Виноградні вичавки
Вичавленням називають все те, що залишається в пресі після віджимання соку зі свіжого винограду або вина з м'яза, що перебродило, тобто гребені, шкірка, насіння і залишки рідини (сусло, вино).
Вичавлення розрізняють за кольором: білу та червону. Якщо вичавка отримана безпосередньо з преса після віджимання свіжого винограду, її називають свіжою, солодкою, небродила, на відміну від вичавки, що зазнала бродіння при зберіганні або отриманої після пресування мезги, що бродила в чані разом з вином. Таку вичавку називають перебродила. Солодким вичавлюванням, що не бродило, в більшості випадків буває біла, одержувана з пресів з білого винограду після віджимання соку, що йде на приготування білого вина або виноградного соку.
Але нерідко трапляється, що з червоних сортів винограду готують білі вина та виноградні соки. У такому разі червоний виноград надходить безпосередньо в прес, де від нього відокремлюють сік. Вижимання, отримане при цьому, буде солодким, не бродить.
У деяких виноробних районах, наприклад, у Кахетії, білі вина готують зброджуванням сусла з додаванням деякої частини білої вичавки. У цьому випадку отримують білу пережимну вичавку.
З солодкої й бродячої стискання можна готувати пікет, званий також напіввином. При отриманні пікету вичавку обробляють водою, після чого відпресовують, а віджату рідину зброджують. Отриману при цьому вичавку називають промитою або пікетною. Вона містить менше виннокислих солей і неміцна при зберіганні ( Приготування пікету в СРСР заборонено, тому що при його отриманні губляться виннокислі солі.).
Вагове співвідношення складових частин у вичавленні буває по-різному і залежить від сорту винограду, з якого отримана вичавка, від метеорологічних умов року і від того, як і на яких пресах проводилося пресування.
Залежно від системи пресів, що вживаються у виробництві, відсоток виходу вичавків з винограду, що переробляється, коливається, так як більш потужні преси, наприклад, гідравлічні і безперервної дії, дають вичавку, віджату краще, ніж на гвинтових пресах.
Кількість води в солодких вичавках, віджатих на гвинтових та гідравлічних пресах, становить від 63 до 70% і невіджатий сусла - близько 50%. Працюючи на пресах безперервної дії при вмісті води та спирту в кількості 55% не-віджате сусло становить від 30 до 40%.
У вичавленні, отриманої після бродіння по червоному способу, є спирт, вміст якого досягає 50-55% від вмісту його у вині, при виготовленні якого отримана вичавка. Віджатий віджимання, що викинув, містить 40% спиртової рідини. Вихід вичавки (з гребенями) при вживанні пресів безперервної дії становить у середньому 13-15%, на гідравлічних 17% та на гвинтових - 20-23% (в середньому 21%).
Вміст виннокислих сполук у солодких вичавках становить у середньому близько 0,5%, іноді знижуючись при сильному відтисканні до 0,2%. У вичавках, отриманих із родзинки винограду, вміст виннокислих сполук підвищується до 2%. Вміст виннокислих сполук у викинутих вичавках з червоного винограду в середньому можна прийняти рівним 0,9%, при мінімальному вмісті в здорових вичавках 0,7% і максимальному 2,3%.
Окремі складові винограду входять приблизно в небродившие вичавки (повітряносухі) в наступному співвідношенні в %.
на правах рукопису
СидоренкоОлександр Володимирович
ВДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ОТРИМАННЯ
ХАРЧОВИХ ПОРОШКІВ З ВИНОГРАДНОГО ВИТИСКУ
ТА ЇХ ВИКОРИСТАННЯ В ХЛІБОДРУКУ
05.18.01 – Технологія обробки, зберігання та переробки
злакових, бобових культур, круп'яних продуктів,
плодоовочевої продукції та виноградарства
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Краснодар, 2012 р.
Робота виконана у ФДБОУ ВПО «Кубанська державна
технологічний університет» (ФДБОУ ВПО «КубДТУ»)
Науковий керівник:доктор технічних наук, професор
Деревенко Валентин Віталійович
Офіційні опоненти:Донченко Людмила Володимирівна
доктор технічних наук, професор,
ФДБОУ ВПО «Кубанський
державний аграрний
університет», кафедра технології зберігання та переробки сільгосппродукції, професор
Первакова Тетяна Вікторівна
кандидат технічних наук, доцент,
Краснодарський кооперативний
інститут (філія) АНО ВПО ЦС РФ «Російський університет
кооперації», проректор з наукової роботи
Провідна організація:ДНУ « Краснодарський науково-
дослідницький інститут зберігання
та переробки сільськогосподарської
продукції» Россільгоспакадемії
Захист дисертації відбудеться 20 грудня 2012 року о 13:00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 212.100.05 у ФДБОУ ВПО «Кубанський державний технологічний університет» за адресою: 350072, м. Краснодар, вул. Московська, 2, корпус Р, ауд. Г-248.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ФДБОУ ВПО «Кубанський державний технологічний університет».
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
канд. техн. наук, доцент В.В. Гончар
1 ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ1
Актуальність роботи.Напружений ритм життя та дефіцит часу для більшості людей спричинив порушення надходження в організм поживних речовин, призвів до якісної та кількісної зміни раціону харчування, в якому переважають рафіновані, висококалорійні, але бідні рослинним білком, поліненасиченими жирними кислотами, харчовими волокнами, вітамінами, вітамінами. іншими необхідними речовинами – продукти.
Хліб – найбільш уживаний продукт харчування, тому введення до його складу корисних компонентів, що містять, у тому числі харчові волокна, позитивно впливає на здоров'я людини. Одним з важливих джерел отримання харчових порошків, до складу яких входить до 20 % клітковини та 5-8 % пектинових речовин, є вичавлення винограду (ВВ), яке практично не переробляється на підприємствах первинного виноробства РФ і у вигляді відходів виробництва вивозиться як органічне добриво на поля. У 2011 році на підприємствах Краснодарського краю було перероблено 165 тисяч тонн винограду та отримано близько 25 тис. тонн вичавки (без гребенів), з якого можна було б отримати близько 7 тис. тонн харчового порошку (ПП) та стільки ж виноградного насіння, що є сировиною для отримання цінної виноградної олії. Тільки за рахунок втрати виноградного насіння підприємствами краю недоотримано до 32 млн. рублів за середнього розрахункового виходу виноградної олії 10%.
Проблема підвищення харчової цінності хлібобулочних виробів, у тому числі з добавками, отриманими з вичавки винограду, відображена в роботах багатьох вчених: Л.Я. Ауермана, Р.Д. Поландової, С.Я. Корячкіна, В.Д. Малкіна, Т.Б. Циганової, А.С. Джабоєва, В.С. Колодязний, Т.В. Первакова, О.М. Мусаєвої, Д.В. Кондратьєва, В.І. Мартовщука та інших.
У зв'язку з цим, удосконалення технології отримання харчових порошків з вичавків винограду червоних та білих сортів та використання їх у хлібопеченні для підвищення харчової цінності хліба є актуальним, має важливе наукове та практичне значення.
Дисертаційна робота виконувалася відповідно до х/д № 6.34.03.05-11 «Обґрунтування технологічних параметрів конвективного сушіння виноградних вичавків» з ТОВ «Фірма Сомельє» та з держ. завданням Міністерства освіти і науки РФ №4.1897.2011 «Розробка інноваційної технології продуктів харчування функціонального призначення на основі глибокої та комплексної переробки рослинної сировини».
1.2 Мета та завдання досліджень. Мета досліджень – удосконалення технології отримання харчових порошків з вичавлювання винограду білих та червоних сортів та їх застосування у технологіях отримання нових сортів пшеничного та житньо-пшеничного хліба підвищеної харчової цінності.
