На правах рукописи

ЖАРКЕЕВ МУРАТ КАКИМЖАНОВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНОГО КРУПЯНОГО

ПРОДУКТА

Специальность 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

Москва-2011

Работа выполнена в НОУ ДПО «Международная промышленная академия»

доктор технических наук, профессор

Научный руководитель:

Иунихина Вера Сергеевна доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

Щербакова Ольга Евгеньевна доктор технических наук, профессор Никифорова Тамара Алексеевна НО «Российский Союз мукомольных

Ведущая организация:

и крупяных предприятий»

Защита состоится «23» декабря 2011 года в 1300 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления» им. К.Г.

Разумовского по адресу: 109029 г. Москва ул. Талалихина д.31 ауд. 36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского Отзывы высылать по адресу: 109004 г. Москва ул. Земляной вал д.

Автореферат отправлен на размещение на сайт [email protected] и размещен на сайте ФГБОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского www.mgutm.ru Автореферат разослан: «23» ноября 2011 г Учёный секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122. кандидат технических наук, доцент Конотоп Н.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Обеспечение здоровья населения и продовольственной безопасности является важным национальным проектом как для Российской Федерации, так и для Республики Казахстан. Так, в «Стратегическом плане развития Республики Казахстан до 2020 г.» отмечено, что в целях обеспечения продовольственной безопасности дальнейшее развитие получит переработка сельскохозяйственной продукции (указ Президента РК №922 от 01.01.2010 г.). Несмотря на то, что в Республике Казахстан в ходе реализации «Государственной программы реформирования и развития здравоохранения Республики Казахстан на 2005-2010 гг.» были отмечены улучшения демографической ситуации, снижение смертности, вместе с тем возрос общий уровень заболеваемости (на 1,7%), в связи с чем принят Кодекс РК №193-IY от 18.09.2009 «О здоровье народа и системе здравоохранения». Определяющим принципом государственной политики является содействие формированию здорового образа жизни и здорового питания. В этих условиях традиционные национальные зерновые продукты, содержащие незаменимые нутриенты и отвечающие требованиям массовости спроса, не всегда доступны потребителю, зачастую по причине недостаточной распространенности их на потребительском рынке, отсутствия культуры их потребления и промышленного производства. Большой вклад в развитие теории и практики производства крупы и крупяных продуктов в Российской Федерации внесли исследования доктора технических наук, профессора Е.М. Мельникова и его научной школы. Сохранению национальных традиций в производстве крупяных продуктов в Казахстане способствовали работы Б.К. Идгееева, К.К. Кузембаева, С.А. Алатаева и др.

В Российской Федерации и Республике Казахстан вопрос массового производства национальных крупяных продуктов высокого качества вызывает большой интерес, поскольку позволяет расширить ассортимент продукции зерноперерабатывающих предприятий, выбор новых продовольственных товаров на рынке, не выходя за рамки сырьевой и технической базы. Кроме того, необходимо учитывать перспективы товародвижения крупяных продуктов, соответствующих стереотипам пищевого поведения потребителей с учетом создания единого экономического пространства в рамках Таможенного союза Республики Беларусь, Республики Казахстан и Российской Федерации. При этом формирование общего продовольственного рынка и единой товаропроводящей сети в рамках Таможенного союза является важной мерой обеспечения продовольственной безопасности Республики Казахстан и Российской Федерации.

Из вышеизложенного следует, что исследование и разработка технологии национального крупяного продукта, создание технологического оборудования и единой технологической линии для переработки зерна различных крупяных культур является актуальной задачей, решение которой позволит зерноперерабатывающим предприятиям Таможенного союза использовать в производстве экономичное ресурсосберегающее оборудование и технологию, расширить ассортимент выпускаемой продукции, обогатить продовольственный рынок и рацион потребителя новыми крупяными продуктами, выработанными с учетом самобытных традиций и национальной культуры.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка технологии национального крупяного продукта высокого качества с использованием нового вида сырья и технических решений для ее осуществления.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

- разработать технологическую схему получения национального крупяного продукта талкан и обосновать использование нового вида сырья (пшенадранца);

- изучить сорбционные свойства зерна проса и пшена-дранца и определить оптимальные режимы водной обработки;

- определить рациональные параметры термической обработки сырья путем исследования его биохимических и органолептических изменений;

- изучить влияние влаготепловой обработки на эффективность шелушения зерна проса;

- провести органолептическую и физико-химическую оценку качества крупяного продукта талкан;

- исследовать влияние влаготепловой обработки на химический состав и стойкость при хранении полученных крупяных продуктов;

- разработать аппаратурное оформление для осуществления технологии крупяного продукта талкан и провести промышленную апробацию;

- разработать рецептуры пищевых концентратов на основе талкана, нормативные документы и провести оценку экономической эффективности.

