На правах рукописи

КОЧЕТОВ Владимир Кириллович

НАУЧНО - ПРАКТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЙ

МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.18.01 – Технология обработки, хранения и

переработки злаковых, бобовых культур,

крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва–2012 1

Работа выполнена в Государственном научном учреждении научно-исследовательском институте кондитерской промышленности Россельхозакадемии доктор технических наук, профессор,

Научный консультант:

академик РАСХН Аксенова Лариса Михайловна Панфилов Виктор Александрович доктор Официальные технических наук, профессор, академик РАСХН, оппоненты:

ФГБОУ ВПО Московский государственный университет пищевых производств, заведующий кафедрой доктор Ильина Ольга Александровна технических наук, профессор, НОУ ДПО Международная промышленная академия, первый проректор по учебной и методической работе Магомедов Газибег Омарович доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО Воронежский государственный университет инженерных технологий, заведующий кафедрой ГНУ ГОСНИИ хлебопекарной промышленности

Ведущая организация:

Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится «18» мая 2012 года в 1100 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского» по адресу:

109029 г. Москва ул. Талалихина д.31, ауд. 36.

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

Автореферат разослан «18» апреля 2012 года

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02, кандидат технических наук, доцент Конотоп Н.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Основным направлением государственной политики в области здорового питания является создание условий, обеспечивающих удовлетворение в соответствии с требованиями медицинской науки потребностей различных групп населения в здоровом питании с учетом их традиций, привычек и экономического положения.

В работе обосновано одно из направлений успешного решения проблемы питания населения РФ путем создания сквозных аграрно-пищевых технологий мучных кондитерских изделий, соединяющих в единый системный комплекс процессы сельскохозяйственного и пищевого производств.

В качестве методологической базы принят принцип прослеживаемости показателей качества мучных кондитерских изделий на протяжении всего жизненного цикла технологической системы «от поля до потребителя».

В основу решения проблемы промышленного получения мучных кондитерских изделий с заданным стабильным составом в каждом единичном изделии и высокими потребительскими свойствами, отвечающими современным требованиям адекватного питания, положен комплексный подход, предусматривающий формирование развивающейся системы технологий с использованием определяющих положений системологии и физико-химической механики.

основополагающей базой направленного ведения технологии мучных кондитерских изделий (МКИ) путем разделения сложных технологических процессов на простые операции, поддающиеся управлению.

С позиции физико-химической механики обоснованы принципы управления физико-химическими и структурно-механическими характеристиками сырья, полуфабрикатов и готовых изделий путем максимального дезагрегирования, диспергирования и равномерного распределения компонентов в объеме обрабатываемой среды с целью увеличения активной поверхности раздела фаз.

Анализ научной, нормативной и технической литературы с целью определения приоритетных направлений развития технологий МКИ показал необходимость принципиального нового подхода к существующим технологиям.

полученных результатов позволили поэтапно подойти к созданию кондитерских изделий.

На первом этапе была разработана методика выбора объектов исследования по комплексной оценке совокупности внешних факторов (модель I, стр. 18), а по характеру влияния внутренних факторов (модель II, стр.19) определить условия обеспечения заданных потребительских свойств готовой продукции.

Показано, что одним из основных факторов повышения качества и стабилизации технологических потоков является реализация принципа единого подхода к технологиям мучных кондитерских изделий как к системе однотипных унифицированных операций.

Качественно важным фундаментальным направлением исследований, явилась адаптация существующих технологий МКИ к отечественному сельскохозяйственному сырью с большим диапазоном колебаний качественных показателей, которая была теоретически обоснована работами ГНУ НИИКП Россельхозакадемии.

применение ряда новых технологических приемов, что позволило значительно расширить функциональные свойства технологий.

Принципиально новым этапом явилась разработка технологических требований к зерну озимой пшеницы, помольным партиям с заданным соотношением различных сортов зерна и полученной из них муки с требуемыми качественными показателями, что предопределило создание сквозных аграрнопищевых технологий МКИ с достаточно высоким уровнем организации.

Научной базой исследований явились фундаментальные работы Л.М.

Аксеновой, Г.О. Магомедова, А.С.Найденова, В.А. Панфилова, П.А.

Ребиндера, Т.В Савенковой, В.А. Тутельяна, М.А. Талейсника, И.Т.Трубилина, Т.Б. Цыгановой, и ряда других ученых.

В результате исследований разработаны научно-практические основы развития технологических систем МКИ. Разработаны основные направления повышения функциональной и структурной целостности технологических потоков.

Цель работы – Разработать научно-практические основы повышения качества технологий мучных кондитерских изделий, обеспечивающих заранее заданное соотношение компонентов в каждом единичном изделии при одновременном сохранении высоких потребительских свойств.

нормативной и технической литературы требуется решить задачи по разработке технологий мучных кондитерских изделий с целью повышения эффективности их производства и, как следствие, дальнейшего улучшения качества готовой продукции:

- обосновать общие принципы создания рациональных, инновационных и аграрно-пищевых технологий МКИ;

- обосновать на базе классификации основных характеристик мучных кондитерских изделий рассмотрение их в качестве дисперсных систем;

-обосновать принцип единого подхода к технологиям МКИ как к системе однотипных операций;

- обосновать пути управления процессом структурообразования за счет целенаправленного изменения прочности контактов между частицами дисперсной фазы изменением природы их поверхности (совокупностью механического и физико-химического воздействий);

- оценить стабильность функционирования существующих технологий мучных кондитерских изделий, позволяющая обосновать пути и методы их развития.

- исследовать возможности повышения стабильности технологического потока путем унификации основных подготовительных операций в технологиях мучных кондитерских изделий, в том числе инвертного сиропа, полученного в условиях современных видов подвода энергии;

- обосновать основные направления совершенствования и прогрессивного развития технологических систем мучных кондитерских изделий путем расширения их функциональных свойств и оптимальные допуски на выходные параметры подсистем.

- обосновать возможность создания системного комплекса путем включения в единый технологический процесс технологической системы соответствующего сельскохозяйственного сырья с заранее заданными параметрами;

- исследовать возможность применения принципа прослеживаемости на протяжении всего жизненного цикла технологической системы получения МКИ «от поля до потребителя».

1.Методологический подход к созданию сквозных аграрно-пищевых технологий, объединяющий в единый системный комплекс процессы сельскохозяйственного и пищевого производств.

2.Обоснован принцип развития технологии мучных кондитерских изделий на основе диагностики существующих и вновь созданных технологических потоков.

3.Технологическое решение по управлению процессами структурообразования обрабатываемых сред за счет управления прочностью контактов между частицами дисперсной фазы изменением природы межфазной поверхности совокупностью механического и физико-химического воздействия.

4.Обоснован принцип максимальной информационной энтропии, предусматривающий дезагрегирование исходного сырья, максимальное диспергирование частиц твердой фазы и взаимное их распределение, как необходимое условие для функционирования высокоэффективных технологий мучных кондитерских изделий.

5.Обосновано требование адекватно высокого качества аграрной и пищевой технологий, определяющее необходимое условие при создании сквозной аграрно-пищевой технологии мучных кондитерских изделий.

Научная новизна.

кондитерских изделий по дисперсности частиц твердой фазы и выявлены закономерности влияния дезагрегирования твердой фазы на активность полуфабрикатов и готовых изделий с заданными показателями качества.

Установлено зависимость влияние степени дисперсности и однородности распределения твердых частиц сахаро-жирового полуфабриката на стабилизацию структурно-механических, физико-химических свойств мучных кондитерских изделий и повышение их органолептических показателей.

Установлен в качестве одного из основных критериев, определяющих область организованности структур – уровень целостности, который оценивается при проведении диагностики и позволяет объективно определять направление исследований по созданию инновационных технологий мучных кондитерских изделий.

Выявлен, в качестве объединяющего признака всего многообразия кондитерских изделий, единый подход к технологическим процессам, отличающимся по структурно-механическим и физико-химическим характеристикам, как к системе однотипных операций, что является основой гарантированным соотношением рецептурных компонентов.

Выявлены закономерности влияния совмещения механических и физикохимических воздействий на снижение прочности контактов между частицами дисперсной фазы путем изменения природы межфазной поверхности.

