amount of 35-43% was established. The ratio of unsaturated esters of 2-ethylhexyl-2-ethylhexene-3-phthalate and 2-ethylhexyl-2-ethylhexene-2-phthalate in an unsaturated plasticizer is 1: 2 ^ 5. It has been shown that with a shortage in production of a brominated plasticizer with a low bromine content, its required amount can be obtained by diluting a brominated plasticizer with a high bromine content. Dioctyl phthalate and the investigated unsaturated plasticizer were proposed as diluents. It is noted that with incomplete bromination of an unsaturated base, unsaturated esters do not adversely affect the quality of the compositions, make the bromine-containing system more reactive, which leads to additional crosslinking of polymer molecules and an increase in the strength of the composition. It is shown that the modification of an unsaturated plasticizer by bromination will make it possible to obtain a triple effect of inhibition of the combustion process due to the elimination of hydrogen bromide from brominated ethers, an increase in the duration of its elimination and the ability of unsaturated ethers to react with active radicals released during thermal decomposition and combustion of polymer compositions. Keywords: waste production, plasticizers, modification, flame retardant
Введение Многотоннажное производство бутиловых
Расширяющиеся потребности народного спиртов сопряжено с образ°тнием и шшплени-
хозяйства требуют поиска новых сырьевых ем больших объемов кубовых олэтсот щ стадии
ресурсов из возобновляемого сырья [1] и отходов их ^^икадии. Тшыш щ ОаО «Салшттне^
теоргсинтез» они составляют 15-30 тыс. т/год производства для развития химическои и ^ ^
л, - ™ и реализуются в качестве аналога печного
нефтехимической промышленности. ^ J
Для цитирования For citation
Плотникова Р.Н. Непредельные фталаты из отходов производства Plotnikova R.N. Disadvantageous phthalates from production waste as как основа для синтеза пластификатора-антипирена //Вестник the basis for the synthesis of plasticizer-antipyrin. Vestnik VGUIT ВГУИТ. 2022. Т. 84. № 1. С. 202-207. doi:10.20914/2310-1202- [Proceedings of VSUET]. 2022. vol. 84. no. 1. pp. 202-207. (in Russian).
2022-1-202-207_doi:10.20914/2310-1202-2022-1-202-207_
This is an open access article distributed under the terms of the © 2022, Плотникова Р.Н. / Plotnikova R.N. Creative Commons Attribution 4.0 International License
202
