УДК 664.2 Крахмало-паточное производство в целом. Крахмалосодержащие продукты
В работе показана перспективность использования вторичных сырьевых ресурсов спиртового производства, перерабатывающего нетрадиционное сырье, в технологии экструдированных продуктов. Такое техническое решение способствует экологизации производства, снижению отходов, позволяет расширять номенклатуру недорогих функциональных ингредиентов. Показано влияние внесения вторичных сырьевых ресурсов из нетрадиционного сырья, образуемого в рамках комплексной технологии спиртового производства на структурно-механические, цветовые характеристики экструдатов.
вторичные сырьевые ресурсы, нетрадиционное сырье, экструзия, функциональные ингредиенты, спирт
Стратегия развития пищевой и перерабатывающей промышленности в РФ направлена на реализацию инновационных подходов к современным пище-вым технологиям, позволяющим создавать продукты с расширенными функ-циональными свойствами. Принцип здорового питания основан на разумном балансе потребляемых продуктов и их биодоступности. Повысить биодоступ-ность пищевых продуктов возможно путем введения в их состав функцио-нальных ингредиентов, источником которых могут быть технологические отходы, образующиеся в перерабатывающих отраслях АПК и являющиеся превосходным источником пищевых волокон, микро- и макронутриентов. Существенное количество технологических отходов образуется в спиртовом производстве и это является серьезной проблемой для предприятий [1,2].
Использование вторичных сырьевых ресурсов (ВСР) позволит увеличить рентабельность основного производства, благодаря сокращению теплоэнерге-тических расходов и получению дополнительной товарной продукции с высо-кой добавленной стоимостью. Поэтому, актуальным направлением являются исследования по усовершенствованию биотехнологических процессов конвер-сии не только зернового сырья, но и других потенциальных источников сбра- живаемых углеводов. Экструзия – одна из наиболее целесообразных технологий переработки сложных смесей сельскохозяйственного сырья в продукты питания и кормов для непродуктивных и продуктивных животных, обеспечивающая простоту контроля состава продукта, параметров качества и элиминацию антипитательных факторов. Технология позволяет использовать вторичные биоресурсы растительного и животного происхождения [3,4].
Целью исследования было изучение возможности вторичного сырья, получаемого при производстве спирта из нетрадиционного сырья в технологии экструдированных продуктов.
Материалы и методы. Объектами исследования являлись экструдиро-ванные зерновые продукты содержащие дисперсную фракцию топинамбура. Экструдаты получали на двухшнековом экструдере Werner&Phleiderer Continua, консистенцию и структуру готового продукта оценивали анализатором CT3 (Brookfield, США). Цвет образцов идентифицировали на анализаторе CS-10. Влажность продуктов измеряли на анализаторе влажности ML-50 (A&D, Япония) термографическим методом. Содержание белка определяли методом Кьельдаля с использованием системы Vadopest 10 (Gerhardt, Германия), жира – экстракцией с последующим гравиметрическим определением разности массы навески до и после экстракции, пищевых волокон – ферментативно-гравиметрическим методом по ГОСТ Р 54014-2010, золы – по ГОСТ 25555.4-91.
Результаты. Установлено, что на качество готового экструзионного продукта оказывают влияние следующие параметры: химический состав дисперсной фракции топинамбура, дозировка гидролизата топинамбура (3%, 6%, 9%), уровень влагосодержания экструдируемых смесей. Во всех вариантах эксперимента основу смеси составляла рисовая крупка. Образцы дисперсной фракции топинамбура были выделены на стадиях: гидроизмельчения, водно-тепловой и ферментативной обработки, после перегонки сброженного субстрата и имели различный химический состав. Содержание влаги в образцах гидролизата превышало 80 %. Во всех образцах содержались пищевые волокна от 9 до 11 % масс, протеин 0,8-2,6 % масс, жир 0,1-0,2 % масс.
Результаты исследований показали, что внесение гидролизата топинамбура не оказало значимого влияния на режимные параметры процесса экструзии. Изменениям подверглись структура, консистенция и цвет готового продукта. У всех образцов наблюдалось уменьшение показателя коэффициента взрыва и уплотнение структуры.
При экструзии образцов с фракциями гидролизата топинамбура, отобранными на разных стадиях производства спирта, структура продукта, становилась менее пористой и хрусткой, количество микроразломов снижалось в 2 раза, твердость образцов увеличивалась с 11,8 Н до 22,9 Н. Показатели коэффициента взрыва уменьшились на 42-49%. Изменился цвет образцов, светлота продукта уменьшилась, коэффициент спектрального отражения по оси «а» перешел из области зеленого оттенка в область красного, «b» – в сторону желтого оттенка. Содержание пищевых волокон в образцах повысилось на 50-60 %. Наблюдалось незначительное увеличение количества белка на 1%. По содержанию жира различий не установлено. Увеличение дозировки гидролизата топинамбура приводило к уменьшению твердости продукта с 13,2 до 5,4 Н, коэффициента взрыва с 11,2 до 7,5, возрастало количество микроразломов с 6,7 до 11,5. Продукт становился более пористым и хрустким. Увеличилась влагоудерживающая способность с 4,19 контрольного образца до 4,51 при 9% гидролизата. Значимых отличий в показателях влажности, растворимости и насыпной плотности, отмечено не было. С увеличением объема гидролизата цвет становился темнее и приобретал коричневый оттенок.
Снижение уровня влагосодержания экструдируемых смесей с 20 % до 12,5 % привело к ужесточению режима экструзии, что повлияло на структурно-механические свойства продукта: снизилась насыпная плотность образцов с 227,2 до 73,5 г/дм3, твердость в 9,5 раз; увеличилась пористость продукта с 4,7 до 11,8, набухаемость с 7,2 до 10,4 см3/г и растворимость с 49 до 80%.
Выводы. Исследования показали возможность использования экстру-зионной технологии при переработке технологических отходов спиртового производства, в качестве источника функциональных ингредиентов в пищевых и кормовых продукта.
Работа выполнена в рамках Госзадания по теме № FGMF-2022-0006.
1. Исследование биохимического состава топинамбура и получаемых на его основе этилового спирта и пищевых функциональных продуктов / И. М. Абрамова, М.В. Туршатов, Кривченко В. А. [и др.] // Биотехнология. – 2022. – Т.38, №4. – С. 56–61. – DOIhttps://doi.org/10.56304/S0234275822040020.
2. Долгов, А. Н. Основные экологические проблемы при утилизации отходов спиртового производства и пути их решения / А. Н. Долгов, Г. В. Агафонов, Н. В. Зуева // Пиво и Напитки. – 2014. – №4. – С. 60–63.
3. Reactive extrusion as a sustainable alternative for the processing and valorization of biomass components. Journal of Cleaner Production19 April 2022. Karelle S. GuiaoArvind GuptaTizazu H. Mekonnen. – DOIhttps://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022. 131840.
4. Alam, M. S. 3.02 – Extrusion for the Production of Functional Foods and Ingredients / M. S. Alam, R. Aslam // Innovative Food Processing Technologies. – 2021. – P. 22–35. – DOIhttps://doi.org/10.1016/B978-0-08-100596-5.23041-2.