Установлены зависимости, связывающие сужение диапазона допусков на входные и выходные параметры ведущих технологических процессов с повышением стабильности функционирования всего системного комплекса.

Установлены зависимости, связывающие качество исходных сырьевых компонентов со структурно-механическими, физико-химическими и органолептическими свойствами готовых изделий, заключающиеся в использовании сырья с заранее заданными свойствами.

Определены требования к обрабатываемому сырью и полуфабрикатам на технологической системы «от поля до потребителя», заключающиеся в том, что при образовании системного комплекса аграрно-пищевой технологии стабильность предыдущей подсистемы должна быть не ниже стабильности последующей подсистемы, а информационная энтропия должна приближаться к единице.

Практическая значимость и реализация научных результатов.

На основании проведенных исследований:

Разработана методика комплексной оценки совокупности внешних факторов, позволяющая обеспечить выбор конкурентоспособных МКИ для их промышленного производства и по характеру влияния внутренних факторов – определить условия обеспечения заданных потребительских свойств готовой продукции.

Разработана и внедрена рациональная технология инвертного сиропа с повышенным содержанием редуцирующих веществ, обеспечивающая увеличение сроков годности МКИ и, как следствие, объемов производства и реализации пряников заварных. Экономический эффект в виде дополнительной прибыли от роста объемов производства составил – 1,3 млн. руб. в год.

Разработана и внедрена технология производства инвертного сиропа в условиях кавитационной обработки, обеспечивающая интенсификацию технологического процесса в 2 раза и снижение себестоимости готового дополнительной прибыль до 2,74 млн. руб. в год.

Разработаны и внедрены 4 принципиально новых весовых дозирующих устройства для сыпучих компонентов, что явилось основой обеспечения заданного соотношения компонентов в каждом единичном изделии и за счет повышения качества выпускаемых изделий позволило увеличить выпуск МКИ на 3,7% (350 тонн в год) на сумму 19,2 млн. руб.

Разработана и внедрена рациональная технология заварных пряников, которая за счет ее адаптации к качеству сырья с большим диапазоном колебаний показателей качества при одновременном значительном повышении качества готовых изделий обеспечила увеличение объемов продаж на 225 тонн в год на сумму 25,1 млн. руб.

Внедрение рациональной технологии сахарного печенья позволило повысить показатели качества готового продукта, увеличить годовой объем производства и реализации до 12,5 тыс. тонн с экономическим эффектом в виде прибыли на сумму 27,2 млн. руб.

Произведен отбор сортов озимой пшеницы, расчет оптимального соотношения ценных, сильных и сортов «филлеров» для формирования помольных партий зерна для получения муки с заданными показателями качества, что явилось основой создания аграрно-пищевой технологии МКИ и предопределило повышение уровня целостности системного комплекса до области высокоорганизованных систем. Обеспечение выпуска МКИ с постоянными показателями качества и снижение стоимости сырья на 5-7% с экономическим эффектом в виде прибыли на сумму 5 млн. руб.

По основным разработкам составлена и утверждена в установленном порядке нормативно - техническая документация ( 8 комплектов) на новые виды заварных пряников и сахарного печенья.

Практическая значимость защищена патентами.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы «Интеграция фундаментальных и прикладных исследований – основа (2007,2010г.г.); международной научно-практической конференции сельскохозяйственного сырья для создания конкурентоспособных пищевых продуктов» г.Волгоград, 2007г.; научно-практических конференциях международных научно-практических конференциях «Новое в технологии и технике пищевых производств» г. Воронеж, ( 2009,2010, 2011г.г.), 2-й 2009,2011г.г.); 4-м международном хлебопекарном форуме г.Москва,( 2011г.).

Результаты работы. Представленная работа является обобщением научных исследований, проведенных автором на ОАО Кондитерский Россельхозакадемии и на кафедре общего и орошаемого земледелия Кубанского аграрного университета, руководимой Найденовым А.С.

компонентов, в основу которого заложены результаты данных исследований, проводились в рамках научно-технического сотрудничества с фирмой TEKON GmbH & Co. KG.

международных выставках: агропромышленной выставке «Золотая осень»

(г.Москва, 2008, 2009, 2010 г.г.), «Дни качества на Кубани» (г.Краснодар, 2008, 2009, 2010, 2011г.г.), международной выставке «Зеленая неделя»

(г.Берлин, 2009, 2010, 2011г.г.), международном экономическом форуме (г.Бонн, 2009г.), 7-ой, 8-ой Международных конференциях «Кондитерские изделия ХХI века» (г.Москва, 2009г., 2011г.), на 2-ой, 3-ей, 4-ой оптовопродовольственных выставках-ярмарках Краснодарского края (г. Краснодар, 2009, 2010, 2011г.г.); Международных инвестиционных форумах (г.Сочи, 2009, 2010, 2011г.г.); Международных выставках «Продэкспо» (г.Москва, 2010г., 2011г.); международной выставке ISM (г.Кельн,.2011г.);

международных выставках SIA & SIMA 2011 (г.Париж, 2011г.).

Основные результаты работы отмечены 6 комплектами наград, каждый - золотой медалью и дипломом 1й степени агропромышленной выставки «Золотая осень» и конференции «Кондитерские изделия XXI.

научных работ, в том числе 17 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ; монография, учебное пособие; получено 4 патента РФ на изобретения, подано 3 заявки на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из общей характеристики работы, 9 глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Основное содержание работы

изложено на 304 страницах, включая 70 таблиц и 122 рисунка. Список литературы включает источников российских и зарубежных авторов.

Автор выражает благодарность руководителям и сотрудникам всех перечисленных учреждений за содействие, оказанное в проведении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Научное обоснование и практические аспекты повышения качества технологий мучных кондитерских изделий (МКИ). Анализ прогноза развития кондитерской отрасли позволил обосновать перспективность увеличения объема мучной группы кондитерских изделий.

Литературный обзор показал, что повышение качества МКИ, вывод их на уровень конкурентоспособной продукции – задача первостепенной важности.

Показано, что одной из основных составляющих конкурентоспособности, его приоритетным фактором является качество продукции, которое, в первую очередь, должно быть ориентировано на покупателя.

Установлена перспективность развития функции качества МКИ путем конкурентоспособности выпускаемой продукции совокупностью внешних факторов, а по характеру влияния внутренних факторов можно определить условия их производства, обеспечивающие получение готовой продукции с заданными свойствами.

Многообразие технологий, машинно-аппаратурных схем, огромный разброс показателей качества сырья и полуфабрикатов явились основанием выбора методологической базы исследований – системного подхода.

Использование методов системологии позволило обосновать единый подход к механизму преобразования сырья в готовые изделия в процессе сложных физико-химических и структурно-механических преобразований.

Комплексный подход при проведении исследований предусматривает наряду с системным подходом рассмотрение МКИ с позиций физикохимической механики, как совокупность физических, химических и коллоидных процессов. Показано, что основная задача физико-химической механики состоит в разработке научных основ управления технологиями МКИ на всех стадиях формирования конечной структуры.

Определены основные направления создания инновационных технологий МКИ. Теоретически обоснована перспективность создания сквозных аграрно-пищевых технологий.

сельскохозяйственного сырья с заранее заданными характеристиками и на их основе получения помольных партий муки с требуемым содержанием клейковины.

Выявлены перспективные направления применения новых видов подвода энергии с использованием кавитационного способа обработки, эффективность воздействия которого обеспечивается совместным гидродинамическим и акустическим кавитационным воздействием во взаимно перпендикулярных плоскостях.

Обоснованы основные положения принципа прослеживаемости полного жизненного цикла «от поля до потребителя» на примере сахарного печенья.

2. Объекты и методы исследований. Разработанная структурная схема исследований представлена на рисунке 1. При проведении исследований использовано сырье, разрешенное Госсанэпиднадзором РФ.

специальных методах исследований структурно-механических свойств и показателей качества сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.

Для оценки структурно-механических характеристик полуфабрикатов и готовых изделий использовали «Структурометр СТ 2» (Россия) и фирмы «Werner Pfleiderer» (Германия), структурограф и фаринограф фирмы «Brabender» (Германия), пенетрометр «АР-4/2» (Германия), пластометр КП- вискозиметр Haake Roto Visco 1. Дисперсность кристаллов сахарозы определяли методом микроскопирования образца в проходящем свете при общем увеличении 100 и 500 на инвертированном металлографическом микроскопе Nikon Eclipse MA 100 с устройством управления DS-L2 головкой камеры DS.