Научная новизна. На основе сравнительного комплексного исследования технологических, биохимических свойств, химического состава и потребительских достоинств обоснована теоретически и экспериментально подтверждена технология производства национального крупяного продукта из нового вида сырья и предложено новое техническое решение для ее осуществления.

Показана возможность использования пшена-дранца для выработки крупяного продукта талкан высокого качества.

Установлены оптимальные режимы водной обработки зерна проса и пшена-дранца перед термической обработкой способом обжаривания.

Определены рациональные режимы термической обработки проса и пшена-дранца.

Получены новые данные об эффективности шелушения обжаренного зерна проса.

Предложен способ получения крупяного продукта талкан из пшенадранца, рекомендованы оптимальные параметры технологического процесса:

увлажнение до влажности 20-25% водой с температурой 18-20оС, отволаживание в течение 40-50 минут, обжаривание кондуктивно-конвективным способом при температуре 190-200 о С с экспозицией от 25 до 30 минут.

Установлено, что в результате реализации данного способа получения крупяного продукта талкан, вследствие происходящих в продукте изменений улучшаются потребительские достоинства и стойкость продукта при хранении.

На основании полученных результатов впервые разработана универсальная технологическая линия для обработки зерна и производства крупяного продукта талкан из различного зернового сырья, исключающая немеханизированный труд, повышающая уровень производства и качество готовой продукции.

Практическая значимость. На основании проведенных исследований установлены режимы производства и разработана технология крупяного продукта талкан из пшена-дранца.

Разработаны устройство для обработки зерна и устройство для производства крупяного продукта талкан, техническая новизна которых защищена Патентами РФ №97939, № 97940.

Предложена технология производства крупяного продукта талкан, промышленная апробация которой проведена на ТОО «Пойменское хлебоприемное предприятие» в с.Пойма Республики Казахстан.

Проведена промышленная апробация запатентованных устройств и технологической линии на хлебоприемном предприятии в с.Пойма Республики Казахстан. На новый вид продукта разработана нормативная документация.

Оценка эффективности и риска инвестиций показала, что капитальные вложения окупаются через 12 месяцев, а себестоимость 1 кг крупяного продукта составляет 42,4 рубля.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на Третьем международном Хлебопекарном Форуме (г. Москва, 2010), Первой международной конференции «Модернизация систем зернохранилищ России. Новые аспекты развития» (Москва, 2011), Шестой международной конференции «Мельница – 2011. Модернизация. Инновации. Техническое перевооружение» (Москва, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, 3и из которых в журналах, рекомендованных ВАК РФ, в том числе имеются два патента РФ на полезную модель: № 97939 «Устройство для производства зернового продукта «Талкан», № 97940 «Устройство для обработки зерна».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 166 страницах основного текста и приложений, содержит 19 рисунков и 37 таблиц. Список литературы включает 191 источник российских и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В обзоре литературы дан обзор современного состояния и ассортимента крупяной промышленности, рассмотрены национальные традиции потребления крупяных продуктов, приведены современные способы производства национальных крупяных продуктов с учетом национальных традиций. Особое внимание уделено обзору и анализу способов производства талкана, тары и толокна и технологических линий для их реализации. Показаны перспективы использования пшена-дранца для производства национального казахского крупяного продукта. На основе проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследования.

Исследования проводились на зерне проса III типа и пшене-дранце. Анализ качества сырья проводили по общепринятым методикам. Определение влажности зерна осуществляли по ГОСТ 13586.5-93; пленчатость зерна определяли по ГОСТ 10843-76; сорную, вредную, зерновую примесь, крупность - по ГОСТ 30483-97; определение зараженности вредителями - по ГОСТ 13586.6-93;

определение металломагнитной примеси - по ГОСТ 20239-74. Органолептическую оценку пшена-дранца осуществляли по ГОСТ 26312.1-84, по ГОСТ 26312.2-84; зараженность и загрязненность вредителями хлебных запасов - по ГОСТ 26312.3-84; примеси и доброкачественное ядро - по ГОСТ 26312.4зольность - по ГОСТ 26312.5-84; влажность - по ГОСТ 26312.7-84; кислотность - по ГОСТ 26971-86.

