Содержание к диссертации
Введение 6
I. Обзор научно-технической и патентной литературы 9
1.1. Состав и свойства полисахаридов, входящих в состав 9
пищевых волокон
Целлюлоза 10
Гемицеллюлозы fc 14
Пектиновые вещества 19
Лигнин 22
1.2. Растительные источники пищевых волокон 24
Классификация сырья, содержащего пищевые волокна 24
Плодоовощные выжимки - отход сокового и сахарного 25 производства
Вторичные продукты мукомольной промышленности - отруби 27 злаковых культур
Отход пивоварения - солодовая дробина 28
Тыква как перспективный источник пищевых волокон 30
1.3. Традиционные и нетрадиционные способы получения 31
пищевых волокон
Химические методы получения ПВ 32
Физические методы получения ПВ : 35
Нетрадиционные ферментативные методы получения ПВ 3 6
1.4. Свойства растительных пищевых волокон Ъ1
Сравнительный анализ состава различных видов пищевых 37 волокон --..--
Функционально-технологические свойства пищевых волокон 38
Водоудерживающая способность пищевых волокон 39
Катионнообменные свойства пищевых волокон 40
Способность к сорбции холевых кислот 41
1.4.3. Связывание токсических веществ пищевыми волокнами 42
1.5. Использование пищевых волокон в различных отраслях 43
пищевой промышленности
Обогащение хлебобулочных изделий пищевыми волокнами 45
Использование пищевых волокон в создании молочных 47 продуктов
Добавление пищевых волокон в мясные продукты 48
Разработка лечебных продуктов на основе пищевых волокон 49
1.6. Ферментативная модификация растительного сырья 50
Суть ферментативного гидролиза 51
Характеристика ферментных препаратов, гидролизующих 54 субстраты растительного сырья, их использование в пищевых продуктах
Заключение к литературному обзору. Цель и задачи 59
исследования
II. Экспериментальная часть 62
Схема постановки эксперимента 62
Объекты исследования 63
Сырьё для получения пищевых волокон 63
Ферментные препараты, используемые для обработки 63 растительных источников пищевых волокон
2.3. Методы исследования 65
Методы определения активности ферментов 65
Определение химического состава сырья 67
Методы определения физико-химических и функционально- 72 технологических показателей сырья и полученных пищевых волокон
Метод определения редуцирующих Сахаров 75
Определение цветовых характеристик обесцвеченных ПВ с 75 использованием программно-технического комплекса на базе спектроколориметра «Спектрон»
3:
III. Результаты экспериментов ' 77
Характеристика используемого сырья - источников пищевых 11 волокон
Изучение каталитических свойств ферментных препаратов 78
3.2.1. Определение каталитической активности ферментных 78
препаратов
3.3. Исследование процесса ферментативной обработки 80
растительного сырья
Определение температурного оптимума ферментативного 81 процесса '
Выбор гидромодуля (рациональное соотношение сырье:вода) для 86 получения пищевых волокон
Выбор рационального значения рН при ведении 90 ферментативного процесса
Определение влияния продолжительности ферментативной 94 обработки на выход пищевых волокон
Выбор рациональной дозы ферментного препарата 98
3.4. Математическая обработка результатов экспериментов 107
Планирование второго порядка1. Расширенная матрица 107 планирования
Оценка воспроизводимости и адекватности модели 108
Расчет коэффициентов уравнения. Статистический анализ ПО значимости оценок коэффициентов уравнении
Изучение продуктов ферментативного гидролиза 111 растительного сырья - источников ПВ
Процесс обесцвечивания пищевых волокон 119
Разработка режимов обесцвечивания пищевых волокон 119
Разработка фотометрического способа определения степени 121 обесцвечивания пищевых волокон
3.7. Лиофильная сушка пищевых волокон 123
Разработка режимов тепловой сушки пищевых волокон 124
Принципиальная схема получения Пищевых волокон 125 3.10. Характеристика и свойства полученных пищевых волокон 128
Химический состав пищевых волокон 128
Органолептические показатели пищевых волокон 129
Функционально-технологические свойства пищевых волокон 130 IV. Использование пищевых волокон при производстве 131
пищевых продуктов
Изучение влияния пищевых волокон на качество хлеба 131
Определение влияния пищевых волокон на качество вареных 133 колбас '
Результаты и выводы 134
Список литературы 136
Приложение 1. Акт опытно-промышленных испытаний 168
ферментативного способа получения белка из пивной
дробины
Приложение 2. Протокол испытаний пищевых волокон, 172
полученных биотехнологическим методом
Приложение 3. Протокол испытаний пищевых волокон 177
Приложение 4. Акт дегустации ' 181
Приложение 5. Данные математической обработки 183
результатов экспериментов
П риложение 6. Расчет экономической эффективности 194
внедрения результатов работы (на примере яблочных и
тыквенных ПВ)
Приложение 7. Экспериментальный регламент на получение 199
растительных пищевых волокон
Введение к работе
Состояние питания населения является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье нации.