Для определения жирнокислотного состава использовали хроматограф газовый лабораторный с пламенно-ионизационным детектором и программированием температуры.

Качество готовых изделий определяли по следующим показателям:

влажность, щелочность, массовая доля редуцирующих веществ, массовая доля общего сахара (по сахарозе) в пересчете на сухое вещество, органолептические характеристики изделий, а также микробиологические показатели и показателя безопасности в соответствии с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01.

технологических потоков оцениваются по изменению, в первую очередь, структурно-механических свойств систем и равномерности распределения компонентов, характеризуемой коэффициентом Рv.

Постановка задач Теоретическое обеспечение создаваемых технологий МКИ Методология выбора ассортимента МКИ для их производства Основные принципы кавитационной обработки дисперсных заданными свойствами и соотношением компонентов в Внешние факторы – определяющие выбор ассортимента каждом единичном изделии Обоснование принципа единого подхода к технологическим процессам производства МКИ Получение сахаро-жирового полуфабриката как к системе однотипных и Получение эмульсии на сахаре и без операций.

Унификация общих стадий в технологическом потоке получения Определение уровня потоков производства Количественная оценка стабильности заварных пряников и подсистем сахарного печенья Оценка целостности технологического потока Продолжение на следующей странице Продолжение схемы рациональных технологий заварных пряников и сахарного печенья.

Диагностика рациональных технологий Разработка инновационных технологий заварных пряников и сахарного печенья.

Диагностика инновационных технологий Разработка сквозных Прослеживаемость и управленин полным жизненным технологий заварных пряников и сахарного печенья. Диагностика сквозных технологий Разработка и Пакет НТД на новые виды заварных пряников и технической документации на новые виды заварных пряников и сахарного печенья Промышленная апробация и внедрение результатов 3. Методология обоснования ассортимента мучных кондитерских изделий (МКИ) для их получения с заранее заданным соотношением компонентов, структурой и потребительскими свойствами.

На качество кондитерской продукции воздействуют различные факторы, среди них по отношению к предприятию можно выделить две интегрированные границы: внешние и внутренние.

Исследованиями установлена определяющая роль внешних факторов при разработке научных принципов выбора ассортимента мучных кондитерских изделий (МКИ) для их расширенного производства, а также с целью оценки целесообразности дальнейшего производства выпускаемой продукции.

Первым из внешних факторов, влияющих на выбор ассортимента, являются требования покупателей к кондитерским изделиям и их изменение.

В процессе исследований определена динамика потребительского спроса населения Краснодарского края на МКИ и причины, ограничивающие его повышение.

Установлено, что к основным критериям, ограничивающим покупку пряников, следует отнести нестабильность вкусовых характеристик пряника, консерватизм вкуса и формы, высокую цену, отсутствие разнообразия фасовки, ограниченную доступность товара (рисунок 2).

Рисунок 2 – Основные критерии, ограничивающие покупку пряника Динамика роста потребительского спроса населения находится в первую очередь доходами потребителей кондитерских изделий (рисунок 3).

Рисунок 3 - Динамика среднедушевых денежных доходов населения и потребление кондитерских изделий на душу населения в России 2002 -2010гг.

законодательные требования.

Использование международных стандартов ИСО 9001 и принципов ХАССП способствовало на нашем комбинате "Кубань" увеличению объема производства МКИ при одновременном повышении их качества и безопасности.

Применение последних достижений науки и техники по существу является базисом для осуществления государственной политики в области здорового питания.

представленная в виде модели I (рисунок 4), может явиться весьма эффективным способом оценки конкурентоспособности выпускаемой продукции или выбора ассортимента кондитерских изделий, предполагаемого к выпуску.

Рисунок 4 – Модель I для оценки эффективности ассортимента кондитерских изделий, выпускаемого или предполагаемого к выпуску.

Однако при организации производства выбранного ассортимента кондитерских изделий определяющими становятся принципиально иные, внутренние факторы, обусловливающие условия получения конкретных кондитерских изделий, с заданными показателями качества (рисунок 5).

В отличие от внешних факторов, выступающих как единое целое и зависящих друг от друга, внутренние факторы могут влиять на выпуск конкурентоспособных мучных кондитерских изделий, как в совокупности, так и каждый в отдельности.

4. Диагностика функционирования существующих технологий МКИ (в том числе диагностика соответствующих подсистем). Одним из основных положений системологии является проведение диагностики технологического потока, которая позволяет не только качественно, но и количественно оценить стабильность функционирования отдельных подсистем и уровень организованности технологий за счёт выявления наиболее уязвимых и нестабильно работающих подсистем, нуждающимися в совершенствовании.

конкурентоспособных кондитерских изделий с заданными существую- технология и Рисунок 5 – Модель II, определяющая сочетание внутренних факторов и обосновывающая получение мучных кондитерских изделий с заданными Технологические потоки в работе представлены в виде операторных моделей.

4.1.Диагностика существующей технологии заварных пряников. Для расчета уровня целостности технологического потока получения глазированных пряников по методике, разработанной академиком В.А.

Панфиловым принята формула:

где: Q – целостность системы; В2 - стабильность подсистемы В2 (получения корпуса пряников В2); В1 - стабильность подсистемы В1 (получение глазированных пряников); А/В1В2 - стабильность подсистемы А (образование упакованных пряников).

Низкая стабильность подсистемы В2 и относительно низкая стабильность подсистемы В1 подтвердили необходимость разработки рациональных технологий как получения корпусов, так и глазури.

4.2 Диагностика существующей технологии сахарного печенья.

Расчет стабильности технологической системы производства сахарного печенья по существующей технологии показал, что целостность системы его производства на протяжении часа и смены изменяется в следующих пределах: QСВАчас = 0,20 + 0,37 + 0,37 – 2 = – 1, Анализируя данные по стабильности подсистемы С (подготовка сырьевых компонентов), следует отметить, что именно она нуждается в принципиальных изменениях, так как повышение ее стабильности повлияет на качественные показатели подсистемы В2 (получение теста) и всего технологического потока.

5. Принцип единого подхода к унифицированным однотипным операциям при производстве МКИ. Цель данного раздела - обосновать новый подход к технологическим процессам на начальных стадиях получения различных кондитерских изделий с учетом их сложности и многообразия с единых общих позиций, предусматривающий выведение подготовительных стадий за временной барьер основного технологического потока и, как следствие, разрешение основного противоречия любой технологической системы – «качество - производительность».

5.1 Условия получения однородной смеси сыпучих компонентов.

распределения сырьевых сыпучих компонентов и разрушения агрегатов из муки, образовавшихся при хранении в силосах, и повышения текучести неравнозначных в количественном и качественном отношении сыпучих компонентов, предусмотрена их обработка воздушной фазой. Для создания аэрации и интенсивной турбулентности сыпучего сырья в камеру весового дозатора подаётся воздух с небольшим избыточным давлением порядка 1,1 – 1,3 атм. через «фальшивое» дно, расположенное в конусной части камеры весового дозатора (рисунок 6).

Рисунок 6 – Схема аэрации смеси сыпучих компонентов Внедрение данного технологического приема обеспечивает повышение равномерности распределения компонентов в процессе тестообразования до 93-95%. При получении пряничного теста, приготовленного с использованием аэрированной смеси происходит повышение пластичности теста на 8-11% и снижение его плотности с 1230 до 1150 кг/м3. Объем выпеченных корпусов увеличился на 12-15%, намокаемость сахарного печенья повысилась на 75%. Установлена более низкая скорость окислительных процессов в пряниках (рисунок 7).

Рисунок 7 – Изменение перекисного числа в процессе хранения пряников Теоретически и экспериментально обоснована целесообразность получения кислого инвертного сиропа.

По ранее разработанной ГНУ НИИКП рациональной технологии, обеспечивается количество редуцирующих веществ до 78-80% (по судествующей технологии не более 40-50%) и сухих веществ до 78-82%..

