ОТ РЕДАКТОРА
ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ СЕЛЬХОЗПРОДУКЦИИ
Введение: Липидный состав жирового сырья животного происхождения играет ключевую роль в создании сбалансированных кормов для сельскохозяйственных животных. Однако природные жиры часто не соответствуют требованиям по содержанию жирных кислот, что ограничивает их использование в кормовых композициях. Несмотря на достижения в области биотехнологической переработки жиров, остается недостаточно изученным вопрос применения ферментативных методов для корректировки их липидного состава.
Цель: Разработка методологии переэтерификации жирового сырья для получения липидных композиций с измененным жирнокислотным составом, пригодных для использования в рецептурах кормов для сельскохозяйственных животных.
Материалы и методы: Объектами исследования выступали жировые отходы мясокомбинатов, нутряной свиной жир и костный жир крупного рогатого скота. Переэтерификация проводилась в присутствии рыбьего жира. Контролировались дисперсность системы и жирнокислотный состав. Методология включала совмещение жировых компонентов с ферментами, их нагревание и механическое или ультразвуковое диспергирование для повышения эффективности переработки.
Результаты: Было определено содержание основных жирных кислот в исходном сырье и полупродуктах. Получены эмульсии с размером липидных частиц 0,1–200 мкм. Установлены оптимальные условия ферментативной обработки: концентрация субстрата 300–350 г/л, температура 60 ± 2 °С, рН 5,0; ферментная активность 500 ед/л, термическая активация фермента – 20 мин при 60 °С. Гидролизаты, полученные в ходе исследования, могут быть использованы для улучшения кормовой базы.
Выводы: Разработанная методология переработки жирового сырья позволяет эффективно трансформировать как природные жиры, так и отходы мясоперерабатывающих предприятий в высокодисперсную биомассу. Определены оптимальные условия ферментативной обработки, что обеспечивает возможность создания сбалансированных липидных компонентов для производства кормов.
Введение: Корни цикория (Cichorium intybus L.) являются ценным источником биоактивных компонентов, таких как инулин, которые широко используются в производстве обогащенных продуктов питания. Однако традиционные методы водной экстракции, основанные на настаивании, характеризуются длительным временем обработки и низкой эффективностью. Выбор оптимальных параметров экстракции представляет собой сложную задачу, которую можно эффективно решить с помощью методов математического моделирования.
Цель: Целью исследования было изучение и оптимизация технологических параметров экстракции компонентов из корней обыкновенного цикория (Cichorium intybus L.) с использованием микроволновой обработки.
Материалы и методы: Объектом исследования были корни цикория сорта Ярославский 1 (Cichorium intybus L. var. sativum DC.). Для характеристики использовались стандартные аналитические методы. Определение нестационарных концентрационных полей в растительном сырье проводилось путем решения модифицированного уравнения Лысанова В.М. с использованием численных методов.
Результаты: В ходе исследования установлено, что при традиционном настаивании концентрация целевых веществ в экстракте достигала 5,92 ± 0,01% через 185 минут. При дополнительном микроволновом воздействии мощностью 180 Вт сопоставимые значения концентрации были достигнуты за 7 минут. Расчет параметров модели массообмена показал увеличение коэффициента молекулярной диффузии до 5,535 × 10⁻¹¹ м²/с, что привело к 25-кратному ускорению диффузии целевых компонентов.
Заключение: Применение микроволновой обработки значительно повышает эффективность экстракции биоактивных соединений из корней цикория, существенно сокращая время обработки. Адаптированная модель массообмена и её графические решения предоставляют надежную основу для определения оптимальных параметров процесса экстракции.
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ И ПРОДУКЦИИ АПК
Введение: Использование белого сахара для приготовления тиражных и экспедиционных ликеров – основных составляющих игристых вин, требует дополнительных производственных затрат, что приводит к повышению себестоимости продукции. Одним из путей решения данной проблемы является поиск альтернативного сахаросодержащеге сырья.
