Введение к работе
1.1 Актуальность работы. Напряженный ритм жизни и дефицит времени для большинства людей стал причиной нарушения поступления в организм питательных веществ, привел к качественному и количественному изменению рациона питания, в котором преобладают рафинированные, высококалорийные, но бедные растительным белком, полиненасыщенными жирными кислотами, пищевыми волокнами, витаминами, минеральными и другими необходимыми веществами продукты.
Хлеб – наиболее употребляемый продукт питания, поэтому введение в его состав полезных компонентов, содержащих, в том числе пищевые волокна, оказывает позитивное влияние на здоровье человека. Одним из важных источников получения пищевых порошков, в состав которых входит до 20 % клетчатки и 5–8 % пектиновых веществ, является выжимка винограда (ВВ), которая практически не перерабатывается на предприятиях первичного виноделия РФ и в виде отходов производства вывозится в качестве органического удобрения на поля. В 2011 году на предприятиях Краснодарского края было переработано 165 тысяч тонн винограда и получено около 25 тыс. тонн выжимки (без гребней), из которой можно было бы получить около 7 тыс. тонн пищевого порошка (ПП) и столько же виноградных семян, являющихся сырьем для получения ценного виноградного масла. Только за счет потери виноградных семян предприятиями края недополучено до 32 млн. рублей при среднем расчётном выходе виноградного масла 10%.
Проблема повышения пищевой ценности хлебобулочных изделий, в том числе с добавками, полученными из выжимок винограда, отражена в работах многих ученых: Л.Я. Ауэрмана, Р.Д. Поландовой, С.Я. Корячкиной, В.Д. Малкиной, Т.Б. Цыгановой, А.С. Джабоевой, В.С. Колодязной, Т.В. Першаковой, А.Н. Мусаевой, Д.В. Кондратьева, В.И. Мартовщука и других.
В связи с этим, совершенствование технологии получения пищевых порошков из выжимок винограда красных и белых сортов и использование их в хлебопечении для повышения пищевой ценности хлеба является актуальным, имеет важное научное и практическое значения.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с х/д № 6.34.03.05-11 «Обоснование технологических параметров конвективной сушки виноградных выжимок» с ООО «Фирма Сомелье» и с гос. заданием Министерства образования и науки РФ № 4.1897.2011 «Разработка инновационной технологии продуктов питания функционального назначения на основе глубокой и комплексной переработки растительного сырья».
1.2 Цель и задачи исследований. Цель исследований – совершенствование технологии получения пищевых порошков из выжимки винограда белых и красных сортов и их применение в технологиях получения новых сортов пшеничного и ржано-пшеничного хлеба повышенной пищевой ценности.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
– провести аналитический обзор информационных источников по теме исследований;
– исследовать влияние основных технологических и кинетических параметров на эффективность конвективной сушки выжимки винограда красных и белых сортов;
– усовершенствовать технологию получения пищевых порошков из выжимки винограда белых и красных сортов;
– исследовать химический состав пищевых порошков из виноградных выжимок белых и красных сортов, определить показатели их безопасности;
– исследовать влияние порошков из выжимки белых и красных сортов винограда на хлебопекарные свойства пшеничной и ржаной муки и возможности его использования для активации прессованных дрожжей;
– исследовать влияние порошков из выжимки винограда белых и красных сортов на свойства теста, качество хлеба из пшеничной и смеси ржаной и пшеничной муки;
– определить оптимальную дозировку пищевых порошков из выжимки винограда белых и красных сортов, оптимальное соотношение ржаной и пшеничной муки, а также обосновать способ внесения порошка;
– разработать технологические решения и рецептуры на новые сорта пшеничного и ржано-пшеничного хлеба и оценить их пищевую ценность;
– провести опытно-промышленную апробацию предложенных технологий новых сортов хлеба из пшеничной, смеси ржаной и пшеничной муки, разработать и утвердить техническую документацию на новые сорта хлеба;
– оценить экономическую эффективность от внедрения разработанных технологических решений.