Установлена возможность дополнительного выделения диоксида углерода:

двууглекислый натрий, используемый в качестве разрыхлителя, уже при температуре 600С (в процессе заварки) начинает разлагаться на карбонат натрия, диоксид углерода и воду и окончательно в процессе выпечки:

Показано, что при использовании кислого инвертного сиропа с рН порядка 3,2-4,0 в условиях высоких температур (свыше 2000С) происходит разложение карбоната натрия на диоксид углерода и оксид натрия:

Дополнительное вторичное выделение углекислого газа способствует увеличению объема выпекаемого изделия – корпуса пряников на 8-12%, при одновременном повышении вкусовых достоинств готовых изделий из-за снижения общего содержания щелочи в тесте.

По рациональной технологии (рисунок 10б) инвертный сироп получают путем смешивания в течение 8-12 мин сахарного песка и воды в соотношении по массе 1: (0,6-0,8), нагревания смеси с последующим внесением в нее лимонной кислоты, уваривания смеси при перемешивании в течение 100-110 минут и двухстадийным его охлаждением.

Показано, что повышение водоудерживающей способности сиропа до 26-28% объясняется склонностью молекул сахаридов к гидратации, в основном, из-за наличия гидроксильных групп ОН, способных образовывать водородные связи с молекулами воды. Этим объясняется замедление быстрого «черствения» готовых изделий в процессе хранения.

По существующей технологии, изменение перекисного числа наблюдалось на третьем месяце хранения готовых изделий (рисунок 8), а по рациональной технологии – через 5 месяцев.

Рисунок 8 – Изменение перекисного числа в процессе хранения пряников, приготовленных с использованием инвертного сиропа, полученного по С целью интенсификации технологического процесса инвертного сиропа в работе обоснована эффективность применения принципа кавитационной обработки кондитерских масс. По новому способу получения инвертного сиропа: на первой стадии сахар-песок растворяется в горячей воде температурой 80–900С в соотношении 1: (0,24–0,29), то есть в самом начале технологического процесса обеспечивается получение суспензии с влажностью 19–21% (по рациональной технологии – 31–37% ), вводится лимонная кислота в количестве 0,35% от массы сахара - песка и перемешивается в течение 15–20 минут для достижения равномерного распределения сахара и его частичного растворения. На второй стадии производится дополнительная инверсия сахарозы в условиях кавитации с частотой колебаний рабочего органа ультразвуковой установки (УЗУ) 18- кГц и амплитудой колебаний 1-3 мкм, путем рециркуляционного пропуска суспензии в течение 60-65 минут при температуре 95-1000С через зазор, образованный между внутренними стенками камеры реактора и его рабочим органом.

а) по существующей технологии песок пература 20-250С б) по рациональной технологии ГНУ НИИКП 20-250С в) по новой технологии с применением кавитационной обработки кислоты Рисунок 9 – Схемы приготовления инвертного сиропа по различным Для сравнения, приведены технологические схемы получения инвертного сиропа по существующей, рациональной технологии ГНУ НИИКП и в условиях кавитационной обработки (рисунок 9).

редуцирующих веществ от способа и продолжительности приготовления инвертного сиропа.

редуцирующих веществ, Рисунок 10 – Зависимость изменения количества редуцирующих веществ от способа и продолжительности приготовления инвертного сиропа сиропа, приготовленных по рациональной технологии и при кавитационной обработке показана на рисунке 11.

Рисунок 11 – Профилограмма органолептической оценки образцов С целью определения интенсивности кавитационного воздействия показана его общность с вибрационным воздействием. В вибрационных установках оно также осуществляется во взаимно перпендикулярных плоскостях.

При этом, интенсивность вибрирования имеет четкий физический смысл, и определяет плотность энергии механических колебаний генерируемых в единицу времени, т.е. это мощность вибрирования, подводимая к исследуемым системам, которая может рассчитываться по формуле: IВ=а · (где: IВ – интенсивность вибрирования, a - амплитуда колебаний; – частота колебаний). Предполагаем, что интенсивность кавитационного воздействия в процессе получения инвертного сиропа будет подчиняться этой же закономерности:

I max=1,24·106 см2·с-3; I min=0,16·106 см2 с-3.

Печенье, приготовленное на инвертном сиропе с кавитационной обработкой имело намокаемость 257%, влажность 7,2%, тогда, как печенье, приготовленное по рациональной технологии имело намокаемость 194% (по ГОСТ - не менее 150%).

6. Рациональная технология МКИ. Цель данного раздела состоит в совершенствования наиболее уязвимых, нестабильно работающих подсистем.

В модели ІІ в ряду внутренних факторов превалирующее влияние на изменение показателей качества готовых изделий оказывает сырьё Изучено влияние основных рецептурных компонентов на пищевую ценность и технологические свойства МКИ.

Мука пшеничная является основным сырьём при производстве МКИ.

Сравнительный анализ химического состава пшеничной муки высшего и первого сортов показал, что с понижением сортности муки в ней увеличивается содержание белков, жиров, незаменимых аминокислот, витаминов: Е, В6, РР, В, ряда минеральных веществ Na, K, Ca, Mg, P, Fe, пищевых волокон, а содержание крахмала уменьшается.

Жировые компоненты являются одним из основных рецептурных компонентов мучных кондитерских изделий. Анализ жирнокислотного состава растительных жиров, широко используемых в производстве мучных кондитерских изделий, показал, что наиболее сбалансированным является жир растительный, содержащий наибольшее количество незаменимых жирных кислот Молочные продукты являются основным источником животного белка в МКИ. В сухом обезжиренном молоке содержится наибольшее количество белков (почти 40%), микронутриентов, незаменимых аминокислот и минимальное количество молочного жира, что позволяет регулировать энергетическую ценность МКИ.

Яйцепродукты. Установлено, что сухой яичный порошок, получаемый из яйца, по составу заменяет свежее яйцо, т.к. в нём сохраняются все витамины и минеральные вещества, а также способствует повышению пористости, хрупкости и рыссыпчатости МКИ.

Солодовый экстракт. Применение его обеспечивает снижение плотности теста и повышение его пластичности на 8-10%, что объясняется активизацией протеолитической силы фермента энзима. Открываются широкие перспективы замены до 70% одного из химических разрыхлителей углеаммонийной соли на натуральный продукт.

6.1 Рациональная технология заварных пряников. Исследованиями доказана необходимость и целесообразность замены 40-60% рецептурного количества сахара-песка на инвертный сироп. За счет повышения влажности теста обеспечиваются «комфортные» условия для равномерного распределения компонентов (Рv = 91%).

Введение в рецептуру инвертного сиропа и солодового экстракта, обладющих свойствами гидратации приводит к увеличению общего количества редуцирующих веществ, удержанию части жидкой фазы, замедлению «черствения» изделий и увеличению сроков годности пряников до 5 месяцев при сохранении влажности изделий в процессе хранения на постоянном уровне (рисунок 12).

Рисунок 12 – Зависимость изменения влажности пряников в процессе Исследованиями установлено влияние на качественные показатели готовых изделий изменения соотношения количества муки, вводимой на первой и второй стадии получения теста. Доказано, что при зваривании до 93-95% рецептурного количества муки, подаваемой на первой стадии обеспечивается равномерность растпределения компонентов свыше 90%, плотность корпусов пряников снижается с 455 кг/м3 до 430 кг/м3, влажность готовых изделий повышается на 0,5%.

Исследована возможность частичной замены рецептурного количества сахара на кукурузный крахмал в количестве 23-25%, обеспечивающей снижение сахароемкости глазури до 25 %.

При введении крахмала в количестве более 25% резко ухудшаются качественные характеристики глазури. Она становиться хрупкой, осыпается.

позволяет увеличить объем изделий на 22%, снизить плотность пряников до 345 кг/м3 – почти на 10 %, усилить аромат и улучшить вкус. Выпеченные изделия имеют ровную гладкую поверхность и мелкопористую структуру, намокаемость повышается со 150 до 220%.

6.2 Прогрессивная технология сахарного печенья.

прогрессивной технологии сахарного печенья проведена с учетом возможности разделения сложного процесса структурообразования на простые операции, поддющиеся управлению.

По новой технологии предложен двухстадийный способ приготовления эмульсии (рисунок 13) с предварительной подготовкой каждого сырьевого компонента.

Установлена оптимальная, порядка 40-42°С температура жирового компонента перед его подачей в эмульсию. При нагревании свыше 45-50С происходят процессы ускоренного окисления жирового компонента, что снижает его стойкость при хранении и способствует прогорканию продукта.

