CC BY
91
637.5:537.8
ГАЗОЖИДКОСТНЫЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ
Г.И. КАСЬЯНОВ
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; тел.: (861) 255-99-07; электронная почта: [email protected]
Представлены результаты исследований по использованию газожидкостных и электромагнитных способов обработки животного и растительного сырья, позволяющей повысить эффективность процесса, сократить его продолжительность и улучшить качество продукции.
Ключевые слова: диоксид углерода, электромагнитное поле низкой частоты, активация ферментов, холодная стерилизация, микробиологическая безопасность.
На кафедре технологии мясных и рыбных продуктов КубГТУ действует научная школа «Научно-практические основы обработки сельскохозяйственного сырья сжиженными и сжатыми газами». Основное направление ее исследований - повышение эффективности переработки сельскохозяйственного сырья, позволяющее улучшить качество выпускаемой продукции, сократить продолжительность процессов обработки сырья и одновременно снизить энергетические затраты [1]. Учеными школы систематизированы возможные направления использования жидкого, твердого и газообразного диоксида углерода для интенсификации технологических процессов. Обоснованы необходи-
мые теоретические предпосылки для каждой технологической операции. Созданы стенды для экспериментальной проверки эффективности методов обработки сельскохозяйственного сырья сжиженными и сжатыми газами. Исследованные процессы газожидкостной обработки сырья проанализированы и обобщены в виде математических зависимостей, позволяющих осуществлять дальнейшую их модернизацию [2-4]. Перспективы использования диоксида углерода для интенсификации технологических процессов показаны на рис. 1.
К наиболее значимым разработкам в области газожидкостной обработки сельскохозяйственного сырья
Диоксид углерода в различных фазовых состояниях
Диоксид углерода в субкритическом состоянии (докритика)
Докритичес-кая СО2-экстракция
СОг-экстракты и ССЬ-шроты
\
Разработка лабораторного и промышленного оборудования
V____________'
Совершенствование технологии экстрагирования с использованием эффекта парных взаимодействий
§ о
>ё §1
II
Я К о и о р
я ® 18
§1 £ I
Диоксид углерода в сверхкрити-ческом состоянии (сверхкритика)
Нанобиотехно-
логические
операции
V
Сверхкритичес-кая флюидная хроматография
Сверхкритическая
экстракция
Препаративное извлечение ценных компонентов из растительного сырья
V ----
Извлечение ценных компонентов из сырья животного происхождения
Диоксид углерода в жидком, твердом и газообразном состоянии
Совершенствование технологических процессов переработки сельхозсырья
Криоконсерви-
рование
Генерация водно-углекислотного снега
Криоконцентрирование соков и удаление этанола из сброженных напитков
Рис. 1
относится совершенствование способов криозамораживания и криосепарирования сырья с помощью сжиженных газов - азота, аргона, диоксида углерода. Разработаны также способы экстрагирования позитивных биологически активных веществ из растительного сырья сжиженными газами в докритическом состоянии. Использование Аг, С4Н10, С3Н8, N и СО2 в качестве экстрагентов при температуре от 10 до 25°С и давлении до 6,5 МПа позволяет отказаться от органических растворителей, что весьма целесообразно с экологической и экономической точек зрения. Способ ультразвуковой и низкочастотной электромагнитной СО2-экстракции позволяет сократить продолжительность процесса и увеличить эффективность обработки. Изменение параметров технологического процесса позволяет получать экстракты с различным содержанием экстрагируемых веществ. Немаловажным является то, что удается ре-утилизировать до 70% растворителя.
Применение жидкого азота, аргона и диоксида углерода позволяет резко, в 50-100 раз снизить бактериальную обсемененность продукта без использования ан-тибактерицидных препаратов и снижения его качества.
В рамках научной школы разработана единая схема использования жидкого, твердого и газообразного диоксида углерода для интенсификации технологических процессов, выполнена классификация методов СО2-обработки и их контроля, выведены технологические параметры для конкретных операций.
