К. т. н. Гирка О. І.

Львівська комерційна академія, Україна

Удосконалення екструзійної технології і отримання продуктів поліпшеноГО СКЛАДУ

Продукція, отримана екструзійними методами обробітку сировини, займає все більш вагоме місце в асортименті харчових продуктів, завдяки своїй універсальності і різноманітності готових виробів.

Екструзійна технологія кількісно і якісно змінює структуру, склад і харчову цінність використаної сировини. Її характеризують як безперервний процес переробки харчових матеріалів у готові вироби з комплексною дією тепла, вологи, тиску і напруги зсуву. Отримані екструдати набувають нові, більш гармонійні для безпосереднього споживання властивості, структуру і форму. Екструзія відрізняється тим, що частіше всього відбувається за високих значень температури, тиску, напруги зсуву, в невеликому об’ємі, з низьким вмістом вологи і за короткий період.

З метою поліпшення якості виконані теоретичні і експериментальні дослідження в процесі екструдування тіста в екструдерах. Розроблена спеціальна лінія для виробництва продуктів екструзії [15] і технологія екструдованих крекерів підвищеної харчової й біологічної цінності [10, 16] та отримання пластівців із зерна кукурудзи високої вологості [13].

За температури екструзії 150 ºС у продуктах переробки кукурудзи вміст кон’югованих лінолевих кислот в жирі зростає з 1,2 до 7,8 мг/г, а за температури екструзії 190 ºС має місце зниження їх кількості. З використанням температури 150 ºС екструдати мали максимальні об’єм і вміст загальних кон’югованих лінолевих кислот та мінімальну кількість транс-ізомерів [21].

Важливо враховувати особливості екструзійної технології приготування різних харчових продуктів. Наприклад, гаряча варильна екструзія передбачає набухання випресованого екструдата безпосередньо перед входом із фільєри матриці в результаті різкого падіння тиску і температури та раптового перетворення води у пару. Механізм піноутворення структури екструдата за умов гарячої екструзії багато в чому подібний діючому під час теплової екструзії. Перевагою використання гарячої екструзії можна вважати прискорення процесу і відсутність потреби висушування екструдата [22].

Включення 1–2 % порошку із яєчної шкаралупи збільшує розчинність екструдатів у воді, але знижує їх вологість, підвищує кольорову характеристику [9].

Внаслідок екструзії частка стійкого крохмалю в борошні збільшується. Існує висока кореляція між вмістом стійкого крохмалю і тривалістю зберігання продукту [7].

Завдяки екструзії переварювання харчових волокон пшеничних зародкових пластівців і висівок зростає, а активність ліпази і ліпоксигенази – знижується, що попереджує окислення ліпідів під час зберігання [17].

Для отримання гречаних пластівців, розроблена спеціальна технологія із загальним виходом не менше 95 % [19].

Вивчена можливість збагачення закусочних продуктів із кукурудзяної і рисової крупки добавками із пшеничних висівок і вівсяних пластівців. Збільшення частки висівок вище 4 % приводить до зростання твердості продукту, зниження рівня його білизни [24].

Розроблена технологія приготування готових до споживання хрустких екструдатів із зерен проса: розмір дрібних твердих частинок – 355 мкм, вміст вологи – (18±1) %, екструдування за температури (150±5) ºС і (200±10) ºС із бочки здвоєного шнекового екструдера. Просяні екструдати готові до споживання з необхідними смаковими властивостями, губчатою структурою всередині і приємного вигляду. Їх можна змішувати з бобовими згідно з рекомендаціями для продуктів дитячого харчування [3].

Запропонований спосіб виробництва екструдованих продуктів на основі подрібнених зерен пшениці і бобів квасолі у пропорції 3:2, які зволожують до 14-18 % і обробляють на екструдері за температури продукту перед матрицею 420-435 ºК і тиску у передматричній зоні екструдера 6,5-7,0 МПа. Завдяки цьому отримують екструдовані продукти з високою біологічною і харчовою цінністю [5]. Обґрунтовані режими оптимальної екструзійної обробки пшенично-квасолевої суміші для отримання продукції високої якості [1].

Розроблена короткочасна термомеханічна обробка сочевиці методом екструзії. Порівняно з борошном сочевиці у нього набухання вище в 3,3 раза, гідратаційна здатність – у 3,1 раза, коефіцієнт водопоглинання – у 2,4 раза, гідротаційна здатність за час термостатування протягом 90 хв. за температури 80 °С – у 9,8 раза, розчинність – у 7,1–7,7 раза, емульгуюча здатність – на 8 %, стабільність емульсії – на 9 % [11].