Солодовый экстракт:вода 1: РВ – 78-80% Рисунок 13 - Технологическая схема приготовления эмульсии в две стадии Установлена эффективность воздействия ПАВ на границе раздела фаз в сочетании с частью жирового компонента при оптимальном соотношении 1:1. Исследованиями доказана необходимость применения ПАВ практически во всех технологиях МКИ.

Исследованиями показано, что при использовании яичного порошка требуется предварительное приготовление его в смеси с водой при соотношении 1:1,3 и выдержка для набухания в течение порядка 2,5 часов.

Применение двухстадийного способа приготовления эмульсии и предварительно полученной смеси сыпучих компонентов обеспечивает получение теста с равномерностью распределения компонентов – свыше 91% и готовых изделий с показателями качества: намокаемость 220-230%, плотность 430 кг/м3 и срок хранения печенья 6 месяцев.

Управление технологическим процессом тестообразования.

Разработано новое направление в оптимизации процесса тестообразования за счет контактирования максимального количества частиц сыпучего сырья с эмульсией. Данная стадия выведена за временные рамки процесса набухания белков муки. Подача смеси сыпучих компонентов осуществляется через щелевые насадки в виде «завесы», на которую через форсунки распыляется эмульсия.

Установлено оптимальное количество частиц твердой фазы размером порядка 25 мкм, а также нижний предел их количества в замешиваемой массе – не менее 90%, при котором обеспечивается равномерное распределение компонентов в тесте порядка 90-91%.

Установлена возможность управления качественными показателями готовой продукции за счет изменения дисперсности частиц твердой фазы.

Показано, что за счет изменения концентрации дисперсионной среды и, как следствие, уменьшения разницы между внешним и внутренним осмотическим давлением, становится возможным управлять степенью набухания клейковины муки, ввиду того, что набухание белков муки находится в обратно пропорциональной зависимости от частичной концентрации дисперсионной среды, которая в тесте регулируется, главным образом, количеством сахара. Именно в этом заключается его дегидратирующее действие.

Для двух дисперсионных сред с одинаковой природой дисперсной фазы и их весовой концентрацией, отличающихся друг от друга по размеру частиц, (например размер одних частиц в 2 раза меньше других) соотношение значений осмотического давления можно выразить формулой:

где: П – осмотическое давление двух рассматриваемых дисперсионных сред;

Расчет показывает, что осмотическое давление среды с частицами больших размеров в 6 раз меньше, чем давление среды с частицами, размеры которых почти в 2 раза меньше.

обеспечивается снижение плотности готового изделия с 460 до 430 кг/м3, увеличение намокаемости со 150 до 220 %, замена до 50 % сахарного песка кислым инвертным сиропом, и, как следствие, повышение сроков годности печенья с 3 до 6 месяцев.

Решена одна из важнейших фундаментальных задач – адаптация технологий к отечественному сельскохозяйственному сырью с большим диапазоном колебаний показателей качества.

6.3 Диагностика рациональных технологий корпусов заварных пряников и сахарного печенья.

технологий заварных пряников и сахарного печенья проведена их диагностика.

Расчет целостности технологической системы получения заварного теста проводили по формуле:

Q = С1 + В2/С1 + В1/ В2С1 + А/ В1В2С1 – где: С1 - стабильность подсистемы С1 (получение инвертного сиропа); В2 – стабильность подсистемы В2 (получение заварного теста на первой стадии); В1 – стабильность подсистемы В1(ферментация теста); А – стабильность подсистемы А (окончательное образование теста).

Qчас = 0,86 + 0,86 + 0,86 + 0,68 – 3 = 0, Qсмена = 0,86 + 0,86 + 0,76 + 0,60 – 3 = 0, Расчет целостности технологического потока получения сахарного печенья проводили по формуле:

Q = С1 + С2/С1 + В2/С1 С2 + В1/В2 С1С2 + А/В1 В2С1С2 – где С1 – стабильность подсистемы С1 (образование смеси сыпучих компонентов); С2 – стабильность подсистемы С2 (получение эмульсии); В2 – стабильность подсистемы В2 (образование теста); В1 – стабильность подсистемы В1 (получение тестовых заготовок); А – стабильность подсистемы А (получение готового изделия).

Полученные данные об относительно высокой стабильности подсистем С1 и С2 – свидетельствуют о том, что предложенные в работе приемы способствовали значительному повышению их стабильности (стабильность аналогичных подсистем по существующей технологии (С Относительно низкая стабильность подсистемы В2 – получения теста сигнализирует о необходимости модернизации данной технологической операции.

технологические системы являются развивающимися и подготовлены к дальнейшему совершенствованию.

7 Разработка инновационных технологий МКИ. Разработаны инновационные технологии выбранного ассортимента МКИ на примере заварных пряников и сахарного печенья.

7.1 Инновационная технология заварных пряников. Введение в увеличению общего количества редуцирующих веществ. Это обеспечивает Дальнейшее повышение качества технологии осуществляется за счет повышения дисперсности твердой фазы, увеличения удельной поверхности количества сахара-песка, используемого по существующей технологии в виде сахарной пудры, в «расплавленный сахар».

Расплав сахара получают путем предварительного расплавления кристаллов сахарного песка при температуре 180-188°С и смешивания с водой в соотношении по массе 1: (0,4–0,6) с последующим его увариванием в течении 14-16 минут при температуре 95-100°С до содержания сухих веществ 78% и редуцирующих веществ 58-61%.

продолжительноси процесса более 18 мин. происходит значительное увеличение содержания сухих веществ и усиление цвета полуфабриката.

Кроме того, наблюдается появление горечи во вкусе.

Показана возможность управления количеством массовой доли редуцирующих веществ путем замены части инвертного сиропа, входящего в его рецептуру, на полуфабрикат «расплавленный сахар» и, как следствие, снижение сладости изделий за счет уменьшения количества фруктозы.

Показано, что при соотношении: инвертный сироп «расплавленный сахар» 0,85 0,15% массовая доля общего сахара в корпусе заварного пряников снижается почти на 22%. Дальнейшее повышение количества «расплавленного сахара» приводит к превышению допустимой влажности теста Совместное использование «расплавленного сахара», фруктозы и пектина обеспечило повышение сроков годности пряников до 9 месяцев (рисунок 14).

Рисунок 14 – Изменение перекисного числа в процессе хранения пряников с использованием различного сырья и полуфабрикатов.

Технологическая схема производства корпуса пряников повышенной пищевой и биологической ценности представлено на рисунке 15.

сахара с фруктозой Рисунок 15 - Технологическая схема приготовления корпуса пряника по Принципиальным отличием инновационной технологии сахарного печенья является использование предварительно полученного сахаро-жирового полуфабриката из сахарного песка в смеси с частью жирового компонента с последующим измельчением полученной смеси на пятивалковой или шариковой мельницах.

С целью определения области использования сахаро-жирового полуфабриката рассмотрен следующий ассортимент полуфабрикатов для кондитерских изделий: жировая начинка для вафельных изделий (I) и конфет на основе пралине (II), с кремовыми корпусами (III), между двумя слоями вафель (IV); глазурь кондитерская (V); полуфабрикаты для сахарного, сдобного печенья и песочных заготовок для тортов и пирожных (VI). На основании этого анализа определены соотношения сахара-песка, принимаемого за единицу и жирового компонента (таблица 1) Таблица 1 –- Соотношения сахара-песка и жирового компонента в сахарожировом полуфабрикате кондитерских изделий количество сахара сахару Исследованиями доказана целесообразность приготовления сахарожирового полуфабриката с минимальным количеством жира по отношению к сахару песку. Это позволяет значительно увеличить количество жира в, так называемом, «свободном» состоянии, для его участия в снижении до минимального уровня основного реологического показателя – вязкости системы.

Коэффициент однородности распределения компонентов более 94% достигается при содержании жира порядка 26%.

Таким образом, обоснован унифицированный способ получения сахаро-жирового полуфабриката с максимальным диспергированием частиц твердой фазы как необходимое условие при создании высокоэффективных технологий мучных кондитерских изделий.

При предварительном получении сахаро-жирового полуфабриката из состава эмульсии полностью исключается сахарная пудра и до 30% рецептурного количества жирового компонента. В связи с этим значительно упрощается технологическая схема получения эмульсии.

