Введение к работе
Актуальность темы
Проблема обеспечения населения животным белком остро стоит во всем мире, в том числе и в России Альтернативное решение - создание продуктов с высоким содержанием протеина на основе растительного сырья Среди перспективных сырьевых ресурсов учеными в последние десятилетия выделяется соя
Однако, несмотря на высокие пищевые достоинства соевых бобов, они требуют специфического технологического подхода при использовании для пищевых и кормовых целей, так как семена сои, в отличие от других сельскохозяйственных культур, содержат в своем составе ряд природных антипитательных веществ
Главным образом, это ингибиторы протеазы и гемагглютенины (лектины, сапонины), а также вещества, вызывающие аллергические, эндокринные и рахитические расстройства
Классические методы снижения антипитательных веществ основаны на длительной высокотемпературной обработке соевых бобов, предварительно прошедших стадии увлажнения, измельчения, либо при использовании цельных бобов - процесс варки
Данным способам присущи существенные недостатки, связанные, во-первых, с использованием парового хозяйства, и как следствие с большими энергозатратами и повышенными требованиями к безопасности производства, во-вторых, со снижением питательной ценности готового продукта
Исходя из вышеперечисленного исследования по разработке рациональных технических решений, основанных на методе инфракрасной обработки сои, позволяющих получать продукт с высокой биологической ценностью и низким (допустимым) содержанием антипитательных веществ, являются, несомненно, актуальными и перспективными
Цель и задачи исследования
Целью настоящей работы является разработка нового способа обработки соевых бобов на основе инфракрасного энергоподвода, позволяющего получать
продукты для пищевой и комбикормовой промышленности с высокими физико-химическими и функционально-технологическими свойствами
В соответствии с поставленной целью были определены следующие конкретные задачи
- исследовать кинетику нагрева соевых бобов при ИК-обработке, в том
числе, установить поверхностную температуру нагрева соевых бобов и
средневзвешенную,
- выбрать продолжительность ИК-обработки соевых бобов,
обеспечивающую достижение необходимой средневзвешенной температуры
нагрева зерновой массы без превышения поверхностной температуры нагрева,
- разработать предложения по аппаратурному оформлению процесса
термообработки;
подобрать оптимальные режимы технологических операций нанесение поверхностной воды перед ИК-обработкой и последующее темперирование,
изучить влияние режимов термообработки на содержание ингибиторов трипсина и белковый комплекс соевых бобов,
определить влияние параметров микронизации и темперирования на липидный комплекс соевых бобов, а также их микробиологическую обсемененность,
разработать аппаратурно-технологические схемы получения продуктов из соевых бобов, прошедших стадию термообработки, и определить их качественные показатели и функциональные свойства,
- провести опытно-промышленную проверку разработанного способа
обработки соевых бобов, прошедших стадию термообработки
Научная новизна
Впервые осуществлен анализ поэтапного изменения технологических свойств соевых бобов при их тепловой обработке и показано преимущество метода ИК-нагрева по сравнению с применяемыми в настоящее время для обработки зернобобовых культур
Экспериментально доказаны различия в теплофизических свойствах злаковых и бобовых культур, на основании которых впервые предложены
конструктивные доработки серийно выпускаемой ИК-установки для термообработки зерна марки УТЗ-4
Установлено влияние влажности и температуры ИК-обработки соевых бобов на скорость их нагрева, активность уреазы, растворимость протеина и ферментативную атакуемость белка
Научно обоснована необходимость включения в технологический процесс термообработки стадии темперирования и установлено влияние ее продолжительности на биохимические показатели соевых бобов
На основании комплекса выполненных исследований разработан новый способ обработки соевых бобов, прошедших стадию ИК-нагрева с последующим темперированием, защищенный Патентом РФ № 2313226
Практическая ценность
Разработан способ обработки соевых бобов на основе ИК-энергоподвода, позволяющий.
снизить содержание ингибиторов трипсина до безопасного уровня (не более 0,2 ед рН по показателю активности уреазы),
увеличить ферментативную атакуемость белка в 2,5-3,0 раза,
стабилизировать липидный комплекс за счет инактивации липолитических ферментов соевых бобов,
- повысить микробиологические показатели конечного продукта,
- получить продукты (цельные соевые бобы, соевая мука и крупа) с
высокими показателями качества
Предложен новый метод оценки равномерности прогрева сырья на основе определения его поверхностной и средневзвешенной температуры
Установлены рациональные режимы основных операций разработанного способа степень увлажнения соевых бобов (4-6%), продолжительность ИК-обработки (50-60 с) и длительность темперирования (5-7 мин)
Разработанный способ обработки соевых бобов на основе ИК-нагрева и темперирования апробирован в условиях промышленного производства ООО «ПК Старт» (г. Долгопрудный) с получением Паспорта качества № 19 на линию термообработки сои
Разработанный способ внедрен на действующем предприятии ООО "Август-Агро" (г Саратов), выпускающем 9,6 т/сутки соевой муки
Экономическая эффективность от внедрения разработанного способа составила для предприятия ООО "Август-Агро" 2,4 млн руб при сроке окупаемости капитальных затрат 10 мес
Апробация работы
Результаты работы докладывались на II Всероссийской научно-технической конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2004 г), на III Юбилейной международной выставке-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (Москва, 2005 г )
Результаты настоящей работы демонстрировались на XI и XII международной специализированной торгово-промышленной выставке «Зерно-комбикорма-ветеринария» (г. Москва, ВВЦ, 2005-2006 гг), на выставке «Соя в национальных проектах России» (г. Москва, ВВЦ, 2007 г)
Публикации
Основные результаты диссертационной работы изложены в 7 публикациях, включая 4 статьи и 1 Патент РФ
Структура и объем диссертации
