Разработка технологии получения гидратопектинов из плодов дикорастущих культур и их применение в хлебопечении

                                                    На  правах рукописи 
 
 
 
 
 

ХРАМОВА Надежда Сергеевна 
 
 
 

РАЗРАБОТКА  ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ  ГИДРАТОПЕКТИНОВ  ИЗ ПЛОДОВ ДИКОРАСТУЩИХ КУЛЬТУР И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В

ХЛЕБОПЕЧЕНИИ  
 
 
 
 

05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки злаковых,

     бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной

     продукции и виноградарства 
 
 

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени 

кандидата технических наук 
 
 
 

Краснодар – 2008

 

Работа  выполнена в ФГОУ ВПО «Кубанский государственный

аграрный университет» и НИИ «Биотехпереработка» КубГАУ 
 

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Сокол Наталья Викторовна 

Официальные оппоненты:  доктор технических наук,

Ильина  Ирина Анатольевна  

кандидат  биологических наук, доцент

Асмаева Зинаида Ивановна  
 

Ведущая организация:  ООО «НПК Функциональные добавки» 
 
 
 
 
 
 

      Защита  состоится 24 декабря 2008 года в 14⁰⁰ часов на заседании   диссертационного  совета Д 212.100.05 при Кубанском государственном

технологическом университете по адресу: 350072, г. Краснодар,               ул. Московская, 2, аудитория Г-251 
 

      С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета 
 

      Автореферат разослан: 24 ноября 2008 г. 
 
 

Ученый  секретарь диссертационного

совета, канд. техн. наук       В. В. Гончар

 

        1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

       1.1 Актуальность исследований. В последние годы в мире возрос интерес к пищевым продуктам, обогащенным биологически активными компонентами, которые обеспечивают нормальное функционирование организма человека, повышают его устойчивость к заболеваниям, стрессам, негативным воздействиям окружающей среды и продлевают жизнь. Учитывая, что хлеб в России относится к продуктам повседневного спроса с относительно не высокой биологической ценностью, проблема обогащения именно этой группы изделий представляет особый интерес.

       В этой ситуации актуальным является создание новых технологий по производству функциональных ингредиентов, используемых для обогащения продуктов питания, в том числе и хлебобулочных изделий.

       С этих позиций перспективными являются натуральные биологически активные добавки природного происхождения, т.к. они обладают комплексом физиологических свойств и технологических функций.

       Среди множества имеющихся природных  биологически активных добавок наибольший интерес представляют пектиновые вещества, которые способны не только повышать пищевую ценность хлеба, но и улучшать хлебопекарные свойства муки и за счет комплексообразующей способности придавать профилактическое свойство готовой продукции.

       До  настоящего времени проводились  работы по изучению технологий сухого пектина из традиционного сырья и исследованию его влияния на качество хлеба. Работ по технологии получения гидратопектинов и их использованию в хлебопекарной отрасли недостаточно.

       Преимуществом гидратопектинов по сравнению с сухим пектином является его более низкая себестоимость, кроме того, при производстве хлебобулочных изделий использование гидратопектинов позволяет исключить из технологического процесса стадию растворения пектина.

      Среди гидратопектинов, заслуживают внимания пектиновые экстракты из плодов дикорастущих культур. Перспективность использования таких экстрактов обусловлена их химическим составом.

      В связи с этим разработка новых  технологий производства гидратопектинов из плодов дикорастущего сырья и их применение в хлебопечении является актуальной, имеющей важное теоретическое и практическое значение.

       Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематикой НИР научно-исследовательского института «Биотехпереработка»  и кафедры Технологии хранения и переработки растениеводческой продукции КубГАУ (№ госрегистрации 13/021 КГАУ) и является составной частью НИР КубГАУ в рамках Инновационной образовательной программы «Производство, переработка и сертификация растениеводческой продукции» (приказ Министерства образования и науки РФ № 118 от 19.05.2006 г.).

      1.2 Цель и задачи  исследования. Целью настоящей работы явилась разработка технологии получения гидратопектинов из плодов дикорастущих культур и их применение в хлебопечении.

      В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

      - изучить фракционный состав пектиновых  веществ плодов дикорастущих культур (боярышника, шиповника, облепихи, унаби и хеномелеса), их аналитические характеристики и комплексообразующую способность;

      - разработать технологию извлечения  пектиновых веществ из плодов  дикорастущих культур с учетом  подбора оптимальных технологических режимов: температуры, вида и концентрации гидролизующего агента, соотношения масс и продолжительности процесса гидролиза;

      - разработать математическую модель процесса извлечения пектиновых веществ из плодов дикорастущих культур с высокими качественными показателями;

      - изучить влияние дозировки гидратопектинов  на хлебопекарные свойства пшеничной  муки и определить их оптимальные дозировки при замесе теста;

      - выявить оптимальные режимы процесса  тестоприготовления на основе изучения кислотности и качественных характеристик готового хлеба с внесением гидратопектинов из плодов дикорастущих культур;

      - разработать технологию и рецептуры новых сортов хлебобулочных изделий на основе гидратопектинов, выделенных из плодов дикорастущих культур и подготовить техническую документацию (ТУ, ТИ, РЦ) на новые виды хлебобулочных изделий;

      - осуществить промышленную апробацию  новых видов изделий и оценить экономическую эффективность разработанных технологических решений.