эмульсии в 2,6-2,8 раза при высокой однородности распределения компонентов не менее 92%.

Экспериментально установлено, что при использовании сахарожирового полуфабриката и эмульсии, приготовленной по новому способу качество печенья значительно повысилось: намокаемость – свыше 250%, плотность – не выше 415 кг/м3, хрупкость повысилась при одновременном увеличении прочности печенья.

При разработке инновационной технологии обоснован принцип единого подхода на основных стадиях технологического потока: получение смеси сыпучих компонентов, приготовления эмульсии и теста – как однотипных операций, в отличие от общепринятого подхода при создании рассматриваются как существенно отличающиеся друг от друга системы.

7.3 Диагностика инновационных технологий мучных кондитерских изделий. После проведения всего комплекса исследований и практического использования полученных результатов была проведена диагностика инновационных технологий.

7.3.1 Диагностика инновационной технологии заварных пряников.

Расчет целостности проводили по формуле:

Q = С2 + С1/С2 + В2/С2С1 + В1/С2С1 В2 + А/ С2С1В2В1 – 4, где: Q – целостность системы; С2 - стабильность подсистемы С2 (подсистема получения инвертного сиропа); С1/С2 – стабильность подсистемы С1 (подсистемы получения полуфабриката «расплавленный сахар»); В2/С2С1 – стабильность подсистемы В (подсистема образования теста на первой стадии); В1/С2С1 В2 – стабильность подсистемы В1 (подсистема ферментации теста); А/ С2С1В2В1 - стабильность подсистемы А (подсистема получения теста после второй стадии).

Qчас = 1,00 + 1,00 + 0,94 + 0,90 + 0,88 – 4 = 0, Qсмена = 0,98 + 1,00 + 0,92 + 0,89 + 0,86 – 4 = 0, 7.3.2 Диагностика инновационной технологии сахарного печенья с использованием сахаро-жирового полуфабриката.

Расчет целостности проводили по формуле:

где: В3 – стабильность подсистемы В3 (получение теста); В2 – стабильность подсистемы В2 (формования тестовых заготовок); В1 - стабильность подсистемы В1 (получения готового изделия); А – стабильность подсистемы А (получения упакованного готового изделия).

Qсмена =0,86 + 0,86 + 0,96 + 0,96 – 3 = 0, целостности технологических систем заварных пряников и сахарного печенья соответственно обеспечивает возможность их вхождения в область организованных структур и подтверждает инновационный характер данных технологий.

количества клейковины в отдельных помольных партиях, говорит о необходимости создания системного комплекса путем включения в него технологической системы соответствующего сельскохозяйственного производства муки из зерна с заданными показателями качества.

8 Разработка сквозных аграрно-пищевых технологий мучных кондитерских изделий. Исследования показали возможность стабилизации аграрно-пищевой технологии на дальних подступах к собственно пищевым производствам за счет адаптации сельскохозяйственного сырья на примере одного из основных сырьевых компонентов – муки пшеничной.

8.1 Получение зерна и муки заданного качества. Систематизация и анализ полученных данных исследований, проводимых с 2009 года совместно с научными сотрудниками Краснодарского научноисследовательского института сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко и Кубанского Государственного Университета, позволили установить оптимальные условия для получения новых высокоурожайных сортов озимой пшеницы и зерна с заданными технологическими свойствами.

Сорт озимой пшеницы одно из главных средств увеличения продуктивности и получения зерна и муки заданного качества. Многие сорта имеют отличное, генетически обусловленное качество и они выделены в отдельную группу «сильные сорта». Хорошими показателями качества зерна отличаются сорта озимой пшеницы отнесенные в группу «ценных». В отдельную группу выделены сорта «филлеры», урожайность которых выше, чем у сортов с высоким качеством.

Установлено несколько положительных особенностей сортов озимой мягкой пшеницы отнесенных к филлерам. Зерно сортов филлеров отличается более высокой массой 1000 зерен, более низкой натурой зерна и пониженным содержанием сырой клейковины. Всё это с учетом ценовой составляющей обосновывает экономическую целесообразность использования в кондитерской промышленности зерна сортов филлеров.

им.П.П.Лукьяненко нами проведены анализы и дана оценка технологических качеств зерна новых сортов озимой пшеницы относящихся к категориям сильных, ценных и сортам филлерам (таблица 2).

Таблица 2 – Технологические показатели качества зерна разных сортов озимой мягкой пшеницы, (2010 – 2011гг).

Опытные образцы зерна изучаемых сортов озимой пшеницы были переработаны в муку и проанализированы. Основные показатели качества муки представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Технологические показатели качества муки разных сортов озимой мягкой пшеницы, (2010-2011гг).

Выделенные группы сортов озимой пшеницы имеют широкий спектр показателей, что убеждают в возможности формирования партий зерна, которые могут обеспечить получение запланированного вида выпускаемых кондитерских изделий. Такой подбор сортов различающихся как по технологическим, так и по хозяйственно ценовым признакам позволит стабилизировать показатели качества конечного продукта для производства МКИ муки.

8.2 Сквозная аграрно-пищевая технология сахарного печенья.

Аграрная часть системного комплекса аграрно-пищевой технологии всегда предшествует его пищевой части. Проведена серия опытов по получению опытной партии муки с заданными показателями количества (26%) и качества (75 ед.прибора ИДК) клейковины. Ранее проведенные исследования позволили выбрать определенные сорта зерна (таблица 3).

Формирование помольных партий проводили из расчета, что основным сырьем является зерно типичных сортов «филлеров». За основной расчетный показатель приняли количество клейковины. К полученной смеси добавляли зерно ценных или сильных сортов. Результаты приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Процентное соотношение зерна разных сортов для получения помольной партии муки с заданными свойствами.

№ п/п Сорта филлеры Ценные сорта Сильные сорта Соотношение зерна *количество клейковины Из сформированных помольных партий зерна были получены опытные партии муки (таблица 5).

Таблица 5 - Физико-химические показатель муки Анализируя полученные данные для дальнейшего исследования были взяты 3 партии муки - №1, №2 и №3. Оценку готового продукта производили по влажности готового продукта, намокаемости, количеству лома на складе производителя и после транспортирования.

При соблюдении постоянных технологических параметров влажность готового печенья изменялась в пределах 4,45 – 4,5%.

Намокаемость печенья практически не менялась и достигала 215%.

С целью определения потребительских свойств печенья проведен транспортный тест. После транспортировки в течение 12 часов процент лома составил 1,4, что значительно ниже допустимого по ГОСТ значения (до 5,0%).

Анализ полученных данных показал, что печенье, полученное при использовании муки опытных партий, имеет стабильные показатели по органолептические, физико-химические, потребительские и транспортные показатели.

8.3 Диагностика сквозной аграрно-пищевой технологии.

Целостность технологической системы подготовки партий зерна и получения муки с заданными показателями качества рассчитывали по формуле:

где, с1, с2, с3 – стабильность подсистем С( подготовки партий зерна к помолу);

с4 – стабильность подсистемы С4 (получение муки с заданными показателями качества.

Qчас=1+1+1+1-3= Qсмена=1+1+1+0,86-3=0, Полученные данные свидетельствуют о том, что целостность технологического потока подготовки зерна и получение муки с заданными потребительскими свойствами и включение данной подсистемы в единый системный комплекс, позволяет его оценить как систему, в которой информационная энтропия весьма близка к 1, что говорит о достаточно автоматизации.

9 Практическое применение принципа прослеживаемости. ОАО международные системы качества и безопасности ИСО 9001 и принципы ХАССП. Были организованы «посты качества».

организованные «посты качества» дополняются критической точкой по контролю за качественными показателями - муки. Всего организуется три контрольных точки по оценке:

- содержания клейковины муки – оптимальный показатель 26%;

- плотности теста и вязкости – оптимальный показатель теста:

плотность 220 кг/м3, вязкость – 6,0 Па*с;

- показателей качества готового изделия – оптимальные показатели:

плотность 390 кг/м3, намокаемость 260%.

Для получения информации разработана специальная компьютерная программа, которая позволила оценить достоверность полученных результатов с заранее установленными: стабильность порядка 89%.