Изучен механизм селективной экстракции и предложена схема разделения СО2-экстрактов на отдельные классы органических соединений. Установлено, что способ СО2-экстракции применим не только для извлечения ценных компонентов из традиционного пищевого сырья, такого как виноградные и ягодные выжимки, семена бахчевых культур. Совершенно уникальный препарат получен при СО2-экстракции биологически активных веществ из мякоти и косточек оливок, а также из мезги и листьев оливкового дерева. Получен принципиально новый СО2-экстракт, содержащий повышенное количество ю-3 и ю-6 жирных кислот и других эссенциальных соединений.
Для контроля технологических операций и продуктов СО2-обработки использованы современные методы анализа: газожидкостная, высокоэффективная и распределительная хроматографии, спектрофотомет-рия в УФ и ИК-областях, масс-спектрометрия. Это позволяет судить о высоком уровне контроля, оценки технологических операций, качества и свойств получаемого продукта.
Частоты электромагнитного поля, которые использовались для обработки мясного сырья, были выбраны в соответствии с экспресс-методикой по определению резонансных частот биологических объектов [5]. Воздействуя на исследуемые объекты одновременно магнитным полем крайне- и сверхнизкочастотного диапазона (напряженность поля 1-150 А/м) и переменным электрическим полем с частотой 1-100 Гц (напряженность 0,05-50 мВ/м), наблюдали изменение рН, массовой доли сухих веществ и показателя преломления экстрактов мясного сырья. Впервые установлен эффект подбора резонансной частоты исследуемых объектов
до сотых долей герца. Анализ полученных данных показал, что резонансный эффект воздействия электромагнитного поля (ЭМП) на показатели мяса кролика наблюдается при частотах 19,52 и 40,03 Гц [6].
Проведена биохимическая, гистоморфологическая и микробиологическая оценка мясного сырья (говядина, мясо кролика, птицы и субпродукты) в процессе биомодификации при воздействии низкочастотного (НЧ) ЭМП с резонансными частотами. Объекты исследования подвергали обработке в течение 20-60 мин при величине магнитной индукции 6 мТл.
Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что воздействие на мясное сырье ЭМП НЧ диапазона (/40,03 Гц) интенсифицирует процесс созревания мяса, способствует изменению степени связанности влаги, является сохраняющим фактором (барьером) в отношении микробиологической порчи.
Разработанный способ низкотемпературной сушки заключается в двухстадийной обработке под воздействием ЭМП различной частоты. Первая стадия базируется на установленном эффекте перемещения влаги из центра сырья к поверхности под воздействием НЧ ЭМП с последующим удалением влаги с поверхности сырья глубоким вакуумом. Рациональные режимы вакуумного обезвоживания: температура 30-35°С, остаточное давление 1,2 • 104 Па, продолжительность процесса 35-40 мин. Диапазон частот электромагнитного излучателя 38-42 Гц (в зависимости от вида сырья). Вторая стадия обезвоживания представляет собой классическую вакуумную СВЧ-сушку с целью снижения влагосодержания продукта до конечного значения. Определены рациональные режимы работы вакуумного СВЧ оборудования: продолжительность 2,3-2,4 ч, остаточное давление 1,99 • 104 Па, температура 30-35°С.
Для эффективного управления хранимоспособно-стью пищеконцентратов в технологию их производства внедрены элементы барьерной технологии. Сохраняющими факторами в технологии пищевых концентратов являются обработка сырья ЭМП НЧ, низкотемпературная сушка, наличие СО2-экстрактивных комплексов, газожидкостная обработка, бактерицидная упаковка. Теоретически предполагаемое барьерное средство - низкая температура хранения. Графическое отображение взаимосвязи причин порчи пищеконцен-трата со способами снижения их воздействия представлено на рис. 2.
4. Бактерицидный упаковочный материал
5. Хранение при пониженной температуре
. Газожидкостная обработка
^ 1. Низкотемпературная сушка
комплексы
Рис. 2
Определены оптимальные режимы и условия обработки исследуемой продукции ЭМП НЧ и показано, что сочетание газожидкостной и электромагнитной обработки обеспечивает получение максимального эффекта при длительном хранении продукции, снижая естественную убыль (в 1,5—2,8 раза), потери от микробиологической порчи (в 2,0-3,9 раза) и величину общих потерь (в 1,5-3,0 раза) по сравнению с необработанными сырьем и готовой продукцией.
ЛИТЕРАТУРА
1. Касьянов Г.И., Коробицын B.C., Шиндяпкин А.А.