Цель: Изучение влияния нового вида сахаросодержащего сырья на процесс вторичного брожения при производстве игристых вин классическим бутылочным способом.
Материалы и методы. Объектами исследований являлись контрольные образцы тиражных смесей, содержащие тиражный ликер, приготовленный с добавлением белого сахара, и опытные образцы, содержащие тиражный ликер, приготовленный с добавлением глюкозно-фруктозного сиропа (ГФС). В процессе вторичного брожения контролировали давление диоксида углерода в бутылках и микробиологическое состояние тиража.
Результаты: Процесс вторичного брожения в образцах протекал с различной интенсивностью и зависел от физико-химического состава исходной тиражной смеси и природы использованного сахаросодержащего сырья. В процессе вторичного брожения наблюдалось постепенное повышение давления диоксида углерода в бутылках. Наиболее интенсивно его рост проходил в опытных образцах, содержащих тиражный ликер, приготовленный с добавлением ГФС. Также установлено, что опытные тиражные смеси забраживали быстрее, концентрация дрожжевых клеток в них была выше в среднем на 10-15 %, а процесс вторичного брожения завершился на 30-е сутки эксперимента. В контрольных образцах прекращение брожения было отмечено на 40-е сутки.
Выводы: Использование ГФС при производстве белых игристых вин классическим бутылочным способом приводит к интенсификации процесса вторичного брожения, что позволяет сократить его продолжительность с улучшением качественных характеристик продукции, и тем самым снизит производственные затраты и повысит конкурентоспособность игристого вина.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ПРОДУКЦИИ АПК
Введение: Кондитерская промышленность, в том числе предприятия по выпуску шоколадных изделий, играют важную роль в развитии экономического потенциала России и является одной из главных отраслей пищевой промышленности. Наблюдается ухудшение качества продукции из шоколада, связанное с использованием некачественного сырья, фальсификация продукции. Несмотря на многочисленные исследования причин возникновения дефектов шоколадных конфет при хранении, данных о технологических решениях для предотвращения появления дефектов шоколадных конфет в процессе хранения на данных момент недостаточно.
Цель: Исследование причин возникновения дефектов шоколадных конфет при хранении, и разработка технологических приемов по их устранению.
Материалы и методы: Исследование проводили на кафедре технологии питания Уральского государственного экономического университета, г. Екатеринбург с использованием базы дефектов, накопленного практического опыта предприятия по выпуску авторских шоколадных конфет ООО «БК» г. Тюмень и г. Объектами исследования являлись конфеты: нарезные с однослойными (ганаш) и многослойными (хрустящий и мармеладный слой), а также корпусные с карамельной начинкой.
Результаты: Для решения дефекта нарезной конфеты «малина-шоколад» при изучении технологии приготовления мармелада была скорректирована температура варки с 101С до 105, для предотвращения растрескивания корпуса в шоколад низкой текучести дополнительно было добавлено какао-масло в количестве 5% от общей массы шоколада. По предотвращению выделения жира у конфеты «кофе-пекан» была предложена новая рецептура хрустящего слоя, с соотношением пралине: шоколада 1:1 и темперирование данной массы для закаливания какао-масла, входящего в состав шоколада. У корпусной конфеты «соленая карамель» в первую очередь была скорректирована технология приготовления карамели с увеличением температуры варки с 115С до 170С, для устранения засахаривания ганаша добавляли лимонную кислоту в количестве 1% от количества сахаров. Для лучшего соединения донышка с корпусом, был предложен метод закрывания с использованием плотной ацетатной пленки, толщиной 200 мкм.
Выводы: Предложенные технологические решения имеют положительный эффект, позволяющий повысить качество выпускаемых шоколадных изделий при хранении и внедрены на предприятиях по выпуску авторских конфет на предприятиях г. Тюмень.
Введение: Вязкость является одним из основных параметров, характеризующих оптимальное протекание технологических процессов и определяющих качество готового продукта. Показаны недостатки используемых методов контроля вязкости (в том числе указанных в многочисленных ГОСТах), проводимого в лабораториях пищевых предприятий, забор проб при этом осуществляется вручную. В связи с этим возникает необходимость в создании средств автоматического контроля вязкости пищевых масс, работающих в производственных условиях в режиме реального времени с использованием интеллектуальных технологий.