Первые испытания показали, что контроль жизненного цикла аграрнопищевой технологии сахарного печенья позволил снизить количество возвратных отходов до 1,2%.

Осуществление контроля и возможность в дальнейшем управления полным жизненным циклом технологического потока позволит комбинату подняться на следующий более высокий уровень своего развития.

1. В качестве методологической базы исследований принят принцип прослеживаемости показателей качества мучных кондитерских изделий на протяжении всего жизненного цикла технологической системы «от поля до потребителя», что позволило определить требования к обрабатываемому сырью и полуфабрикатам на «входе» для каждой из подсистем и установить взаимосвязь параметров технологического процесса с показателями качества готовой продукции и количественная оценка степени организованности существующих технологий мучных кондитерских изделий позволила установить уровень целостности: сахарного печенья – 1,47, заварных пряников – 1,54. Определена необходимость реструктуризации данных технологических систем и направления их развития.

2. Разработана методика обоснования типичных представителей мучных кондитерских изделий по комплексной оценке совокупностей внешних факторов, а по характеру влияния внутренних факторов определены условия обеспечения заданных потребительских свойств готового продукта.

3. Теоретически обоснованы принципы управления физико-химическими и структурно-механическими характеристиками сырья, полуфабрикатов и готовых изделий путем максимального дезагрегирования, диспергирования и равномерного распределения компонентов в каждом единичном изделии с целью увеличения активной поверхности раздела фаз.

4. Единый подход к технологиям мучных кондитерских изделий основан на унификации однотипных технологических операций, в процессе которых осуществляется трансформация многокомпонентных сырьевых систем в готовые изделия с учетом их сложности и многообразия. Теоретически обосновано, экспериментально доказано и внедрено научное положение о повышении качества и стабильности технологий в целом путем унификации подготовительных операций на начальных стадиях производства за счет организации в качестве самостоятельных подсистем получения:

- смеси сыпучих компонентов из сырья неравнозначного в количественном и качественном отношении в условиях аэрации с максимальным дезагрегированием частиц твердой фазы и достижения равномерности их распределения Рv не менее 93 – 95 %;

- кислого инвертного сиропа с увеличенным количеством редуцирующих веществ до 80 %, рH до 4,3 и повышенной на 28 % влагоудерживающей способностью, полученного с использованием кавитационного способа обработки;

- суспензии солодового экстракта – сырья природного происхождения, обеспечивающего замену химического разрыхлителя – углеаммонийной соли.

5. Адаптация технологий мучных кондитерских изделий к отечественному сырью с широким диапазоном изменяющихся показателей качества за счет применения новых технологических приемов, позволил обеспечить:

- при производстве пряников использование муки с содержанием клейковины от 24 до 27 %, увеличение объема выпеченных изделий на 22 %, снижение плотности на 12 % и уменьшение сахароемкости пряников на 25 %;

- в рациональной технологии сахарного печенья – снижение плотности готового изделия с 460 до 430 кг/м3, увеличение намокаемости со 150 до %, замену до 50 % сахарного песка кислым инвертным сиропом, и, как следствие, повышение сроков годности печенья с 3 до 6 месяцев.

Диагностика разработанных рациональных технологий позволила оценить степень их развития и установить, что данные технологические системы совершенствованию.

6. Экспериментально доказано и внедрено научное положение о возможности управления процессом структурообразования в основе которого заложен способ приготовления сахаро-жирового полуфабриката с высокой степенью измельчения. Содержание свыше 94% частиц твердой фазы размером менее 25 мкм позволяет обеспечить: максимальное увеличение поверхности раздела фаз, равномерность распределения компонентов свыше 93% и значительную интенсификацию технологических процессов.

Разработаны и внедрены:

- инновационная технология производства сахарного печенья, принципиальным отличием которой является применение сахаро-жирового полуфабриката, приготовление инвертного сиропа в условиях современных видов подвода энергии и значительная интенсификация процесса получения эмульсии. Это позволило повысить вкусовые достоинства готового изделия, увеличить намокаемость до 240%, снизить плотность до 405 кг/м3 и уменьшить количество возвратных отходов с 2,5 % до 1,5 %;

- инновационная технология производства заварных пряников, в которой предусмотрена замена сахарного песка полуфабрикатом «расплавленный сахар» с количеством редуцирующих веществ порядка 61 % и сухих веществ 78 %. Это обеспечило повышение содержания частиц твердой фазы размером менее 25 мкм до 93-94%, снижение сахароемкости пряников на 15% и увеличение срока хранения до 9 месяцев. Диагностика технологий показала, что достигнутый уровень целостности технологических систем заварных пряников и сахарного печенья 0,65 и 0,86 соответственно обеспечивает возможность их вхождения в область организованных структур и подтверждает инновационный характер данных технологий.

7. Теоретически обосновано и практически подтверждено научное положение принципа создания сквозных аграрно-пищевых технологий мучных кондитерских изделий, соединяющих в единый системный комплекс процессы сельскохозяйственного и пищевого производств, объединяющим признаком которых является значительное сжатие допусков технологических параметров на «входе» и «выходе» каждой подсистемы технологического потока и упрочнение связей между ними, что гарантирует повышение функциональной надежности технологий и обеспечение заданного качества готовых изделий.

8. На основании комплексных исследований зерна 18-ти сортов озимой мягкой пшеницы, сформированных помольных партий с различным соотношением сортов зерна и оценки показателей качества сахарного печенья и заварных пряников, полученных с использованием опытных партий муки, установлены технологические требования к зерну, помольным партиям зерна, что позволило повысить показатели качества и стабильность показателей муки пшеничной: содержание клейковины 26 ± 1,5%, ИДК - ед. прибора, число падения 190с., водопоглотительная способность 59%, белизна 0,38 у.ед. прибора РЗ-БПЛ.

Инновационные аграгно-пищевые технологии мучных кондитерских изделий с использованием муки с заранее заданными свойствами обеспечивает повышение стабильности всего системного комплекса и, как следствие, намокаемости до 260% и хрупкости, при одновременном повышении прочности готового изделия и снижение количества возвратных отходов до 1,2%.

Проведенная диагностика показала, что уровень целостности аграрнопищевой технологии равный 0,86 позволяет ее оценить как систему, в которой информационная энтропия близка к единице, что говорит о достаточно высоком уровне организации и готовность её к приёму средств автоматизации.

9. Определено, что получение муки из помольных партий зерна, в состав которых входит зерно типа «Филлер» с содержанием клейковины порядка 20%, повышенной урожайностью и пониженной на 5-7% стоимостью обеспечивает экономический эффект 5 млн. руб.

Внедрение результатов научной работы - инновационных аграрнопищевых сквозных технологий сахарного печенья и заварных пряников, разработанных на основе принципа прослеживаемости и управления процессами структурообразования, произведено на ОАО «Кондитерский комбинат» Кубань» и позволило получить изделия с заранее заданными свойствами и стабильным качеством. Экономический эффект от внедрения данных технологий составит 40,22 млн. рублей в год.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ 1. Кочетов В.К. Рациональная технология заварных пряников //«Хлебопродукты», 2005. - № 10. – с. 80.

2. Кочетов В.К., Савенкова Т.В., Щербакова Т.В. Сырье с функциональными свойствами и пищевая и биологическая ценность сахарного печенья // «Кондитерское производство», 2007. - №2. – с.28-30.

3. Кочетов В.К., Аминева И.Я., Ревина Л.А., Агеева Н.В. Производство функциональных кондитерских изделий для различных возрастных групп // «Хлебопродукты», 2007. - № 8. – с. 40-41.

4. Кочетов В.К. Оценка уровня организованности и развития технологического потока мучных кондитерских изделий // научно-технический журнал КубГТУ «Известия вузов. Пищевая технология», 2011. - № 4. – с. 81-83.

5. Кочетов В.К., Аксенова Л.М., Талейсник М.А. Диагностика существующей и новой рациональной технологии заварных ферментативных пряников // Теоретический журнал РАСХН «Хранение и переработка сельхозсырья», 2011. с. 14-16.

6. Кочетов В.К., Аксенова Л.М., Талейсник М.А. Принцип создания сквозной технологии мучных кондитерских изделий (на примере заварных ферментированных пряников) // «Хлебопродукты», 2011. - № 10. – с. 54-56.

