Удосконалення технології харчового сиропу із цукрового сорго

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

ГРИГОРЕНКО НАТАЛІЯ ОЛЕКСАНДРІВНА

УДК 664.134

УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ХАРЧОВОГО СИРОПУ ІЗ ЦУКРОВОГО СОРГО

05.18.05 - Технологія цукристих речовин та продуктів бродіння

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Київ - 2010

ДИСЕРТАЦІЄЮ Є РУКОПИС

Робота виконана в Українському науково-дослідному інституті цукрової промисловості Міністерства аграрної політики України.

Науковий керівник:

доктор технічних наук, професор

Штангеєва Надія Іванівна,

ДНУ Український науково-дослідний інститут цукрової промисловості Міністерства аграрної політики України, завідувач цукрового відділу кристалізації та нових видів продуктів.

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Олійнічук Сергій Тимофійович,

ДНУ Український науково-дослідний інститут спирту і біотехнології продовольчих продуктів, перший заступник директора

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Михайлик В'ячеслав Аврамович,

Інститут технічної теплофізики НАН України, завідуючий лабораторією теплофізичних та фізико-хімічних досліджень.

Захист відбудеться “ 23 ” червня 2010 року о 10⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.058.04 Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м. Київ, вул. Володимирська, 68, аудиторія А-311.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м. Київ, вул. Володимирська, 68.

Автореферат розісланий “___” травня 2010 року.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, к.т.н., доц. М.В. Карпутіна

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

Актуальність теми. Умови ринкової економіки, вимоги сучасної науки про харчування, потреба відновлення та захисту здоров'я населення вимагають розширення асортименту харчових продуктів підвищеної біологічної цінності за рахунок використання нових вітчизняних натуральних цукрозамінників, яким є харчовий сироп із цукрового сорго.

Цукрове сорго є альтернативною сировиною для отримання харчового сиропу, оскільки ця культура дає високі урожаї та невибаглива до умов вирощування. У соку стебел цукрового сорго міститься 14…20% вуглеводів, а також амінокислоти, макро- та мікроелементи.

Харчовий сироп із цукрового сорго за своїми фізико-хімічними властивостями може частково або повністю замінити цукор при виробництві багатьох харчових продуктів: безалкогольних напоїв, хлібобулочних та кондитерських виробів, консервів, молочних продуктів, тощо.

Розроблена технологія харчового сиропу із цукрового сорго зменшить енергетичну залежність виробництва за рахунок використання в якості палива відходів стебел цукрового сорго.

Удосконалення технології харчового сиропу із цукрового сорго є актуальною проблемою, вирішення якої дозволить отримати натуральний цукрозамінник, використання якого дасть можливість розширити асортимент харчових продуктів, підвищити їх біологічну цінність та зменшити енергетичну залежність виробництва.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові дослідження, результати яких викладено в дисертаційній роботі виконувались відповідно до тематики науково-дослідних робіт УкрНДІЦП та згідно з планом Держбюджетних тематик науково-дослідних робіт УкрНДІЦП „Розробка технології отримання глюкозо-фруктозного сиропу з рослинної сировини” (0106U012437 від 25.12.2006 р.) за замовленням Міністерства аграрної політики України.

Особистий внесок автора полягає у розроблені методик і проведенні лабораторних досліджень та промислових випробувань, безпосередній участі в опрацюванні, аналізі та узагальненні отриманих результатів, а також у написанні і оформленні наукових публікацій за темою дисертаційної роботи та розробленні нормативно-технічної документації.

Мета і задачі досліджень. Мета роботи - на основі теоретичних і експериментальних досліджень обґрунтувати та удосконалити технологію харчового сиропу із стебел цукрового сорго шляхом розроблення ефективних способів очищення соку сорго від високомолекулярних сполук та гідролізу крохмалю, який міститься у соку сорго, що забезпечить отримання продукту високої харчової якості та підвищеної біологічної цінності.

Відповідно до поставленої мети були сформульовані наступні задачі досліджень:

визначити особливості хімічного складу (вміст вуглеводів, амінокислот, мінеральних компонентів) цукрового сорго, що вирощують в Україні;

провести порівняльні дослідження різних способів очищення соку з метою вибору раціональних умов проведення процесу з мінімальними витратами хімічних реагентів;

дослідити дію різних реагентів на нецукри цукрового сорго щодо їх видалення та покращання якісних показників продукту;

з метою підвищення вмісту моноцукрів та покращання фільтраційних властивостей соку сорго провести вибір ферментних препаратів для гідролізу крохмалю, що міститься у клітинному соку сорго, встановити оптимальні їх витрати та параметри цього процесу;

на основі експериментальних досліджень удосконалити технологію харчового сиропу із цукрового сорго;

провести дослідження якісних показників харчового сиропу для обґрунтування можливості використання його при виробництві різних харчових продуктів;

розробити проект нормативно-технічної документації (технічних умов та технологічної інструкції) на готовий продукт - харчовий сироп із цукрового сорго;

розробити технологічний регламент для організації промислового виробництва харчового сиропу;

дослідити зміни якісних показників харчового сиропу в процесі його зберігання;

провести техніко-економічне обґрунтування виробництва харчового сиропу із цукрового сорго.