Відповідно до поставленої мети вирішувалися такі завдання:
- Провести аналітичний огляд інформаційних джерел по темі досліджень;
– дослідити вплив основних технологічних та кінетичних параметрів на ефективність конвективного сушіння вичавки винограду червоних та білих сортів;
– удосконалити технологію отримання харчових порошків з вичавлювання винограду білих та червоних сортів;
– дослідити хімічний склад харчових порошків із виноградних вичавків білих та червоних сортів, визначити показники їхньої безпеки;
– дослідити вплив порошків з вичавки білих та червоних сортів винограду на хлібопекарські властивості пшеничного та житнього борошна та можливості його використання для активації пресованих дріжджів;
– дослідити вплив порошків з вичавки винограду білих та червоних сортів на властивості тіста, якість хліба з пшеничного та суміші житнього та пшеничного борошна;
– визначити оптимальне дозування харчових порошків з вичавки винограду білих та червоних сортів, оптимальне співвідношення житнього та пшеничного борошна, а також обґрунтувати спосіб внесення порошку;
– розробити технологічні рішення та рецептури на нові сорти пшеничного та житньо-пшеничного хліба та оцінити їх харчову цінність;
– провести дослідно-промислову апробацію запропонованих технологій нових сортів хліба з пшеничного, суміші житнього та пшеничного борошна, розробити та затвердити технічну документацію на нові сорти хліба;
- Оцінити економічну ефективність від впровадження розроблених технологічних рішень.
1.3 Наукова новизна.Науково обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність отримання харчових порошків з вичавки винограду білих та червоних сортів та високу ефективність застосування їх у виробництві нових сортів хліба з пшеничного, суміші житнього та пшеничного борошна.
Встановлено вплив основних технологічних та кінетичних параметрів на ефективність конвективного сушіння солодкої вичавки винограду сорту Шардоне, збродженої вичавки сортів Шираз та Каберне, а також вичавки, отриманої із замороженого винограду сорту Рислінг. Показано, що вичавлення винограду відноситься до колоїдних капілярно-пористих матеріалів, а співвідношення в ній форм вільної та пов'язаної вологи визначальним чином залежить від способу переробки винограду.
Встановлено раціональні технологічні параметри конвективного сушіння вичавків досліджених сортів винограду. Отримано емпіричні рівняння для розрахунку тривалості першого та другого періодів сушіння, що дозволяють визначити загальну тривалість процесу сушіння при заданій вологості висушеної вичавки.
Удосконалено технологію отримання харчових порошків з вичавків білих та червоних сортів винограду.
Встановлено позитивний вплив порошку, отриманого з вичавлювання винограду білих сортів, на підйомну силу дріжджів, зумовлений впливом його компонентів на дріжджові клітини, що призводить до покращення показників якості хлібобулочних виробів. Показано можливість та обґрунтовано ефективність застосування його у вигляді компонента живильної суміші для покращення якості активованих пресованих дріжджів.
Встановлено оптимальне дозування порошку, отриманого з вичавків винограду червоних сортів, що забезпечує у поєднанні максимально можливі значення пористості, пружності м'якішу та формостійкості житньо-пшеничного хліба. Експериментально та науково обґрунтовано способи внесення харчових порошків з вичавки винограду білих та червоних сортів при виробництві пшеничного та житньо-пшеничного хліба.
Новизна запропонованих технологічних рішень підтверджена патентом РФ на корисну модель: № 110603 від 27.11.2011 р. «Лінія приготування рідкої закваски та тіста з житнього та житньо-пшеничного борошна».
1.4 Практична значимість.Розроблено та передано ТОВ фірмі «Сомельє» та ТОВ АФ «Саук Дере» технологічні інструкції з раціональними параметрами конвективного сушіння виноградних вичавків для практичного застосування у виробництві.
Розроблено та затверджено комплекти технічної документації для нових сортів пшеничного та житньо-пшеничного хліба: «Новий» та «Особливий», збагачених харчовим порошком з виноградних вичавків, які апробовані в умовах ВАТ «Краснодарський хлібозавод № 3».
Фактичний економічний ефект від впровадження розроблених технологічних рішень та реалізації нових видів продукції в обсязі 100 тонн на рік становив 36 тис. руб.
1.5 Апробація роботи.Основні положення дисертаційної роботи доповідають, обговорені та схвалені на наукових семінарах кафедри процеси та апарати харчових виробництв КубДТУ (м. Краснодар, 2009–2011 рр.); X Міжнародній конференції молодих вчених «Харчові технології та біотехнології» (м. Казань, 2009 р.); ІІІ Міжнародній науково-практичній конференції «Харчова промисловість та агропромисловий комплекс: досягнення, проблеми, перспективи» (м. Пенза, 2009 р.); Дванадцятій міжнародній науково-практичній конференції «Сучасні проблеми техніки та технології харчових виробництв» (м. Барнаул, 2009 р.); 9-ій Міжнародній науково-практичній конференції «Інновація, екологія та ресурсозберігаючі технології на підприємствах машинобудування, авіабудування, транспорту та сільського господарства» (м. Ростов на Дону, 2010 р.); 2-ї Міжнародної науково-практичної конференції «Хлібобулочні, кондитерські та макаронні вироби XXI століття» (м. Краснодар, 2011 р.); Міжнародна науково-практична конференція «Сучасні досягнення біотехнології» (Ставрополь, 2011 р.).
1.6 Публікації. За матеріалами виконаних досліджень опубліковано 12 наукових праць, у тому числі 4 статті в журналі, рекомендованому ВАК Мінобрнауки РФ, та отримано один патент РФ на корисну модель.
1.7 Структура та обсяг дисертації.Дисертація складається із вступу, аналітичного огляду інформаційних джерел на тему дослідження, методичної частини, експериментальної частини, висновків, списку використаних літературних джерел та додатку. Основну частину роботи викладено на 117 сторінках комп'ютерного тексту, включає 25 таблиць і 22 рисунка. Список літературних джерел включає 106 найменувань, зокрема 13 – зарубіжних авторів.
2 ОБ'ЄКТИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1 Об'єкти досліджень.Як об'єкти досліджень використовували вичавку після бродіння з винограду червоних сортів Шираз і Каберне, свіжовироблену вичавку білого винограду сорту Шардоне та вичавку із замороженого білого винограду сорту Рислінг урожаю 2008–2010 рр., вирощеного в Краснодарському краї та отримано а також харчові порошки (ПП), отримані зі шкірки висушених вичавків винограду білих і червоних сортів.
При проведенні досліджень також використовували: борошно пшеничне загального призначення типу М 75-23 (ГОСТ Р 52189-2003), борошно житнє обдирне (ГОСТ Р 52809-2007), дріжджі хлібопекарські пресовані, сіль куховарську харчову, цукор, що відповідають вимогам сировину.
2.2 Методи досліджень.Структурна схема досліджень представлена малюнку 1.
Малюнок 1 – Структурна схема досліджень
У роботі застосовували як загальноприйняті, і спеціальні методи досліджень якості сировини, властивостей напівфабрикатів і готових виробів.
Визначення масової частки сухих речовин, вуглеводів та золи проводили за загальноприйнятими методиками. Зміст загального азоту визначали методом К'єльдаля. Визначення масової частки вітамінів у порошку та хлібобулочних виробах здійснювали колориметричним та титрометричним методами, а також методом інверсійної вольтамперометрії.
Харчову безпеку порошків з вичавків винограду білих та червоних сортів, а також хлібобулочних виробів оцінювали за вмістом токсичних елементів, мікробіологічних та радіологічних показників.
Дослідження конвективного сушіння проводили на стендовій циркуляційній сушарці за відомою методикою при швидкості сушильного агента (повітря) від 6,0 до 11,0 м/с та його температурі 60–80 °С.