7. Кочетов В.К. Солодовый экстракт – улучшитель вкуса и заменитель химических разрыхлителей // научно-технический журнал КубГТУ «Известия вузов. Пищевая технология», 2011. - № 4. – с. 42-44.

8. Кочетов В.К., Ширина И.Я. Увеличение поверхности раздела фаз за счет повышения дисперсности твердых частиц – необходимое условие высокоэффективной технологии вафельных жировых начинок // «Труды Кубанского государственного аграрного университета», 2011. - № 5 (32). – с.

208-210.

9. Кочетов В.К., Аксенова Л.М., Талейсник М.А., Геворгян А.Л. Максимальное диспергирование исходного сырья - необходимое условие высокоэффективных инновационных технологий кондитерских изделий // «Вестник Воронежской государственной технологической академии. Серия: Пищевая биотехнология», 2011. - № 3 (49). – с. 10-11.

10. Кочетов В.К. Новая технология приготовления глазури, используемой для отделки кондитерских изделий, в частности пряников // «Хлебопродукты», 2011. - № 7. – с. 42-45.

11. Кочетов В.К., Агеева Н.В. Исследование влияния рецептурных компонентов на качество и пищевую ценность пряников заварных ферментативных // «Вестник Воронежской государственной технологической академии. Серия:

Пищевая биотехнология», 2011. - № 3 (49). – с. 30-31.

12. Кочетов В.К., Аксенова Л.М., Талейсник М.А. Интенсификация получения мучных кондитерских изделий // Пищевая промышленность», 2011.- № 7. – с.38.

13. Кочетов В.К., Аксенова Л.М., Талейсник М.А. Стабилизирующее действие дисперсионной среды при получении мучных кондитерских изделий с заданными свойствами и структурой // «Кондитерское производство», 2011. с. 40-41.

14. Кочетов В.К., Ревина Л.А. Двухстадийный способ достижения максимального диспергирования частиц дисперсных фаз на примере технологии кондитерской пасты // «Труды Кубанского государственного аграрного университета», 2011. - № 5 (32). – с. 199-201.

15. Кочетов В.К., Агеева Н.В. Определяющее условие высокоэффективных технологий мучных кондитерских изделий – использование сахара с максимальным диспергированием его частиц // «Хлебопродукты», 2011. - № 6.

– с. 44-45.

16. Кочетов В.К., Аксенова Л.М., Талейсник М.А. Принцип управления структурно-механическими характеристиками мучных кондитерских изделий // «Хлебопродукты», 2011. - № 9. – с. 64-66.

17. Кочетов В.К. Сорт озимой пшеницы – основной фактор увеличения продуктивности и получения зерна и муки заданного качества // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета.

18. Кочетов В.К., Донченко Л.В. Агеева Н.В. Особенности системы НАССР на кондитерских предприятиях // Монография: Краснодар: КГАУ, 2010. – 270 с.

19. Кочетов В.К., Донченко Л.В., Родионова Л.Я., Сокол Н.В., Щербакова Е.В., Соболь И.В. Технология функциональных продуктов питания // Учеб. пособие:

Краснодар: КубГАУ, 2008. – 200 с.; илл. 49; табл. 13.

20. Кочетов В.К., Савенкова Т.В., Талейсник М.А. и др. Способ производства мучной кондитерской массы. Патент на изобретение РФ №2309597 приоритет от 21.08.2006 г.

21. Кочетов В.К., Аксенова Л.М., Талейсник М.А. и др. Способ производства кондитерской сахарной массы. Патент на изобретение РФ №2309602 приоритет от 21.08.2006 г.

22. Кочетов В.К., Талейсник М.А., Щербакова Н.А. и др. Способ приготовления мучного кондитерского изделия, покрытого глазурью. Патент на изобретение РФ №2388228 приоритет от 11.02.2008 г.

23. Кочетов В.К., Талейсник М.А., Агеева Н.В. и др. Способ приготовления мучного кондитерского изделия, покрытого глазурью. Патент на изобретение РФ № 2376769 приоритет от 27.05.2008 г.

24. Кочетов В.К., Талейсник М.А., Агеева Н.В. и др. Способ производства заварного пряника. Заявка на изобретение РФ №2011134583 от 18.08.2011г.

25. Кочетов В.К., Аксенова Л.М., Савенкова Т.В. и др. Способ производства сахарного печенья. Заявка на изобретение РФ №2011129385 от 18.08.2011г.

26. Кочетов В.К., Аксенова Л.М., Савенкова Т.В Способ приготовления инвертного сиропа для мучных кондитерских изделий. Заявка на изобретение РФ № 2010143971 от 28.10.10г.

27. Кочетов В.К. Продукты профилактического питания для различных возрастных групп населения Краснодарского края / Матер. научно-практич.

конф. «Проблемы создания продуктов здорового питания»,Углич сентябрь 2006. – с. 96-98.

28. Кочетов В.К. Использование местных видов сырья при производстве функциональных мучных кондитерских изделий для питания различных возрастных групп населения Краснодарского края / Матер. научно-практич.

конф. «Интеграция фундаментальных и прикладных исследований – основа развития современных аграрно-пищевых технологий», Углич сентябрь 2007.– с.

173-174.

функциональных кондитерских изделий для питания различных возрастных групп населения Краснодарского края / Матер. Межд. научно-практич. конф.

«Современные технологии производства и переработки сельскохозяйственного сырья для создания конкурентоспособных пищевых продуктов», Волгоград.

июнь 2007 – с. 99-101.

30. Кочетов В.К., Агеева Н.В., Ревина Л.А., Аминева И.Я. Качество – приоритетный фактор конкурентоспособности и база для создания функциональных кондитерских изделий / Матер. 7-й межд. конф.

«Кондитерские изделия ХХI века» / Москва апрель. 2009. – с. 12-17.

31. Кочетов В.К., Агеева Н.В., Ревина Л.А., Донченко Л.В. Внутренние факторы, обеспечивающие получение конкурентоспособных кондитерских изделий функционального назначения / Матер. 3-й межд. научно-технич. конф.

«Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности Воронеж, апрель 2009. – с. 258-264.

32. Кочетов В.К. Модели, обеспечивающие выбор оптимального ассортимента функциональных кондитерских изделий, а также получение продукции с заранее заданными свойствами и структурой / Матер. всероссийской научнопрактич. конф. «Принципы пищевой комбинаторики – основа моделирования поликомпонентных пищевых продуктов», Углич, сентябрь 2010. – с. 121-124.

33. Кочетов В.К., Агеева Н.В. Определяющее условие высокоэффективных технологий мучных кондитерских изделий – использование сахара с максимальным диспергированием его частиц / Матер. 8-й межд. конф.

«Кондитерские изделия ХХI века» / Международная промышленная академия, Москва, апрель 2011. – с. 20-25.

34. Кочетов В.К. Новые принципы интенсификации технологических процессов при одновременном повышении качества кондитерских изделий / Матер. 2-й межд. научно-практич. конф. «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия ХХI века» / Кубан. гос. технол. ун-т, Краснодар сентябрь 2011. – с. 75-79.

35. Кочетов В.К. Теоретические и практические пути повышения качества мучных кондитерских изделий / Материалы докладов 4-го межд.

хлебопекарного форума «Современное хлебопечение - 2011» / Москва, октябрь 2011. – с. 78-86.

The dissertation is devoted to the development of scientific and practical aspects development of technologies of flour confectionery (MKI) with a given composition in every single product and high consumer properties.

The principle of traceability of quality of flour confectionery throughout the life cycle of the technological system "from field to consumer" is accepted as a methodological base.

Principles of management of physical and chemical, structural and mechanical properties of raw materials, semi products and finished products by maximal disaggregating, dispergation and uniform distribution of components in every single product is theoretically justified and practically confirmed.

The principle of a uniform approach to MKI technology as to the systems with same type operations is justified.

Scientific and practical aspects of rational MKI technologies, adapted to domestic raw materials with a wide range of changing quality indicators are designed. Innovative technology with the use of principally new semi products: the sugar-fat and "melted sugar" have also been designed.

Cross cutting agro-food technologies MKI, connecting into single system complex processes of agricultural and food industries are designed and applied.

The result of the present work was widely industrial introduction of the designed technologies with an annual economic effect of more than 40 million rubles.