Об'єкт дослідження - технологія харчового сиропу із цукрового сорго.

Предмет дослідження - вихідний сік цукрового сорго, соки та сиропи отримані за різними технологічними схемами очищення соку, амілолітичні ферментні препарати, коагулянти, флокулянти.

Методи дослідження - типові методики визначення технологічних показників продуктів та спеціальні фізико-хімічні, аналітичні методи контролю у бурякоцукровому та крохмале-патоковому виробництві; хроматографічні методи дослідження вуглеводного складу сиропу; фотоколориметричний та спектрофотометричний методи дослідження; методи оптимізації та математичного оброблення експериментальних даних, виконані з використанням сучасних приладів і комп'ютерних програм.

Наукова новизна отриманих результатів. Встановлено хімічний склад соку високопродуктивних сортів та гібридів цукрового сорго: вміст цукрози 55…75%, глюкози і фруктози 25…45% до маси загальної кількості цукрів, загальний вміст високомолекулярних сполук 3…6,5% до маси сухих речовин, вміст крохмалю 0,2…3%, 19 амінокислот в тому числі 7 незамінних, а також широкий спектр макро- і мікроелементів, що є підставою для удосконалення технології харчового сиропу.

Вперше науково обґрунтовано та доведено експериментальними дослідженнями ефективність застосування двостадійного процесу ферментативного гідролізу крохмалю, що міститься у соку сорго з використанням на першій стадії термостабільної альфа-амілази у кількості 2,5…3,0 од.ак./г сухих речовин крохмалю протягом 45…60 хвилин при температурі 70…75С, а на другій - глюкоамілази у кількості 3,0…3,5 од. ак./г сухих речовин крохмалю протягом 30…40 хвилин при температурі 58…60С для підвищення вмісту моноцукрів та покращання фільтраційних властивостей соку сорго.

На основі отриманих експериментальних досліджень визначено ефективність застосування катіонного флокулянту на основі полігексаметиленгуанідину (ПГМГ) для очищення соку сорго від високомолекулярних сполук. Встановлено, що застосування препаратів на основі полігексаметиленгуанідинових солей у кількості 0,003…0,004% діючої речовини при температурі процесу 60єС протягом 20…30 хвилин дає змогу підвищити чистоту харчового сиропу та знизити його забарвленість за рахунок зменшення вмісту високомолекулярних сполук та забарвлених речовин.

Доведено ефективність комплексного застосування препаратів на основі полігексаметиленгуанідину та двостадійного ферментативного гідролізу крохмалю у соку сорго в технології харчового сиропу із цукрового сорго. Це дало змогу отримати харчовий сироп високої якості з наступними технологічними показниками: масова частка сухих речовин 75,1%, масова частка загальних цукрів 66,84%, чистота 89%, забарвленість сиропу 173 од.опт. густини.

Встановлено вуглеводний склад харчового сиропу: вміст цукрози 50…55%, глюкози 15…30%, фруктози 10…15% до маси загальної кількості цукрів, наявність яких дає підставу рекомендувати отриманий продукт в якості замінника цукру в різних галузях харчової промисловості.

Встановлено, що в результаті удосконаленої технології можна отримати харчовий сироп збагачений макро-, мікроелементами та амінокислотами вихідної сировини, що дає змогу характеризувати його, як продукт високої харчової та біологічної цінності. Термін зберігання харчового сиропу без погіршення якості становить шість місяців.

Практичне значення одержаних результатів. Теоретичні узагальнення, експериментальні дослідження та аналітичні розрахунки стали науковою основою для удосконалення технології харчового сиропу із цукрового сорго.

Розроблено спосіб (деклараційний патент України № 26940 від 10.10.2007) очищення соку сорго від високомолекулярних сполук з застосуванням флокулянта, діючою речовиною якого є солі полігексаметиленгуанідину гідрохлориду (ПГМГ-гідрохлориду) та полігексаметиленгуанідину фосфату (ПГМГ-фосфату).

Розроблено спосіб (деклараційний патент України № 27276 від 25.10.2007) двостадійного ферментативного гідролізу крохмалю, який міститься у соку сорго.

Розроблено математичну модель процесу гідролізу крохмалю у соку сорго з використанням ферментних препаратів, яка дозволяє здійснювати регулювання основних параметрів та прогнозування перебігу технологічного процесу.

Розроблено апаратурно-технологічну схему виробництва харчового сиропу із цукрового сорго та нормативно-технічну документацію (проекти технічних умов на харчовий сироп та технологічної інструкції на його виробництво), які передані для проектування експериментального виробництва в „Укрцукорпроект”.

Розроблено „Технологічний регламент по виробництву харчового сиропу із цукрового сорго” для організації промислового виробництва на винзаводі ВАТ „Комсомолець” м. Арциз Одеської області. Очікуваний економічний ефект від впровадження удосконаленої технології харчового сиропу із цукрового сорго в умовах виробничого сезону для заводу складе 549,05 тис. грн.

