Разработка научных основ и способов повышения безопасности зернового сырья в технологии хлебобулочных изделий (28.06.2010)

Автор: Кузнецова  Елена Анатольевна

КУЗНЕЦОВА ЕЛЕНА АНАТОЛЬЕВНА

РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ И СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ЗЕРНОВОГО СЫРЬЯ В ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.18.01 – Технология обработки, хранения и переработки

злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,

плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Орел-2010

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет»

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

КОРЯЧКИНА Светлана Яковлевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

ДЕРКАНОСОВА Наталья Митрофановна

доктор технических наук, профессор

МАГОМЕДОВ Газибег Омарович

доктор технических наук, профессор

БОГАТЫРЕВА Татьяна Глебовна

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Орловский государственный

аграрный университет»

Защита состоится «30» сентября 2010 г. в 12-00 часов в ауд. 212 на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций

Д 212.182.08 при ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет» по адресу: 302020, Орел, Наугорское шоссе, д.29.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Орловский государственный технический университет».

Автореферат разослан «___» июня 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета, д.т.н., профессор С.А. Куценко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Интенсивная хозяйственная деятельность человека постоянно создает антропогенные провинции, характеризующиеся нарушением сбалансированности биохимических циклов многих элементов. В результате усиления техногенных потоков происходит избыточная аккумуляция загрязнителей в хозяйственно полезных частях продукции растениеводства. Результаты санитарного контроля свидетельствуют о высоких уровнях загрязненности сельскохозяйственных продуктов токсичными химическими соединениями, биологическими компонентами и микроорганизмами, обладающими способностью вызывать различные патологии.

Существующие технологии сортовых помолов, направленные на разделение анатомических частей зерна, казалось бы, решают проблему повышения безопасности зерновых продуктов. С отрубями удаляется большая часть загрязнителей, расположенных преимущественно в периферических частях зерновки и микроорганизмов, обитающих на ее поверхности. Однако вместе с вредными веществами и микроорганизмами теряется значительная доля биологически активных соединений: витаминов, биогенных микроэлементов, пищевых волокон, белков и липидов. Преобладание рафинированных продуктов в рационе населения экологически неблагополучных районов, в частности подверженных радиоактивному загрязнению (в том числе Брянской, Орловской и других областей), приводит к биохимическим нарушениям гомеостаза и заболеваниям населения. Для людей, проживающих в таких зонах, необходима разработка качественно новых пищевых продуктов, обогащенных незаменимыми нутриентами.

В связи с этим большую популярность приобретают зерновые хлебобулочные изделия. Целые зерна злаковых культур содержат ?-глюкан, пентозаны, целлюлозу, являются источником витаминов группы В, ниацина, минеральных веществ, белков и липидов. Известно, что употребление в пищу продуктов из целых зерен снижает уровень холестерина в крови, повышает перистальтику кишечника, улучшает процессы обмена веществ. Однако оболочки и алейроновый слой зерновки обладают повышенной прочностью, что затрудняет применение нешелушенного зерна в пищевых технологиях. Прочность оболочек зерна определяют ?-глюкан, ксиланы и другие гемицеллюлозы, которые формируют поперечные сшивки в структуре матрицы клеточной стенки.

Взамен шелушения для размягчения перифирических частей зерна целесообразно применение биокатализаторов на основе целлюлаз. Целлюлолитические ферменты катализируют гидролиз целлюлозы, гемицеллюлоз, ?-глюкана, входящих в состав матрикса клеточных стенок.

Локализация токсических элементов и радионуклидов в периферических частях зерна злаковых культур указывает на возможность их связи с полисахаридами и белками клеточных стенок. Модификация нативной структуры оболочек под действием ферментных препаратов может привести к высвобождению некоторого количества тяжелых металлов и в определенных условиях при замачивании зерна к миграции за пределы зерновки, обеспечив тем самым снижение их концентрации в зерне и повышение безопасности продуктов его переработки.

Применяемые в зерноперерабатывающей промышленности методы снижения микробиологической обсемененности предусматривают использование синтетических химических соединений, которые часто оказывают отрицательное влияние на технологические свойства зерна. Использование растительного сырья, обладающего антисептическим действием, в технологиях зерновых продуктов открывает возможности получения качественных и безопасных продуктов питания.

Значительный вклад в решение отдельных аспектов проблемы производства зерновых хлебобулочных изделий внесли исследования отечественных ученых Антонова В.М., Козубаевой Л.А., Корячкиной С.Я., Кузьминского Р.В., Лабутиной Н.В., Поландовой Р.Д., Романова А.С., Рослякова Ю.Ф., Саниной Т.В., Черных В.Я., Щербатенко В.В. и других.

Разработке новых технологий, способствующих повышению безопасности зерна и продуктов на его основе, посвящены работы Байходжаевой Б.У., Гинсбурга А.С., Егорова Г.А., Казакова Е.Д., Козьминой Н.П., Кондратьева Ю.Н., Малиной В.П., Мачихиной Л.И., Трисвятского Л.А., Цугленка Н.В., Цыбиковой Г.Ц., Цыгановой Т.Б., Юсуповой Г.Г. и других.

Однако в научно-технической литературе отсутствуют обоснованные подходы к проблеме повышения безопасности и качества зернового сырья в технологии хлебобулочных изделий из целого нешелушенного зерна злаковых культур. Для решения этой проблемы необходим комплексный подход к разработке технологических решений, который должен основываться, с одной стороны, на разработке научных основ модификации полисахаридов периферических частей зерновки с целью уменьшения содержания токсических элементов и снижения прочности оболочек для улучшения степени дисперсности зерновой массы и, с другой, на характеристике некоторых ее биохимических показателей, имеющих важное значение для обеспечения качества хлебобулочных изделий по органолептическим и физико-химическим показателям.

Работа проводилась в рамках научно-технических программ Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» подпрограммы «Технология живых систем» по темам: «Теоретическое обоснование и разработка технологии и оборудования для производства зернового хлеба общего и специального назначения повышенного качества и пищевой ценности» и «Разработка научных основ повышения качества и безопасности продуктов питания» (2000 – 2004 г. г.), а также Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России на 2009-2013 годы».

Цель и задачи исследования. Цель работы состояла в разработке научных основ и способов повышения безопасности зернового сырья в технологии хлебобулочных изделий за счет использования в процессе подготовки зерна биокатализаторов на основе целлюлаз, буферных растворов и растительного сырья, обладающего антимикробным действием. В задачи исследования входило:

- оценка химического состава и технологических свойств зерна пшеницы, ржи и тритикале, произрастающих в Центральном регионе России;

- обоснование рациональных доз ферментных препаратов целлюлолитического действия, применяемых с целью ферментативного гидролиза некрахмальных полисахаридов, приводящего к снижению содержания токсических элементов и радионуклидов в зерне злаковых культур;


загрузка...