На правах рукописи

Банникова Анна Владимировна

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИСАХАРИДНЫХ ДОБАВОК В

ТЕХНОЛОГИИ КРАХМАЛОСОДЕРЖАЩИХ И

САХАРОСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ

Специальность 05.18.05 – «Технология сахара и сахаристых продуктов, чая,

табака и субтропических культур»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2010 2

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова»

Научный руководитель доктор химических наук, профессор Птичкина Наталия Михайловна

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Кутина Ольга Иосифовна кандидат технических наук, доцент Агеев Виталий Валерьевич

Ведущая организация ГНУ ВНИИ крахмалопродуктов РАСХН

Защита состоится «27» декабря 2010 г. в 1700 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02 при ФГОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления им. К. Г. Разумовского» по адресу: 109029, Москва, ул. Талалихина, 31, ауд.

36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского

Автореферат размещен на сайте ФГОУ ВПО МГУТУ им. К.Г. Разумовского www.mgutm.ru Автореферат разослан: «26» ноября 2010 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. Питание наряду с физической активностью и психо-эмоциональным статусом относится к тем важнейшим факторам качества жизни, которые с момента рождения и до самых последних мгновений жизни воздействуют на организм человека. Рацион каждого человека стал богаче по вкусовым ощущениям, но менее сбалансированным по составу. Рациональное питание - один из главных факторов, определяющих здоровье нации.

Одним из принципов концепции здорового питания является разработка и производство продукции общественного питания с пищевыми добавками, придающими продукту профилактические, лечебные либо функциональные свойства.

Большой вклад в создание методологии производства высококачественных продуктов, в том числе функционального назначения, внесли исследования В.Г. Щербакова, В.В. Ключкина, В.М. Позняковского, А.П. Нечаева, Г.И. Касьянова, Л.Г. Елисеевой, Т.Н. Ивановой, В.Г. Лобанова, Т. Б. Цыгановой и ряда других ученых.

В последнее время широкое распространение получили продукты, обогащенные пищевыми волокнами, аминокислотами, витаминами и минеральными веществами. В группу пищевых волокон входят полисахариды, полученные из сырья растительного, животного или микробного происхождения, обладающие уникальными свойствами загущения, гелеобразования, стабилизации пищевых систем.

На сегодняшний день исследования, позволяющие глубже понять механизм взаимодействия полисахаридов (ПС) с основными компонентами продукта, их воздействия на комплекс реологических, органолептических, физико-химических свойств пищевых систем, определяющий их функции, являются актуальными.

Работа выполнена в рамках договора № 14/01 с Саратовской областной Ассоциацией «Аграрное образование и наука» от 9 апреля 2010 г. по теме:

«Разработка научно-обоснованных технологических решений по созданию ассортимента продукции общественного питания функционального назначения».

Цель исследования – изучение физико-химических свойств и целесообразности использования полисахаридных добавок: агара, фурцелларана, k-каррагинана, низкоэтерифицированного пектина, гуарана, ксантана, полисахаридсодержащего сырья - тыквенного порошка, а также семян тыквы в технологии производства крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

- исследовать и научно обосновать целесообразность использования полисахаридных добавок в технологии крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов;

- подобрать и научно обосновать тип полисахаридных добавок, улучшающих качество в крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктах;

- теоретически и экспериментально обосновать концентрации полисахаридных добавок в крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктах;

- провести комплексную оценку потребительских свойств крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов с ПС;

- разработать технологии и рецептуры крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов с полисахаридными добавками;

- разработать и утвердить техническую документацию на новые виды продуктов питания с полисахаридными добавками;

- провести расчет экономической эффективности производства разработанной продукции.

полисахаридных добавок и особенности их влияния на формирование структуры крахмалосодержащих продуктов. Исследованы и научно обоснованы технологические особенности полисахаридсодержащего тыквенного порошка и ряда других полисахаридов на эмульсионно-пенную структуру сахаросодержащих продуктов.

Выявлен и научно обоснован диапазон концентраций полисахаридных добавок в крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктах. Получены экспериментальные математические зависимости, позволяющие обосновать крахмалосодержащих продуктах.

Исследован и научно обоснован синергизм взаимодействия полисахаридных добавок в сочетании с молочным белком и сахарозой.