Масову частку та якість клейковини борошна визначали за ГОСТ 27839-88; пружно-еластичні властивості клейковини - за показаннями приладу ІДК-2, за показником К20 на приладі АП-4/2 (НДР); газоутворювальну здатність борошна – на приладі Яго-Островського. Для оцінки вуглеводно-амілазного комплексу житнього борошна використовували прилад «Амілотест АТ-97», визначення реологічних характеристик тіста (загальна деформація стиснення та адгезійна здатність тіста) проводили на приладах «Реотест-2», «Структурометр СТ-1» та пенетрометр АТ /2. Активацію дріжджів проводили за методикою ДЕРЖДНІХП. Підйомну силу дріжджів визначали стандартним методом за ГОСТ 171-81 і прискореним методом швидкості спливання кульки тіста. Випікання хлібобулочних виробів проводили в лабораторних та виробничих умовах. Оцінку якості хлібобулочних виробів проводили за фізико-хімічними та органолептичними показниками, прийнятими для характеристики якості хліба та рекомендованим державним стандартом. Структурно-механічні властивості м'якуші хліба досліджували на приладах «Структурометр СТ-1» та пенетрометр АП 4/2. Вміст пектинових речовин у досліджуваних зразках хліба проводили карбозольним методом.
Статистичну достовірність результатів досліджень оцінювали за відомими методиками з використанням пакетів прикладних комп'ютерних програм Microsoft Office Excel – 2007 та Statistica 6.0 for Windows.
3 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА
3.1 Дослідження впливу основних технологічних та кінетичних параметрів на ефективність конвективного сушіння вичавки винограду червоних та білих сортів. Вичавлення з червоного винограду сортів Шираз і Каберне отримані після бродіння з віджиманням на шнековому пресі К1-ВВС-20. Вичавки з білого винограду сортів Шардоне та Рислінг отримані відповідно зі свіжозібраної сировини на мембранному пресі Della Toffola при щадних режимах віджиму та із замороженого винограду на гідравлічному пресі Vaslin Bucher. На малюнку 2 представлені криві швидкості конвективного сушіння N() = dU/d, отримані чисельним диференціюванням експериментальних даних кінетики сушіння ВР. У першому періоді постійної швидкості сушіння вологовміст матеріалу зменшується за лінійним законом, коли випаровується вільна волога. Закінчується цей період досягненням першого критичного вмісту вологи, значення якого для досліджених зразків ВР становили 73,3–287,2 % на абсолютно суху речовину.
У другому періоді спадної швидкості сушіння ВР форма S-подібних кривих, розділених на дві зони в місцях перегину точкою другого критичного вмісту вологи (становила 20,5–141,7 %), визначає різний характер пов'язаної вологи.
У 1-й зоні крива швидкості сушіння звернена опуклістю до осі вмісту вологи, що характерно для сушіння капілярно-пористих матеріалів, а 2-й зоні – звернена до осі ординат, що спостерігається при сушінні кіл-
лоїдних тіл і в цілому характерно для складних систем. Відповідно до класифікації А.В. Ликова вологих тіл за колоїдно-фізичними властивостями, ВР відноситься до колоїдних капілярно-пористих матеріалів.
Усі графічні залежності мають якісну аналогію, але суттєво відрізняються чисельними значеннями характеристичних точок: початкових, критичних та кінцевих значень вмісту вологи.
Для розрахунку часу сушіння в першому періоді 1=U/ N1 отримана в загальному вигляді емпірична залежність швидкості сушіння від швидкості сушильного агента (повітря), м/с:
де А1 та В1 – коефіцієнти, отримані на підставі експериментальних результатів для кожного сорту ВР.
Для розрахунку швидкості сушіння у 2-му періоді для 1-ї та 2-ї зони сушіння отримані відповідно такі емпіричні рівняння в загальному вигляді від поточного значення вмісту вологи U:
Встановлено залежності для розрахунку тривалості часу сушіння в 1-й та 2-й зонах другого періоду при заданому вмісті вологи висушеної вичавки, які представлені в загальному вигляді:
де - лінійні рівняння, отримані на підставі експериментальних даних для кожного сорту ВР.
Порівняльний аналіз впливу технологічних та кінетичних параметрів на ефективність конвективного сушіння ВР показав наступне. Якщо для збродженої ВР червоних сортів (рис. 3) вміст вільної та зв'язаної вологи порівнянний, то у вичавленні, отриманій із замороженого винограду сорту Рислінг, вміст капілярно-пористої та колоїдної вологи відповідно майже в 2 і 9 разів більше, ніж у солодкій ВР сорту Шардон.
Для отримання ВР вологістю 10 % загальна тривалість сушіння, розрахована за рівняннями (1-5), склала відповідно для зниженої вичавки Каберне і Шираз 27,8 хв. та 32,9 хв., для солодкої 53,2 хв. та для вичавки із замороженого винограду 92 хв.
Помітні відмінності мають і кінетичні параметри, наприклад, швидкість сушіння в 1-му періоді (при = 11м/c та = 80 °С) для ВР сорту Рислінг в 1,32 разів більше, ніж для сорту Шардоне, а для сортів Шираз і Каберне відповідно більше у 1,43 та 1,46 разів.
Малюнок 3 – Розподіл форм вільної та пов'язаної вологи у ВР сортів: а) Каберне; б) Шираз; в) Шардон; г) Рислінг:
1 – вільна, 2 – капілярно-пориста;
3 – колоїдна
Таким чином, ефективність конвективного сушіння ВР в першу чергу залежить від її структурно-механічних властивостей, які формуються в процесі переробки винограду (свіжого, після бродіння або замороженого), що і зумовлює співвідношення форм вільної та пов'язаної вологи.
3.2 Удосконалення технології отримання харчових порошків з вичавлювання винограду білих та червоних сортів.Підготовлену вичавку піддавали сушінню в конвективній сушарці при температурі гарячого повітря 75–80 °С та його швидкості руху 11 м/с з отриманням висушеної вичавки з вологістю 10–11 % при заданій тривалості процесу для кожного сорту. Потім вичавку просіювали через сито (d = 14 мм). Сходова фракція – шкірка, проходова фракція – насіння винограду, яке є цінною сировиною для отримання високоякісної виноградної олії.
Подрібнення шкірки здійснювали на лабораторному технологічному млині ЛМТ-1 з подальшим просіюванням через шовкове сито № 21, а сходову фракцію направляли на повторне подрібнення. Отриманий порошок з ВР мав однорідний по дисперсності склад з розміром частинок від 30 до 160 мкм вологістю 8,0-10,0% світло-коричневого кольору, кисло-солодкого терпкого кольору, з приємним ароматом винограду. На підставі проведених досліджень розроблено на операторному рівні функціонально-структурну схему лінії (рис. 4) для отримання харчового порошку (ПП) з ВР білих і червоних сортів.
3.3 Дослідження хімічного складу харчових порошків з вичавлювання винограду білих та червоних сортів, визначення показників їхньої безпеки. Для підтвердження доцільності та можливості застосування харчових порошків з ВР білих та червоних сортів як добавки, що збагачують хлібобулочні вироби важливими нутрієнтами, проводили оцінку їх хімічного складу (табл. 1).
Малюнок 4 – Функціонально-структурна схема лінії отримання ПП із ВР: I – підсистема сушіння; II – підсистема поділу; III – підсистема подрібнення; ТО (технологічний оператор) 1 – конвективна сушарка; ТО2 – вентилятор; ТО3 – калорифер; ТО4 – сепаратор; ТО5 – контрольний сепаратор; ТО6 - подрібнювач грубого помелу; ТО7 - подрібнювач тонкого помелу
Таблиця 1 – Хімічний склад харчових порошків із ВР білих та червоних сортів
Найменування показника | Сорт вичавки |
|||
Масова частка вуглеводів, %, у тому числі: – пектинових речовин, % - Клітковини, % | ||||
Масова частка кислот, % | ||||
Масова частка дубильних та фарбуючих речовин, % | ||||
| - Заліза, мг % - марганцю, мг % – цинку, мг % – міді, мг % – йоду, мкг % – натрію, мг % – калію, мг % – кальцію, мг % – магнію, мг % | ||||
| -каротина | ||||
Як видно з таблиці 1, основним компонентом отриманих добавок є вуглеводи, представлені в основному пектиновими речовинами та клітковиною. У значній кількості в порошках з виноградних вичавків містяться вітаміни, мінеральні речовини та харчові волокна, що надають зміцнюючу дію на клейковину борошна та позитивний фізіологічний вплив на організм людини.