Запропонований спосіб виробництва багатокомпонентних зернових пластівців. Зерно очищують від домішок, зволожують до вологості 23-27 %, пропарюють, підсушують до 23-25 %, охолоджують суміш і проводять лущення до виходу 80-85 % від її маси. В оброблену суміш вводять крупні види круп (ядриця, проділ, вівсяна, пшоно, кукурудзяна), все додатково пропарюють, плющать у пластівці, підсушують до вологості 12-14 % [14].

Підготовлені екструдовані горохові палички на основі гороху лущеного із включенням білкової добавки Drinde Li [4]. Параметри екструзії змінювали в наступних діапазонах: вологість вихідної суміші 14-16 %, температура екструдату перед матрицею 443-463 ºК. Збільшення дозування білкової добавки Drinde Li до 5 % проявляє максимальний вплив на органолептичні показники екструдату. Готові вироби вирізняються збалансованістю складу, добрими споживними властивостями, високою харчовою цінністю і конкурентоспроможністю [4, 8].

Проведені дисертаційні дослідження розробки способу і моделювання процесу отримання коекструдованих продуктів з введенням начинки у формувальний вузол екструдата оригінальної конструкції екструдера. Завдяки цьому отримано коекструзійні палички із зернової суміші (люпину вузьколистого, кукурудзи і пшениці) [20].

Екструдовані білковий концентрат та ізолят сироватки [6] підсушують за температури 40 ºС до вологості 21 %, а потім при 70 ºС – до 14 %. Більш висока температура сушки протягом 90 хв. приводить до суттєвих змін у структурі білкових концентратів та ізолятів, які використовують як збагачувачі харчових продуктів [12].

Ізотерми сорбції вихідних і екструзійних сумішей крохмаль – білок ідентичні, хоча вихідний матеріал має більш високу абсорбційну здатність відносно водяної пари. Незалежно від виду початкового матеріалу екструзія зумовлює зниження місткості моношару водяної пари, яка складає 0,066-0,082 г/г для початкових матеріалів і 0,058-0,062 г/г – для екструдата. Використання середніх температур в екструзії забезпечує невелике зростання цього показника. Питома поверхня екструдату збільшувалась разом із ростом його водопоглинальної здатності [23].

Статистичним методом встановлені оптимальні умови виробництва «повітряної гречки»: тривалість обсмажування – 12 хв., тиск пари – 10 атм. і тривалість насичення 3 хв. У цих умовах об’єм зерна збільшується в 10,25 раза [18].

Список використаних джерел:

1. Ахметов Р. Х. О производстве готовых завтраков повышенной биологической ценности / Р. Х Ахметов. Вестник Кабард.-Балк. гос. ун-та. Сер. Техн. н. – 2008. – № 6. – С. 65–66.

2. Беркетова Л. Сухі сніданки на основі пшеничних висівок / Л. Беркетова // Зерно і хліб. – 2013. – № 1. – С.43.

3. Абрамов О. В. Экструдированные хрустящие палочки с различными добавками / О. В. Абрамов. Изв. вузов. Пищ. технол. – 2006. – № 1. – С. 66–68.

4. Биохимические особености добавки, получаэмой из створок зеленого горошка / Романова Е. В., Росляков Ю. Ф., Джабоева А. С., Шаова Л. Г. // Изд. вузов. Пищ. технол. – 2012. – № 4. – С. 115.

5. Брехов А. Ф. Прогнозирование биологической и пищевой ценности в готовой продукции при экструзионной обработке растительного сырья / А. Ф. Брехов, В. И. Ряжских // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2012. – № 3. – С.38–42.

6. Василенко Л. И. Разработка технологии экструдированных зерновых палочек функционального назначения с использованием молочного сырья : автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук / Л. И. Василенко ; Воронеж, гос. технол. акад. – Воронеж, 2010. – 20 с.

7. Евдокимова О. В. Перспективы внедрения экструзионных технологий в отрасли пищевой промышленности / О. В. Евдокимова / Продукты, питания и рациональное использование сырьевых ресурсов : сб. науч. работ. – Кемерово : Кемер. технол. ии-т пищ. пром-сти, 2006. – Вып. 11. Ч. 2. – C. 104–106.

8. Землянухина Л. В. Иследование качества экструдированых гороховых палочек : матер. студен. научн. конф. за 2006 г. / Воронеж. гос. технол. акад. – Воронеж : ВГТА, 2006. – С. 49.