Подтверждена возможность использования семян тыквы как источника полисахаридов, эссенциальных жирных кислот и незаменимых аминокислот в технологии производства сахаросодержащих продуктов.

Выявлены закономерности в области использования полисахаридных добавок для производства обогащенных пищевых продуктов.

Впервые получены сведения о потребительских свойствах крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов с полисахаридными добавками и сформулированы научные принципы их производства.

Практическая значимость работы заключается в научнообоснованных инновационных технологических решениях производства крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов с полисахаридными добавками. Определена концентрация полисахаридных добавок, позволяющая обеспечить улучшенную структуру крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов:

- крахмалосодержащих продуктов с тыквенным порошком в количестве 2,0 - 4,0% в качестве структурообразователя, источника пищевых волокон, пектиновых веществ, витаминов, макро- и микроэлементов;

- сахаросодержащих продуктов с полисахаридами в качестве стабилизаторов в концентрациях 0,2 – 0,6%, что в 3 – 6 раз меньше традиционно используемого в качестве стабилизатора этих продуктов желатина, и полисахаридсодержащими семенами тыквы в целях повышения пищевой ценности.

Разработан и утвержден комплект нормативной и технической документации на «Пудинг манный с тыквенным порошком» (ТУ 9194 – 010 – 00493497 - 2010), «Запеканка пшенная с тыквенным порошком» (ТУ 9194 – 009 – 00493497 - 2010). Разработана высокоэффективная технология производства крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов, которая испытана и внедрена на базе предприятия ООО «Мириада».

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на: VII-ой Международной научно-практической конференции и выставке «Технологии и продукты здорового питания» (Москва, 2009), конференции молодых ученых «Инновационные технологии продуктов здорового питания» (Москва, 2009); III-ей Международной научнопрактической конференции «Технология и продукты здорового питания»

(Саратов, 2009); Всероссийской конференции с элементами научной школы «Инструментальные методы для исследования живых систем в пищевых производствах» (Кемерово, 2009); Международной научно-практической конференции «Вавиловские чтения - 2009» (Саратов, 2009); Научнопрактической конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов СГАУ им. Н. И. Вавилова (Саратов, 2010); Конференции по итогам научно-исследовательской и производственной работы студентов за 2009 год (апрель, 2010); Международной конференции «The 10-th International Hydrocolloids conference» (Шанхай, 2010).

Разработанные продукты были представлены на Шестом Саратовском Салоне изобретений, инноваций и инвестиций, на конкурсе «Лучший продукт 2009 года» награждены Дипломом I степени и золотой медалью.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, подана заявка на патент РФ № 2010 119 383 от 14.05.2010.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора литературы, экспериментальной части, заключения, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 194 страницах, содержит 33 рисунка, 36 таблиц и 18 приложений.

Библиографический список включает 225 наименований, в том числе зарубежных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение излагает актуальность, новизну и практическую значимость работы с акцентом на цель и задачи исследования.

Первая глава посвящена анализу применения полисахаридных добавок при производстве продуктов питания. Проанализированы современные тенденции производства продуктов питания нового поколения.

Вторая глава содержит описание организации эксперимента, определены объекты и методы исследования. Общая схема проведения исследований приведена на рисунке 1.

Объекты исследования. В качестве объектов исследования использовались полисахаридсодержащие добавки: тыквенный порошок (ТУ семена тыквы (сорт «Волжская серая», урожай 2009 г); полисахариды - агар, k-каррагинан, фурцелларан, гуаран, ксантан (Danisco, Франция), низкоэтерифицированный пектин (CP Kelco ApS, Дания), альгинат натрия, каробан (FMC comp., USA). Используемые полисахаридные добавки соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1293- "Гигиенические требования по применению пищевых добавок" и разрешены для использования в пищевой промышленности.