Пектинові речовини, що містяться в порошках з виноградних вичавків, мають хорошу зв'язувальну здатність, що свідчить про його ефективність як детоксиканту.
В отриманих порошках з виноградних вичавків містяться також дубильні речовини, що мають біопротекторні властивості, які є необхідними для організму.
Отримані результати досліджень та встановлені значення показників безпеки харчових порошків із ВР, що відповідають вимогам СанПіН 2.3.2.1078-01, підтверджують доцільність їх використання під час виробництва хлібобулочних виробів підвищеної харчової цінності.
3.4 Дослідження впливу порошків з виноградного вичавлення на хлібопекарські властивості пшеничного, житнього борошна, та можливості використання при активації пресованих дріжджів. Враховуючи сприятливий вплив порошків, отриманих з ВР, на хлібопекарські властивості пшеничного та житнього борошна, а також їх багатий хімічний склад, проводили дослідження щодо їхнього впливу на попередню активацію пресованих дріжджів. Як контроль використовували активовані пресовані дріжджі на водно-борошняної суспензії. У дослідні зразки додавали порошок із ВР у кількості 0,5–2,5 % до маси борошна, що підвищує біологічну активність дріжджів та скорочує тривалість активації пресованих дріжджів до 1 години (тривалість активації пресованих дріжджів без внесення ПП з ВР – 2, ). Це дуже важливим показником, яким можна будувати висновки про можливе скорочення тривалості технологічного процесу.
3.5 Дослідження впливу порошків з виноградної вичавки на властивості тіста з пшеничного та суміші житнього та пшеничного борошна. Результати досліджень впливу ПП із ВР білих сортів на реологічні властивості пшеничного тесту представлені в таблиці 2.
Таблиця 2 – Вплив ПП із ВР білих сортів на реологічні властивості тіста з борошна пшеничного загального призначення типу М 75-23
| введений | Дозування, | Показник пенетрометра К60, од. приладу | Показання Структурометр СТ-1 |
||
Контроль | |||||
Визначення реологічних характеристик житньо-пшеничного тесту здійснювали відразу після замісу та наприкінці бродіння на ротаційному віскозиметрі «Реотест-2». Внесення 7,0 % - 11,0 % ПП з ВР червоних сортів сприяло збільшенню граничної напруги зсуву після замісу в 1,3-2,6 раза, коефіцієнта консистенції в 1,25-1,75 рази, ефективної в'язкості в 1,5 -1,7 рази відповідно порівняно з контролем.
3.6 Визначення оптимального дозування харчових порошків з виноградного вичавлення, оптимального співвідношення житнього та пшеничного борошна та обґрунтування способу внесення порошку. Експериментальні дослідження проводили за планом Рехтшафтнер. За функції відгуку було прийнято: YП – пористість житньо-пшеничного хліба, %; YУ - пружність м'якуш, од. приладу; YФ - формостійкість, яка визначалася як відношення висоти до діаметру подового хліба. Досліджуваними факторами були: П – дозування порошку з вичавки винограду червоних сортів, %; Д – дозування дріжджів, %; Р - частка житнього борошна; С – дозування цукру, %.
Після виключення незначних членів за величиною довірчого інтервалу з урахуванням помилки експерименту, діагональних елементів інформаційної матриці та критерію Стьюдента, отримані відповідно такі рівняння регресії, адекватно описують експеримент на 10% рівні значимості за критерієм Фішера при відносній помилці експерименту не більше 3 :
Визначення впливу ролі факторів у рівняннях (6–8) проводили шляхом їхнього порівняльного ранжування. І тому за відповідним однофакторным залежностям проводили стабілізацію інших досліджуваних чинників лише на рівні, що відповідає зоні кращого виходу, тобто. при максимальній пористості житньо-пшеничного хліба, максимальній пружності м'якуша та максимальної формостійкості житньо-пшеничного хліба.
Встановлено, що найбільший вплив на пористість житньо-пшеничного хліба має дозування порошку з ВР сорту Каберне, потім частка житнього борошна, дозування дріжджів і найменше впливає на дозування цукру. На гнучкість м'якішу найбільший вплив мають частка житнього борошна, потім дозування порошку з ВР, дозування цукру і найменший вплив має дозування дріжджів. На формостійкість житньо-пшеничного хліба найбільше впливають дозування порошку з ВР сорту Каберне, потім частка житнього борошна, дозування цукру та найменший вплив має дозування дріжджів.
Для зони кращого виходу визначено оптимальне дозування порошку з ВР сорту Каберне при виробництві житньо-пшеничних сортів хліба дорівнює 9,5% до маси борошна в тесті при співвідношенні борошна житнього обдирного і пшеничного першого сорту 50: 50. При оптимальному дозуванні порошку за рівняннями регресії (6, 7, 8) значення пористості, пружності м'якішу та формостійкості, які відповідно дорівнюють 73,6 %; 31,6 та 0,57.
Отримані результати показали, що за фізико-хімічними показниками (обсягом, пористістю, кислотністю) хліб, що містить ПП з ВР, перевершує хліб без добавок. Однак при приготуванні хліба із сортового пшеничного борошна порошок із ВР білих сортів дещо затемнює м'якуш. Тому в тісто з пшеничного борошна його доцільно додавати не більше 3% маси борошна в тісті.
Досліджували різні способи внесення порошку з виноградних вичавків в оптимальних дозуваннях при приготуванні пшеничного та житньо-пшеничного тіста відповідно безопарним способом та на густій заквасці. Найкращими за органолептичними та фізико-хімічними показниками були проби хліба, приготовані із внесенням порошку з виноградних вичавків у вигляді суспензії у воді та при змішуванні порошку із суспензією пресованих дріжджів. Проби хліба відрізнялися великим питомим обсягом, ніжним еластичним м'якушем з більш розвиненою тонкостінною пористістю. Також покращилися структурно-механічні властивості м'якішу та пористість.
3.7 Розробка технологічних рішень, рецептур на нові сорти пшеничного та житньо-пшеничного хліба та оцінка їхньої харчової цінності. На підставі отриманих результатів розроблено рецептури нових сортів пшеничного та житньо-пшеничного хліба: хліб «Новий» та хліб житньо-пшеничний «Особливий», збагачені відповідно порошками з ВР білих та червоних сортів. Розроблено та затверджено комплекти технічної документації на хліб «Новий» та хліб житньо-пшеничний «Особливий». Результати дослідно-промислових випробувань підтвердили ефективність застосування порошків з ВР з метою скорочення тривалості технологічного процесу та отримання продукції високої якості, що має підвищену харчову цінність.
В результаті досліджень встановлено, що внесення до рецептури хліба міського та столичного порошків з ВР відповідно білих та червоних сортів сприяє підвищенню в них калію відповідно на 9,7 та 15,7 %, кальцію – на 10,8 та 27,2 %, магнію – на 8,1 та 21,1 %, заліза – у 1,2 та 1,4 рази, пектинових речовин – на 8,9 та 13,5 %, клітковини – у 1,2 та 1,4 рази відповідно порівняно із контрольним зразком. Крім того, внесення ПП з ВР дозволяє збагатити хліб вітаміном С, каротином, вітаміном В6.
Загальний економічний ефект від нових видів продукції становив 53,4 тис. крб. у виробництві 148,8 тонн продукції.
ВИСНОВКИ
1. Експериментально досліджено вплив основних технологічних та кінетичних параметрів на ефективність конвективного сушіння солодкої вичавки винограду сорту Шардоне, збродженої вичавки сортів Шираз та Каберне, а також вичавки із замороженого винограду сорту Рислінг. Аналіз зміни характеру S-подібних кривих другого періоду швидкості сушіння, побудованих на підставі експериментальних даних, показав, що виноградна вичавка відноситься до колоїдних капілярно-пористих тіл. Співвідношення форм вільної та пов'язаної вологи у вичавках визначальним чином залежить від способу переробки винограду.