1.3 Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность получения пищевых порошков из выжимки винограда белых и красных сортов и высокая эффективность применения их в производстве новых сортов хлеба из пшеничной, смеси ржаной и пшеничной муки.
Установлено влияние основных технологических и кинетических параметров на эффективность конвективной сушки сладкой выжимки винограда сорта Шардоне, сброженной выжимки сортов Шираз и Каберне, а также выжимки, полученной из замороженного винограда сорта Рислинг. Показано, что выжимка винограда относится к коллоидным капиллярно-пористым материалам, а соотношение в ней форм свободной и связанной влаги определяющим образом зависит от способа переработки винограда.
Установлены рациональные технологические параметры конвективной сушки выжимок исследованных сортов винограда. Получены эмпирические уравнения для расчёта продолжительности первого и второго периодов сушки, позволяющие определить общую продолжительность процесса сушки при заданной влажности высушенной выжимки.
Усовершенствована технология получения пищевых порошков из выжимок белых и красных сортов винограда.
Установлено положительное влияние порошка, полученного из выжимки винограда белых сортов, на подъёмную силу дрожжей, обусловленное воздействием его компонентов на дрожжевые клетки, приводящее к улучшению показателей качества хлебобулочных изделий. Показана возможность и обоснована эффективность применения его в виде компонента питательной смеси для улучшения качества активированных прессованных дрожжей.
Установлена оптимальная дозировка порошка, полученного из выжимок винограда красных сортов, обеспечивающая в сочетании максимально возможные значения пористости, упругости мякиша и формоустойчивости ржано-пшеничного хлеба. Экспериментально и научно обоснованы способы внесения пищевых порошков из выжимки винограда белых и красных сортов при производстве пшеничного и ржано-пшеничного хлеба.
Новизна предложенных технологических решений подтверждена патентом РФ на полезную модель: № 110603 от 27.11.2011 г. «Линия приготовления жидкой закваски и теста из ржаной и ржано-пшеничной муки».
1.4 Практическая значимость. Разработаны и переданы ООО фирме «Сомелье» и ООО АФ «Саук Дере» технологические инструкции с рациональными параметрами конвективной сушки виноградных выжимок для практического применения в производстве.
Разработаны и утверждены комплекты технической документации для новых сортов пшеничного и ржано-пшеничного хлеба: «Новый» и «Особенный», обогащённых пищевым порошком из виноградных выжимок, которые апробированы в условиях ОАО «Краснодарский хлебозавод № 3».
Фактический экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений и реализации новых видов продукции в объёме 100 тонн в год составил 36 тыс. руб.
1.5 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научных семинарах кафедры процессы и аппараты пищевых производств КубГТУ (г. Краснодар, 2009–2011 гг.); X Международной конференции молодых учёных «Пищевые технологии и биотехнологии» (г. Казань, 2009 г.); III Международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы» (г. Пенза, 2009 г.); Двенадцатой международной научно-практической конференции «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств» (г. Барнаул, 2009 г.); 9-ой Международной научно-практической конференции «Инновация, экология и ресурсосберегающие технологии на предприятиях машиностроения, авиастроения, транспорта и сельского хозяйства» (г. Ростов на Дону, 2010 г.); 2-ой Международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века» (г. Краснодар, 2011 г.); Международной научно-практической конференции «Современные достижения биотехнологии» (Ставрополь, 2011 г.).
1.6 Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 12 научных работ, в том числе 4 статьи в журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки РФ, и получен один патент РФ на полезную модель.
1.7 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора информационных источников по теме исследования, методической части, экспериментальной части, выводов, списка использованных литературных источников и приложения. Основная часть работы изложена на 117 страницах компьютерного текста, включает 25 таблиц и 22 рисунка. Список литературных источников включает 106 наименований, в том числе 13 – зарубежных авторов.