Методы исследования. Экспериментальные исследования проводились в 7-10-ти кратных повторениях. Реологические свойства растворов ПС и бинарных систем ПС исследовали с помощью вискозиметра Гепплера;

полуфабрикатов и готовых изделий с тыквенным порошком - на ротационном вискозиметре «Rheotest-2.1» с системой коаксиальных цилиндров (Германия); pH исследуемых систем определяли с помощью иономера «Checker» производства фирмы «Hanna»; активность воды криоскопическим методом на приборе АВК-4; массовую долю влаги термогравиметрическим методом с использованием прибора МХ- компании A&D (Япония); влагосвязывающую способность - методом Грау и Хамма; влагоудерживающую способность - по ГОСТ 7836-85; массовую долю золы - по ГОСТ 51483-99; пенообразующую способность, устойчивость пены - стандартным методом; содержание аминокислот – методом ионообменной хроматографии (ГОСТ Р 51483-99); жирнокислотного состава – по ГОСТ Р 51483-99; содержания кальция - по ПНД Ф14.1:2:4.95-97, магния - по ПНД Ф 14.162.98-97, натрия и калия - по ПНД Ф 14.1:2:4.138-98;

показатели пищевой ценности разработанных продуктов - расчетным методом, органолептический анализ - по 5 – бальной системе; структурномеханические свойства студней – с помощью приборов Вейлера-Ребиндера и

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛИСАХАРИДНЫХ ДОБАВОК В ТЕХНОЛОГИИ

КРАХМАЛОСОДЕРЖАЩИХ И САХАРОСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ

Исследование свойств полисахаридных добавок и возможности их применения при разработке крахмалосодержащих и сахаросодержащих Упруго-пластические Изучение влияния типа и концентрации полисахаридных добавок на физико-химические свойства продуктов с их прибора Валента (ГОСТ 26185-84); температуры застудневания и температуры и плавления студней определяли пробирочным методом (ГОСТ 26185-84); определение абсолютной вязкости киселей – на вискозиметре Гепплера; микробиологические исследования проводили в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01; выбор рекомендуемой концентрации ТП проводился с помощью МПЭ при поиске оптимальных условий, используя статистические методы анализа и обработки наблюдений (Адлер, 1976, Пустыльник, 1968).

В третьей главе представлены материалы собственных исследований и их обсуждение.

Исследование свойств полисахаридных добавок и возможности их применения при разработке крахмалосодержащих и сахаросодержащих Были изучены свойства и целесообразность использования в исследуемых продуктах питания полисахаридных добавок различного происхождения: растительного – низкоэтерифицированного пектина (НЭП), каробана, гуарана; водорослевого – агара, фурцелларана, k-каррагинана;

микробного – ксантана, а также полисахаридсодержащих добавок – тыквенного порошка (ТП) и семян тыквы.

Исследованы органолептические показатели полисахаридов.

Установлено, что они представляют собой порошки белого цвета и не обладают вкусом и запахом.

Экспериментально подобрана стадия подготовки полисахаридов для введения их в пищевые продукты, заключающаяся в предварительном набухании ПС в дистиллированной воде и растворении. Кроме индивидуальных полисахаридов были использованы бикомпонентные системы ПС: агар - НЭП, ксантан - k –каррагинан, гуаран – ксантан, ксантан – каробан, k –каррагинан – каробан. Из литературных источников известно, что использование правильно подобранных для конкретного случая пар полисахарид-1 – полисахарид-2 за счет ассоциативных взаимодействий позволяет существенно улучшить функциональные свойства систем. В таблице 1 приведены данные исследований по подбору параметров набухания и растворения полисахаридов, а также данные по исследованию синергизма (полисахарид-1 – полисахарид-2).

Показано, что растворы полисахаридов не обладают цветом, запахом и вкусом, а, следовательно, не влияют на вкус, цвет, запах продукции на их основе.

Таблица 1 - Параметры набухания и растворения полисахаридных добавок Фурцелларан, агар, k – Гуаран М 100 : ксантан;

гуаран М 30 : ксантан Изучены реологические характеристики растворов полисахаридов и их бинарных систем, используемых в качестве загущающих агентов.

Подтверждено, что вязкость растворов полимеров зависит от конформации их молекулярных цепей, которые они принимают в растворе. Данные исследований зависимости вязкости от концентрации полисахаридов представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Зависимость абсолютной вязкости (, спз) водных растворов полисахаридов от концентрации Наименование ПС k –каррагинан – Гуаран – ксантан каррагинан Ксантан – каробан Из таблицы 2 видно, что результатом синергизма двух полисахаридов (k–каррагинан – каробан, гуаран – ксантан, ксантан – k –каррагинан, ксантан –каробан) является повышение их вязкости. Это объясняется их взаимодействием, проявляющимся за счет связывания зон макромолекул ПС.

