Содержание к диссертации
Введение 4
Глава 1. Обзор литературы 9
1.1. Общая характеристика пшеницы 9
1.2. Химический состав зародыша пшеницы 11
-
Белковый комплекс //
-
Липидный комплекс 15
-
Углеводный комплекс 23
-
Витамины зародыша пшеницы 25
-
Ферменты зародышей пшеницы 26
-
Изменение качества зародышей пшеницы при хранении 28
-
Стабилизация качества пшеничных зародышей 31
-
Жидкие растительные масла 33
-
Получение и переработка жиров и масел 40
-
Побочные продукты производства растительных масел - жмыхи и шроты 43
Глава 2. Экспериментальная часть 46
-
Исходное вещество 46
-
Биохимические и физико-химические методы исследования 46
-
Определение содержания витаминов 46
-
Определение жирнокислотного состава липидов 47
-
Определение содержания углеводородов 49
-
Определение кислотного и перекисного числа 49
-
Определение коэффициента преломления 57
-
Определение плотности 51
-
Анализ аминокислот 51
-
Определение степени деградации белка 52
-
Определение клетчатки 53
-
Определение свободных Сахаров 53
-
Определение зольности и микроэлементов 53
-
Методы исследования антиоксидантной активности МЗП 53
-
Методы исследования майонезов 56
-
Реологические методы исследования эмульсионных систем 56
-
Определение кислотности майонеза 57
-
Определение стойкости 58
-
Определение водопоглощения и жиропоглощения 58
-
Метод количественного учета микроорганизмов 59
-
Графическое представление результатов 60
Глава 3. Результаты исследований и их анализ 61
3.1. Разработка технологии комплексной переработки зародышей пшеницы.61
3.1.1 Сушка зародышей пшеницы 61
-
Выделение масла зародышей пшеницы статическим прессованием 68
-
Экстракция масла органическими растворителями 68
-
Экстракция масла зародышей пшеницы жидким диоксидом углерода 71
-
Разработка технологии получения масла методом проходного прессования зародышей пшеницы 79
3.2. Исследование биохимического и жирнокислотного состава масла
зародышей пшеницы и жмыха - «Витазара» 88
-
Исследование биохимического состава масла зародышей пшеницы .88
-
Исследование биохимического состава жмыха - «Витазара» и зародышей пшеницы 97
-
Исследование антиоксидантной активности масла зародышей пшеницы 103
-
Перспективы использования масла зародышей пшеницы и «Витазара» в медицинской, пищевой и комбикормовой промышленности 111
-
Применение в медицине 111
-
Использование в пищевой промышленности 114
-
Малокомпонентные комбикорма для рыб на основе «Витазара».... 131
-
Другие направления использования 141
Заключение 143
Выводы 146
Список литературы 148
Приложения 168
Введение к работе
Эффективность мукомольного производства расширяется при более полной переработке основной витаминосодержащей составляющей зерна пшеницы - зародыша. На 41 крупнейших мельничных комбинатах России установлено оборудование фирмы «Бюлер», в технологической схеме которого предусмотрено выделение зародыша как одного из побочных продуктов переработки зерна. На остальных предприятиях зародыш практически полностью обезличивается в отруби, которые идут в основном на корм сельскохозяйственных животных.
В результате по стране практически нерационально используется до 35 тыс. тонн в год высококачественного сырья для пищевой и медицинской промышленности.
Комплексная переработка зародыша пшеницы позволяет получать ценные пищевые добавки и лечебно-профилактические препараты. Клетки оболочек и крахмального эндосперма пшеничного зерна омертвели, выполнив свои функции в процессе его развития и формирования, а клетки алейронового слоя и зародыша сохранили жизнедеятельность, что и определяет их ценный биохимический состав [34].
Мы не пропагандируем полную переработку зерновых культур, и в частности пшеницы, в продукты питания, хотя почти все передовые страны считают это одной из основных задач [130]. Только в Японии с 1968 по 1972 г. прямое потребление белка из отходов пшеницы выросло с 850 до 13531 тв год [25].
Многие отечественные ученые Я.Н. Куприц, Г.А. Егоров, М.Е. Гинзбург, Е.Д. Казаков, Л.А. Трисвятский и др. ставили задачу обогащения продуктов питания, в том числе муки, естественными витаминами с помощью переноса их из семенной оболочки, алейронового слоя и зародыша в муку. Возврат полезных компонентов зерна в готовые изделия привели к появлению на рынке хлебобулочных изделий с зародышами пшеницы и отрубями («Здоровье», «Диетический», «Суворовский» и т.д.), а также пищевых добавок «Пшеничные зародышевые хлопья» и «Отруби пшеничные диетические», выпускаемые различными предприятиями. Но все это - процесс возврата зародышей пшеницы и отрубей без их предварительной переработки.