2. Встановлено раціональні технологічні параметри конвективного сушіння вичавки досліджених сортів винограду – температура гарячого повітря 80 С та його швидкість 11,0 м/с. Отримано емпіричні рівняння для розрахунку важливого технологічного параметра - тривалості першого та другого періодів сушіння, що дозволяють визначити загальну тривалість процесу сушіння при заданій вологості висушеної вичавки.
3. Удосконалено технологію отримання харчових порошків з вичавки досліджених сортів винограду. Розроблено функціонально-структурну схему лінії отримання харчових порошків з ВР, що включає підсистеми сушіння, поділу та подрібнення.
4. Досліджено хімічний склад харчових порошків з висушеної вичавки винограду червоних та білих сортів, отриманої різними способами, та визначено показники їхньої безпеки. Встановлено, що за показниками безпеки та мікробіологічною чистотою харчові порошки з ВР відповідають вимогам СанПіН 2.3.2.1078-01, містять біологічно активні речовини та можуть бути корисною добавкою, що підвищує харчову цінність хлібобулочних виробів.
5. Встановлено, що харчові порошки з ВР білих і червоних сортів як цінна харчова добавка позитивно впливають на хлібопекарські властивості пшеничного та житнього борошна, що дозволило використовувати порошок з ВР білих сортів у дозуванні не більше 3 % при виробництві хлібобулочних виробів з пшеничного.
6. Доведено доцільність використання порошку з вичавлювання винограду білих сортів для активації хлібопекарських дріжджів. Встановлено, що внесення харчового порошку із ВР дозволяє скоротити тривалість активації пресованих дріжджів до 1 години (тривалість активації пресованих дріжджів без внесення ПП із ВР – 2,5 години), що дозволило суттєво скоротити весь технологічний процес.
7. Встановлено, що внесення харчових порошків з ВР позитивно впливає на реологічні властивості тіста з пшеничного, а також суміші житнього і пшеничного борошна як після замісу, так і в кінці бродіння. При цьому внесення в рецептуру хліба столичного 7,0% - 11,0% ПП з ВР червоних сортів сприяло збільшенню граничної напруги зсуву після замісу в 1,3-2,6 раза, коефіцієнта консистенції в 1,25-1,75 рази, ефективної в'язкості в 1,5-1,7 рази відповідно порівняно з контролем. Наприкінці бродіння гранична напруга зсуву збільшилася в 1,4-5 рази відповідно в порівнянні з контролем, коефіцієнт консистенції в 1,3-2 рази відповідно, ефективна в'язкість в 1,1-1,4 раза відповідно до експериментальних зразків порівняно з контрольним зразком без добавки.
8. Показано, що ПП з ВР доцільно вносити в тісто у вигляді суспензії у воді, а також шляхом змішування з пресованою суспензією дріжджів і подальшою подачею через дозувальні станції. Питома кількість пшеничного хліба у своїй зростав на 4,7–7,6 % і пористість – на 3,9–5,2 % , а загальна стисливість м'якішу – на 9,1–10,9 %. Питома обсяг житньо-пшеничного хліба у своїй зростав на 18,9–24,3 % і пористість – на 3,1–4,6 % , а загальна стисливість м'якушку – на 9,3–11,9 %. Встановлено оптимальне дозування порошку з ВР червоних сортів при виробництві житньо-пшеничних сортів хліба дорівнює 9,5% до маси борошна в тісті при співвідношенні борошна житнього обдирного та пшеничного першого сорту 50: 50.
9. Із застосуванням ПП з вичавки винограду червоних та білих сортів розроблено технологію та рецептури житньо-пшеничного хліба «Особливий» та пшеничного хліба «Новий». Використання порошків із ВР дозволяє не тільки покращити якість пшеничних та житньо-пшеничних сортів хліба, а й підвищити їхню харчову цінність. Використання в рецептурі пшеничного хліба ПП із ВР білих сортів дозволило скоротити час технологічного процесу на 67 хвилин, а використання в рецептурі житньо-пшеничного хліба ПП із ВР червоних сортів дозволило скоротити час технологічного процесу на 95 хвилин.
10. Розроблено схему лінії приготування рідкої закваски та тесту з житнього та житньо-пшеничного борошна (патент на корисну модель № 110603 від 27.11.2011 р.) та комплекти технічної документації, що включають ТУ, ТІ та РЦ, на нові сорти житньо-пшеничного. «Особливий» та пшеничного хліба «Новий».
11. Загальний економічний ефект від впровадження розроблених технологічних рішень та реалізації нових видів продукції в обсязі 100 тонн на рік становив 36 тис. руб.
Список публікацій на тему дисертації
1. Сидоренко О.В. Безвідходна технологія переробки винограду/О.В. Сидоренко, В.В. Деревенко // Харчові технології та біотехнології: Матер. X Між. конф. молодих вчених, Казань, 2009. - С. 59.
2. Деревенко В.В. Ресурсозберігаюча технологія переробки відходів виноробних підприємств / В.В. Деревенко, О.В. Сидоренко // Харчова промисловість та агропромисловий комплекс: досягнення проблеми, перспективи: Зб. доп. III Між. наук.- практич. конф., Пенза, 2009. - С. 32-35.
3. Деревенко В.В. Функціонально-структурний аналіз лінії для переробки кісточкової сировини/В.В. Деревенко, О.В. Сидоренко, Л.М. Бакірова // Сучасні проблеми техніки та технології харчових виробництв: Матер. XII між. наук.- практич. конф., Барнаул, 2009. - С. 365-370.
4. Сидоренко О.В. Особливості конвективного сушіння виноградної вичавки / О.В. Сидоренко, В.В. Деревенко, Є.С. Кузьменко // Інновація, екологія та ресурсозберігаючі технології на підприємствах машинобудування, авіабудування, транспорту та сільського господарства: Матер. IX Між. наук.- практич. конф., Ростов на Дону, 2010. - С. 206-208.
5. Деревенко В.В. Кінетика конвективного сушіння вичавки винограду сорту Шираз / В.В. Деревенко, О.В. Сидоренко, В.А. Ковальов, Н.Г. Володько // Вісті вузів. Харчова технологія. - 2011. - № 2-3. – С. 74–76.
6. Деревенко В.В. Закономірності конвективного сушіння вичавки білого винограду / В.В. Деревенко, О.В. Сидоренко, В.А. Ковальов, Н.Г. Володько // Вісті вузів. Харчова технологія. - 2011. - № 4. - С. 88-89.
7. Сидоренко О.В. Високоефективна технологія утилізації виноградного вичавлювання та отримання хлібобулочних виробів, збагачених продуктами їх переробки / О.В. Сидоренко, Д.В. Шаповалова, Н.Г. Володько // Технології та обладнання хімічної, біотехнологічної та харчової промисловості: Матер. Четвертий Всерос. наук.-практич. конф. студ., аспір. та молодих вчених з Між. участю, Бійськ, 2011. - С. 314-316.
8. Вершиніна О.Л. Використання порошку зі шкірки виноградних вичавків для активації пресованих хлібопекарських дріжджів / О.Л. Вершиніна, А.В. Сидоренко, Д.В. Шаповалова // Хлібобулочні, кондитерські та макаронні вироби XXI століття: Матер. Другий межд. наук.-практич. конф., Краснодар, 2011. - С. 144-147.
9. Сидоренко О.В. Технологічні особливості приготування хлібобулочних виробів збагачених порошком із шкірки виноградних вичавків / О.В. Сидоренко, О.Л. Вершиніна, В.В. Деревенко, Д.В. Шаповалова // Вісті вузів. Харчова технологія. – 2011. – № 4. – С. 26–28.
10. Сидоренко О.В. Застосування порошку зі шкірки виноградних вичавків у технології хліба / О.В. Сидоренко, О.Л. Вершиніна, Д.В. Шаповалова / / Матер. 61-й Між. наук.- практич. конф. Астраханський держав. техніч. ун-ту, Астрахань, 2011. - С. 300.