Данное взаимодействие может обеспечить более широкий диапазон концентраций и производство продуктов на основе полисахаридов разнообразных структур и свойств.

Изучены основные физические - температура застудневания (Тз, 0С), температура плавления (Тпл, 0С), структурно-механические характеристики студней полисахаридов - прочность (Рк, кг) и упругопластические характеристики в сравнении с часто применяемым в качестве структурообразователя желатином. Экспериментальные данные по физикохимическим характеристикам системы «полисахарид-вода» представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Физико-химические характеристики системы «полисахарид – вода»

НЭП-агар Желатин Е1* - условно-мгновенный модуль упругости;

Е2** - модуль эластичности;

Рк*** - прочность студня на растяжение.

Установлено, что системы с парой полисахаридов имеют более высокую прочность при одной и той же концентрации, не изменяя при этом температуры плавления и застудневания. Выявлены зависимости, позволяющие охарактеризовать упруго – пластические свойства студней.

При этом установлено, что максимальное значение модуля упругости имеют системы с парой агар-НЭП. В ходе экспериментов доказано, что она является самой прочной из исследованных образцов. На основе изучения синергизма полисахаридов выявлено положительное влияние на их комбинированное применение в различных продуктах (пищевые волокна, стабилизаторы, гелеобразователи и др.).

Кроме этого обоснованы необходимые концентрации полисахаридов, что для обеспечения требуемой консистенции сахаросодержащих взбитых продуктов: агар, фурцелларан, k – каррагинан – 0,3-0,5 %; НЭП – 0,8 – 1, 0%;

бинарные системы ксантана и k –каррагинана, ксантана и каробана, гуарана и ксантана, k –каррагинана и каробана – 0,2 – 0,4 %; альгината натрия, бинарные системы агара и НЭП – 0,4 – 0,6 %.

Проведенные исследования позволили оценить влияние различных пищевых добавок на комплекс органолептических, структурно-механических и физико-химических свойств готовой продукции. Оказалось, что помимо структурирующих функций некоторые добавки полисахаридов позволяют дополнительно обогатить продукты питания витаминами, макро- и микроэлементами, пищевыми волокнами.

Например, одной из таких добавок может быть тыквенный порошок, состоящий на 70,56 % из сложных углеводов, из которых 60,14% приходится на пищевые волокна и 15,16% - на пектиновые вещества.

Показано, что лучшие результаты при использовании тыквенного порошка достигаются после его предварительного гидратирования. Были подобраны параметры гидратации (гидромодуль, время и температура) тыквенного порошка. Установлено, что тыквенный порошок наиболее проявляет свою влагоудерживающую способность при температуре гидратации 20 0С. На рисунке 2 показана зависимость вагоудерживающей способности тыквенного порошка от гидромодуля и времени гидратации.

Рисунок 2 - Зависимость влагоудерживающей способности тыквенного порошка от гидромодуля и времени гидратации Из рисунка 2 видно, что лучшими условиями гидратирования тыквенного порошка являются: гидромодуль от 1:2 до 1:4, время - 20 минут.

При этих параметрах наиболее полно проявляются функциональные свойства тыквенного порошка при его внесении в крахмалосодержащие продукты.

Помимо этого, определены функциональные возможности семян тыквы как компонента сахаросодержащих продуктов. В частности установлено, что 100 г семян тыквы обеспечивают 20 % суточной потребности организма в пищевых волокнах, на 30% - в белках, более чем на 50% - в жирах. Кроме этого выявлено, что содержание магния, натрия, калия, кальция в 100 г семян тыквы полностью восполняет суточную потребность в этих макроэлементах.

Показано, что содержание -3 полиненасыщенных жирных кислот в семенах тыквы составляет 45 % от рекомендуемого суточного уровня потребления;

линолевой кислоты (-6) - в 7 раз превышает рекомендуемый уровень суточного потребления. Таким образом, семена тыквы являются концентрированным источником -3 полиненасыщенных жирных кислот и макроэлементов.