Использование в пище структурньїх веществ клеточных стенок имеет большое значение и широко обсуждается в литературе [13, 35, 156, 166, 286, 288].
По определению, данному в 1986 г. одними из первых исследователей пищевых волокон, «пищевое волокно (ПВ) - это остатки растительных клеток, способные противостоять гидролизу, осуществляемому пищеварительными ферментами человека» [252,253].
Необходимыми компонентами пищи должны служить не только нутриенты, но и балластные вещества (пищевые волокна) [2, 6, 225]. РІменно в зерновых, бобовых, овощах и содержится большое количество пищевых волокон. Пищевые волокна (клетчатка) представляют собой сложные не перевариваемые углеводы [36, 71,101].
1 IB занимают значимое место в рационе питания, они играют важнейшую роль в процессах пищеварения и в жизнедеятельности организма человека в целом, обладают низкой калорийностью [91, 114, 126, 150, 167, 276]. ПВ оказывают положительное воздействие на сосуды, предохраняя их от отложения холестерина, стимулируют перистальтику кишечника, снижают уровень сахара в крови [77, 94, 108, 247]. Из полученных данных о связи между характером питания и частотой сердечно-сосудистых заболеваний в экономически развитых странах следует, что существует четкая отрицательная корреляция последней с уровнем потребления пищевых волокон [62, 283, 298, 312, 313]. Рекомендуемое суточное потребление пищевых волокон должно составлять 30-35 г. [15, 41, 167]. Во многих странах, в том числе и в нашей, отмечается недостаточное потребление пищевых волокон (24-26,3 г/сут.) [14,38,92].
Долгое время ПВ считались ненужным балластом, от которого старались освободить пищевые продукты для повышения их пищевой ценности. В настоящее время в рационе питания населения промышленно развитых стран велика доля рафинированных продуктов, полностью освобожденных от ПВ, таких как сахар, изделия их муки тонкого помола, кондитерские изделия и др. Значительное уменьшение количества ПВ в рационе питания человека сопровождается ростом числа заболеваний ЖКТ, а также заболеваний, нарушенного обмена веществ. ПВ активизируют моторику желудка и кишечника, устраняют застойные явления, связывают и выводят из организма токсические вещества [56, 78,139,218].
Пищевые волокна не являются источниками энергии. У человека они могут только частично расщепляться в толстом кишечнике под действием микроорганизмов. Так целлюлоза расщепляется на 30-40%, гемицеллюлоза -на 60-84%, пектиновые вещества - на 35% [37, 95,311].
Одним из важнейших направлений повышения эффективности современных пищевых производств является создание малоотходных технологий, вовлечение в производство вторичных ресурсов, в том числе отходов сокового, мукомольного, пивоваренного и сахарного производств, содержащих большое количество пищевых волокон.
К сожалению, в настоящее время в отечественной промышленности используются пищевые волокна зарубежного производства. Собственное производство этих ценных полисахаридов в нашей стране отсутствует. В связи с этим, исследования в области разработки новых перспективных способов их получения из доступного отечественного растительного сырья с минимальными энергетическими затратами приобретают важное практическое значение.
В связи с этим, особенно актуальна проблема поиска новых сырьевых источников и технологий, позволяющих получать значительные количества
дешевых препаратов растительных волокон с высокой степенью очистки для создания функциональных, лечебно-профилактических продуктов питания.
\