Краснодарская научная школа суб- и сверхкритических технологий // Сб. докл. VI науч.-практ. конф. с междунар. участием «Сверхкри-тические флюиды (СКФ): фундаментальные основы, технологии, инновации», 4-7 июля 2011 г. - Новосибирск, 2011. - С. 182-183.
2. Касьянов Г.И. СО2-экстракты: производство и применение / Под ред. проф. В.Г. Щербакова. - Краснодар: Экоинвест, 2010. - 176 с.
3. Пат. на полезн. модель 93294. Установка для газожидкостной экстракции сы1рья / Е.П. Франко, Г.И. Касьянов, В.С. Коробицын // БИПМ. - 2010. - № 12.
4. Стасьева О.Н., Латин Н.Н., Касьянов Г.И. СО2-экс-тракты Компании Караван - новый класс натуральных пищевыгх добавок. - 3-е изд., испр. и доп. - Краснодар: КНИИХП, 2011. - 324 с.
5. Барышев М.Г., Касьянов Г.И. Электромагнитная обработка сы1рья растительного и животного происхождения. - Краснодар: КубГТУ, 2002. - 220 с.
6. Барышев М.Г., Касьянов Г. И., Джимак С.С. Влияние низкочастотного электромагнитного поля на биологические системы // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2007. - № 3. - С. 44-48.
Поступила 30.12.11 г.
GAS-LIQUID AND ELECTROMAGNETIC METHODS OF ANIMAL RAW MATERIAL TREATMENT
G.I. KASYANOV
Kuban State Technological University,
2, Moscovskaya st., Krasnodar, 350072;ph.: (861) 255-99-07, e-mail: [email protected]
The results of researches on use gas-liquid and electromagnetic methods of animal and vegetable raw material treatment are presented, allowing to raise efficiency of process, to reduce its duration and to improve quality of production.
Key words: carbon dioxide, low frequency electromagnetic field, enzymes activation, cold sterilization, microbiological safety.
664.6:665.337.8:665.117.2
ВЛИЯНИЕ ТЫКВЕННОГО ЖМЫХА НА КАЧЕСТВО РЖАНО-ПШЕНИЧНОГО ХЛЕБА
И.М. КУЧЕРЯВЕНКО, О.Л. ВЕРШИНИНА, Е.Н. КИКТЕНКО, И.Н. АЛЕНКИНА
Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: [email protected]
Показана возможность и целесообразность использования тыквенного жмыха, полученного при переработке семян тыквы сорта Голосемянная, при производстве ржано-пшеничного хлеба с соотношением ржаной и пшеничной муки 50 : 50. Приведены результаты исследования влияния различных дозировок тыквенного жмыха на качество ржано-пшеничного хлеба.
Ключевые слова: тыквенный жмых, ржано-пшеничный хлеб, показатели качества хлеба.
Для улучшения качества ржаного и ржано-пшеничного хлеба и придания ему профилактической направленности изучена возможность и целесообразность использования тыквенного жмыха, полученного при переработке семян тыквы сорта Голосемянная, при производстве новых сортов ржано-пшеничного хлеба повышенной пищевой ценности, в том числе функционального назначения.
Тыквенный жмых - продукт переработки семян тыквы при получении тыквенного масла. Благодаря холодному отжиму в тыквенном жмыхе остается основная часть питательных веществ, витаминов и микроэлементов, биологически активных веществ, содержащихся в семечке, и до 10% тыквенного масла.
Тыквенный жмых является не только ценной протеиновой добавкой (до 45% сырого протеина), но и
средством, стимулирующим пищеварение и способствующим нормализации работы желудочно-кишечного тракта благодаря значительной доле клетчатки (20%) и масла. Наличие в тыквенном жмыхе аминокислоты ку-курбитина обусловливает противоглистное действие.
В состав тыквенного жмыха входят сахара, фито-стерины, смолы, органические и аскорбиновая кислоты, каротиноиды, тиамин, рибофлавин, соли фосфорной и кремниевой кислот, калия, кальция, железа, магния [1].
Особенности химического состава тыквенного жмыха и его фармакологические свойства определяют возможность использования его в рецептурах ржаных и ржано-пшеничных сортов хлеба в качестве источника пищевых и биологически активных веществ [2].