Изучение влияния типа и концентрации полисахаридных добавок на физико-химические свойства продуктов с их использованием Дальнейшие исследования позволили уточнить влияние природы пеностабилизирующие свойства в системах «белок – полисахарид». При этом было выявлено, что результатом такого взаимодействия является образование комплексных соединений - «белок – полисахарид».

Исследовано влияние полисахаридов и их бинарных систем, а также желатина, на эмульсионно-пенную структуру системы взбитых сливок 35%ной жирности. Образующаяся при этом система представляет собой эмульсию типа «масло в воде». Оказалось, что после непродолжительного взбивания охлажденная эмульсия сливок насыщается воздухом, приобретая состояние стабильной пластичной пены. Выявлено, что для сохранения пены в привычном виде, необходимо стабилизировать эмульсию, поскольку она термодинамически нестабильна.

Научно обосновано применение полисахаридов в пищевых продуктах вместо желатина, вырабатываемого из туш крупного рогатого скота. Такая замена связана с возможностью возникновения инфекционных заболеваний крупного рогатого скота.

Выявлено, что в системе с молочным белком и с k –каррагинаном, НЭП, альгинатом натрия, парами ПС - ксантаном-каробаном, k – каррагинаном – каробаном, гуараном М 30, М 100 и ксантаном не наблюдалается термодинамическая совместимость, что может быть обусловлено различием структур полисахаридов и их межмолекулярным взаимодействием при различных температурах.

Обосновано применения полисахаридов и их бинарных систем в качестве стабилизирующих агентов: агар с концентрацией 0,3 - 0,5%, фурцелларан - 0,3 – 0,5%; бинарные системы агара и НЭП (в соотношении 1:1) - 0,4 – 0,6%, ксантана и k –каррагинана (1:1), гуарана М 400 и ксантана (1 : 0,5) – 0,2 – 0,4%, и проведены сравнительные исследования комплекса показателей процесса пенообразования: пенообразующая способность, устойчивость пены, время полураспада пены, взбитость.

Установлено, что образование пены наиболее стабильно в продуктах с добавками полисахаридов. Оказалось, что наиболее длинный период полураспада пены наблюдается в системах с добавлением агара – в проведенных экспериментах он составлял 235 мин., а с желатином – не более 175 мин.

Исследована пенообразующая способность полисахаридов и стабильность получаемой при этом пены. Наиболее значимые показатели пенообразующей способности получены у системы с парой полисахаридов агар – пектин (199,8 %,). Выявлено, что для систем, обладающих высокой вязкостью, наблюдается повышение устойчивости пены. Эта ситуация создает кинетические трудности для сближения капелек жира, их подъема и осаждения (рисунок 3).

Рисунок 3–Пенообразующая способность (ПОС) и устойчивость Исследованы технологические параметры применения полисахаридов.

В частности установлено, что продолжительное (10 мин) взбивание на холоде (0 0С) увеличивает взбитость систем почти в 2 раза. На основании полученных данных показано улучшение структуры продукта при введении в него полисахаридов.

Проведены исследования по повышению пищевой ценности крахмалосодержащих продуктов за счет введения в них тыквенного порошка.

С этой целью были поставлены эксперименты по уточнению концентрации тыквенного порошка, добавляемого в крахмалосодержащие продукты. При этом была использована методика планирования эксперимента и статистические методы анализа и обработки наблюдений.

Получены математические зависимости, адекватно описывающие введение полисахаридной добавки в крахмалосодержащие изделия:

O =161,7+0,6 D +1,3 М –0,7 V +0,4 DМ - 0,04 DV–0,04 МV- 0,02 DМV (1), S = 427,6 + 0,9D -0,7 М – 2,6 V - 0,4 DМ + 0,1 МV - 0,4 DV –,08 DMV (2), К = 123,8 - 0,9D+6,8 P - 6V + 1,5DP + 0,2 DV - 0,2 PV +0,2 DPV (3), N = 217,9 +1,8D - 0,1 P –1,8 V + 0,2 DP - 0,04 DV- 0,04 PV - 0,02 DPV (4), где D – количество вносимой добавки, г; М – количество вносимой манной крупы, г; V – количество вносимой жидкости, мл; О – результаты органолептического анализа в сумме по пяти показателям, баллы; S – выход изделия, г; P – количество вносимой пшенной крупы, г; K – калорийность продукта, кКал; N – влагосвязывающая способность, % к общей массе влаги.

