CC BY
42
633.85.002.28
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОСЛЕУБОРОЧНОЙ ОБРАБОТКИ МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН
С.К. МУСТАФАЕВ
Кубанский государственный технологический университет
Послеуборочную обработку масличного сырья в настоящее время рассматривают как комплекс технологических приемов, целью которых является подготовка его к длительному хранению или переработке [1-3].
Основной и наиболее распространенный технологический прием послеуборочной обработки - сушка [1-4]. Совершенствование ее технологии направлено в основном на интенсификацию процесса снижения влажности семян при максимально возможном сохранении их качества. Из множества технологических разновидностей сушки можно выделить 4 основных вида: конвективную, низкотемпературную, радиационную и комбинированную, включающую несколько видов.
Для интенсификации конвективной сушки используют увеличение температуры теплоносителя, предварительный подогрев семян, их рециркуляцию в рабочем объеме сушилки [2, 5-10]. Этот вид сушки достаточно отработан и в настоящее время наиболее широко применяется в масло-жировой промышленности.
Значительно интенсифицировать процесс конвективной сушки можно путем создания псевдоожижен-ного («кипящего») слоя семян и применения вакуума [2, 11-13]. Разработки последних лет в этой области направлены на изучение самого процесса с целью выяснения оптимальных параметров зерна [И], масличных семян [12] для создания новых моделей оборудования [2, 13]. Однако в масло-жировой промышленности такие установки пока не получили широкого применения из-за необходимости калибровки семян по размеру и массе для поддержания псевдоожиженного слоя при постоянных параметрах сушильного агента. Кроме того, неизбежный при «кипящем» слое быстрый нагрев семян до очень высоких температур, несмотря на небольшую продолжительность сушки, ведет к ухудшению качества семян и масла [2].
Снизить негативное воздействие повышенной температуры в процессе сушки семян позволяет применение холодного осушенного воздуха (метод теплонасо-са), полечившее распространение в основном за рубежом [2, 14-15]. В нашей стране подобные разработки также проводились и показали технологическую и экономическую эффективность данного метода для сушки зерна и семян подсолнечника [16]. Однако разрабо-
танные конструкции сушилок такого типа имеют низкую производительность, что делает их применение возможным лишь для сельскохозяйственных хранилищ и заводов малой мощности.
Сохранить качество семян при быстром снижении влажности позволяет сушка с применением радиационных методов нагрева - инфракрасного (ИК), токами высокой (ТВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ) [2, 17, 18]. Радиационный нагрев имеет несомненные технологические преимущества перед конвективным, благодаря ускоренному в 10-30 раз темпу нагрева и его безынерционное™, высокому бактерицидному действию на семена, лучшему сохранению питательных веществ и витаминов в семенах, снижению тепловых потерь в окружающую среду и экологичности процесса [2, 17]. К недостаткам радиационной сушки можно отнести высокий расход электроэнергии и дороговизну оборудования, из-за чего этот способ не нашел широкого применения при послеуборочной обработке масличных семян, хотя производственные испытания СВЧ-сушилки малой производительности показали ее высокую эффективность и высокое качество высушенных семян [19]. Анализ недостатков и преимуществ электромагнитного нагрева перед традиционным конвективным свидетельствует, что наиболее перспективной является сушка, комбинирующая эти виды нагрева. На создание технологии комбинированной сушки направлены многочисленные исследования последних лет [20-25], практически осуществленные в широко распространенных барабанных сушилках для зерна [24].
В технологии послеуборочной обработки применяют помимо сушки временное хранение свежеубран-ных зерна и семян после обработки их консервантами, в условиях охлаждения, а также без доступа воздуха и в регулируемой газовой среде [1, 26-30]. Необходимо отметить, что эти технологические приемы, как правило, являются вспомогательными и после временного хранения свежеубранные семена необходимо высушить до влажности, оптимальной для переработки или длительного хранения [3, 26].