Органолептическую оценку и готовность к употреблению полученного крупяного продукта талкан осуществляли по ГОСТ 15113.3-77; влажность - по ГОСТ 15113.4-77; крупность помола - по ГОСТ 15113.1-77; массовую долю золы - по ГОСТ 15113.8-77; определение примесей и зараженности вредителями хлебных запасов - по ГОСТ 15113.2-77.

Химический состав и биохимические свойства определяли по следующим методикам: содержание крахмала определяли методом Эверса по ГОСТ 10845содержание декстринов определяли фотоэлектроколориметрическим методом (метод М.П.Попова и Е.С.Шаненко); содержание редуцирующих сахаров по методу Бертрана; содержание целлюлозы - по методу Кюршнера и Ганека; кислотное число жира - по ГОСТ Р 51413-99; водопоглотительную способность крупяного продукта – по методикам (Торжинская Л.Р. и Яковенко В.А., 1986 г.). Эффективность шелушения оценивали по коэффициенту шелушения, выходу целого, дробленого ядра и мучки.

Микробиологические исследования проводили в соответствии с требованиями следующих документов: количество мезофильно-аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов - по ГОСТ 10444.15-94; дрожжи и плесени - по ГОСТ 10444.12-88.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

I ЭТАП Анализ научной и патентной литературы. Систематизация информации в области разработки национальных крупяных продуктов. Формулирование цели и задач исследований Оценка качества исхимических показателей качества крупяного крупяного продукта в ходного сырья Обработка результатов и подбор оптимальных режимов отволаживания и сорбционных

III ЭТАП

Разработка ре- Оценка потребительских досто- Расчет пищевой и Разработка техноцептур инств продуктов на основе тал- энергетической цен- логической схемы Разработка устройства для обработки зерна V ЭТАП Разработка нормативно- Промышленная Оценка эффективности и Публикации в журналах, технической документа- апробация техно- риска инвестиций произ- доклады на научноводства крупяного про- практических семинации на крупяной продукт логии и устройств 3.1 Разработка технологической схемы получения национального крупяного продукта талкан и обоснование использования нового вида Для выполнения технологических исследований была разработана технологическая схема переработки проса и нешлифованного пшена-дранца в крупяной продукт талкан, представленная на рисунке 2.

Производство талкана осуществляли следующим образом: очистку пшена-дранца проводили на лабораторном рассеве, при этом сходом сита с диаметром отверстий 2,3 мм выделяли нешелушенное зерно. Смесь битого ядра и мучки, проходящую через сито с диаметром отверстий 1,5 мм, относили к фракции с низкими технологическими свойствами, направляли в отходы и далее не перерабатывали. Доброкачественное ядро пшена-дранца, полученное сходом сита с диаметром отверстий 1,5 мм, направляли на дальнейшую переработку.

Для очистки проса использовали сито с диаметром отверстий 3,0 мм, сходом с которого выделяли крупные примеси и сито с размерами отверстий 1,620 мм, сход с которого направляли на дальнейшую переработку. Мелкую фракцию зерна (проход сита с размерами отверстий 1,620 мм) в дальнейших исследованиях не использовали.

Далее осуществляли увлажнение пшена-дранца и проса путем добавления расчетного количества воды до конечной влажности, равной 15, 20, 25, 30 %, при температуре воды от 20 до 60 °С с инвервалом в 10 °С. После чего проводили отволаживание пшена-дранца от 10 до 180 минут. Просо отволаживали 2 ч, 8 ч, 12 ч, 18 ч, 24 ч.

Затем пшено-дранец и зерно проса подвергали термообработке кондуктивно-конвективным способом (обжаривание) при температуре от 160 до 200 °С (интервал составил 10 °С) с экспозицией обжаривания от 15 до 45 минут с интервалом в 5 минут.

1 – рассев, 2 – увлажнитель, 3- термостат, 4 – шкаф обжарочный, 5 – охладительная чаша, 6 – мельница, 7 – шелушитель, 8 – аспиратор Рисунок 2 – Технологическая схема переработки проса и пшена-дранца в Обжаренное сырье охлаждали до температуры, не превышающей температуру воздуха окружающей среды на 6-8 °С. После чего обжаренное просо шелушили на вальцедековом станке с окружной скоростью вращения вальца 15,5 м/с и резинотканевой наборной декой марки РТД. В станок встроено металлотканое сито №056 для отделения мучки. Дополнительное отделение оболочек и мучки осуществляли на аспираторе. Далее проводили разделение продуктов шелушения на рассеве, в основном, с целью выделения нешелушенного зерна сходом сита с размерами отверстий 1,8х20 мм. Нешелушенное зерно направляли на повторное шелушение. Далее обжаренные пшено-дранец и шелушенное просо измельчали до следующей крупности: остаток на сите из шелковой ткани №27 не более 8%, проход через сито из шелковой ткани №38 не должен превышать 60%.