Проведено промислові випробування використання харчового сиропу із цукрового сорго у виробництві булок та здобних виробів, встановлено можливість заміни 100% кількості рецептурного цукру харчовим сиропом у булочних виробах із дозуванням цукру - 2…5% від маси борошна, а у булочних виробах, які містять 7% цукру можливо замінити до 75% кількості рецептурного цукру на харчовий сироп.

Результати досліджень та технологія харчового сиропу із цукрового сорго увійшли складовою частиною до навчального посібника - Українець А.І., Штангеєва Н.І., Клименко Л.С. „Технології цукропродуктів і цукрозамінників”: Навч. Посіб. - К.: НУХТ, 2009. - 231с.

Особистий внесок здобувача в отриманні наукових результатів полягає в проведені аналізу літературних джерел, постановці мети і завдань досліджень, в розробленні методик та проведенні лабораторних досліджень, обробленні і узагальнені їх результатів, формулюванні основних висновків, підготовці до публікації результатів експериментальних досліджень, безпосередній участі в організації і проведенні дослідно-промислових випробувань, підготовці проекту нормативно-технічної документації, розробленні способу очищення соку цукрового сорго від високомолекулярних сполук із застосуванням флокулянта та способу двостадійного ферментативного гідролізу крохмалю, який міститься у соку сорго, на які отримано два деклараційних патенти на винахід.

Постановка, аналіз та узагальнення результатів досліджень, підготовка до публікації рукописів статей та тез доповідей, заявок на винаходи проведено спільно з науковим керівником д.т.н., проф. Штангеєвою Н.І. Математична обробка експериментальних даних - з к.т.н., доц. Мірошником В.О.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались на 70-, 72-, 73-, 74-й Наукових конференціях молодих вчених, аспірантів і студентів (Київ, НУХТ, 2004, 2006, 2007, 2008), Міжнародній науково-практичній конференції „Приоритетные направления развития сахарного производства и их научное обеспечение” (Курск, РНИИСП, 2006), VII Міжнародній науково-практичній конференції „Сахар-2007. Энерго- и ресурсосберегающие технологи сахарного производства” (Москва, МГУПП, 2007), I Міжвідомчій науково-практичній конференції (Москва, МГУПП, 2008).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 14 друкованих праць, серед яких 5 статей в наукових фахових виданнях, перелік яких затверджено ВАК України, 2 деклараційних патенти України на винахід та 7 тез доповідей наукових конференцій.

Структура роботи і обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, шести розділів, висновків, списку використаної літератури і додатків. Робота викладена на 149 сторінках друкованого тексту, містить 16 рисунків та 23 таблиці. Список використаної літератури включає 134 вітчизняних і закордонних джерел.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, визначено мету і задачі досліджень та положення наукової новизни і практичної цінності отриманих результатів.

У першому розділі „Особливості виробництва та використання харчових сиропів із традиційної крохмалевмісної та альтернативної сировини” розглянуто та детально проаналізовано технології цукрозамінників вуглеводної природи - харчових сиропів. Наведені способи отримання глюкозно-фруктозних та високофруктозних сиропів, як із традиційної крохмалевмісної так із альтернативної сировини. Висвітлені їх переваги та недоліки, а також потреба у них для застосування в харчовій промисловості. Проведено аналіз існуючих способів очищення соку із альтернативної сировини - цукрового сорго, з метою отримання харчового сиропу. Обґрунтовано вибір цукрового сорго як найкращого сировинного джерела для отримання цукровмісних продуктів природного походження. Проаналізовано перспективні напрямки використання харчового сиропу із цукрового сорго в галузях харчової промисловості.

На основі аналізу літературних даних зроблені наукові висновки, сформульовані конкретні задачі досліджень та шляхи їх вирішення.

У другому розділі „Об'єкти та методи досліджень” наведено характеристики об'єкта, предмету та методів проведення досліджень.

У ході досліджень для визначення технологічних показників соку і сиропу із цукрового сорго використовували загальноприйняті та удосконалені спеціальні фізичні та хімічні методи досліджень відповідно до діючих стандартів.

Якісний і кількісний склад вуглеводів соку і сиропу визначали за допомогою методу високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ) на рідинному хроматографі „Agilent 1100” (виробник - Agilent, США) та з використанням сучасного міднометричного методу Люффа-Шорля. Вміст сухих речовин у соках та сиропах визначали рефрактометром РПЛ-3, оптичну густину, за якою характеризували забарвленість соків та сиропів - фотоелектроколориметром КФК-3, рН - рН-метром (рН-340). Визначення вмісту високомолекулярних сполук у соках цукрового сорго проводили за методом спиртового осадження. Вміст пектинових речовин визначали кальцій-пектатним методом. Вміст загального азоту у соку сорго визначали за методом К'єльдаля. Вміст глюкози в присутності фруктози у соках і сиропах цукрового сорго визначали за йодометричним методом Вільштеттера та Шудля. Вміст крохмалю у соку цукрового сорго і після проведення його першої стадії ферментативного гідролізу визначали методом Морелл Ду Воіл, який ґрунтується на вимірюванні оптичної густини підкисленого оцтовою кислотою і обробленого йодидом калію досліджуваного розчину соку сорго на фотоелектроколориметрі КФК-3.