Обработка консервантами значительно угнетает жизнедеятельность как микрофлоры, так и самих семян, что позволяет хранить даже влажную семенную массу без ухудшения качества и предотвращать развитие процессов самосогревания [1,29,31—33]. Наиболее эффективной является технология обработки пропио-новой кислотой, которая позволяет сохранить качест-
во семян подсолнечника, повысить стойкость липидов к окислению, способствует более полному удалению фосфолипидов из масел при гидратации [1,29]. Новые способы обработки этим консервантом в аэрозольном состоянии позволили снизить расход пропионовой кислоты и повысить эффективность консервации [32], однако для масличных семян до настоящего времени эта технология применения не нашла.
Охлаждение как прием послеуборочной обработки используется в основном для зерна [2,26]. Для подсолнечника были разработаны научные основы и технологические режимы хранения при низких температурах, позволяющие без заметного ухудшения качества хранить семена с влажностью 14-16% [34]. Для масличных семян охлаждение применяется после сушки, а не как отдельный технологический прием [26].
Хранение без доступа атмосферного воздуха, основанное на угнетении жизнедеятельности всех компонентов семенной массы в отсутствие кислорода, позволяет сохранить качество и технологические свойства семян при нулевой всхожести [26, 30, 35]. Широкого применения в масло-жировой промышленности этот метод не нашел в основном из-за необходимости герметизации хранилищ, а также потери семенами жизнеспособности из-за накопления в них продуктов анаэробного дыхания, что делает их менее стойкими при последующем хранении.
Более прогрессивной технологией, предусматривающей направленное изменение газового состава атмосферы межсеменного пространства, является хранение в регулируемой газовой среде (РГС) [27, 36, 37]. Технологическим фактором является в данном случае низкое содержание кислорода [38, 39]. Анализ имеющихся разработок в этом направлении показал, что РГС очень дорогой способ обработки, он наиболее приемлем, на наш взгляд, для длительного хранения семенного фонда в сухом состоянии, так как переориентация дыхания семян на пентозофосфатный путь позволяет накапливать пул НАДФ • Н2, что способствует сохранению всхожести.
Послеуборочная обработка масличных семян способом активного вентилирования, обеспечивающая их подсушивание и охлаждение, должна подготовить масличное сырье к долгосрочному хранению и переработке [26, 40]. При послеуборочной обработке зернового сырья активное вентилирование широко применяется с целью сушки зерна при удельных подачах воздуха 100-1200 м3/(ч • т) [4]. Для свежеубранных семян масличных культур удельные подачи воздуха при активном вентилировании не должны превышать 45 м3/(ч • т) во избежание роста кислотного и перекисного чисел получаемого из семян масла при хранении [41, 42].
При низких удельных подачах воздуха в семенную или зерновую массу процесс сушки идет медленно и в верхней части насыпи вентилируемых семян возможно их плесневение [40], поэтому активное вентилирование свежеубранного масличного сырья ограничено
его влажностью, не более чем на 1-2% превышающей критическую [41].
Рассмотренные виды послеуборочной обработки направлены на сохранение качества семян путем снижения их жизнедеятельности, а цель совершенствования технологии - интенсификация обработки семян. В этом случае не реализовывается полностью биологический потенциал свежеубранных семян к улучшению их технологической ценности при послеуборочном дозревании.
Исследования последних лет позволили выдел (Г-; фракцию свежеубранных семян, для которых в ходе послеуборочного дозревания возможно улучшение качества по массовой доле масла, его жирнокислотном> составу, кислотному и перекисному числам, фракционному составу белка при хранении в оптимальных условиях: влажности на 1-2% превышающей критическую, температуре 2-10°С, атмосфере с близким к воздуху соотношением газов в межсеменном пространстве [41-43].
Разработана технология послеуборочной обработки указанной фракции семян с применением активного вентилирования, целью которой в отличие от традиционной технологии являлось создание благоприятных условий для жизнедеятельности семян, способствующих улучшению их качества при послеуборочном дозревании [44].
