Влияние режимов экструзии на качественные характеристики продуктов с пищевыми волокнами Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

664.696.002.612

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ЭКСТРУЗИИ НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОДУКТОВ С ПИЩЕВЫМИ ВОЛОКНАМИ

Л.Г. ВИННИКОВА, О.Е. ПАВЛОВСКАЯ, Л.Ф. ГОЛТВЯНИЦА Одесский технологический институт пищевой промышленности им. М.В. Ломоносова

В формировании структуры и свойств экструдированных продуктов важную роль, наряду с сырьевым составом, играют параметры процесса. Исследование влияния режимов экструзии на физико-химические свойства систем с пищевыми волокнами ПВ дает возможность обеспечить направленное регулирование экструзионных процессов и качественных показателей готовых продуктов.

Целью работы было выяснение характера изменений свойств модельных систем с ПВ под влиянием основных параметров экструзии.

При постановке эксперимента опирались на аналитическую модель, показывающую зависимость функциональных свойств экструдатов от системных параметров, являющихся в свою очередь функцией параметров процесса (рис. 1).

он относится к ключевым функциональным свойствам, определяющим качество продуктов пористой макроструктуры.

Испытания проводили на двухшнековом экструдере «АРУ Ве1кег». Исследовали модельные системы на основе кукурузной муки с концентрацией ПВ, %: 1 — контроль; 2 — 5; <3 — 8,5; 4 — 14. В качестве источника ПВ использовали препарат, характеристика которого представлена в предыдущей работе. Методы исследования изложены там же.

Оценивая влияние переменных параметров (рис. 2), можно отметить, что наиболее сильный эффект на общее растяжение оказывает содержание влаги. Уменьшение ее на 2% приводит к значительному росту растяжения и уменьшению

Параметры лрпиессо Параметры Структурный Це/геЗые !

системы поре метры 1 параметры-.

У -//•*/

Параметры

экструзии

Скорость

6раи<ения

илнепО

Температура

процесса

Содержание

6адь( м 3«тт-

рузируемон

сырье

'і

(7) (V;

вдевение

)слецисриьесхоік

энергии

Удеяьная механическая и те/ничесная энергий

■#н/пенси&мхА% \ реакции

!

Форні/роЗоние а разрушение молекулярным сдяый

Зремя обработки 9кстоу-шонмай Оіеси

Ко чес тёплые /аряк~ теристини продуктов

Объемный

вес

Степень

расширения

Вхус

Ц&егг

Одьем

Р^стВсри-

МОСт*

РисЛ

Изменение качественных показателей продукта возможно за счет сырьевых составляющих и параметров экструзии.

При решении нашей задачи установление связи с целевыми параметрами осуществляли как путем изменения состава сырья — соотношение крахмалсодержащего сырья и ПВ, так и параметров процесса. Были выбраны определяющие параметры экструзии; температура процесса, влажность экструдируемой смеси, скорость вращения шнека и исключены параметры, связанные с конструктивными особенностями экструдера (диаметр фильеры, конфигурация шнека).

В качестве целевого параметра при оптимизации режимов использовали объемный вес экструдатов. Выбор этого показателя обусловлен тем, что

Рис. 2

объемного веса на 20% и более. При влажности 14—16% снижается отрицательное воздействие концентрации ПВ.

Влияние влажности формируемой смеси на свойства экструдатов обусловлено тем, что вода в

процессе экструзии выполняет ряд различных функций. Во-первых, она играет роль пластификатора, повышающего текучесть материала и обеспечивающего подвижность макромолекулярных цепей и их ориентацию в потоке. Изменяя вязкость системы, вода оказывает влияние на тепловой баланс в цилиндре экструдера, поскольку лишь часть тепла поступает из внешнего источника, а другая выделяется в результате трения при гомогенизации, пластификации, сдвиге и сжатии транспортируемого материала. Вода выполняет роль летучего, перегретого компонента системы, обеспечивающего образование пор при сбросе давления [1].

Представленный на рис. 2 комплекс физико-химическйх показателей экструдатов с ПВ позволяет дополнить общую картину влияния этого параметра. Сопоставительные данные с контрольными образцами свидетельствуют о том, что внесение 5% ПВ (кривая 2) способствует снижению отрицательного влияния увеличения влажности (М^, %) на объемный вес (у,кг/м3) экструдатов, гго хорошо коррелируется с содержанием влаги (%) в готовых продуктах.

Учитывая, что содержание влаги может измениться в зависимости от концентрации (С,%) ПВ, было проведено исследование, результаты которого представлены на рис. 3.

Рис. 3

Полученные данные позволяют говорить о том, что введение полисахаридов способствует уменьшению массовой доли влаги в продуктах после экструзионной обработки, обеспечивая таким образом лучшие стартовые условия для хранения готовой продукции.

Геометрические размеры образцов с ПВ, в отличие от контрольных, существенно зависят от влажности и отличаются при низких ее значениях (14—16%) преобладанием продольного зкспанди-рования. Радиальное экспандирозание, характеризуемое индексом расширения, остается практически без изменений. Влажность оказывает влияние на внутреннюю структуру продуктов. Это относится как к пористости экструдатов, так г! к их механической прочности. Средний диаметр (мм) увеличивается почти вдвое при повышении влажности с 14 до 20%, что сопровождается ростом прочности стенок газовых ячеек, причем наличие в рецептуре полисахаридов существенной роли не играет.