3.2 Изучение сорбционных свойств зерна проса и пшена-дранца С целью изменения структурно-механических свойств сырья, повышения теплопроводности, интенсификации процесса термической деструкции крахмала нешлифованное пшено-дранец и просо перед обжариванием увлажняли и отволаживали.

Полученные данные по исследованию продолжительности и температуры отволаживания на прирост влаги позволили установить, что отволаживание зерна проса в течение 12 часов после увлажнения водой с температурой 20 °С, является достаточным для получения необходимой влажности проса – 24%.

Увлажнение пшена-дранца необходимо проводить до влажности 20-25 % водой с температурой 20 о С и последующим отволаживанием в течение 50 минут.

3.3 Определение рациональных параметров термической обработки сырья Рациональные параметры термической обработки сырья определяли, изучив влияние температуры обжаривания на изменение содержания декстринов, водопоглотительной способности и органолептических показателей в готовом продукте.

Для оценки влияния режимов термической обработки сырья на термическую декструкцию крахмала в обжаренных продуктах определяли содержание Рисунок 3 – Влияние температуры и продолжительности обжаривания зерна Содержание декстринов, % на с.в.

декстринов, которое в образцах до обжаривания составило 0,04% в пшенедранце, 0,03% - в зерне проса. Результаты исследований, (рисунки 3-4), показали, что с увеличением температуры обжаривания до 190 о С и продолжительности обжаривания до 30 минут рост содержания декстринов незначительный (0,81% в пшене-дранце и 2,61% в зерне проса). Наиболее глубоко процессы гидролиза крахмала протекают при обжаривании пшена-дранца от 35-40 минут при температуре 200 оС (рост содержания декстринов от 9,13 до 13,23%) и при обжаривании проса при температуре 200 оС в течение 30 минут –5,64%.

и пшена-дранца во многом определяется способностью к набуханию крахмала и белков, характеризует степень термической декструкции основных биополиВодопоглотительная способность, г/г Рисунок 5 – Влияние режимов термической обработки пшена-дранца на ВПС меров зерна, отражает перспективы поведения крупяного продукта в процессе варки. ВПС необжаренного пшена-дранца составила 4,9 г/г, зерна проса шелушенного необжареного – 4,7 г/г.

Пшено-дранец, обжаренное при температуре 160°С и 170°С с экспозицией обжаривания от 15 до 45 минут и при температуре от 180 до 200 °С с продолжительностью обжаривания до 35 минут характеризуется большей ВПС по сравнению с необжаренным пшеном-дранцом (рисунок 5), что связано с увеличением удельной поверхности крахмальных гранул и протеканием клейстеризации крахмала в ходе термической обработки. С увеличением температуры и продолжительности обжаривания свыше 180 °С и более 35 минут наблюдается тенденция снижения ВПС обжаренного пшена-дранца. Максимальной ВПС обладает пшено-дранец, обжаренное при 180 °С 20 минут (6,7 г/г), минимальной – при 190 °С 40 минут (3,5 г/г).

Аналогичные изменения наблюдаются при обжаривании зерна проса.

Максимальную ВПС имеет просо, обжаренное при температуре 160 °С: от 5, до 5,9 г/г при увеличении экспозиции обжаривания от 15 до 45 минут. С увеличением температуры до 190 и 200°С, не зависимо от экспозиции обработки, величина ВПС ниже, чем ВПС исходного сырья.

Таким образом, для получения оптимальной величины ВПС пшено-дранец необходимо обжаривать при 180 °С 20 минут, просо – при температуре 160 °С в течение 45 минут.

