авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Разработка технологии сахаросодержащего гидролизата из овса и его применение при производстве пшеничного хлеба

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

НОВИКОВА ТАТЬЯНА НИКОЛАЕВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ САХАРОСОДЕРЖАЩЕГО ГИДРОЛИЗАТА ИЗ ОВСА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПШЕНИЧНОГО ХЛЕБА

05.18.07 – Биотехнология пищевых продуктов (растительного и животного происхождения)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Санкт-Петербург – 2009

Диссертационная работа выполнена в ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет».

Научный руководитель кандидат технических наук,

Румянцева В.В.

Официальные оппоненты доктор технических наук,

Литвинова Е.В.

кандидат технических наук,

Дмитриченко М.И.

Ведущая организация – ВНИИ Пищевых ароматизаторов, кислот и красителей РАСХН

Защита состоится «2» декабря 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.234.02 при Санкт-Петербургском государственном университете низкотемпературных и пищевых технологий по адресу: 191002, г. Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, СПбГУНиПТ, тел./факс (812) 315-30-15

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУНиПТ

Автореферат разослан «29» октября 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

д.т.н., проф. Колодязная В.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На протяжении длительного периода ученые, занимающиеся переработкой зерна Л.А. Трисвятский, Я.Н. Куприц., Г.А. Егоров, М.Е. Гинзбург, Е.Д. Казаков, и другие, говоря о высокой пищевой ценности всех его морфологических частей, ставили задачу обогащения продуктов питания путем переработки целого зерна, включая частицы оболочек, алейронового слоя и зародыша. Для большинства регионов России широко возделываемой культурой является овес. Основным недостатком существующих технологий переработки овса в пищевых целях является сравнительно низкая пищевая ценность и низкий выход продукта. Перспективным способом переработки зерна является ферментативный гидролиз. Его применение позволяет существенно повысить глубину переработки зерна за счет частичной модификации, приводящей к размягчению периферийных частей, и получить сахаросодержащие продукты с заданными технофункциональными свойствами.

Исследованиям в области разработки сахаросодержащих гидролизатов посвящены работы Т.А. Ладур, Н.Г. Гулюк, А.И. Жушмана, И.Б. Фурмановой, Ю.Р. Акопяна, И.А. Попадич, И.С. Шуб, М.В. Логиновой, Л.П. Пащенко, С.Я. Корячкиной, А.Н. Андреева,

Для хлебопекарного производства важной задачей является изыскание новых видов сырья, обладающих необходимыми технологическими свойствами, богатым химическим составом, что позволит не только интенсифицировать ход технологического процесса, но и экономить дорогостоящее сырье, улучшать качество и пищевую ценность готовой продукции. Поэтому разработка технологии переработки зерна овса посредством ферментативного гидролиза, позволяющая получить новые продукты высокого выхода и использование их при производстве хлебобулочных изделий является актуальной задачей.



Цель и задачи работы. Цель исследований –разработка технологии производства сахаросодержащего гидролизата из овса посредством ферментативного гидролиза и применение разработанного продукта при производстве хлеба из муки пшеничной первого сорта.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- изучить химический состав различных сортов зерна овса;

- определить оптимальные режимы ферментативного гидролиза зерна овса с применением ферментных препаратов целлюлолитического действия для размягчения оболочек зерна;

- определить оптимальные режимы ферментативного гидролиза зерна овса с применением ферментных препаратов амилолитического действия для получения сахаросодержащего гидролизата;

- разработать рецептуру, технологию производства сахаросодержащего гидролизата из овса и исследовать его химический состав и длительность хранения;

- обосновать возможность и целесообразность применения сахаросодержащего гидролизата из овса для активации прессованных хлебопекарных дрожжей;

- исследовать влияние сахаросодержащего гидролизата итоматной пасты на показатели качества полуфабрикатов хлебопекарного производства, готового хлеба, динамику технологического процесса производства и выход пшеничного хлеба;

- разработать рецептуру и технологию производства пшеничного хлеба с применением сахаросодержащего гидролизата овса и томатной пасты;

- исследовать влияние сахаросодержащего гидролизата овса и томатной пасты на длительность хранения, пищевую ценность и экономическую эффективность производства пшеничного хлеба;

- разработать техническую документацию на новые виды продуктов и провести промышленную апробацию технологий.