Склад макро- і мікроелементів у соках та сиропах цукрового сорго визначали за допомогою методу атомно-абсорбційної спектрофотометрії на спектрофотометрі AAS-1 фірми „Карл-Цейс” (Німеччина), а якісний і кількісний склад амінокислот визначали методом іонообмінної хроматографії на автоматичному аналізаторі амінокислот Т-339 „Мікротехно”.

Статистичне оброблення результатів досліджень, побудову графіків і діаграм виконано з використанням програмного забезпечення Mathcad Professional 2000 та MS Office Excel, а також для креслення апаратурно-технологічної схеми використали програмне забезпечення Компас 3D V10.

У третьому розділі „Фізико-хімічні та технологічні характеристики цукрового сорго” наведено результати досліджень вуглеводного складу соку понад 20 високопродуктивних сортів та гібридів цукрового сорго. Найбільш перспективними є сорти та гібриди: Цукрове 32, Нектарний, Медовий, 2182, Гібрид ДН 37С, Гібрид ДН-5-С. Масова частка загальних цукрів у них відповідно становить: 15,50%; 16,13%; 15,24%, 15,34%, 12,24% та 11,84%, а чистота соків: 86,59%; 85,75%; 90,12%, 88,67%, 94,15% та 95,48%. В складі загальних цукрів головним чином містяться цукроза, глюкоза та фруктоза.

Проведені дослідження розподілу концентрації цукрів по міжвузловим сегментам стебла для визначення частки цукрів у різних його ділянках, які виявили поступове збільшення вмісту сухих речовин та вуглеводів між вузлами стебла від нижньої основи стебла до верхньої. Вміст сухих речовин та вуглеводів виявився максимальним у середині стебла, у верхній частині стебла він знизився в середньому на 1…2%. Це свідчить про необхідність, при підготовці сировини до перероблення, видалити два верхніх міжвузлових сегменти разом з зерновою волоттю для отримання соку вищої чистоти.

Проведені детальні дослідження зміни технологічних показників вуглеводного складу сировини, з використанням цукрового сорго гібриду „Медовий”, яка зберігалась 21 добу. Дані досліджень наведені в таблиці 1.

Отримані результати досліджень по зберіганню стебел в закритому приміщенні протягом 21 доби, свідчать про неможливе зберігання сировини в зрізаному стані, протягом тривалого часу без погіршення технологічної якості соку сорго.

Таблиця 1. Технологічні показники соку цукрового сорго в процесі зберігання

Термін зберігання стебел	Вміст СР жмиху сорго, %	Вміст СР соку сорго, %	Ступінь віджиму соку, %	Вміст редукуваль-них речовин, % до м. соку % до м. СР	Загальний вміст цукрів, % до м. соку % до м. СР	Вміст цукрози, % до м. соку % до м. СР	Вміст глюкози, % до м. соку % до м. СР	рН
1 доба	21,65	16,55	47,3	1,73 10,45	14,55 87,91	12,82 77,46	0,90 5,44	5,24
7 діб	25,15	19,70	37,4	6,28 31,88	17,24 87,51	10,96 55,63	4,05 20,56	5,46
14 діб	26,70	19,90	32,8	5,78 29,05	16,72 84,02	10,94 54,97	4,05 20,35	5,45
21доба	27,90	20,05	23,1	5,52 27,53	16,53 82,44	11,01 54,91	3,60 19,51	5,47

Відповідно до проведених досліджень, допустимий термін зберігання стебел складає 5…7 діб.

Встановлено, що клітинний сік сорго в природних умовах, без суттєвих змін його якості може зберігатись лише протягом 4…6 годин. Дані лабораторних досліджень наведені в таблиці 2.

Таблиця 2. Зміна технологічних показників клітинного соку сорго при зберіганні

Термін зберігання, годин	Показники
	рН	Масова частка цукрів за прямою поляризацією, %	Масова частка редукувальних речовин, %
Вихідний сік	5,02	9,9	4,0
2 години	5,01	9,7	4,3
4 години	5,00	9,64	4,5
6 годин	4,98	9,45	4,98
24 години	4,28	3,0	6,2
48 годин	3,7	1,2	7,3

Через добу зберігання сік набув гелеподібного стану, що пов'язане з інтенсивним розвитком мікроорганізмів, падінням рН та розкладом цукрів.

На основі проведених досліджень визначено хімічний склад різних сортів та гібридів соку цукрового сорго. У середньому вміст вуглеводів у соках сорго складає 14…20%, причому співвідношення їх розподіляється приблизно так: цукрози міститься біля 55…75%, глюкози і фруктози 25…45% від загальної кількості цукрів. Вміст пектинових речовин у соку сорго знаходиться в межах 0,08…0,2%, що не ускладнює технологічних процесів. Встановлено, що вміст крохмалю у соку стебел різних сортів та гібридів цукрового сорго знаходиться в межах 0,2…3%. При наявності у соку сорго значної кількості крохмалю сповільнюється процес фільтрування розчинів та погіршуються харчові властивості сиропу. В соку сорго ідентифіковано 19 амінокислот із яких сім є незамінними для людини. Наявність у соку сорго широкого спектру амінокислот, в тому числі незамінних та їх збереження в процесі очищення соку дає можливість отримати біологічно цінний харчовий продукт, який буде корисний в оздоровчому харчуванні.