Применение тепловой сушки для влажных масличных семян, ускоряя послеуборочное дозревание, не позволяет достичь минимальных значений кислотного и перекисного чисел масла в семенах по завершении этого процесса. Кроме того, рост данных показателей при последующем хранении семян после сушки происходит более интенсивно, чем у необработанных семян
[41].
Поэтому для свежеубранных семян с высокой влажностью, для которых потенциально возможны процессы послеуборочного дозревания, способные улучшить их качество, наиболее приемлемы технологические приемы послеуборочной обработки, не тормозящие, а направляющие биохимические процессы на улучшение технологических свойств семян. Такие бионизиванные технологии перспективны для послеуборочной обработки масличных семян.
Один из вариантов бионизированной технологии -активное вентилирование в сочетании с обработкой семян биопрепаратами, угнетающими развитие патогенной микрофлоры. В этом случае активное вентилирование при удельных подачах воздуха до 50 м3/(ч ■ т) выполняет задачу сушки свежеубранных семян и поддержания состава атмосферы в межсеменном пространстве с близким к воздуху соотношением газов, что наиболее благоприятно для дозревания [40,41], а биопрепарат предотвращает развитие патогенной микрофлоры, ответственной за порчу свежеубранных семян [45—47].
Для влажных семян, которым необходима более интенсивная сушка, чем активное вентилирование, ра-
циональна комбинированная конвективная сушка, включающая предварительный СВЧ-подогрев [20-25].
К сожалению, разработка режимов технологий с применением биопрепаратов и комбинированной сушки с СВЧ-подогревом сдерживается необходимостью всестороннего изучения их воздействия на биохимические процессы в свежеубранных семенах. Только после проведения подобных исследований возможно будет осуществление целенаправленного влияния на интенсивность и направленность биохимических процессов при послеуборочной обработке, что в конечном счете позволит получать семена с прогнозируемым качеством и целевым назначением для последующей переработки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Лобанов В.Г., Шаззо А.Ю., Щербаков В.Г. Теоретические основы хранения и переработки семян подсолнечника. - М., 2002. - 592 с.
2. Щербаков В.Г. Технология получения растительных масел. - М.: Колос, 1992. - 207 с.
3. Белобородов В.В. Подготовительные процессы переработки масличных семян. - М.: Пищевая пром-сть, 1974. - 336 с.
4. Трисвятский JI.A. Хранение зерна. - М.: Агропромиз-дат, 1985.-351 с.
5. Мхитарьянц Л.А., Тарасов В.Е., Дьяченко С.Ю. Влияние нагрева при подготовке семян подсолнечника сорта Первенец к переработке на качество получаемых масел // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1991. - № 1-3. - С. 95-96.
6. Давиденко Е.К., Дорошева Е.Н. Влияние тепловой сушки на содержание олеиновой кислоты в семенах подсолнечника // Пищевая пром-сть. - 1989. - № 6. - С. 49-50.
7. Нагиев О.Н., Идгеев Б.К. Интенсификация процесса сушки зерна крупяных, бобовых и масличных культур // Алма-ат. филиал. Джамб. технол. ин-та легкой и пищ. пром-сти. - Ачма-Ата, 1988. - Деп. в КазНИИ, НТИ. - 07.06.88. - № 2169-К 88. - С. 5.
8. Интенсивные режимы сушки семян подсолнечника / Ю.В Костенко, В.М. Копейковский, Л.К. Асватурьян и др. // Масло-жир. пром-сть. - 1981. -№ И. - С. 6-11.
9. Спиридонова М.Г. Исследование и разработка способа и технологических режимов сушки семян подсолнечника в шахтных
сушилках с предварительным нагревом: Автореф. дис канд. техн.
наук. - Краснодар, 1975. - 34 с.
10. Влияние тепловой обработки подсолнечных семян на свойства масла /Ю.В. Костенко, В.М. Копейковский, Е.П. Корненаи др. //Масло-жир. пром-сть. - 1986. -Ха 7. - С. 8-10.