Научная новизна исследований заключается в следующем:

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность применения целого зерна овса сорта «Юбиляр», ферментных препаратов целлюлолитического Целловиридин Г 20 Х и амилолитического действия Бан 480 Л и Сан Экстра Л при производстве сахаросодержащего гидролизата, определены оптимальные режимы ферментативного гидролиза для получения высокого выхода готового продукта с заданными технофункциональными свойствами;

- выявлены технофункциональные свойства разработанного сахаросодержащего гидролизата из овса, которые позволили его применение для активации прессованных хлебопекарных дрожжей с целью интенсификации технологического процесса производства пшеничного хлеба, экономии сырья и повышения его качества;

- теоретически и экспериментально обоснована эффективность применения и определены оптимальные дозировки нетрадиционного сырья – гидролизата овса и томатной пасты, способствующие интенсификации технологического процесса, повышению пищевой ценности, качества и экономической эффективности производства пшеничного хлеба.

Практическая значимость работы:

- разработан и утвержден пакет технической документации на гидролизат овса «Сахарок» (ТУ 9295-213-02069036-2006, ТИ 02069036-129, РЦ 02069036-239). Получено СЭЗ № 57.01.01.000.Т.000224.08.07 от 20.08.07.

- разработан и утвержден пакет технической документации на хлеб пшеничный «Добрыня» (ТУ 9114-226-02069036-2008, ТИ ТУ 9114-226-02069036). Получено СЭЗ № 57.01.01.000.Т.000079.02.08 от 20.02.08.

- проведена промышленная апробация производства сахаросодержащего гидролизата «Сахарок» в условиях ОАО «Этанол» (акт испытаний от 19.06.2008);

- проведена промышленная апробация производства хлеба пшеничного «Добрыня» в условиях ЗАО «Железногорский хлебозавод» (акт испытаний от 23.03.2009), ООО Хлебокомбинат «Юность» (акт испытаний от 15.06.09) и ООО «Нива-хлеб» (акт испытаний от 20.06.09);

- новизна технологических решений подтверждается патентами на изобретение № 2348178 «Способ получения продуктов из зерна», № 2349645 «Способ получения сахаросодержащего продукта», № 2366698 «Способ приготовления питательной среды для активации хлебопекарных прессованных дрожжей».

Положения, выносимые на защиту:

- эффективность применения ферментативного гидролиза при переработке целого зерна овса, способствующая получению сахаросодержащего гидролизата;

- рецептура и технология производства сахаросодержащего гидролизата из овса;

- способ активации прессованных хлебопекарных дрожжей с применением сахаросодержащего гидролизата из овса;

- рецептура и технология приготовления пшеничного хлеба с применением нетрадиционного сырья – сахаросодержащего гидролизата из овса и томатной пасты;

- результаты исследования влияния нетрадиционного сырья на качество, пищевую ценность и конкурентоспособность пшеничного хлеба.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на Всероссийских конференциях в Иркутске, Кемерово, Челябинске, на Международных научно-практических конференциях в Орле, Барнауле, Могилеве, Одессе, Донецке, Смоленске, Воронеже, Киеве, Москве, Брашове.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 40 печатных работы, в том числе 5 работ в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 3 патента РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, основных выводов и результатов, списка используемых источников и приложений. Диссертационная работа содержит 150 страниц основного текста, 52 таблицы и 34 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности работы, цели и задачи исследования.

В аналитическом обзоре литературы проанализированы пищевая и технологическая ценность зерна овса. Отражена роль ферментов, участвующих в переработке растительного сырья. Рассмотрены и проанализированы существующие способы получения сахаросодержащих продуктов с применением кислотного и ферментативного гидролиза. Отражены основные способы адаптивного регулирования биотехнологических свойств хлебопекарных дрожжей с целью интенсификации технологического процесса производства хлебобулочных изделий. Проведен анализ литературных источников об ассортименте нетрадиционного сырья, используемого при производстве пшеничного хлеба.

Объекты исследований: зерно овса сортов Скакун, Борец, Юбиляр, препараты ферментные Целловиридин Г 20 Х, Бан 480 Л, Сан Экстра Л, гидролизат овса, лабораторные образцы активированных дрожжей с применением гидролизата овса; лабораторные образцы теста, приготовленного на активированных дрожжах с различным их количеством, и выпеченные из него изделия; лабораторные образцы теста, приготовленного на активированных дрожжах, с различными дозировками томатной пасты, и выпеченные из него изделия; клейковина пшеничного теста; хлеб пшеничный.