3.3.3 Влияние режимов термической обработки на органолептические При обжаривании пшена –дранца при температуре 160 °С до 35 минут, 170 °С до 20 минут продукт имеет бледный цвет, слабовыраженный запах и вкус. Пшено-дранец, обжаренное при температуре 190 и 200 °С более 30 минут, 180 °С более 35 минут, имеет неприятный запах и вкус. В результате обжаривания свыше 40 минут при температуре от 180 до 200 о С образовавшиеся низкомолекулярные продукты начинают интенсивно вступать в сахароаминные реакции, в результате образуются темно-окрашенные меланоидиновые пигменты, формируется темно-коричневый цвет продукта, исчезает приятный аромат обжаренного продукта, так как способность к связыванию ароматических веществ у дисахаридов выражена в большей степени, чем у моносахаридов. Продолжительность обжаривания, достаточная для формирования выраженного приятного вкуса и аромата, хорошего цвета для пшена-дранца при температуре обжаривания 160 °С и 170 °С составляет 30 минут, при 180 °С и 190 °С – 25 минут, при 200 °С – 20 минут.

При температуре обжаривания зерна проса 160 °С ( от 15 до 45 минут) и 170 °С (от 15 до 35 минут) зерно имеет характерный вкус и запах обжаренного продукта. При температуре 180 и 190 °С с экспозицией более 25 минут зерно приобретает неприятный запах и вкус. Максимально допустимая температура нагрева зерна составила 200 оС с экспозицией не более 15 минут.

Таким образом, анализ данных по содержанию декстринов в обжаренных продуктах, величине водопоглотительной способности, органолептической оценке позволил установить оптимальные режимы обжаривания сырья для получения крупяного продукта талкан:

- температура обжаривания пшена-дранца 190-200 °С с экспозицией обжаривания от 25 до 30 минут;

- температура обжаривания зерна проса 180-190 °С, продолжительность обжаривания от 20 до 25 минут.

3.4 Влияние влаготепловой обработки на эффективность В связи с тем, что крупяной продукт талкан можно производить как из шелушенного, так и из нешелушенного обжаренного проса, исследование процесса шелушения обжаренного зерна представляет большой практический интерес.

В результате шелушения необжаренного зерна были получены следующие данные: коэффициент шелушения (Кш) необжаренного зерна после первого пропуска через вальцедековый станок составил 83 %, после второго – 94 %, после третьего – 99 %, что удовлетворяет требованиям «Правил организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях», причем содержание дробленого ядра также не превышало необходимую норму – 5%.

Коэффициент шелушения зерна, обжаренного при температуре 160 °С в течение 15-20 минут ниже, чем коэффициент шелушения необжареного зерна на 3,1-3,6 %, но находится в пределах рекомендованной Правилами нормы и составляет 95,4-95,9%. При дальнейшем увеличении температуры и продолжительности обработки Кш снижается ниже рекомендованных норм. Минимальное значение Кш составляет 90,3 % (при температуре обжаривания 190 °С в течение 30 минут), что ниже нормы на 4,7 %.

Также было установлено, что при шелушении обжаренного зерна практически невозможно получить целое ядро, содержание которого уменьшается с увеличением интенсивности обжаривания от 160°С (экспозиция обжаривания 15 минут) до 200 °С (экспозиция 45 минут) с 3,62 % до 0,07 %. Одновременно с этим процессом постепенно возрастает содержание мучки, которое достигает максимальных значений при температурах 180 и 190 °С с экспозицией обжаривания 45 минут (9,78% и 10,42% соответственно). Таким образом, степень изменения структурно-механических свойств зерна пропорциональна изменению температуры.

Основным крупяным продуктом, полученным при шелушении обжаренного проса, является дробленое ядро, содержание которого находится в диапазоне от 65,84 % до 74,52 %, что нежелательно с точки зрения классического крупяного производства, но, учитывая необходимость операции измельчения при производстве талкана из шелушенного зерна проса, уменьшение прочности зерна при обжаривании благоприятно сказывается на экономической эффективности производства, так как снижаются энергозатраты на измельчение зерна.

3.5 Органолептическая и физико-химическая оценка качества На основании проведенных исследований были установлены рациональные режимы получения крупяных продуктов из зерна проса и нешлифованного пшена-дранца и осуществлена выработка крупяных продуктов с соблюдением следующих технологических режимов:

- увлажнение пшена-дранца проводили до влажности 20%, проса - до 24% водой с температурой 20 °С. Затем осуществляли отволаживание пшенадранца в течение 50 минут, проса - в течение 12 часов. Далее пшено-дранец обжаривали при температуре 190 °С в течение 25 минут. Обжаривание проса при температуре 180 °С проводили 25 минут. Далее обжаренные продукты охлаждали. Просо шелушили, отделяли оболочки и мучку. Обжаренное пшенодранец и просо после шелушения измельчали до следующей крупности частиц:

остаток на сите №27ш не более 8%, проход через сито №38ш не более 60%.