Сік цукрового сорго містить мінеральні речовини натрій, калій, кальцій, магній, а також мікроелементи які впливають на регулювання життєвих процесів в організмі людини.

За результатами проведених досліджень складу соку цукрового сорго були сформульовані подальші напрямки технології очищення соку сорго з отриманням харчового сиропу. Технологія має передбачати максимальне збереження цінних компонентів, а саме вуглеводів, амінокислот, макро- та мікроелементів у харчовому сиропі та необхідність видалення в процесі очищення соку високомолекулярних сполук та розкладу крохмалю для покращання якості отриманого продукту.

У четвертому розділі „Розроблення способів очищення соку із цукрового сорго” проведена оцінка критеріїв для визначення ефективності способів очищення соку цукрового сорго та сформульовані напрямки досліджень по розробленню та вибору пріоритетних способів очищення соку цукрового сорго. Розглянуто та досліджено придатність використання способу очищення соку цукрового сорго з вапном і діоксидом вуглецю. Цей спосіб очищення мав значні недоліки - в лужному середовищі відбувалось розкладання редукувальних речовин соку сорго, які при взаємодії з амінокислотами утворюють забарвлені речовини, а наявність крохмалю у соку значно погіршує процес фільтрування - отримували сік з вмістом гелеподібного осаду, який дуже погано фільтрувався. Тому вапняно-вуглекислотний спосіб очищення не є пріоритетним для соку цукрового сорго.

Розроблено спосіб очищення соку цукрового сорго з двостодійним ферментативним гідролізом крохмалю, що міститься в соку цукрового сорго. Вміст крохмалю у вихідному розчині і після ферментного гідролізу визначали за методом Морелл Ду Воіл.

Встановлено оптимальний режим першої стадії ферментативного гідролізу крохмалю, який передбачає витрати ферментного препарату Termamyl 120L 2,5 од.ак./г СР за умови температури процесу 75С та тривалості 30…60 хвилин (рис.1).

цукровий сироп сорго

Рис. 1. Залежність розкладання крохмалю від терміну та температури при витратах ферменту у кількості 2,5 од.ак./г СР крохмалю

Отримані експериментальні дані обраховували із застосуванням методу найменших квадратів. Внаслідок математичного оброблення експериментальних даних отримали рівняння, яке описує залежність ступеню розкладання крохмалю від витрат (с) ферменту, температури (t) та тривалості (ф) ферментативного гідролізу, користуючись яким і задаючись певними параметрами можна отримати продукт з визначеним ступенем гідролізу крохмалю:

G(c,t,ф) = [-604,889 + 16,545?с + 12,198?t + 106,472?ln(ф) + 0,305?c?t - 2,335?c?ln(ф) - 0,183 t?ln(ф) - 4,469?c² - 0,089?t² - 8,441?(ln(ф))²].

На другій стадії гідролізу крохмалю під дією глюкоамілази проводили гідроліз декстринів до глюкози. Для визначення оптимальних витрат на другій стадії гідролізу крохмалю, застосовували ферментні препарати глюкоамілази Сан Супер 360L (виробник "Novozymes", Данія) та Оптидекс L-300 (країна виробник Бельгія).

Після проведення першої стадії гідролізу крохмалю соку сорго ферментним препаратом Termamyl 120L за оптимальних витрат його 2,5 од.ак./г СР в межах оптимального технологічного режиму при температурі 70…75єС та тривалості 45 хвилин, проводили другу стадію ферментативного гідролізу крохмалю.

Процес гідролізу крохмалю соку сорго проводили протягом 30 хвилин при оптимальних для ферментних препаратів умов: природним рН соку 5,26…5,31 та температурі 58…60єС. Витрати ферментних препаратів змінювали в межах від 2,0 до 4,0 од.акт./г СР крохмалю.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Після проведення другої стадії ферментативного гідролізу крохмалю у всіх пробах соку сорго визначали вміст глюкози. Результати досліджень представлені на рисунку 2, які характеризують зміну вмісту глюкози у соку сорго при дозуванні ферментних препаратів Сан Супер 360L та Оптидекс L-300 від 2 до 4 од.акт./г СР крохмалю.

Витрати ферментних препаратів Сан Супер 360L та Оптидекс L-300 у кількості 3,0…3,5 од.акт./г СР крохмалю є оптимальними на другій стадії гідролізу крохмалю до глюкози.

Підвищений вміст глюкози у соку сорго після проведення другої стадії ферментативного гідролізу, з застосуванням глюкоамілази Сан Супер 360L, можна пояснити так: цей ферментний препарат містить в своєму складі, крім глюкоамілази, ще й альфа-амілазу і його дія спрямована, крім зцукрювання, ще й на додаткове розріджування крохмалю, що й підтверджує вищий вміст глюкози у соку сорго.