Графическое решение этих систем для крахмалосодержащих продуктов при замене части манной крупы представлено на рисунке 4, а при замене части пшенной крупы – на рисунке 5.

Рисунок 4 – Факторная область Рисунок 5 – Факторная область рациональных значений внесения рациональных значений внесения компонентов крахмалосодержащих компонентов крахмалосодержащих изделий при замене части манной изделий при замене части пшенной Рисунки 4, 5 позволяют определить необходимый состав продуктов с использование полисахаридов. Так, например, при частичной замене манной крупы в крахмалосодержащих изделиях количество вносимой добавки должно быть 1,5%, а при частичной замене пшенной крупы – 2,5%.

Оценка потребительских свойств новых видов крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов с Органолептический анализ крахмалосодержащих изделий показал, что добавление тыквенного порошка в количестве 1,5% – 2,5% оказывает положительное влияние на органолептические и структурно - механические свойства продукта. С увеличением концентрации добавки наблюдалось появление выраженного запаха и вкуса тыквы, а также плотности консистенции. Показано, что обогащение крупяных изделий тыквенным порошком способствует улучшению окраски готовых изделий. В ходе дегустации отмечено, что опытные образцы (с концентрацией добавки 1,5% имели равномерную золотистую корочку после тепловой обработки, которая обеспечивается за счет добавки.

Обосновано влияние полисахаридсодержащего тыквенного порошка на вязкость крупяных изделий. Установлено, что по мере увеличения концентрации тыквенного порошка в крахмалосодержащих продуктах, вязкость систем уменьшается. Наиболее пластичными оказались опытные образцы с концентрацией добавки 1,5% и 2,5% (рисунки 6-7).

Рисунок 6 – Зависимость вязкости Рисунок 7 – Зависимость вязкости от крахмалосодержащих изделий при крахмалосодержащих изделий при замене части манной крупы замене части пшенной крупы Выявлено, что при замене части пшенной и манной крупы на тыквенный порошок, изделия обогащаются пищевыми волокнами, макро- и микроэлементами, витаминами, -каротиноидами, входящими в состав тыквенного порошка. Установлено, что 200 г разработанных крахмалосодержащих изделий с концентрацией добавки 2,5% обеспечивает 50% суточной нормы - каротина и 20% - пищевых волокон.

Уточнены возможности повышения влагосвязывающей способности (ВСС) и влагоудерживающей способности (ВУС) в технологии производства крахмалосодержащих продуктов с полисахаридной добавкой.

Экспериментальные данные по физико-химическим показателям крахмалосодержащих изделий представлены в таблице 4.

На основе исследования органолептических, физико-химических и микробиологических показателей установлены сроки хранения крахмалосодержащих продуктов. Проведены микробиологические исследования образцов, обогащенных тыквенным порошком в сопоставлении с контрольными. Периодичность данных исследований, которые проводились при температуре 4±20С, составила 12 ч. Превышение общего количества микроорганизмов было обнаружено по истечению 72 часов хранения. Эти данные позволили рекомендовать сроки хранения крахмалосодержащих продуктов в диапазоне 60 часов при температуре 4±20С.

Таблица 4 – Физико-химические свойства крахмалосодержаших изделий Без ТП 100,00±0,16 69,18±0,64 83,59±0,34 68,18±0,81 0,9907±0, 0,5% ТП 101,95±0,21 75,77±0,50 85,18±0,15 75,07±0,67 0,9915±0, 1,5 % ТП 104,2±0,17 77,14±0,16 88,18±0,16 75,87±0,38 0,9917±0, 2,5% ТП 106,05±0,19 77,42±0,03 92,18±0,81 75,84±0,74 0,9925±0, 3,5% ТП 107,5±0,14 78,62±0,16 92,93±0,87 77,43±0,38 0,9926±0, Без ТП 100,00±0,19 67,54±0,44 81,11±0,89 66,41±0,61 0,9842±0, 0,5% ТП 102,35±0,21 67,56±0,08 82,35±0,04 66,83±0,64 0,9848±0, 1,5 % ТП 105,22±0,14 67,03±0,37 83,62±0,45 67,05±0,84 0,9850±0, 2,5% ТП 106,25±0,22 68,32±0,71 89,59±0,74 65,45±0,44 0,9853±0, 3,5% ТП 107,7±0,13 68,85±0,84 89,68±0,12 67,66±0,38 0,9853±0, 4,5% ТП 109,32±0,16 70,87±0,57 90,84±0,43 69,50±0,56 0,9854±0, На основе данных о природе полисахаридов, их рациональной концентрации, влиянии на комплекс свойств процесса пенообразования разработана и научно обоснована технология взбитого десерта с их применением. Выявлена возможность замены грецких орехов, входящих в рецептуру взбитого десерта, на семена тыквы.