11. Вершиніна О.Л. Використання порошку зі шкірки виноградних вичавків у приготуванні рідкої житньої закваски / О.Л. Вершиніна, А.В. Сидоренко, Д.В. Шаповалова / / Сучасні досягнення біотехнології: Матер. між. наук.- практич. конф., Ставрополь, 2011. - С. 34-36.
12. Деревенко В.В. Технологічні особливості сушіння вичавки замороженого винограду сорту Рислінг/В.В. Деревенко, О.В. Сидоренко, В.А. Ковальов, Н.Г. Володько // Вісті вузів. Харчова технологія. - 2012. - № 1. - С. 90-91.
13. Патент РФ на корисну модель №110603 від 27.11.2011. МПК7: А 21 З 14/00. Лінія приготування рідкої закваски та тіста з житнього та житньо-пшеничного борошна / О.В. Сидоренко, В.В. Деревенко, О.Л. Вершиніна, Д.В. Шаповалова.
1 Автор висловлює глибоку подяку науковому консультанту, канд. техн. наук, доценту кафедри технології хлібопекарського, макаронного та кондитерського виробництва О.Л. Вершиною за надану допомогу при виконанні даної роботи
, хлібобулочні вироби
О.Л. Вершиніна,канд. техн. наук,
М.Х. Тезбієва,Кубанський державний технологічний університет (м. Краснодар)
Анотація.Наведено результати дослідження можливості використання порошку із шкірки виноградних вичавків при виробництві хлібобулочних виробів підвищеної харчової цінності. Відпрацьовано технологію приготування пшеничного та житньо-пшеничного тіста з використанням порошку зі шкірки виноградних вичавків, визначено оптимальні дозування та раціональний спосіб його внесення.
Важливим завданням, що стоїть перед хлібопекарською галуззю, є розширення асортименту хлібобулочних виробів на основі комплексного застосування традиційної та нової сировини з метою забезпечення раціонального та повноцінного харчування.
Одним із можливих джерел отримання цінних харчових компонентів є виноградні вичавки, які на підприємствах первинного виноробства практично не переробляють, а як відходи виробництва як органічні добрива вивозять на поля. Кількість виноградних вичавків становить до 30% від кількості винограду, що переробляється. Склад та вихід вичавків залежать від обладнання та способу переробки винограду, його сортових особливостей та ступеня віджимання соку. У вичавках міститься: шкірки - 37-39% від загальної маси; м'якоті – 15–34%; залишків гребенів – 1–3,3%; насіння – 23–39%, яке є важливою сировиною для отримання таких цінних продуктів, як суха шкірка та виноградне масло.
Об'єктом досліджень був порошок із шкірки виноградних вичавків, отриманий із винограду сорту «Рислінг» урожаю 2010 р.
Технологічний процес приготування порошку з найбільшим вмістом біологічно активних речовин у лабораторних умовах складався з наступних етапів: сушіння вичавків у сушильній шафі при температурі 60˚С протягом 5 год; просіювання через сито ( d=14 мм) для відділення насіння та гребенів від шкірки; подрібнення шкірки на лабораторному технологічному млині ЛМТ-1; просіювання через шовкове сито № 21 та отримання добавки.
Отримана речовина (добавка) є сипучим порошком вологістю 9–10% світло-коричневого кольору, кисло-солодкого терпкого смаку з приємним виноградним ароматом.
Як очевидно з табл. 1, основним компонентом отриманої добавки є вуглеводи, представлені в основному моно-і дисахаридами, пектиновими речовинами та клітковиною. У значній кількості в порошку з шкірки виноградних вичавків присутні вітаміни та мінеральні речовини, які входять до складу структурних елементів всіх живих клітин та тканин, а також важливих ферментів, що беруть участь в обміні речовин. Вміст білків та ліпідів незначний. Нестача раціону харчування тієї чи іншої мінеральної речовини порушує найважливіші фізіологічні функції як рослинного, і тваринного організму.
Клітковина разом з інсуліном знижує рівень глюкози у крові. Баластові речовини, або харчові волокна, зменшують засвоюваність харчових продуктів і збільшують витрату енергії при обміні речовин, що дозволяє знизити вагу людей, які страждають на ожиріння. У світовій літературі є дані, що харчові волокна суттєво впливають і на вміст в організмі вітамінів та мінеральних речовин.
Пектинові речовини сприяють виведенню з організму важких металів, радіонуклідів та шкідливих продуктів обміну. Крім того, підвищений вміст пектинових речовин та клітковини у хлібобулочних виробах підвищує їх якість та подовжує терміни збереження свіжості.
У порошку з шкірки виноградних вичавків містяться дубильні речовини, що мають біопротекторні властивості, а також флавоноїди – перспективне і доступне джерело біологічно активних речовин. Флавоноїди, володіючи високою антиоксидантною активністю, пригнічують процеси окислення в клітинних структурах і знижують ризик виникнення хвороб оксидативного стресу.
Дослідження складу порошку зі шкірки виноградних вичавків показало, що він містить біологічно активні сполуки і може бути корисною добавкою, що підвищує харчову цінність хлібобулочних виробів (табл. 2).
Застосування порошку сприяло посиленню цукро- та газоутворюючої здатності тіста та підвищенню якості клейковини, в результаті чого покращилися гідрофільні властивості клейковини та еластичність, збільшився опір деформації стиснення клейковини.
Література
1. Вершиніна, О.Л.Використання порошку зі шкірки виноградних вичавків для активації пресованих хлібопекарських дріжджів / О.Л. Вершиніна, А.В. Сидоренко, Д.В. Шаповалова / / Матер. 2-й Між. наук.-практич. конф. «Хлібобулочні, кондитерські та макаронні вироби XXI століття»: - Краснодар: Вид-во КубДТУ, 2011. - С.144-147.
2. Деревенко, В.В.Кінетика конвективного сушіння вичавки винограду сорту «Шираз» / В.В. Деревенко [та ін] // Изв. вишів. Харчова технологія. - Краснодар: Вид-во КубДТУ, 2011. - № 2-3. – С. 74–76.
3. Деревенко, В.В.Ресурсозберігаюча технологія переробки відходів виноробних підприємств / В.В. Деревенко, О.В. Сидоренко// Матер. IIIМіж. наук.-практ. конф. «Харчова промисловість та агропромисловий комплекс: досягнення проблеми, перспективи»: - Пенза: Приволзький Дім знань, 2009. - С. 32-34.
4. Кондратьєв, Д.В.Способи отримання екстракту виноградних вичавків та можливості його використання в харчовій промисловості / Д.В. Кондратьєв// Изв. вишів. Харчова технологія. - Краснодар: Вид-во КубДТУ, 2009. - № 1. - С. 62 - 64.
5. Корнєєв, А.Універсальна енциклопедія дієтичного та здорового харчування / А. Корнєв. - М: БАО-Прес, 2007. - 383 с.
6. Росляков, Ю.Ф. Наукові засади розроблення хлібобулочних виробів функціонального призначення на основі нутриційної корекції / Ю.Ф. Росляков [та ін] // Изв. вишів. Харчова технологія. - Краснодар: Вид-во КубДТУ, 2009. - № 5-6. – С. 28–31.
АННОТАЦІЯ
Аналізовано актуальність дослідження процесів отримання та дослідження хімічних, механічних та фізико-хімічних властивостей пектину. Наведено спосіб вилучення пектину з вичавків винограду в лабораторних умовах, запропоновано схему вилучення пектину в умовах виробництва. Наведено результати дослідження фізико-хімічної характеристики виноградного пектину.
ABSTRACT
Взаємодія з дослідженнями в процесі обробки та вивчення хімічних, механічних і фізично-хімічних властивостей pectin is analyzed. Як метод для вилучення pectin від срібла під лабораторними умовами є гідним, а schéma для вилучення pectin в виробничих умовах є пропонованим. Результати вивчення фізико-хімічних властивостей grape pectin.