Подальші дослідження були спрямовані на максимальне видалення високомолекулярних сполук (ВМС) з метою покращання технологічних показників харчового сиропу.

Для очищення соку від ВМС досліджували можливість застосування гідроксохлориду алюмінію (торгова марка „Полвак”). Наведені дані (табл. 3) свідчать про те, що у всіх дослідах, в яких застосовували гідроксохлорид алюмінію, підвищується якість очищеного соку за рахунок осадження ВМС, що й приводить до зниження забарвленості та підвищення його чистоти в порівнянні з контрольним дослідом. Але при додаванні його в кількості, більшій за 1,0% відмічається тенденція різкого падіння рН до 4,65…4,55 та наростання забарвленості соку сорго. Це відбувається за рахунок введення надлишкової кількості нецукрів, а також із-за перезарядження міцел, утворених внаслідок гідролізу гідроксохлориду алюмінію, та зворотній перехід зкоагульованих нецукрів у розчин.

Таблиця 3. Залежність якісних показників очищеного соку сорго від витрат гідроксохлориду алюмінію

Показники вихідного соку	Витрати AI2(ОН)5СI, % до маси СР соку	Показники соку після очищення
СР	рН	Забарвлення, од.опт. густини		СР	рН	Ефект знебарвлення, %	Забарвлення, од.опт. густини	Чистота, %
16,4	5,25	10532,8	0	16,4	5,25	91,79	864,4	79,83
			0,25	16,2	5,25	94,68	560,0	81,45
			0,50	16,0	5,15	95,16	509,3	82,50
			0,75	16,0	5,05	96,17	403,1	83,12
			1,0	15,9	4,95	96,60	358,0	83,46
			1,25	16,0	4,65	95,24	501,3	80,39
			1,5	16,2	4,55	95,16	510,06	79,67

Встановлено ефективність застосування гідроксохлориду алюмінію для очищення соку від ВМС за такими оптимальними параметрами процесу: температура - 65…70єС; кількість AI₂(ОН)₅СI - 0,75…1,0% до маси СР соку сорго; тривалість оброблення - 20 хвилин. Оскільки збільшення кількості введеного реагенту „Полвак” понад оптимальної призводить до зменшення рН середовища соку сорго 4,65…4,55, і погіршення якості очищеного соку, то подальші дослідження проводили з застосуванням препаратів „Біодез-Р”, „Аквадез-25С”, „Полідез-20”.

Активною діючою речовиною цих препаратів є полімерні похідні гуанідину поліелектролітної (катіоноактивної) природи їх макромолекули містять іоногені групи типу >C=NH₂+ CI-, які здатні до аніонного обміну. Ця особливість зумовлює коагуляційні та флокуляційні властивості ПГМГ по відношенню до високомолекулярних сполук, які містяться у соку цукрового сорго. Механізм дії цих препаратів полягає в тому, що при взаємодії у водному розчині функціональних груп ПГМГ-гідрохлориду та ПГМГ-фосфату з високомолекулярними сполуками соку цукрового сорго відбувається нейтралізація негативного заряду ВМС з утворенням через групи >C=NH₂+ стійких, нерозчинних полімерних комплексів. Макромолекули ПГМГ, що взаємодіють з цими іонами, змінюють свій енергетичний стан через обмеження рухливості ланок з подальшим ущільненням макроклубків та утворенням осаду.

Процес коагуляції високомолекулярних сполук проводили при температурі 60єС, 70єС протягом 30 хвилин. Введення у сік сорго солей ПГМГ-гідрохлориду та ПГМГ-фосфату, сприяє зменшенню його забарвленості за рахунок утворення пластівців осаду при заміні іонів хлору та фосфатів на від'ємно заряджені дегідратовані у розчині високомолекулярні сполуки (рис. 3).



Рис. 3. Забарвленість соку сорго при використанні препаратів „Біодез-Р”, „Аквадез-25С”, „Полідез-20”

Кращі показники дії всіх препаратів відмічались при температурі 60єC, при температурі 70єC забарвленість соку підвищується, що свідчить про частковий перехід в розчин зкоагульованих ВМС.

Встановлено, що при загальній схожості властивостей солей ПГМГ ефективність їх дії різниться, нижчі показники по забарвленню мав сік, очищений препаратами „Аквадез-25С”, „Полідез-20”. Препарат „Аквадез-25С” має в складі більшу кількість діючої речовини і довший полімерний ланцюжок ПГМГ, який утворився при зшиванні полімерів, за рахунок цього збільшується його активність в порівнянні з препаратом „Біодез-Р” за діючими показниками, а препарат „Полідез-20” у своєму складі має суміш солей ПГМГ-гідрохлориду та ПГМГ-фосфату, що також підвищує його адсорбційні властивості по відношенню до препарату „Біодез-Р”.

Доведено, що застосування полімерних катіонних флокулянтів „Аквадез-25С”, „Полідез-20” у кількості 0,003…0,004% діючої речовини та температурі процесу 60єC протягом 30 хвилин сприяє зменшенню вмісту ВМС соку сорго на 36,81…38,58% та 45,49…46,02% порівняно до вихідного соку, що дає змогу суттєво підвищити чистоту очищеного соку та знизити його забарвленість - ефект знебарвлення та очищення соку сорго відповідно становить - 97,30…97,25%, 97,27…97,20% та 31,53…28,18% (табл. 4).