11. Чупрунов С.Ю., Леонтьева А.И., Утробин Н.П., Брян-кин К.В. Сушка сыпучих пищевых продуктов в виброкипящем слое // Междунар. научн.-техн. конф. «Прогрессивные технологии и оборудование для пищевой пром-сти», Воронеж, 17-20сент. 1997.-Воронеж, 1997. - С, 212.
12. Масалитин Б.С., Яловой Н.И. Исследование процесса сушки семян подсолнечника в вихревом" псевдоожиженном слое // Хранение и переработка с.-х. сырья. - 2001. - № 3. - С. 29-31.
13. Пат, 2102895 RU А 23 в9/08. Камерная зерносушилка позиционно-периодического действия с кипящим слоем / Н.К. Серен-ков, А.С. Фрейдин (RU); ТОО НПП Г елиос - № 94029135. - Опубл. в Б.И.-1998.-№3,
14. Ertas A. Low' temperature peanut drying using liquid desiceant system climatic conditions / Azizul Hogue A. K.M. Kiris I., Ganolhidasan P. // Drying Technol. - 1997. - 15. - № 3^1. - P. 1045-1060.
15. Пат. 6158147 US, МПК7 F26 В 3/00 / Method and apparatus for drying of grain and other particulates using a membrane / Clear-Water, Inc., Swith
Kevin W., Mueller Wayne (US); № 09/579848. - Опубл. 12.12.2000; НПК 34/474.
16. Шаззо Р.И. Низкотемпературная сушка пищевых продуктов в кондиционированном воздухе. - М.: Колос, 1994. - 119 с.
17. Рогов И.А. Техника сверхвысокочастотного нагрева пищевых продуктов. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1981. - 198 с.
18. Зверев С.В., Красников В.В., Тюрев Е.П. Термообработка зерна ИК-нагревом //Междунар. конф. «Науч.-техн. прогресс в перерабатывающих отраслях АПК», Москва, 16-18 мая, 1995: Материалы (докл. и крат, сообщ.). - М., 1995. - С. 40-43.
19. Дубовой Д.А. Испытания экспериментальной установки для сушки семян масличных культур с использованием СВЧ-на-грева// Хранение и переработка сельхозсырья. - 2001.- Х°5,-С.62-63.
20. Qamy Y. Analysis of heat and masstransfer during comfmed microwove-convective spouted-fed drying // Drying Technol. -2001. -19. - № 3-4. - P. 485-506.
21. Рудобашта С.П., Рудобашта Л.Я., Дима Ж.О. СВЧ-ин-тенсификация процесса сушки в псевдоожиженном слое // Силовые электрификации и электропривод. - М., 1995. - С. 72-78.
22. Воронцов В.В. Применение предварительного ТВЧ-на-грева при конвективной сушке семян подсолнечника // Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья: Тез. докл. 6-й Всесоюз. науч.-техн. конф.-М., 1989. -С. 128.
23. Губиев Ю.К., Ауэрман Л.Я., Прундзе Э.Т. СВЧ-кон-вективная сушка зерна пшеницы // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1984. -№ 3. - С. 54-57.
24. Шелудько И.Б. Об использовании микроволновой энергии в барабанных сушилках // Хранение и переработка зерна. -2000. -№ 12.-С. 43-44.
25. Пат. 2031585 RU. МКИ6 А 23 В 9/04. Способ тепловой обработки зерна/В.И. Анискин, Ю.И. Губиев, Р.К. Еркинбаева, О.П. Налеев. - Опубл. в Б.И. -1995. -№ 9.
26. Технология производства растительных масел / В.М. Копейковский, С.Н. Данильчук, Г.И. Гарбузова и др. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. - 416 с.
27. Надыкта В.Д. Основы хранения семян сельскохозяйственных культур сырьевого и посевного назначения в регулируемой газовой среде с повышенным содержанием азота: Автореф. дис.... д-ра техн. наук. - М., 1989. - 52 с.
28. Копейковский В.М., Рязанцева М.И., Кокорина Л.М. Газация бромистым метилом смеси высокомасличного подсолнечника // Масложир. пром-сть. - 1966. - № 8. - С. 7.