       1.3 Научная новизна  работы. Научно обоснована и экспериментально подтверждена разработанная технология производства гидратопектинов из плодов дикорастущих культур (боярышника, шиповника, облепихи, унаби, хеномелеса) и определена возможность их использования в хлебопечении.

       Определен фракционный состав пектиновых веществ  плодов дикорастущих культур, их аналитические характеристики и комплексообразующая способность.

      С помощью методов компьютерного моделирования получены адекватные математические зависимости и создана математическая модель влияния технологических параметров извлечения пектиновых веществ их на выход.

       Выявлено  положительное влияние гидратопектинов, получаемых из плодов дикорастущих культур, на хлебопекарные свойства пшеничной муки.

       Экспериментально  установлены оптимальные дозировки  гидратопектинов, получаемых из плодов дикорастущих культур для производства качественного хлеба из муки общего назначения М 75-23, а также способы приготовления теста с внесением этих продуктов.

       Определена  сорбционная способность разработанных  сортов хлеба, имеющих в своем  составе гидратопектины, полученные из плодов боярышника, шиповника и облепихи.

       Новизна предлагаемых технологических решений  подтверждена 5 патентами РФ на изобретение.

       1.4 Практическая значимость. Разработана технология получения гидратопектинов из плодов дикорастущих культур и показана их практическая значимость в производстве хлеба. Разработана и утверждена техническая документация на гидратопектины, получаемые из плодов: боярышника (ТУ 9196-101-0493202-07), облепихи (ТУ 9196-102-0493202-07), шиповника (ТУ 9196-103-0493202-07), а также на новые сорта хлеба: хлеб «Богатырский» (ТУ, ТИ, РЦ 9114-104-0493202-07), хлеб «Облепиховый» (ТУ, ТИ, РЦ  9114-088-0493202-07) и хлеб «Ягодка» (ТУ, ТИ, РЦ 9114-080-0493202-07).

       1.5 Реализация результатов  исследования. Проверка основных теоретических положений, результатов исследования и практических рекомендаций проведена в лабораториях НИИ «Биотехпереработка» Кубанского государственного аграрного университета. Промышленная апробация технологии получения гидратопектинов из плодов дикорастущего сырья и рецептур на новые виды хлебобулочных изделий осуществлена в учебно-научно-инновационном комплексе «Технолог» КубГАУ, ОАО «Пекто Продукт», ЗАО «Северский пектиновый завод» и ООО «Русь». Расчетный ожидаемый экономический эффект от внедрения в производство разработанных сортов хлеба составляет: хлеб «Богатырский» - 957,43; хлеб «Ягодка» - 1071,44; хлеб «Облепиховый» - 871,7 рублей при реализации 1 т готовой продукции.

       1.6 Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научных конференциях факультета перерабатывающих технологий КубГАУ (2004–2007 гг.), всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (г. Краснодар, 2004 г.), международной конференции «Актуальные проблемы качества и безопасности продовольственной и пищевой продукции» (г. Краснодар, 2005 г.), международной научно-практической конференции «Современные проблемы технологии производства, хранения, переработки и экспертизы качества сельскохозяйственной продукции» (г. Мичуринск, 2007 г.), научно-практической конференции «Качество продукции, технологий и образования» (г. Магнитогорск, 2007 г.), научной конференции молодых ученых, аспирантов «Науковi здобутки молодi – вирiшенню проблем харчування людства у XXI столiттi» (г. Киев, 2007 г.).

       Разработанные технологии были удостоены серебряной медали и диплома II степени на краевом конкурсе на лучшую научную и творческую работу среди аспирантов (соискателей) высших учебных заведений Краснодарского края за 2004 г. и на VII «Международном салоне инноваций и инвестиций» (г. Москва, 2007 г.) проект «Технология хлеба функционального назначения для повышения пищевого статуса населения России» награжден серебряной медалью.

    1.7 Публикации. Основные теоретические и экспериментальные результаты диссертации изложены в 18 печатных работах, в том числе 1 монография, 1 статья в реферируемом журнале, 5 патентов РФ на изобретение.

    1.8 Структура и объем  работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора литературы, методической части, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложения.

    Основная  часть работы изложена на 124 страницах печатного текста, содержит 31 таблицу, 23 рисунка. Список использованной литературы включает 136 наименований.

    2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ  ЧАСТЬ

    2.1 Объекты, схема  и методы исследования. Основными объектами исследований были: плоды дикорастущих культур (боярышник, шиповник, облепиха, унаби, хеномелес), гидратопектины, мука пшеничная общего назначения М 75-23 (ГОСТ Р 52189-2003), хлеб содержащий гидратопектины. Исследования проводили по структурной схеме (рисунок 1).

    При определении основных показателей  качества сырья, гидратопектинов, полуфабрикатов и готовых хлебобулочных изделий использовали общепринятые методы. Оценку результатов экспериментальных исследований проводили с помощью пакетов прикладных программ Microsoft Office Excel 2003 и Statistica 6.0 for Windows.

    2.2 Результаты исследований  и их анализ

    2.2.1 Разработка технологии  получения гидратопектинов  из плодов дикорастущих культур. В качестве источника пектиновых веществ изучались следующие виды сырья: боярышник, шиповник, облепиха, унаби, хеномелес (таблица 1).

Таблица 1 – Химический состав плодов дикорастущих культур