Таблиця 4. Залежність якісних показників очищеного соку сорго від витрат препаратів на основі ПГМГ

Показники вихідного соку	Витрати препаратів, ПГМГ, % діючої речовини	Показники соку після очищення
Забарвлення, од.опт. густини	Вміст ВМС,% до маси СР соку		Забарвлення, од.опт. густини (л=560нм)	Ефект знебарвлення, %	Вміст ВМС,% до маси СР соку	Ефект видалення ВМС, %
Аквадез-25С
10532,8	5,65	0,001	314,60	97,01	4,37	22,65
		0,002	307,43	97,08	3,78	33,10
		0,003	284,19	97,30	3,57	36,81
		0,004	289,17	97,25	3,47	38,58
		0,005	293,85	97,21	3,41	39,65
Полідез-20
10532,8	5,65	0,001	437,94	95,84	3,65	35,40
		0,002	368,63	96,50	3,13	44,60
		0,003	287,32	97,27	3,08	45,49
		0,004	294,79	97,20	3,05	46,02
		0,005	322,27	96,94	2,97	47,43

Порівнюючи технологічні показники харчових сиропів, одержаних за різними способами очищення соку сорго (табл. 5), слід відмітити, що кращі показники мав сироп отриманий за схемою 4.

Таблиця 5. Технологічні показники харчових сиропів отриманих різними способами очищення соку сорго

Показники	Вихідний сік (сорт Цукрове 20)	Варіанти схем	Вихідний сік (гібрид Медовий)	Варіант схеми
		1	2	3		4
1	2	3	4	5	6	7
Масова частка сухих речовин, % до маси продукту	18,2	81,2	79,9	72,9	16,4	75,1
Масова частка загальних цукрів, %	14,84	66,0	63,3	61,68	14,00	66,84
Чистота, % цукру до маси СР	81,53	81,28	79,22	84,61	85,36	89,00
Масова частка редукувальних речовин, % до маси продукту % до маси СР	4,74 26,04	22,40 27,59	20,84 26,08	24,12 33,09	6,55 39,94	32,76 43,62
Масова частка цукрози, % до маси продукту % до маси СР	10,10 55,49	43,60 53,69	42,46 53,14	37,56 51,52	7,45 45,42	34,08 45,38
Масова частка крохмалю, % до маси продукту % до маси СР	1,58 8,68	-	-	-	0,62 3,78	-
Величина рН	5,4	4,9	5,8	4,7	5,26	5,25
Забарвленість, од.опт.густини	12246	2816	7969	1966	11622	173
Масова частка золи (сульфатної), % до маси продукту % до маси СР	0,80 4,39	3,88 4,78	4,49 5,62	3,61 4,95	0,67 4,08	3,27 4,35

За результатами проведених досліджень розроблена комплексна технологія отримання харчового сиропу із цукрового сорго, яка передбачає застосування двостадійного ферментативного гідролізу крохмалю, що міститься у соку сорго, та катіонних флокулянтів на основі полігексаметиленгуанідину для осадження ВМС соку сорго з метою підвищення чистоти та якісних показників отриманого продукту.

У п'ятому розділі „Дослідження складу та властивостей харчового сиропу із цукрового сорго” з метою визначення харчової та біологічної цінності продукту проведені дослідження по визначенню вмісту вуглеводів, амінокислот, макро- та мікроелементів харчового сиропу із цукрового сорго.

Встановлено, що запропонований спосіб отримання харчового сиропу з застосуванням ферментативного гідролізу крохмалю та коагуляції ВМС полігексаметиленгуанідиновими сполуками, дозволяє отримати кінцевий продукт з таким співвідношення вуглеводів: цукрози 50…55%, глюкози 15…30%, фруктози 10…15% до маси загальної кількості цукрів наявність яких дає змогу рекомендувати його до споживання як замінник цукру.

У сиропі ідентифіковано 19 амінокислот, з яких 7 є незамінними, а також 2 сірковмісні (цистеїн, метіонін) амінокислоти, що дозволяє характеризувати харчовий сироп, як цукровмісний продукт підвищеної біологічної цінності.

З мінеральних речовин, які відіграють значну роль в підтримці та регулюванні життєвих процесів в організмі людини, в харчовому сиропі виявлено вісім мікроелементів, до складу яких входять залізо, нікель, кобальт, марганець, хром та біля 2% до маси СР сиропу мінеральних речовин. У харчовому сиропі відсутні токсичні мікроелементи - миш'як, кадмій, ртуть, а вміст міді, свинцю, та цинку значно нижчі в порівнянні з гранично допустимими рівнями цих елементів в цукрі рідкому. Наявність в сиропі необхідних для організму людини мінеральних речовин свідчить про значну харчову та біологічну цінність отриманого продукту.