Как видно из рис. 4, температура (г, °С)

♦ * СУ.

Рис. 5

представлено на рис. 5. Аналогичные кривые получены для продуктов с влажностью 14, 18 и 20%. Независимо от концентрации ПВ увеличение скорости вращения шнека вызывает снижение удельного веса, причем скорость 400 об/мин позволяет получить объемный вес экструдатов с максимальной массовой долей ПВ на уровне 65 г/дм3 , что соответствует традиционным сухим завтракам. При более высоких скоростях повышается уровень подачи, растет давление на фильере и происходит деформация продукта.

Анализируя влияние этого параметра экструзии на физические свойства экструдатов (рис. 6),

экструзии оказывает значительно меньшее, чем влажность, влияние на объемный вес, геометрические размеры и структуру экструдатов с включением пищевых волокон. Отмечается некоторое снижение объемного веса и уменьшение длины экструдатов при увеличении температуры. Эго объясняется тем, что продольное и поперечное экспандирование связано с вязкостью и эластичностью расплава, которые мало зависят от температуры.

Влияние скорости вращения шнека на объемный вес при влажности 16% и температуре 180 °С

560об/пин

Г;ППґ

jffrfa* 1

•

—т

ЩГ-ДС

Рис. 6

можно отметить, что системы с включением ПВ в большей степени реагируют на скорость шнека, изменяя геометрические размеры и объемный вес, чем контрольные образцы. Это, видимо, является результатом изменения физических параметров жидкой массы расплава под воздействием биопо-лимерного комплекса ПВ. Обращает на себя внимание и тот факт, что при повышении частоты вращения шнека более 400 об/мин происходят изменения пористости и механической прочности в такой степени, которая вызывает изменение качественных характеристик продукта, что подтверждалось и органолептикой. Таким образом, при термопластической экструзии сырья с вклю-

чением пищевых волокон наиболее рациональным является использование частоты вращения шнеков 400 об/мин.

В результате обобщения данных экспериментальных исследований получена зависимость, связывающая влажность смеси, температуру экструзии и концентрацию пищевых волокон с объемным весом экструдатов. Установленная аналитическая зависимость описывается уравнением:

У = (X1 — Х21 ) + хзС ,

XI = ЮГ - 70 ,

Х2 =0,04 W -0,26 ,

хз = 0,2Г -0,6 , )

где У— объемный вес экструдатов, кг/м3 ;

W— влажность сырьевой смеси, %; t — температура на выходе экструдера, С;

С — концентрация ПВ, %.

ВЫВОД

Применение рациональных режимов экструзии в соответствии с установленной зависимостью, а также соотношение зернового сырья с ПВ 95/5-^90/10 обеспечивают наилучшие качественные характеристики экструдированных продуктов.

ЛИТЕРАТУРА

КТолстогузов В. Б. Новые формы белковой пищи.

— М.: Агропромиздат. 1987. — 303 с.

Кафедра технологии мяса и мясных продуктов

Поступила 12.10.92

664.681:664.655

В

ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА ПРОИЗВОДСТВЕ ПЕСОЧНЫХ ПИРОЖНЫХ

J H.1I 10|

г(&

3

ІМИІ

/Ьії,

Wt

В.И. ОБОЛКИНА, А.Н. ДОРОХОВИЧ Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности

Производство мучных кондитерских изделий — сложный многофакторный технологический процесс, который следует рассматривать как большую централизованную систему, состоящую из нескольких подсистем: приготовление песочного теста, начинки; формование заготовок; процесс термообработки и оформления пирожных [1]. Для разработки рациональной технологии был составлен граф целей и задач, вершины которого — цели подсистем, ребра — задачи, поставленные перед соответствующими подсистемами (рис. 1).

Подсистема А — процесс термообработки и упаковки. Критерий оптимизации подсистемы — комплексный показатель качества готового изделия, зависящий от качества отформованных заготовок и режимов термообработки.

Подсистема В (центр системы) — процесс формования заготовок методом /СО-экструзии.

Критерий оптимизации — комплексный показатель качества отформованных заготовок, зависящий от реологических характеристик теста и начинки, конструкции формующих органов, режимов формования.

Подсистема С/ — процесс тестообразования. Критерий оптимизации — комплексный показатель теста, зависящий от качества и количества рецептурных компонентов, параметров замеса.

Подсистема С 2 — процесс приготовления начинки. Критерий оптимизации — комплексный показатель качества готовой начинки, зависящий от набора рецептурных компонентов и технологических условий приготовления.

При прогнозировании рациональной технологии особое внимание уделяли выбору таких технологических условий и параметров работы обрудования, которые способствовали сохраяе-

кїші;

стягів

С : гнчесц

ЯПҐ-ГІІ фгарМГЗ A 0..U Н j I'tirt е н: CT|rr-KV гніше- р

OCHijNi-CVPuy Rfi і и.Ll-

п.н; ИЕЧ OTM.aj'j J] ЪА\у-Л ЛЗГШУЭ у СЛОВ II

Hpaafij

I