Введение к работе
Актуальность работы. Комплексная переработка зерна, наиболее полное извлечение из него ценных компонентов и рациональное использование вторичных сырьевых ресурсов являются важнейшими резервами увеличения выработки продукции и повышения эффективности производства.
Одним из фундаментальных направлений в решении вопросов рационального использования сырьевых ресурсов является переход на мало- и безотходные циклы их переработки.
Значительный вклад в разработку теоретических и практических основ рационального использования вторичного сырья крупяных производств внесли такие отечественные ученые, как Гинзбург М.Е., Мельников Е.М., Нечаев А.П., Марков Д.И., Соколов А.Я., Зенкова А.Н., Горпинченко Т.В., Белиловская А.С. и др.
На сегодня вес глубокой переработки сырья в России составляет 30%, а в развитых странах Европы и США - 90-98%. Так, при переработке зерна в крупу из него извлекают сравнительно небольшую часть ценного содержимого (45-67%), являющегося конечными продуктами производства, остальную часть составляют побочные продукты, отходы.
При переработке гороха в крупу в качестве побочного продукта образуется мучка. Гороховая мучка представляет собой высококачественное вторичное сырье, поскольку при переработке гороха в крупу, в мучку попадают ценные для человека анатомические части - росток и семенная оболочка. Однако, гороховая мучка в настоящее время используется в основном в качестве компонента комбикормов, хотя химический состав предполагает более широкий спектр ее применения.
В связи с изложенным, исследование, посвященное повышению степени использования вторичного сырья, более полному извлечению из него ценных компонентов, является актуальным.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка научно-обоснованных приемов, позволяющих повысить степень использования вторичного сырья крупяного производства и определить пути его рационального использования.
В задачи исследования входило:
комплексное исследование химического состава гороховой мучки;
исследование безопасности гороховой мучки;
исследование изменения показателей качества гороховой мучки при хранении;
проведение сравнительной оценки способов снижения активности ингибиторов трипсина гороховой мучки;
исследование направлений рационального использования гороховой мучки;
разработка и утверждение нормативной документации на новый вид изделий с добавлением гороховой мучки;
проведение медико-биологической оценки эффективности использования в питании сахарного печенья с добавлением гороховой мучки;
проведение апробации основных результатов исследований и оценка экономической эффективности производства разработанных изделий.
Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.
Научная новизна работы. Научно обоснованы и экспериментально подтверждены новые технологические решения для реализации ресурсосберегающей технологии рационального использования вторичного сырья крупяного производства.
Выявлены различия в химическом составе отдельных потоков гороховой мучки, позволяющие учитывать возможность дифференцированного использования отдельных ее фракций.
Установлено, что в состав стеринов гороховой мучки входят 5 фракций (кампастерин, стигмастерин, холестерин, Р-ситостерин, Р-амирин), преобладающей фракцией является Р-ситостерин .
Показано, что в состав фенольных соединений гороховой мучки входят: рутин, гиперозид и витексин.
Установлено, что активность фермента липазы гороховой мучки, определяющая ее стойкость при хранении, в 2,3 раза превышает активность фермента в горохе. Установлены и экспериментально обоснованы сроки безопасного хранения свежевыработанной и термообработанной гороховой мучки.
Выявлена высокая активность ингибиторов трипсина гороховой мучки, снижающая усвояемость белка.
Проведена сравнительная оценка способов снижения активности ингибиторов трипсина гороховой мучки (гранулирование, экструдирование, ИК-обработка), наиболее эффективным из которых является ИК-обработка с последующим темперированием в теплоизоляционном бункере.
На основании комплексного исследования химического состава и физиологически функциональных свойств гороховой мучки научно обоснована целесообразность ее применения при производстве мучных кондитерских изделий.
Разработка ресурсосберегающей технологии использования побочных продуктов переработки гороха
Комплексное исследование химического состава гороховой мучки
Исследование безопасности гороховой мучки
Исследование изменения качества гороховой мучки при хранении
Сравнительная оценка способов снижения активности ингибиторов
трипсина гороховой мучки
Гранулирование
Экструдирование
ИКюбрабэтка+темпфированж
^
Исследование направлений рационального использования
гороховой мучки
^
Исследование возможности использования гороховой мучки для производства мучных кондитерских изделий
Исследование возможности использования гороховой мучки для производства растительного масла
=
Зоотехническая оценка кормопродуктов с ИК-обработанной
гороховой мучкой
Разработка и утверждение нормативной документации на новый вид изделий с добавление гороховой мучки
Медико-биологическая оценка эффективности использования в питании сахарного печенья с добавлением гороховой мучки
Апробация основных результатов исследований и их экономическая эффективность
Рисунок 1 - Структурная схема исследований
Выявлена высокая биологическая эффективность липидного комплекса гороховой мучки, заключающаяся в значительном содержании полиненасыщенных жирных кислот, каротиноидов, токоферолов, стеринов, что позволило научно обосновать возможность получения из нее растительного масла.
Медико-биологическими исследованиями выявлены ТДФ и ФАД-эффекты при употреблении сахарного печенья «Богатырское» с добавлением гороховой мучки. Установлено, что употребление печенья, обогащенного гороховой мучкой, способствует стабилизации белкового, витаминного, минерального и липидного обмена, а также обмена азотсодержащих соединений.
Практическая значимость работы. Разработаны эффективные режимы для снижения активности ингибиторов трипсина гороховой мучки. Показано, что обработка ИК-излучением (тип ламп КГТ 220-1000, плотность лучистого потока 36 кВт/м , продолжительность обработки 70 секунд, конечная температура нагревания 140 С) с последующим темперированием в теплоизоляционном бункере в течении 10 минут позволяет снизить активность ингибиторов трипсина.
Разработана и утверждена нормативная документация на сахарное печенье «Богатырское» из пшеничной муки первого сорта с добавлением гороховой мучки (ТУ 9131-005-05321443-2011) и мучку гороховую пищевую (ТУ 9293-004-05321443-2011).
Проведена промышленная апробация приготовления сахарного печенья из пшеничной муки первого сорта с применением ИК-обработанной гороховой мучки в условиях кондитерского цеха пищевого комбината ЗАО «Орский хлеб» (Оренбургская область, г.Орск). Результаты исследований подтверждены актом медико-биологической оценки эффективности использования в питании сахарного печенья с добавлением гороховой мучки, проведенной в ГУЗ «Оренбургский психоневрологический госпиталь ветеранов войн» (г. Оренбург).
Проведена зоотехническая оценка использования ИК-обработанной гороховой мучки в качестве компонента комбикормов для свиней (Свиноферма «Заря», Рязанская область, г. Михайлов).
Показана экономическая эффективность разработанных технологических решений.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований представлялись на Международных и Всероссийских научно-практических конференциях и форумах: III Всероссийская заочная научно-практическая конференция «Региональный рынок потребительских товаров: особенности и перспективы развития, качество и безопасность товаров и услуг» (Тюмень, 2009), II Межвузовская научно-практическая конференция «Новые технологии и инновационные разработки» (Тамбов,
2009), III Международный хлебопекарный форум «Современное хлебопечение - 2010» (Москва, 2010), Международная научно-практическая конференция «Повышение конкурентоспособности животноводства и задачи кадрового обеспечения» (Быково, 2011), IV Международный хлебопекарный форум «Современное хлебопечение - 2011» (Москва, 2011).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 работ, 4 статьи в журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, общих выводов, списка использованных источников литературы и приложений. Основной текст работы изложен на 162 страницах, содержит 21 рисунок и 40 таблиц. Библиографический список включает 253 источника российских и зарубежных авторов.