29. Журавлев А.И. Исследование влияния пропионовой кислоты на биохимические и технологические свойства подсолнечных семян: Автореф. дис.... канд. техн. наук. - Краснодар, 1974.-31 с.
30. Трубицын Н.В. Влияние доступа воздуха на состояние семян подсолнечника при хранении: Автореф. дис.... канд. техн. наук. - Харьков, 1962. - 19 с.
31. Пелипенко Т.В. Совершенствование и производственное освоение технологии подготовки кориандра к хранению и переработке: Автореф. дис.... канд. техн. наук. - Краснодар, 1990. - 24 с.
32. Росляков Ю.Ф. Теоретические и прикладные основы консервации зерна риса: Дис.... д-ра техн. наук (в виде науч. докл.). -М., 1997.-68 с.
33. Рязанцева М.И. Способы послеуборочной обработки и хранение семян высокомасличного подсолнечника: Автореф. дис.... канд. техн. наук. - Краснодар, 1962. - 28 с.
34. Говардовская В.И. Влияние низких температур на фи-зиолош-биохимические свойства семян подсолнечника: Автореф. дис.... канд. техн. наук. - Краснодар, 1967. - 17 с.
35. Копейковский В.М., Трубицын Н.В. Биохимические изменения при хранении семян подсолнечника в углекислоте и в воздухе // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1961. - № 3. - С. 7-14.
36. Шеховцова Т.Е. Исследование консервирующего действия РГС на качество семян подсолнечника при хранении: Автореф. дис.... канд. техн. наук. - М., 1979. - 27 с.
37. Голик М.Г. Применение нейтральных газовых смесей при хранении сельскохозяйственных продуктов. - М.: ЦНИИТЭИ Мингаза СССР, 1972. - С. 4-6.
38. Васильев Д.С. Подсолнечник. - М.: Агропромиздат, 1990.-174 с.
39. Романова Л.В., Садыкина Н.А. Влияние различных компонентов семенной массы подсолнечника на ее стойкость при хранении // Тр. ВНИИЖ. Вып. 22. - Краснодар, 1961. - С. 52-63.
40. Щербаков В.Г. Биохимия и товароведение масличного сырья. - М.: Агропромиздат, 1991. - 304 с.
41. Ксандопуло С.Ю. Теоретические и экспериментальные основы рациональной технологии послеуборочной обработки (послеуборочного дозревания) масличных семян и плодов кориандра: Автореф. дис.... д-ра техн. наук. - Краснодар, 1993. - 42 с.
42. Брюхнова Е.А. Разработка комплексной технологии послеуборочной обработки и хранения семян сои: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Краснодар, 2001. - 25 с.
43. Семенов B.C. Биохимическое обоснование технологии послеуборочной обработки семян подсолнечника: Автореф. дис.... канд. техн. наук. - Краснодар, 2000. - 23 с.
44. Мустафасв С.К., Ксандопуло С.Ю. Технологическая инструкция по проведению активного вентилирования масличных
семян (подсолнечник, соя, рапс) при их послеуборочном дозреван;-: и последующем хранении. - Изд. Рос. гос. кооп. объед. пищевог пром-сти; Дата введ.: октябрь 1990.
45. Выделение и идентификация штамма РвешЗотоп^ аигеоГаЫепз В8 1393 - антагониста фитопатогенных грибов и бактерий: Отчет. - Пущино, 1996.
46. Чигалейчик А.Г., Кочетков В.В., Горбунов С.Б., Кузьмин Н.П. Биопрепарат «Псевдобактерин-2» для защиты растений от широкого спекгра фитопатогенов // Проблемы экологической безопасности АПК. Выи. 2. - Сергиев Посад, 1996. - С. 132.
47. Использование биопрепарата .«Псевдобактерин» в технологии послеуборочной обработки масличных семян: Тез. докл. зь-уч.-техн. конф. «Техника и технология пищевых производств. 24-26 апр. 2002. - Могилев, 2002.
Кафедра технологии жиров, товароведения и экспертизы товаров
Поступила 29.10.03 г.