9. Куриный белок в составе пищевых концентратов / Исмаилова Д. Ю., Волик В. Г., Ерохина О. Н., Петровичев В. А. // Мясные технологии. – 2011. – № 10. – С. 56–58.

10. Кнопова С. И. Современный подход к разработке крекера нового поколения / С. И. Кнопова, Т. В. Савенкова, О. И. Башкиров // Кондитерское производство. – 2009. – № 2. – С. 16–17.

11. Магомедов Г. О. Экструдированные продукты повышенной пищевой ценности из нута / Г. О. Магомедов, П. Г. Рудась, Т. А. Шевякова // Хранение и перераб. сельхозсыръя. – 2010. – № 9. – C. 32–36.

12. Остриков А. Н. Производство экстудированных поликомпонентных продуктов с высоким содержанием белка / А. Н. Остриков, И. Ю. Соколов : Международная научная конференция [«Инновации в науке и образовании-2006»], (Калининград, 18-20 окт., 2006 г.), Ч. 1. – Калининград: Калинингр. гос. техн. ун-т. 2006. – С. 388–390.

13. Пат. 2313953 Россия, МПК А 23 L 1/18, А 23 L 1/20. Способ производства экструдированного продукта / А. Н. Остриков, М. А. Глухов, А. С. Рудометкин. Гос. образ. учрежд. высш. проф. образ. Воронеж. гос. технол. акад. – № 2006122890/13 ; заявл. 27.06.2006 ; опубл. 10.01.2008.

14. Пат. 2314710 Россия, МПК А 23 L 1/00 (2006.01). Способ производства многокомпонентных зерновых хлопьев / Е. М. Мельников, Г. Н. Панкратов, В. П. Изосимов. Гос. образ, учрежд. высш. проф. образ. Москов. гос. ун-т пищевых производств М-ва образ. РФ. – № 2006121371/13 ; заявл. 19.06.2006 ; опубл. 20.01.2008.

15. Пат. 2315535 Россия, МПК А 23 Р 1/12, А 23 L 1/10. Линия производства экструдированных продуктов / А. Н. Остриков, В. Н. Василенко, М. А. Глухов. Гос. образ. учрежд. высш. проф. образ. Воронеж. гос. технол. акад. – № 2006122130/13 ; заявл. 20.06.2006 ; опубл. 27.01.2008.

16. Производство экструдированых крекеров повышенной пищевой и биологической ценности / Корячкина С. Я., Дегтяренко Г. Н., Вертяков Ф. Н., Вострикова Р. М. // Хлебопекарское пр-во. – 2008. – № 3. – С. 36-37.

17. Рудась П. Г. Использование термопластической экструзии для получения пищевых волокон / П. Г. Рудась. – Вестн. Крас-ГАУ. – 2006. – № 14. – С. 229-233.

18. Рудась П. Г. Функциональные продукты питания на основе экструзии / П. Г. Рудась. – Вестн. Крас-ГАУ. – 2006. – № 14. – С. 237-242.

19. Сердюк Л. В. Научное обоснование формирование качества зерновых продуктов повышенной пищевой ценности : дис. док. техн. наук 05.18.15 / Сердюк Людмила Василівна ; ОГАПТ. – О., 2001. – 339 с.

20. Соколов И. Ю. Разработка способа и моделирование процесса получения коэкструдированных продуктов с введением начинки в формующий узел экструдера : автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук / И. Ю. Соколов ; Воронеж. гос. технол. акад., Воронеж, 2007. – 19 с.

21. Червинская Т. В. Технологические свойства овсяных хлопьев / Т. В. Червинская, С. В. Голянд // Продукты питания и рациональное использование сырьевых ресурсов : сб. науч. работ. –Кемерово : Кемер. технол. ин-т пищ. пром-сти. – 2007. – Вип. 14. – С. 136–137.

22. Шейн Уитейкер Экструзия : новые разработки / Шейн Уитейкер // Кондитерское и хлебопекарное производство. – 2009. – № 5. – С. 32–34.

23. Шульга О. С. Розроблення технології екструзійних картоплепродуктів підвищеної харчової цінності : дис. канд. техн. наук : 05.18.01 / Шульга Оксана Сергіївна ; НУХТ. – К., 2009. – 162 с.

24. Экструдированные продукты из пшеничных зародышевых хлопьев и отрубей / Магомедов Г. О., Олейникова А. Я., Плотникова И. В., Шевлкова Т. А. // Общероссийская конференция молодых ученых с мелсдународным участием «Пищевые технологии», (Казань. 30 мая, 2006 р.).: сборник тезисов докладов. – Казань : Казан. гос. технол. ун-т. 2006. – С. 207–208.