Методы исследований: Показатели качества пшеничной муки, зерна овса, прессованных хлебопекарных дрожжей по общепринятым методикам.

Исследование изменений в структуре зерна на базе компьютерного комплекса, состоящего из светооптического микроскопа Axiostar+ (Carl Zeiss), компьютера и цифровой фотокамеры. Активность собственных ферментных систем на калориметре КФК-2. Определение кинематической вязкости с помощью капиллярного вискозиметра ВНЖ. Определение продуктов гидролиза крахмала и аминного азота в гидролизате по общепринятым методикам.

Активацию дрожжей осуществляли по методике ГОСНИИХП. Определение зимазной и мальтазной активности дрожжей с помощью микрогазомера И.К. Елецкого. Микроскопирование дрожжей с помощью микроскопа МИКМЕД-1 (вар. 2-20), подсчет клеток посредством счетной камеры Горяева-Тома.

Интенсивность газообразования, кислотность полуфабрикатов и количество клейковины – по общепринятым методикам. Время образования теста с помощью фаринографа по ГОСТ Р 51404-99. Структурно-механические свойства теста на приборах «Реотест-2» и «Структурометр СТ-1М». Содержание восстановленного глютатиона йодометрическим методом.

Определение показателей качества хлеба по общепринятым методикам. Органолептическую оценку хлеба по шкале балльной оценки МГУПП. Продолжительность выпечки посредством термопары Digital Thermometer and Hygrometer BC-TW4. Ароматические вещества в хлебе по количеству бисульфитсвязывающих карбонильных соединений. Количество и типы связанной влаги с применением тензометрического метода Ван-Бамелена.

Анализ аминокислотного и углеводного состава проводили методом ВЭЖХ на хроматографе HPLC LC-2010A, жирнокислотного состава - газохроматографическим методом по ГОСТ 30418-96, ГОСТ Р 51483-99 на хроматографе HP-6890 Series GC System. Определение крахмала по ГОСТ 10845-98, клетчатки по ГОСТ 13496.2-91, пектиновых веществ по ГОСТ 29059-91, определение общего количества гемицеллюлоз и -глюкана по общепринятым методикам. Определение зольности по ГОСТ 27494-87. Определение массовой доли макро- и микроэлементов по ГОСТ 51637-2000 методом атомно-абсорбционной спектрофотомерии на спектрометре с пламенной атомизацией «Квант-2А». Содержание витаминов по ГОСТ 50929-96, ГОСТ 50928-96, ГОСТ 29138-91, ГОСТ 29139-91, ГОСТ 29140-91 с применением методов спектрофотомерии на спектрометре с пламенной атомизацией «Квант-2А» и высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе HPLC LC-2010A.





Достоверность экспериментальных данных оценивали методами математической статистики с привлечением программных средств MathCAD 13 и Excel 2007. Расчеты и построение графиков осуществляли с помощью приложений Microsoft Word и Excel для Windows 2007.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

Разработка рецептуры и технологии сахаросодержащего гидролизата из овса

В результате исследования химического состава сортов зерна овса, районированных в Орловской области, установлено, что исследуемые сорта характеризуются высокой пищевой ценностью, зерно сорта «Юбиляр» отличается высоким содержанием углеводов, в частности, крахмала, потому он был выбран для дальнейших исследований.

Для получения сахаросодержащего продукта из овса применяли ферментативный гидролиз, состоящий из нескольких стадий. Первый этап необходим для частичной модификации зерна, приводящей к размягчению оболочек, что позволяет использовать целое зерно.

Перед проведением ферментативного гидролиза осуществляли подготовку зерна следующим образом: предварительно промытое зерно овса замачивали в подкисленной, с помощью лимонной кислоты, воде с рН 3,0 при гидромодуле 1:3 при температуре 40 С в течение 1 часа, после чего зерно промывали и замачивали в растворе ферментного препарата Целловиридин Г 20 Х. Исследовали влияние параметров ферментативного гидролиза: гидромодуля, длительности и дозировки ферментного препарата на степень размягчения клеточных стенок для установления оптимальных режимов. Об оптимальности процесса судили по изменению влажности зерна, она должна быть на уровне 38-40 %.