Целью данного исследования является разработка концепции создания интеллектуальных цифровых вискозиметров на базе технологий промышленного интернета вещей, работающих в режиме реального времени на линиях производства.
Объекты и методы исследования: объектом исследования являются приборы автоматического контроля вязкости пищевых продуктов. Проведен обзор исследований, показывающих важность контроля вязкости различных пищевых продуктов, а также существующих методов и средств контроля вязкости. Даются сведения о последовательности выполнения исследования. Анализ результатов осуществленных экспериментальных исследований позволил выбрать ротационный метод автоматического контроля вязкости с использованием промышленного интернета вещей. Приведено описание представленной в статье конструкции разработанного датчика вязкости, даны полученные технические характеристики. Поставленные в исследовании задачи решены с использованием технологий интернет вещей. Обработка результатов исследований и анализ данных проводились с применением MatLab. Исходными материалами для разработки концепции вискозиметра являлись протоколы передачи данных IoT: AMQP, JMS, REST, DDS.
Результаты: Исследована и обоснована архитектура интеллектуального ротационного автоматического вискозиметра, которая была дополнена в результате исследований коммуникационными модулями контроля и управления. Показана возможность гибкой автоматической конфигурации каналов передачи данных. Продемонстрирована необходимость использования дополнительных периферийных модулей для реализации функций IoT вискозиметра. Разработана аппаратно-программная архитектура IoT ротационного вискозиметра с возможностью интеграции передачи данных в другие IoT платформы. Спроектирован и собран прототип IoT ротационного вискозиметра на базе технологий промышленного интернета вещей. Представлено программное взаимодействие нескольких IoT вискозиметров.
Выводы: Интеграция разработанного вискозиметра в сеть промышленного интернета вещей дает возможность автоматизировать контроль вязкости пищевых масс в потоке, минимизировать время обработки данных и их передачи. Появляется возможность сквозной передачи данных для реализации многоуровневой сетевой архитектуры, что упрощает интеграцию данных контроля вязкости в IoT системы предприятия. Это позволяет увеличить надежность существующих АСУТП пищевых предприятий за счет уменьшения человеческого фактора и автоматизированной передачи и обработки данных в существующую на предприятиях систему управления.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ И НОВЫХ ВИДОВ СЫРЬЯ
Введение: Увеличение объемов производства мяса в агропромышленном комплексе образует накопление отходов. Одной из причин является отсутствие доступных технологий рециклинга. Предлагаются технологические решения переработки мясокостных отходов, позволяющие получить сухой пищевой ингредиент и натуральный сухой корм для непродуктивных животных на производствах любой мощности.
Цель: Разработка технологических решений для углубленной переработки мясокостных отходов на мясоперерабатывающих предприятиях, обеспечивающих дополнительное извлечение мышечной мякоти и производство натуральных сухих ингредиентов для пищевых продуктов и кормов для непродуктивных животных.
Материалы и методы: Статистическим методом и сравнительным анализом оценивались объемы производства мяса и образование отходов. Методом наблюдения оценивался ассортимент мясных полуфабрикатов, сенсорным анализом определялось их качество и качество сухих кормов. Экспериментальный метод использовался для разработки технологий переработки мясокостных отходов. Реология сухих кормов определялась на «Структурометре-СТ2», масс-спектрометрией на приборе LCMS-8060 определялся аминокислотный состав. Световой микроскопией определяли наличие клетчатки в кормовых системах. Обработка данных проведена с использованием программных средств Microsoft.