Получены данные, характеризующие состояние липидного и белкового состава семян тыквы «Волжская серая» урожая 2009 года.

Проведен сравнительный анализ содержания аминокислот и жирных кислот в семенах тыквы и грецких орехах. Получены экспериментальные данные по аминокислотному и жирнокислотному составу взбитых десертов. На рисунке 8 показано содержание заменимых (ЗАК), незаменимых (НАК) и условно заменимых (УНАК) аминокислот, насыщенных (НЖК), мононенасыщенных (МНЖК), полиненасыщенных (ПНЖК) жирных кислот в исследуемых сахаросодержащих продуктах.

Показано, что количество незаменимых и заменимых аминокислот в образце с семенами тыквы превышает в 3 раза количество аминокислот в образце с грецким орехом, условно незаменимых – в 1,3 раза. Кроме того, семена тыквы имеют повышенное содержанке минеральных компонентов.

Поэтому их применение при производстве взбитых десертов позволяет обеспечить на 30% суточную потребность организма в магнии (таблица 5).

Рисунок 8 – Аминокислотный и жирнокислотный составы взбитых десертов Таблица 5 - Содержание пищевых волокон и минеральных веществ во взбитых десертах Наименование С грецким орехом 0,64±0,78 28,07±0,11 9,78±0,18 11,27±0,15 18,67±0, С семенами тыквы 2,43±0,39 44,32±0,15 12,36±0,21 16,37±0,14 125,93±0, Показаны более высокие органолептические характеристики взбитых десертов с полисахаридными добавками, по сравнению с образцом, содержащим желатин. Отмечено, что семена тыквы усиливают сливочноореховый запах полученных систем. На основании дегустационного анализа взбитых десертов построена профилограмма органолептической оценки (рисунок 9).

Разработана научно обоснованная технология производства взбитых десертов с полисахаридами и семенами тыквы с заменой желатина и грецкого ореха (рисунок 10).

Рисунок 9 – Органолептические профили сахаросодержащих продуктов t = 6-8 0C, - 5 0C, = 7- Соединение и взбивание t = 6 - Рисунок 10 – Технологическая схема приготовления взбитого десерта с Результаты микробиологических исследований не выявили какихлибо отклонений в санитарно-гигиеническом благополучии готовой продукции.

1. Научно обоснована и экспериментально доказана целесообразность применения полисахаридных добавок в технологии производства крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов.

2. Экспериментально обосновано применение тыквенного порошка и крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов.

3. Определены рациональные концентрации полисахаридных добавок: тыквенного порошка в крахмалосодержащих изделиях - 1,5полисахаридов в сахаросодержащих изделиях взамен желатина на агар и фурцелларан - 0,3-0,5%, бинарных систем полисахаридов агар и НЭП - 0,4 –0,6%, ксантан и k-каррагинан – 0,2-0,4%, гуаран М400 и ксантан – 0,2-0,4%, а также обоснована целесообразность замены грецких орехов на семена тыквы.

4. Выявлены и научно обоснованы закономерности в области использовании полисахаридных добавок для производства обогащенных продуктов.

5. Проведена комплексная оценка потребительских свойств крахмалосодержащих и сахаросодержащих продуктов. Установлено, что при использовании полисахаридных добавок улучшаются органолептические (в среднем на 1 балл) и физико-химические свойства продуктов (в крахмалосодержащих продуктах влагосвязывающая и влагоудерживающая способности увеличиваются на 1-10%, в сахаросодержащих продуктах пенообразующая способность - на 11-31%, устойчивость пены - на 2-8%). При этом увеличение выхода крахмалосодержащих изделий составило 2-9%.

6. Показано возрастание пищевой ценности продуктов с добавками полисахаридов.

