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

 

 
 

Рисунок 1 – Структурная схема проведения исследования

 

        Для расширения ассортимента функциональных продуктов питания нами были проведены  исследования по изучению пектиновых веществ, содержащихся в плодах дикорастущих культур, с целью их дальнейшего применения в производстве гидратопектинов и хлебобулочных изделий (таблица 2).

Таблица 2 –  Содержание пектиновых веществ в  плодах дикорастущих культур

 

     Наибольшее  содержание пектиновых веществ в  пересчете на а.с.м. наблюдается у  боярышника – 10,72 %, минимальное у облепихи – 4,62 %.

     Практически у всех исследуемых видов сырья  количество протопектина преобладает над содержанием растворимого пектина. Исключение составляет шиповник. Доля протопектина от суммы пектиновых веществ у изучаемых видов составляет от 40,45 до 92,50%. Эти данные свидетельствуют о том, что дикорастущие виды плодово-ягодных культур можно использовать для промышленной переработки с целью получения пектина и пектинопродуктов.

     Следующим этапом исследований явилось изучение аналитических характеристик пектиновых веществ выделенных из плодов дикорастущих культур. Результаты исследований представлены в таблице 3. 

Таблица 3 – Аналитические и физико-химические характеристики

          пектина, полученного из плодов дикорастущих культур

 

     Установлено, что наибольшее содержание метоксильных групп наблюдается у пектина из плодов хеномелеса и облепихи (7,44 и 7,23 % соответственно), наименьшее содержание – у пектина из плодов боярышника и унаби – 3,42 и 4,00 %.

     По  степени этерификации все полученные образцы пектиновых веществ плодов дикорастущих культур относятся к группе низкоэтерифицированных пектинов (Е<40 %). Наибольшее значение степени этерификации имеет пектин из плодов хеномелеса 35,10 %, наименьшее – пектин из плодов облепихи и боярышника – 24,31 и 24,38 % соответственно.

     Низкая  степень этерификации и содержание большого количества свободных карбоксильных  групп (15,20…20,80 %) предполагает высокую  комплексообразующую способность  этих пектиновых веществ. Подтверждением данного предположения является полученная в ходе эксперимента комплексообразующая способность пектиновых веществ выделенных из плодов дикорастущих культур (рисунок 2).

     

Рисунок 2 – Комплексообразующая способность  пектиновых веществ 

плодов  дикорастущих культур

     Проведенный математический анализ выявил зависимость  комплексообразующей способности от степени этерификации, которая описывается полиномиальным уравнением второго порядка и имеет коэффициент корреляции r²=0,69, что подтверждает полученные ранее данные другими исследователями при анализе традиционного пектиносодержащего сырья.

     На  основании полученных данных был  сделан вывод о возможности использования  плодов дикорастущих культур для  получения гидратопектинов с радиопротекторными свойствами.

     Для разработки технологии пищевых гидратопектинов из плодов дикорастущих культур были проведены исследования по подбору оптимальных технологических режимов: температуры, соотношения масс, вида (лимонная, щавелевая, уксусная, молочная кислоты) и концентрации гидролизующего агента, продолжительности процесса гидролиза.

     Были  выявлены высокие корреляции выхода спиртоосаждаемых пектиновых веществ от: температуры процесса гидролиза R²=0,92; концентрации гидролизующего агента R²=0,99; продолжительности процесса гидролиза R²=0,90. Данные зависимости для плодов дикорастущих культур во всех случаях носят линейный характер и описываются уравнениями:

     1) у=-0,16+0,06х

     R²=0,92,

     где у – выход спиртоосаждаемых пектиновых веществ, %;

          х – температура;

          R² – коэффициент множественной корреляции.

     2) у=3,23+3,13х

     R²=0,99,

     где у – выход спиртоосаждаемых пектиновых веществ, %;

          х – концентрация лимонной кислоты, %;

          R² – коэффициент множественной корреляции.

     3) у=2,66+0,84х

     R²=0,90,

     где у – выход спиртоосаждаемых пектиновых веществ, %;

          х – продолжительность процесса гидролиза;

          R² – коэффициент множественной корреляции.

     Полученные  экспериментальные данные, подвергнутые методам математического анализа, позволили выявить оптимальные параметры режима гидролиза пектиновых веществ из плодов дикорастущих культур:

      - для плодов боярышника: концентрация  лимонной кислоты 0,4 %, температура  90 °С, продолжительность 2,5 ч, гидромодуль 1 : 5;

      - для плодов шиповника: концентрация  лимонной кислоты 0,5 %, температура  90 °С, продолжительность 2,5 ч, гидромодуль 1 : 5;

      - для плодов облепихи: концентрация  лимонной кислоты 0,3 %, температура 80 °С, продолжительность 2,0 ч, гидромодуль 1 : 4;

      - для плодов унаби: концентрация  лимонной кислоты 0,5 %, температура 80 °С, продолжительность 3,0 ч, гидромодуль 1 : 4; 

      - для плодов хеномелеса: концентрация  лимонной кислоты 0,4 %, температура  80 °С, продолжительность 3,0 ч, гидромодуль 1 : 5.

     Гидратопектины анализировали по физико-химическим (таблица 4) и органолептическим показателям. Экстракты имели гармоничный вкус и аромат.

Таблица 4 – Физико-химические показатели гидратопектинов из плодов дикорастущих культур

 

      Полученные  гидратопектины имеют достаточно высокую концентрацию пектиновых веществ (0,38...0,89 %), которая зависит от содержания пектиновых веществ в исходном сырье, что подтверждается коэффициентом парной корреляции R²=0,72 – достоверным и значимым. Самый большой выход спиртоосаждаемых пектиновых веществ был отмечен у экстракта из плодов боярышника – 7,59 %, самый низкий у экстракта из плодов облепихи – 4,22 % на а.с.м.

     Для получения пищевых гидратопектинов  на основании изученного материала составлена операторная модель процесса производства (рисунок 4).

     2.2.2 Влияние гидратопектинов  на хлебопекарные свойства пшеничной муки. Для изучения влияния гидратопектинов на ''силу'' муки определяли количество сырой клейковины и ее качество на приборе ИДК по ГОСТ 27839 - 88, с различными дозировками экстракта при замесе (рисунок 5).