Зависимость влажности зерна овса W, %, от гидромодуля, Гм, длительности ферментативного гидролиза , мин, и дозировки ферментного препарата С, ед. ЦлА на 1 кг сухого вещества описывали уравнениями:

W = 145,9Гм3 - 234,4Гм2 + 89,3Гм + 33,25, R2 = 0,999 (1);

W = 0,11 + 32,25, R2 = 0,981 (2);

W = -0,0001С2 + 0,088С + 20,31, R2 = 0,986 (3).

В результате проведенных исследований были определены оптимальные режимы гидролиза целого зерна овса с применением ферментного препарата Целловиридин Г 20 Х: гидромодуль 1:3, длительность ферментативного гидролиза 60 минут, дозировка ферментного препарата 400 ед. ЦлА на 1 кг сухого вещества зерна при температуре 50 С и рН 4,5-5,0.

Рисунок 1 – Структурная схема исследований

После предварительной обработки с применением ферментного препарата Целловиридин Г 20 Х, зерно овса подвергали диспергированию до размеров частиц 280-420 мкм. Измельченный гидролизат обрабатывали комплексом амилолитических ферментных препаратов разжижающего Бан 480 Л и осахаривающего действия Сан Экстра Л. С целью увеличения активности и повышения стабильности ферментов вводили соли Са как стабилизатор третичной структуры молекулы фермента, оказывающий положительное влияние на -амилазы, и соли Zn - на глюкоамилазы.

Об оптимальном времени воздействия ферментного препарата Бан 480 Л судили по йодной пробе и изменению вязкости суспензии (табл. 1).

Таблица 1 – Влияние длительности ферментативного гидролиза (Бан 480 Л) на изменение вязкости и цвета суспензии

Время ферментативного гидролиза, мин Кинематическая вязкость суспензии, мм2/с Цвет суспензии
0 24,98±0,15 синий
20 95,32±0,15 синий
30 279,85±0,15 сине-фиолетовый
40 361,77±0,15 пурпурный
50 476,93±0,15 красный
60 180,14±0,15 бурый
70 60,05±0,15 коричневый (ахроматическая точка)

Зависимость кинематической вязкости суспензии у, мм2/с, от длительности ферментативного гидролиза, мин, описывали уравнением:

y=212,61·10-7 x5–365,26·10-5 x4+2097,67·10-4 x3–462,19·10-2 x2+38,48x+24,42,

R2 = 0,955 (4)

Оптимальное время ферментативного гидролиза с применением препарата Бан 480 Л, по истечении которого вязкость суспензии снижается, 60 минут. Перед третьим этапом ферментативного гидролиза проводили инактивацию бактериальной амилазы препарата Бан 480 Л.

Об эффективности ферментативной обработки препаратом Сан Экстра Л судили по изменению количества редуцирующих веществ и свободного аминного азота (табл. 2).

Зависимость длительности ферментативного гидролиза z, мин, от количества редуцирующих сахаров x, % на сухое вещество, и аминного азота y, мг% на сухое вещество, в гидролизате описывали уравнением:

z = -0,028xy + 0,0005y2 - 0,282y - 19,688 +14,976x + 0,375x2, (5)

По результатам исследования установили, что оптимальное время осахаривания – 180 минут, по истечении которого содержание редуцирующих веществ увеличивается в 4,5 раза, содержание свободного аминного азота – в 3,3 раза. Результаты проведенных исследований легли в основу разработки рецептуры и технологии сахаросодержащего гидролизата, названного «Сахарок» (рис. 2).

Таблица 2 – Влияние длительности ферментативного гидролиза (Сан Экстра Л) на изменение редуцирующих веществ и аминного азота

Время ферментативного гидролиза, мин Количество редуцирующих веществ, % на сухое вещество Глюкозный эквивалент, % Количество аминного азота, мг% на сухое вещество
0 8,8±0,4 3,60 438,12±0,01
30 11,6±0,4 10,01 502,16±0,01
60 16,9±0,4 21,88 611,04±0,01
90 22,4±0,4 34,40 861,16±0,01
120 28,5±0,4 48,05 1149,92±0,01
150 34,8±0,4 62,33 1234,72±0,01
180 39,2±0,4 72,28 1426,28±0,01
210 41,0±0,4 76,25 1226,20±0,01


Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.