Интерес к переработке пшеничного зародыша как к низкомасличной культуре возник давно, и попытки выделить масло осуществлялись с начала XX столетия. При современной технологии из тонны зерна можно получить от 3 до 5 кг зародыша, и выделить из него около 200 - 250 г масла. Оставшийся продукт - жмых представляет собой высокоэффективную белковую добавку, как к продуктам питания человека, так и в корма для животных.
Широкая переработка продуктов мукомольной промышленности для пищевых и медицинских целей сдерживается отсутствием сбалансированной технологии, позволяющей вести переработку зародышей пшеницы без изменения исходного биохимического состава. Существующие методы, отличаясь гидротермальным и химическим воздействием, наличием остаточных растворителей, как правило, обуславливают столь значительные изменения биохимического состава исходного сырья, что сводят на нет всю питательную и биологическую ценность получаемых продуктов [30], что и привело к появлению этой работы.
Целью настоящей работы явилась разработка комплексной технологии переработки зародышей пшеницы при минимальном воздействии на биохимический состав исходного сырья, определение направлений использования и переработки полученных продуктов.
При разработке технологической схемы процесса были опробованы практически все существующие методы: экстракция органическими растворителями, экстракция жидким диоксидом углерода, статическое и проходное прессование. Из оценки данных методов по комплексу параметров (качество и себестоимость продукции, производительность, безопасность и экологичность производства, о также наличие отечественного аппаратурного оформления) был выбран метод проходного прессования на базе серийно выпускаемого пресса ПШМ-250.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилась разработка комплексной технологии переработки зародышей пшеницы при минимальном воздействии на биохимический состав исходного сырья, не ухудшающем его свойства, определение направлений использования и переработки полученных продуктов.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: научно обосновать технологию переработки зародышей пшеницы с целью получения масла зародышей пшеницы и жмыха при минимальном воздействии на биохимический состав исходного сырья; разработать технологию получения масла зародышей пшеницы для организации его промышленного производства; изучить жирнокислотный, аминокислотный и витаминный состав масла зародышей пшеницы и жмыха, определить пищевую ценность полученных изделий; изучить антиоксидантные свойства масла зародышей пшеницы; изучить возможность использования масла зародышей пшеницы и жмыха в пищевой, комбикормовой промышленности и медицине; разработать нормативную документацию на выпускаемую продукцию.
Научная новизна работы. Разработана научно обоснованная технология комплексной переработки ЗП с получением двух биологически активных продуктов: масла зародышей пшеницы (МЗП) и жмыха - «Муки зародышей пшеницы «Витазар».
Определены направления дальнейшей переработки полученных продуктов. Установлены режимные интервалы технологии сушки ЗП и разработана технология получения МЗП методом проходного холодного прессования.
Исследован витаминный и жирнокислотный состав МЗП, определены направления его использования: в пищевой промышленности в качестве биологически активной пищевой добавки, обладающей антиоксидантными свойствами, и являющейся источником витаминов и полиненасыщенных жирных кислот; в медицине при лечении и профилактике заболеваний желудочно-кишечного тракта, восстановлении зрения у больных сахарным диабетом II типа, лечении ожоговых ран II и ШБ степени.
Изучена антиоксидантная активность МЗП как важнейшего фактора, отличающего его от других растительных масел.
Исследован аминокислотный, витаминный и липидный состав муки из зародышей пшеницы «Витазар», определены направления его использования: в качестве биологически активной пищевой добавки в лечебном и диетическом питании; в пищевой промышленности при производстве майонезов, соусов, халвы; в комбикормовой промышленности в качестве витаминно-белковой составляющей кормов для ценных пород рыб.
Практическая ценность работы заключается в организации в соответствии с разработанной технологией производства по переработке 25т ЗП в месяц. Выпущены технические условия на МЗП (ТУ 9141-013-
18062042-96) и муку зародышей пшеницы «Витазар» (ТУ 9295-014-18062042-96). Данные продукты сертифицированы и имеют положительные заключения Института питания РАМН РФ. Определены сферы использования МЗП и «Витазара» - медицина, пищевая и комбикормовая промышленности. Выпущены технические условия на майонез (ТУ 9143-011-39784673-01) и халву (ТУ 9127-006-39784673-00), в которых использована мука «Витазар». На основе «Витазара» также разработаны малокомпонентные комбикорма для откорма форели в водоемах с замкнутым водоснабжением, применение которых по сравнению с базовыми комбикормами увеличивает товарный прирост на 20-25% при 100% выживаемости молоди. Проведены исследования по применению масла и «Витазара» для лечении различных заболеваний.