Также выработали крупяной продукт талкан из обжаренного проса, не подвергнутого шелушению, что соответствует национальным традициям.

Органолептическая и физико-химическая оценка качества крупяного продукт талкан и дегустационная оценка сваренной каши, показала, что образцы талкана из шелушенного обжаренного проса и пшена–дранца характеризуются хорошими органолептическими достоинствами, сокращенной продолжительностью варки. Крупяной продукт - талкан из пшена-дранца получил более высокую балльную оценку.

Результаты дегустационной оценки образца талкана из нешелушенного обжаренного проса неудовлетворительны, продукт характеризуется неоднородным цветом и консистенцией, с наличием жестких оболочек зерна, из дальнейших исследований данный образец исключен.

3.6 Исследование влияния влаготепловой обработки на химический состав и стойкость при хранении крупяных продуктов 3.6.1 Исследование химического состава сырья и талкана Исследование углеводного комплекса исходного сырья и талкана, полученного при рекомендуемых режимах (таблица 1), позволили установить, что при обжаривании пшена наблюдается снижение содержания крахмала, что обусловлено протеканием процесса термической десктрукции крахмала и подтверждается значительным ростом содержания декстринов в термообработанных образцах - на 10,72% в талкане из пшена-дранца; на 8,61 % в талкане из зерна проса.

Таблица 1 - Углеводный комплекс исходного сырья (пшена-дранца, зерна проса) и талкана, обжаренных при рекомендуемых режимах сахара Рост содержания редуцирующих сахаров не так значителен: на 0,28 % и 0,16 % относительно исходного сырья в талкане из пшена-дранца и зерна проса соответственно. Содержание целлюлозы в ходе термической обработки несколько снижается, что может быть связано с ее сухой перегонкой при высоких температурах обработки.

Анализ данных по содержанию белка и липидов в сырье и талкане (таблица 2) показали, что в ходе термической обработки содержание белка несколько снижается, содержание общих липидов практически не меняется.

Таблица 2 – Содержание белка и липидов в сырье (пшено-дранец, зерно проса) и талкане, обжаренных при рекомендуемых режимах Наименование образцов Содержание белка, Содержание липидов, 3.6.2 Исследование стойкости крупяного продукта талкан при Для оценки сроков годности нового крупяного продукта был применен метод ускоренного старения при повышенной температуре. Исследуемые крупяные продукты хранили в упакованном виде в пакетах из полимерных мао териалов при температуре (40+1) С и относительной влажности воздуха, не превышающей 75% в течение 120 суток. В процессе хранения определяли кислотность, кислотное число жира, количество мезофильно-аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов и плесеней.

Результаты показали, что кислотность талкана по окончании срока хранения 90 суток не превышает требования известных нормативов: кислотность по болтушке не более 5 град (овсяные хлопья) и 10 град (толокно для детского питания), величина кислотного числа жира (таблица 3) также соответствует необходимым требованиям – не более 80 мг КОН на 1 г жира (мука ржаная).

продуктов в процессе хранения (сут) Пшено-дранец 38,5 44,9 61,2 84,6 95,1 102,6 112,8 124,0 136, Талкан из пше- 31,2 38,6 40,9 48,5 53,2 59,7 72,7 79,6 91, на-дранца В процессе хранения в течение 120 суток количество мезофильноаэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов на поверхности обжаренного пшена-дранца значительно ниже предельно-допустимых норм, установленным СанПиН 2.3.2.1078, развития плесеней не наблюдалось.

Таким образом, гарантированный срок хранения крупяного продукта талкан по методу ускоренного старения составляет не более 90 суток, что соответствует 9 месяцам стандартных условий хранения.

3.7 Разработка аппаратурного оформления для осуществления технологии крупяного продукта талкан и ее промышленная апробация С целью реализации технологии национального крупяного продукта талкан разработаны устройство для обработки зерна (Патент РФ на полезную модель №97940) и устройство для производства продукта талкан (Патент РФ на полезную модель №97939), представленное на рисунке 6.