Результаты: Анализ литературных данных показал прямую связь увеличения производства мяса и экологической устойчивости предприятий. Обозначена недостаточность технологий переработки отходов и отмечен перспективный сегмент рынка для их применения – производство кормов для непродуктивных животных.Маркетинговыми исследованиями показаны некоторые отклонения качества мясокостных полуфабрикатов, которые могут увеличивать потребительские отходы. Экспериментально обоснован состав рецептур и требуемые параметры технологии производства кормов. Разработана технология углубленной переработки мясокостных отходов с получением сухих мясных гранул и сухого корма для непродуктивных животных. Подтверждено соответствие показателей сухого корма нормативным требованиям.
Выводы: Разработана универсальная технология, обеспечивающая получение дополнительной мышечной мякоти из мясокостных остатков, гарантирующая обеззараживание сырья, позволяющая расширить границы производства кормов для животных и усилить переработку отходов. Получены новые продукты – мясные гранулы и сухой корм для животных. Способ дает предприятиям перспективу организации замкнутого цикла производства, получить добавленную стоимость. Исследование имеет ограничения применения, ввиду использования лабораторных условий проведения эксперимента и ограниченной выборки материалов, что может различать результаты в ходе их получения на промышленном производстве.
Введение: Актуальным направлением исследований в пищевой промышленности становится обогащение продуктов питания массового потребления макро- и микронутриентами. Среди разнообразия доступных сырьевых ресурсов для обогащения продуктов особое внимание уделяется растительному сырью, содержащему широкий спектр пищевых и биологически активных веществ.
Цель: Изучить химический состав корня одуванчика лекарственного, его влияние на показатели качества и водопоглощение пшеничной муки, реологические свойства теста и качество хлеба для оценки возможности применения в производстве функциональных хлебобулочных изделий.
Материалы и методы: В качестве объектов исследования были выбраны мука пшеничная первого сорта и корень одуванчика лекарственного. При проведении экспериментов использовались общепринятые стандартные методы. Порошок корня одуванчика вносили взамен пшеничной муки первого сорта в концентрациях 1, 2 и 3 %. Хлебобулочные изделия готовили безопарным способом.
Результаты: Порошок корня одуванчика лекарственного по сравнению с мукой пшеничной первого сорта содержал в 3,8 раз больше клетчатки и в 18 раз больше общей золы. Внесение исследуемой добавки в муку повышало индекс деформации клейковины по сравнению с контролем в среднем на 3,6 % и снижало водопоглощение муки на 0,5-0,8 %. Порошок корня одуванчика лекарственного оказывал влияние на органолептические показатели готовой продукции: цвет корки менялся от светло-золотистого до светло-серого, вкус и запах имел характерные черты вносимой добавки. Внесение добавки приводило к снижению параметра яркости, увеличению индекса красного оттенка и уменьшение индекса желтого оттенка. Опытные изделия имели правильную форму, без подрывов и трещин, эластичный мякиш с тонкостенной и равномерной пористостью. При внесении добавки показатель пористости возрастал на 0,8-3,1 %, удельный объем – на 10,4-11,8 % по отношению к контролю.
Выводы: На основании исследований представляется возможным производство хлебобулочных изделий с использованием порошка корня одуванчика лекарственного в концентрации не более 2 % взамен муки. Данная концентрация позволяет получить готовые изделия с приемлемыми вкусовыми качествами и улучшенными физико-химическими показателями.
Введение: Замороженные фруктовые десерты, изготовляемые на предприятиях отрасли мороженого, характеризуются невысоким содержанием сухих веществ (29-30%) и отсутствием молочной основы. Это приводит к формированию излишне плотной консистенции и органолептически ощутимых кристаллов льда. Поиск эффективных стабилизаторов для улучшения этих показателей является важной технологической задачей в производстве замороженных взбитых десертов.
Цель исследований: установление влияния цитрусовых волокон на структуру и консистенцию замороженных взбитых фруктовых десертов при их использовании в качестве моностабилизатора и в композиции с гуаровой камедью.
Методы: Использованы реологические, микроструктурные и термостатические методы исследований. В качестве контроля использовали десерты с традиционно применяемым стабилизатором желатином.