7. Разработана и утверждена техническая документация на новые виды продуктов питания с полисахаридными добавками: «Пудинг манный с тыквенным порошком» (ТУ 9194 – 010 – 00493497 - 2010), «Запеканка пшенная с тыквенным порошком» (ТУ 9194 – 009 – 00493497 - 2010);

8. Экономический эффект в производстве продуктов питания составляет:

- при использовании тыквенного порошка в крахмалосодержащих продуктах при замене части манной крупы – 1767,86 рублей на тонну продукции, при замене части пшенной крупы – 16421,2 рублей на тонну продукции;

- при использовании агара, семян тыквы в технологии взбитых десертов - 9629,2 рублей на тонну продукции.

Список работ, опубликованных по теме диссертации 1. Банникова А. В. Изделия из каш с функциональными добавками / А. В.

Банникова, Н. М. Птичкина // Хранение и переработка сельхозсырья. С. 47-49.

2. Банникова, А. В. Изучение функционально-технологических свойств крупяных изделий, обогащенных порошком тыквы / А. В. Банникова // Вестник Саратовского госагроуниверситета. - 2010. - № 11. - С. 43-46.

3. Банникова, А. В. Изучение функционально-технологических свойств взбитых десертов в зависимости от типа стабилизатора / А. В. Банникова, Н. М. Птичкина // Вестник Саратовского госагроуниверситета. - 2010. - № 12. - С. 31-34.

4. Банникова, А. В. Перспективы применения функциональных добавок в крупяных изделиях / А. В. Банникова, Н. М. Птичкина // Современные наукоемкие технологии. - 2010. - № 5. - С. 80-87.

5. Банникова, А. В. Пудинг манный с функциональными добавками / А. В.

Банникова, Н. М. Птичкина // Сборник материалов VII международной научно-практической конференции и выставки «Технологии и продукты здорового питания», конференции молодых ученых «Инновационные технологии продуктов здорового питания». - М. : Издательский комплекс МГУПП, 2009. - С. 31-34.

6. Банникова, А. В. Запеканки пшенные с добавками пищевых полисахаридов / А. В. Банникова, Н. М. Птичкина // Технология и продукты здорового питания: материалы III международной научнопрактической конференции. - Саратов: ООО Издательство «Кубик», 2009.

7. Банникова, А. В. Исследование активности воды в пудингах манных и запеканках пшенных с тыквенным порошком / А. В. Банникова, Е. В.

Фатьянов, Н. М. Птичкина // Инструментальные методы для исследования живых систем в пищевых производствах: материалы всероссийской конференции с элементами научной школы.- Кемерово, 2009. - С. 9- 8. Банникова, А. В. Пудинг манный, обогащенный функциональными добавками / А. В. Банникова, Н. М. Птичкина // Вавиловские чтения – 2009: материалы международной научно-практической конференции. Саратов: ООО Издательство «КУБиК», 2009. - С. 413-415.

9. Банникова, А. В. Поиск оптимальных параметров внесения компонентов в рецептуры запеканок пшенных с функциональными добавками / А. В.

Банникова, Н. М. Птичкина // Актуальные проблемы ветеринарной патологии, физиологии, биотехнологии, селекции животных.

Современные технологии переработки сельскохозяйственной продукции:

материалы научно-практической конференции. - Саратов: ИЦ «Наука», 2010. - С. 94-96.

10. Банникова, А. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных параметров внесения компонентов в рецептуры пудингов манных с функциональными добавками / А. В. Банникова, Н. М. Птичкина // биотехнологии, селекции животных. Современные технологии переработки сельскохозяйственной продукции: материалы научнопрактической конференции. - Саратов: ИЦ «Наука», 2010. - С. 91-94.

11. Банникова, А. В. Использование полисахаридов красных морских водорослей в технологии орехового крема / А. В. Банникова, Е. А.

Давыдова, Н. М. Птичкина // Материалы конференции по итогам научноисследовательской и производственной работы студентов за 2009 год. Саратов, ИЦ «Наука», 2010. - С. 69-71.

12. Bannikova, A. V. Using polysaccharides of algae origin as regulating agents of disperse systems / A. V. Bannikova, N. M. Ptichkina // Published by The 10-th International Hidrocolloids conference / June 20-24, 2010, Shanghai, China. -