1 – средство очистки; 2 – варочный котёл; 3 – конвейер сетчатый;

4 – жарочный котёл; 5– воздушный сепаратор; 6 – аппарат шелушения зерна;

7 – вальцевый станок; 8 – вибросито и дозатор измельчённого продукта;

Рисунок 6 – Устройство для производства крупяного продукта талкан Устройство работает следующим образом. Исходное сырьё (зерно, пшено-дранец) очищают в устройстве предварительной очистки 1, выполненном в виде просеивающей машины и аспиратора. Очищенное и подготовленное сырье направляют с помощью конвейера в варочный котёл 2. В нём сырье при необходимости увлажняют или варят, затем направляют по сетчатому конвейеру 3 в жарочный котёл 4. Процесс обжаривания происходит при температуре 160С. Время обжаривания сырья составляет 15-45 мин. Параметры зависят от зерновой культуры и её предварительной обработки.

После обжаривания продукт направляется в воздушный сепаратор 5 с охладительной колонкой и аспиратором на охлаждение. Охлажденное зерно направляется в устройство для шелушения 6. После шелушения получается крупа тары, которая может использоваться как самостоятельный продукт. Для получения национального казахского крупяного продукта талкан, обжаренный продукт направляют на измельчение в вальцевом станке 7. Измельченный продукт (талкан) направляется в вибросито для контроля крупности и дозатор измельчённого продукта 8 и упаковывается в тару средством упаковки 9.

Разработанное устройство успешно апробируется на ТОО «Пойменское хлебоприемное предприятие» в с. Пойма Республики Казахстан.

Органолептические (внешний вид, цвет, вкус, запах, консистенция) и физико-химические показатели талкана (таблицы 4) оценивали в ИЦ пищевых продуктов и сырья ФГБОУ ВПО «АтГТУ им.И.И.Ползунова» (внесен в Единый перечень организаций, аккредитованных Росстандартом и в Единый реестр органов по сертификации и испытательных лабораторий (центров) Таможенного союза, что свидетельствует о признании результатов проведенных испытаний на единой Таможенной территории).

Таблица 4 - Физико-химические показатели качества крупяного продукта талкан Крупность помола, %:

остаток на сите из шелковой ткани №27 7,0+0, проход через сито из шелковой ткани №38 56,0+0, Массовая доля минеральных примесей, % менее 0, Массовая доля металлических примесей менее 0, (величина частиц в наибольшем линейном измерении не более 0,3 мм), % Посторонние примеси, зараженность вредителя- Не обнаружено ми хлебных запасов Результаты промышленной апробации подтвердили возможность получения национального казахского крупяного продукта талкан хорошего качества по разработанной технологии.

3.8 Разработка рецептур пищевых концентратов на основе талкана, нормативной документации и оценка экономической эффективности С целью отработки рецептур пищевых концентратов на основе талкана пшенного были разработаны 15 смесей талкана с фруктами, орехами, овощами и мясом. Для определения наилучшего соотношения компонентов в смесях проведена дегустационная оценка сваренных до готовности каш по пятибалльной шкале, осуществлена проверка согласованности мнений экспертов, выбраны лучшие образцы: талкан с фруктами, с овощами, с мясом и овощами. Осуществлен расчет производственных рецептур и разработка аппаратурнотехнологической схемы производства талкана с фруктами. На крупяной продукт талкан разработана и утверждена нормативная документация СТО 11321463 – 001 – 2011 Крупяной продукт «Талкан пшенный». Технические условия.

Оценки экономической эффективности и риска инвестиций показали, что капитальные вложения окупаются через 12 месяцев, а стоимость 1 кг крупяного продукта составляет 42,4 рубля, что не превышает стоимость аналогов.

1. На основе комплексного исследования технологических, биохимических свойств, химического состава, потребительских достоинств научно обоснована технология крупяного продукта талкан из пшена-дранца. Предложено техническое решение для ее осуществления.

2. Изучив сорбционные свойства пшена-дранца и зерна проса установлено, что оптимальным способом влаготепловой обработки сырья является:

увлажнение пшена-дранца водой с температурой 20 о С до влажности 20% и отволаживание в течение 50 минут; увлажнение зерна проса водой с температурой 20 о С до влажности 24% и отволаживание в течение 12 часов.

3. На основании изучения содержания декстринов, водопоглотительной способности, органолептической оценки выявлены рациональные режимы термической обработки сырья способом обжаривания: для обработки пшена-дранца температура 190-200 °С с экспозицией обжаривания от 25 до минут, для обработки зерна проса - температура 180-190 °С с экспозицией обжаривания от 20 до 25 минут.

4. Выявлено влияние режимов влаготепловой обработки на эффективность шелушения зерна проса. Установлено, что выход дробленого ядра составляет около 70%, это технологически и экономически целесообразно для производства национальных крупяных продуктов в измельченном виде.