Ключові слова:Вижимання, пектин, полісахарид, холодець, шлункові захворювання, біологічно активні речовини, гемостатичні, дезінтоксикаційні, антацидні, антисептичні, кальцій, каротиноїди, полівітаміни, різновид вуглеводів, ліпіди, мікромолекулярні речовини, екстракт, водорозчинні, полісахарід, , коричневий колір, лимонна кислота, водяна баня, фільтр, бязь, порошок, світло-жовтий колір.
Keywords: Extracts, pectin, polysaccharide, jelly, gastric diseases, біологічно активні речовини, hemostatic, detoxifying, антазид, antiseptic, calcium, carotenoids, multivitamins, carbohydrates, lipids, micromolecular substances, extract, water-soluble, water-soluble powder, brown color, citric acid, water bath, filtr, coarse calico, powder, light yellow color.
Раціональне використання пектину в харчовій промисловості та інших галузях господарства країни вимагає всебічного вивчення хімічних та фізико-хімічних властивостей як самого полісахариду, так і розчинів та холодців на його основі.
Пектинові речовини застосовують у медицині при лікуванні різноманітних шлункових захворювань. Відомі гемостатичні, дезінтоксикаційні, антацидні та антисептичні властивості пектинів. Їхні похідні вживають при гострій недостатності кальцію в організмі.
Виноград має високу харчову цінність. У світі є близько 600 тис. видів винограду. Виноград є невід'ємною частиною раціону харчування населення. Її особлива цінність полягає в тому, що вона містить безліч біологічно активних речовин. Значну корисність їм надає наявність каротиноїдів, полівітамінів, різновиду вуглеводів та ін.
У зв'язку зі сприятливими погодними умовами виноградарство є одним із основних напрямків сільського господарства Узбекистану. Основна частина винних сортів винограду йде на виробництво виноградного соку і вин, де утворюються багато відходів виробництва - виноградні вичавки, з яких можна отримати біологічно активні речовини, олію та компоненти для виробництва комбікормів.
Нами поставлено завдання розробити ефективну технологію отримання пектину з виноградних вичавків та вивчати їх хімічні, фізико-хімічні властивості.
Процеси отримання пектину здійснено в наступній послідовності. Підібрано 2 сорти винограду та відміряно по одному кілограму з кожного. Вичавлені соки з кожного винограду окремо.
Відходи, що залишилися, висушені і використані для вилучення пектину. Для цього сушені вичавки розмішаються в колби, куди наливається 350-400 мл 96 або 80% спирту і протягом 3 годин екстрагується при кімнатній температурі. У процесі екстрагування ліпіди та мікромолекулярні речовини поділяються, екстракт фільтрується бязью і висушується.
Для того, щоб витягти водорозчинні полісахариди з висушених вичавків додається 250-350 млдистильованої води, екстрагується протягом 3 годин при кімнатній температурі і для того, щоб осадити екстраговані полісахариди на кожен із зразків додається по 300-400 мл 96% спирту і зберігається протягом доби в холодильнику. Обложені полісахариди фільтруються, осад промивається 100 г 87-96%-ного спирту. Отримані полісахариди висушують. Порошок полісахаридів коричневого кольору добре розчиняється у воді.
Після видалення полісахаридів з відходів витягується пектин. Відповідно до 1 лводи розчиняється 10 г лимонної кислоти та розливається по 400 г до кожного із зразків та екстрагується у водяній бані з температурою 70-80 0 С протягом 3 годин. Після екстракції зразки відфільтровуються. В отриманий рідкий компонент кожного зразка наливається по 600 мл 96% спирту, тим самим осаджується пектин, 3 години осаджується в холодильнику. Через 3 години осад розділяється за допомогою бязі і осад промивається за допомогою 85 або 96% спирту, висушується. Грудки висушеного пектину розмелюються і приводиться в стан порошку. Кількість одержаного пектину становить 4%, має світло-жовтий колір, добре розчиняється у воді.
У промислових умовах пектин можна видобувати за технологією, схема якої наведена на рис.1.
Рисунок 1. Спрощена технологічна схема отримання пектину 1 Реактор для замочування сировини; 2, 4, 6, 10, 13, 18 -насоси; 3-гідролізатор; 5-екстрактор; 7-центрифуга; 8-ємність для збирання екстракту; 9-ємність для збирання вичавків; 11-центрифуга; 12,14- реактор для виділення пектину; 15-установка для сушіння; 16-подрібнювач; 17-пристрій розфасовки пектину
Ступінь ефірикації отриманої речовини визначається титрометричним методом. Результати експериментів введені у табл.1.
Таблиця 1.
Ступінь ефірикації пектину
К З-вільна карбоксильна група; К Е - етерифікована карбоксильна група; ДО – загальна сума карбоксильної групи; λ - Ступінь етерифікації.
p align="justify"> Функціональна група пектинових речовин, визначена за допомогою ІЧ-Фур'є спектрометра фірми Perkel-Elmer наведена на рис.2-3.
/Khaldorov.files/image002.jpg)
Рисунок 2. Ступінь поглинання ІЧ-спектру елементами пектину сорту винограду Буваки
З цього спектра видно, що при хвилях з довжиною 3452 см -1 спостерігається поглинання гідроксильних груп, при хвилях з довжиною 2926 см -1 спостерігається поглинання водневих сполук в гідроксильних групах, при хвилях з довжиною 1749, 1621 1444 см -1 спостерігається поглинання карбони сполук карбоксилових груп при хвилях з довжиною 1370 см -1 спостерігається поглинання метоксильних груп.
При хвилях із довжиною 1233, 1149, 1103, 1017 см -1 спостерігається поглинання прозорих сполук. Хвилі з довжиною 920, 831, 760 см -1 показують присутність 1-4 глікозидних сполук та α-конфігурацію їхньої структури. Зона поглинання в діапазоні хвиль 632 см -1 показує можливість наявності β-глікозидних сполук між нейтральними моносахаридами.
/Khaldorov.files/image003.jpg)
Рисунок 3. Ступінь поглинання ІЧ-спектру елементами пектину сорту винограду Кірмізі
На основі вищевикладених аналізів можна зробити висновок, що отриманий пектин етерифікований полісахарид.
Оскільки ступінь етерифікації пектину, отриманого з вичавків пектину, вищий у порівнянні з іншими пектинами, його желююча здатність при виготовленні кондитерських виробів висока, при виробленні кондитерських виробів можна отримати високих результатів при низьких витратах пектину.
Список літератури:
1. Вплив співвідношення цукру та пектину на міцність мармеладного холодця / Н.С. Карпович, Л.В. Дончен-ко, Б.М. Антонян та ін// Харчова промисловість. - М., 1982. - №1. - С. 38-39.
2. Копилова Ф. Яблучні пектини PEKTOWIN для зефіру // Харчова промисловість. - М., 2007. - № 5. - С. 12-13.
3. Пілат Т.П. Біологічно активні добавки до їжі. М.: Аввалон 2002
4. Філіпов М.П. Інфрачервоні спектри пектинових речовин. 1978. -С.14.
5. Халікова Д.Х., Мухиддінов З.К., Авлов Кх.Х., Горшкова Р.М., Халікова С. Вплив acidity на яблуні протопектину hydrolysis і мікроелементу композиції своїх виробів. //5 th International Symposium on chemistry of Natural Compounds, May 20-23, 2003, Tashkent, Uzbekistan, P. 247.
Doctor Oil
Вчені Академії наук Молдови Борис Гаїна, Георгій Дука, Єуджен Йорга та Петру Параска (Науково-практичний інститут садівництва, виноградарства та харчових технологій), розробили технологію переробки виноградного вичавлення (як відходів виноробства) для отримання насіння винограду, з якого виготовляються олія та виноград для хлібопекарської та кондитерської промисловості. Також у цьому напрямі провели дослідження доктор Діоніс Уриту та професор Микола Таран (НПІСВіПТ). Її втіленням зайнялося ТОВ Hygieiacom під керівництвом інженера Володимира Вербанова.