Результаты: Установлено, что использование цитрусовых волокон в качестве моностабилизатора в таком же количестве, как и желатин (0,5%) не приводит к достижению необходимого уровня динамической вязкости (не менее 125 мПа∙с при градиенте сдвига на срез 0,83 с-1). В образце с волокнами и гуаровой камедью значение этого показателя составляло более 280 мПа∙с. Увеличение количества волокон до уровня 1% не привело к заметному повышению вязкости, но способствовало появлению излишне горького вкуса. Однако по термо- формоустойчивости образцы десертов с желатином и цитрусовыми волокнами значительно не отличались. В процессе замораживания образцы с волокнами по дисперсности кристаллов льда несколько уступали контрольному образцу, но после непродолжительного хранения (1,5 мес.) размер кристаллов льда во всех образцах составлял 43-47 мкм. За указанный период хранения дисперсность кристаллов льда в наименьшей степени снизилась в образцах с волокнами. По дисперсности воздушной фазы образцы с цитрусовыми волокнами уступали контрольному образцу с желатином – белком с пенообразующей способностью.
Выводы: Результаты исследований показали, что в производстве замороженных десертов целесообразно использовать цитрусовые волокна в композиции с гуаровой камедью в соотношении 3:2. Для дальнейших исследований интерес представляет обоснование эффективных композиций цитрусовых волокон с другими гидроколлоидами или белками.
Введение: Разработка экструдированных специализированных профилактических продуктов предполагает введение в экструдируемую смесь значительного количества функциональных ингредиентов. Современной тенденцией в пищевой промышленности является стремление эффективно использовать вторичные ресурсы переработки плодово-ягодного сырья, как источников пищевых волокон, фенольных соединений, красителей, а также применять в качестве функциональных ингредиентов продукты биоконверсии. Значимое изменение рецептур экструдированных продуктов может негативно отразится на структурно-механических, гидратационных характеристиках готовых продуктов.
Целью исследования являлась разработка сбалансированных по пищевой ценности экструдированных продуктов с добавлением гидролизата жмыха брусники, как источника пищевых волокон и фенольных соединений, и гидролизата дрожжевой биомассы как источника белка, а также исследование влияния состава смеси на физико-химические и структурно-механические характеристики экструдатов.
Материалы и методы: С использованием метода D-оптимального планирования с ограничениями составлены рецептуры смесей на основе рисовой крупы с добавлением до 8% гидролизатов жмыха брусники и дрожжевой биомассы, обеспечивающие получение смесей с отличительными признаками «высокое содержание пищевых волокон» и «источник белка». Смеси экструдировали при влагосодержании 15% и температуре 155-160 °С, далее определяли их физико-химические и технологические характеристики.
Результаты: Получены адекватные математические модели, описывающие влияние состава смеси на удельную механическую энергию, коэффициент расширения и насыпную плотность экструдатов, твердость, количество микроразломов, цветовые характеристики, содержание фенольных соединений. С добавлением гидролизатов жмыха брусники и дрожжевой биомассы в рецептуры смесей до 8% снижался удельный расход механической энергии с 0,214 до 0,163 кВт·ч/кг. Ухудшения структурно-механических свойств не происходило: твердость экструдатов снижалась с 15,8 до 6,2 Н, количество микроразломов, косвенного показателя пористости или хрусткости, возрастало с 6,7 до 11,8. Динамическая вязкость водных суспензий помолов экструдатов с гидролизатами, заваренными как каши быстрого приготовления, составляла 2,3…3,2 Па·с. Внесение гидролизата жмыха брусники значимым образом увеличило в экструдатах содержание фенольных соединений с 57,2 до 1258…1261 мкг/г, при этом отмечено значимое смещение цветовой хроматической составляющей а* в область красного с 7,7 до 44.
Выводы: Использование гидролизатов жмыха брусники и дрожжевой биомассы в рецептурах экструдированных продуктов позволяет получать продукты, готовые к употреблению, с высокой пищевой ценностью без ухудшения потребительских характеристик, которые могут применяться для специализированного диетического питания.
ISSN 2658-767X (Online)