5. Установлено, что в результате реализации рекомендуемых режимов влаготепловой обработки улучшаются потребительские достоинства, обеспечивается хорошая хранимоспособность полученного крупяного продукта талкан в течение 9 месяцев.

6. Исследование влияния режимов влаготепловой обработки на химический состав полученных крупяных продуктов свидетельствует о сохранении пищевой ценности крупяного продукта талкан на высоком уровне.

7. С целью реализации разработанной технологии на действующих крупяных предприятиях, повышения уровня производства при незначительной модернизации, разработаны устройства для обработки зерна и производства крупяного продукта талкан. Получены два патента РФ на полезную модель № 97939 «Устройство для производства зернового продукта «талкан», №97940 «Устройство для обработки зерна». Произведена промышленная апробация разработанных устройств.

8. На основании дегустационной оценки разработаны рецептуры пищевых концентратов быстрого приготовления на основе талкана пшенного, проведена оценка пищевой ценности, разработана рекомендуемая машинноаппаратурная схема. Разработана нормативная документация СТО 11321463 – 001 – 2011 Крупяной продукт «Талкан пшенный». Технические условия.

9. Результаты оценки экономической эффективности и риска инвестиций показали, что капитальные вложения окупаются через 12 месяцев, а стоимость 1 кг крупяного продукта составляет 42,4 рубля, что не превышает стоимость аналогов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ 1. Иунихина В.С., Жаркеев М.К., Мелешкина Л.Е. Из истории национальных крупяных продуктов //Хлебопродукты.- 2009.-№10.-С.68-69.

2. Иунихина В.С., Жаркеев М.К., Мелешкина Л.Е. Из истории национальных крупяных продуктов //Хлебопродукты.- 2009.-№11.-С.66-67.

3. Жаркеев М.К. Совершенствование линии для производства зерновых продуктов //Хлебопродукты.-2011.-№ 5.- с. 46-47.

4. Иунихина В.С., Жаркеев М.К. Патент РФ на полезную модель № Устройство для производства зернового продукта «Талкан», приоритет от 24.06.2010. зарегистрировано в Госреестре полезных моделей РФ 27 сентября 2010 г.

5. Иунихина В.С., Жаркеев М.К. Патент РФ на полезную модель № Устройство для обработки зерна, приоритет от 24.06.2010, зарегистрировано в Госреестре полезных моделей РФ 27 сентября 2010 г.

6. Иунихина В.С., Жаркеев М.К., Мелешкина Л.Е. Национальные крупяные продукты: история и современность /Сборник научных трудов МПА:

Вып.VI/2.- М.: ГИОРД, 2008. – С.109-120.

7. Иунихина В.С., Жаркеев М.К., Мелешкина Л.Е. Технологические исследования производства национального казахского крупяного продукта /Сборник научных трудов МПА: Вып.VII/1.- М.: Троицкий мост, 2009. – С.80-89.

8. Жаркеев М.К., Иунихина В.С., Мелешкина Л.Е. Исследование процесса шелушения зерна проса, прошедшего термическую обработку способом обжаривания /Сборник научных трудов МПА: Вып.VIII/1.- М.: Троицкий мост, 2010. – С.112-120.

9. Иунихина В.С., Жаркеев М.К., Иунихина Е.В., Данилкина В.А. Использование крупяных продуктов в хлебопечении: расширение ассортимента, повышение пищевой ценности /Материалы докладов Третьего международного Хлебопекарного Форума /Международная промышленная академия – Экспоцентр на Красной Пресне, 11-14 октября 2010 г.М.:Пищепромиздат, 2010.-с.62-64.

10. Жаркеев М.К. Устройство для обработки зерна с целью получения национального крупяного продукта /Материалы первой международной конференции «Модернизация системы зернохранилищ России. Новые аспекты развития», Международная промышленная академия, 7-9 февраля 2011 г.- М.: Пищепромиздат.- с. 291-294.

11. Жаркеев М.К. Исследование химического состава национального крупяного продукта талкан /Материалы шестой международной конференции «Мельница-2011. Модернизация. Инновации. Техническое перевооружение», Международная промышленная академия, 20-22 сентября 2011 г.М.: Пищепромиздат.- с. 225-227.

Подписано в печать 10.11.11г.

Отпечатано в ООО «Технология ЦД»

Адрес: 119606, Москва, пр-т Вернадского,