За його словами, за два роки вони змогли довести цей продукт до споживача. Він продається у бутильованому вигляді у кількох продовольчих торгових мережах та аптеках під ТМ Doctor Oil. Підприємство самостійно привозить вичавку з винзаводів у цех переробки у Колониці, відокремлює шкірку та насіння, після чого насіння сушать, ще раз сепарують та укладають у мішки. Виноградну шкірку, що залишилася, вивозять на поля для добрива грунту. Безпосередньо олію одержують і розливають у приміщенні, що знаходиться в будівлі Інституту електроніки та нанотехнологій АНМ. Все устаткування (лінії сушіння, сепарації, преси тощо) виготовлено цьому ж підприємстві. Це обладнання було постачено і для одного заводу в Україні.
У собівартості виноградної олії 90% витрат - це витрати на транспортування вичавки, електроенергію та газ, щоб просушити сировину. Вихід олії становить 10-12%, залежно від року та сорту, а порошку – близько 85% від маси насіння. З урожаю винограду 2016 р. на ТОВ Hygieiacom переробили трохи вичавки через нестачу обігових коштів та виробили 6 т олії (коли був експорт до Німеччини, випускали і 30 т).
Пресування виконують холодним способом, щоб зберегти в олії всі активні біологічні речовини. Дослідження наших вчених показали, що у виноградній олії міститься поліненасичених кислот (Омега-3 та Омега-6) 68% від усіх жирних кислот, а також – бета-каротин (1,1-0,5 мг), який бере участь у антиоксидантному захисті організму і є попередником вітаміну А та токофероли (32 г), які ще називаються вітаміном Е. У олії також присутні мінерали – калій, кальцій, залізо та фосфор. І мікроелементи – алюміній, бір, ванадій, цинк, марганець та рубідій. Це далеко не повний перелік того, що міститься в даному корисному продукті.
Порошок (побічний продукт пресування) виходить кавовим кольором. Є більший помел – для хлібопекарської промисловості та тонший помел, коли порошок використовується як замінник какао-порошку в кондитерській індустрії. Цей порошок багатий на клітковину (його можна приймати після їжі), що сприятливо для травлення, і в ньому також містяться корисні для серцевої судинної системи поліфенольні речовини - проантоціанідіни.
«Регісан»
Борис Гаїна зазначив, що кілька років тому виноградне насіння з Молдови, яке використовується для виробництва олії, віддали на випробування в лабораторію в Монпельє (Франція). Дослідження показало, що в насінні, а значить, і у виноградній олії немає залишкових кількостей пестицидів, які були застосовані для захисту виноградників. І коли цей продукт сертифікували у Гамбурзі (Німеччина) для експорту, його перевірили на відповідність за 200 показниками.
На кафедрі фармакології Державного медінституту ім. М. Тестеміцану, під керівництвом член-корра АНМ професора Віктора Гікавого, розробили на основі виноградної олії препарат «Регісан», який у 2010 р. пройшов клінічні випробування в Опіковому центрі, Інституті онкології, Республіканській клінічній лікарні та показав гарні результати. Було зроблено висновок про те, що виноградне масло має загоювальний і відновлюючий ефект (навіть вище, ніж у обліпихового) при опіках, виразках шлунка, гастритах, після хімії-терапії і т.д.
Хто був першим?
Якщо повернутись до історії виробництва виноградної олії в нашій країні, то першою її почало виготовляти АТ «Nistru-vin». Його директор Діоніс Уриту зацікавився цим продуктом для медичних цілей у 1987 р. і почав співпрацювати з Петром Параською (тоді він завідував лабораторією вторинних продуктів виноробства та охорони навколишнього середовища НІВів). Першу олію виробили 1993 р. На «Nistru-vin» випускали трохи більше двох тонн через складнощі з реалізацією. Підприємство постачало виноградне масло на внутрішньому ринку в аптечну мережу. У 2004 р. виробництво було припинено, потім ненадовго відновлено у невеликих обсягах під конкретні замовлення. На той час молдавські споживачі не були готові до таких продуктів. На «Nistru-vin» планували випускати не лише аптечну, а й харчову виноградну олію. Однак воно виходить дуже дорогим через низьку продуктивність обладнання та енергоємну технологію.
За допомогою німецького фахівця
У 2009 р. компанія «Azamet» теж вирішила освоїти виробництво виноградної олії. Два роки вона пішла на дослідження та навчання, після чого разом з німецьким консультантом вона втілила цю ідею в життя. Комерційний директор Тельман Узун повідомив, що підприємство самостійно займається заготівлею вичавки (виробництво знаходиться у м. Чадир-Лунга). Для цього в сезон переробки винограду винзаводами їздять близько 20 машин. У 2016 р. зібрали 3,5 тис. т (бувало й більше), не виконавши плану, т.к. урожай винограду був меншим. Виноградну олію одержують холодним віджимом і продають у бутильованому вигляді під ТМ Bioteca на внутрішньому ринку, в супермаркетах, та експортують до Казахстану, Китаю, Німеччини. Також є постачання за кордон та насіння – у дві останні країни.
З твердих відходів пресування виробляють борошно та продають у фасуваннях по 200 г, у тому числі за кордон. Також «Azamet» випускає хлібці з додаванням виноградного борошна. В асортименті були і макарони з таким борошном, але, на жаль, наші споживачі не готові купувати дорожчу продукцію, хоч і здоровішу (пакет макаронів коштував 40-50 леїв). В даний час підприємство завершує процедуру сертифікації ISO та планує розширювати свої виробничі потужності, бачачи в цьому напрямі бізнесу перспективи. Але, як зазначив пан Узун, клієнтів на експортних ринках знаходити дуже складно. Наприклад, минулого року розпочалися відвантаження замовнику, з яким велися переговори з 2009 р.
Який потенціал?
Про потенційні обсяги виробництва олії з виноградних кісточок можна судити за обсягом винограду, що переробляється на винзаводах. Наприклад, у 2015 р. винзаводи заготовили 280 тис. т грон. Для зручності розрахунків округлим до 300 тис. т.
«З кожної тонни винограду виходить 20% вичавки або 3-4% сухого насіння. За сезон країною можна мати 9-12 тис. т насіння, а хороший рік – до 15-17 тис. т, тобто. є сенс ним займатися, тому що виноградна олія – цінний продукт і може бути експортною», – упевнений Володимир Вербанов.
Я запропонував румунським колегам попрацювати разом з темою вторинних продуктів виноробства, – каже Борис Гаїна. – У них немає таких напрацювань, як у АНМ, але для них це теж цікава галузь досліджень, враховуючи, що в Румунії значно більше виноградників. Нам запропонували написати гарний проект, на який Румунія зможе попросити фінансування із фондів ЄС.
Комплексне використання відходів виноградарства та виноробства дозволяє нам отримувати біоетанол (96,6% спирту) у ТОВ «Garma-Grup» у с. Фирледень Хинчештського р-ну, який експортують до ЄС. Його доводять до 98-99% та отримують медичний спирт. Енобарвник (концентрат антоціанів винограду) у вигляді сиропу Vita-grapes розробили НТП Oenoconsulting і СП Eurofarmaco і випускають на Eurofarmaco, експортують до Румунії та Білорусі. Виготовлення барвника з виноградної шкірки для харчової промисловості (напоїв, карамелі, тортів) налагодив мій докторант Ігор Келдаре на ТОВ «Vinaria piatra albă» (Крикова Ноуе), де спеціально створили цех для виробництва цього продукту, який експортують до Росії та Австрії. Колеги з Інституту біотехнології в зоотехнії широко використовують у своїх розробках кормів для сільськогосподарських тварин виноградне вичавлювання. Таким чином, ми починаємо утилізувати вторинні продукти виноградарства та виноробства, щоб перетворити їх на потрібні продукти з доданою вартістю та не забруднювати ними довкілля, – підсумував академік Борис Гаїна.
Що можна зробити із виноградних кісточок? was last modified: Січень 29th, 2017 by Anghelina-Taran
Статті на тему