У результаті досліджень по зберіганню харчового сиропу протягом 10 місяців встановлено, що чистота харчового сиропу за цей термін зберігання зменшується лише на 1,44%, при цьому вміст редукувальних речовин дещо збільшується, але до 5 місяців зберігання нарощування забарвленості не спостерігається, лише з 5 до 10 місяців спостерігається збільшення забарвленості на 24,20%. У цей же період зберігання відмічається незначне зниження рН, що свідчить про збільшення накопичення органічних кислот, продуктів розкладання моноцукрів. Ці фактори спричиняють умови більш інтенсивного підвищення забарвленості харчового сиропу, тому рекомендований термін зберігання харчового сиропу становить шість місяців, протягом яких не відбувається суттєвих змін якісних показників продукту.

У шостому розділі „Розроблення апаратурно-технологічної схеми виробництва харчового сиропу із цукрового сорго” описано апаратурно-технологічну схему (рис. 4) отримання харчового сиропу із цукрового сорго, засновану на поєднанні способу двостадійного ферментативного гідролізу крохмалю, який міститься у соку сорго за розробленим технологічним режимом з використанням сучасних флокулянтів на основі полігексаметиленгуанідинових сполук (ПГМГ) для очищення соку від високомолекулярних сполук.

Рис. 4. Апаратурно-технологічна схема отримання харчового сиропу із цукрового сорго: 1 - вальцьовий прес; 2 - мезгоуловлювач; 3 - приймальна ємність; 4.1, 4.4 - підігрівач; 4.2, 4.3, 4.5 - охолоджувач; 5 - збірник - коагулятор; 6,7 - ферментер; 8 - збірник соку після інактивації ферментів; 9 - збірник - коагулятор; 10 - збірник розчину альфа-амілази; 11 - збірник розчину глюкоамілази; 12 - збірник розчину флокулянта; 13,17 - збірник розчину перліту; 14 - горизонтальна центрифуга; 15, 18 - фільтр-прес;16, 19, 20 - збірники фільтрованого соку; 21 - вакуум-апарат.

Запропонована технологія дає можливість отримати харчовий сироп світло-коричневого кольору, вуглеводний склад, якого розподіляється наступним чином: 50-55 % цукрози, 15-30% глюкози і 10-15 % фруктози до маси загальної кількості цукрів.

На отриманий харчовий сироп розроблено проект нормативно-технічної документації (ТУ та ТІ). Проведені випробування по використанню харчового сиропу у виробництві булок та здобних виробів. Апробація запропонованої технології харчового сиропу із цукрового сорго буде проведена на винному заводі ВАТ «Комсомолець» м. Арциз Одеської області. Для організації промислового виробництва розроблено «Технологічний регламент по виробництву харчового сиропу із цукрового сорго» для технологічної лінії продуктивністю 300 тонн перероблення стебел цукрового сорго на добу. Очікуваний економічний ефект в умовах виробничого сезону складе 549,05 тис. грн.

ВИСНОВКИ

На підставі системного аналізу літературних даних, теоретичних та експериментальних досліджень, удосконалено технологію харчового сиропу із соку цукрового сорго, що забезпечує отримання продукту високої якості та підвищеної біологічної цінності.

1. Експериментальним шляхом встановлено хімічний склад високопродуктивних сортів та гібридів соку цукрового сорго: вміст цукрози 55…75%, глюкози і фруктози 25…45% до маси загальної кількості цукрів, загальний вміст високомолекулярних сполук 3…6,5% до маси сухих речовин, вміст крохмалю 0,2…3%, 19 амінокислот в тому числі 7 незамінних, а також широкий спектр макро- і мікроелементів, що є підставою для удосконалення технології харчового сиропу.

2. На основі експериментальних досліджень встановлено ефективність застосування двостадійного процесу ферментативного гідролізу крохмалю, що міститься у соку сорго з використанням на першій стадії термостабільної альфа-амілази у кількості 2,5…3,0 од.ак./г СР крохмалю протягом 45…60 хвилин при температурі 70…75С, а на другій - глюкоамілази у кількості 3,0…3,5 од. ак./г СР крохмалю протягом 30…40 хвилин при температурі 58…60С. При цьому отриманий сік має покращанні фільтраційні властивості та збільшений вміст моноцукрів. На розроблений спосіб отримано деклараційний патент України № 27276.

3. На основі отриманих експериментальних досліджень визначено ефективність застосування катіонного флокулянту на основі полігексаметиленгуанідину (ПГМГ) для очищення соку сорго від високомолекулярних сполук. Встановлено, що застосування цих препаратів у кількості 0,003…0,004% діючої речовини при температурі процесу 60єС протягом 20…30 хвилин дає змогу підвищити чистоту харчового сиропу та знизити його забарвленість за рахунок зменшення вмісту високомолекулярних сполук та забарвлених речовин. За результатами досліджень отримано деклараційний патент України № 26940.

4. Удосконалено технологію отримання харчового сиропу із цукрового сорго, засновану на поєднанні комплексного застосування препаратів на основі полігексаметиленгуанідину та двостадійного ферментативного гідролізу крохмалю у соку сорго.

5. Встановлено вуглеводний складу харчового сиропу: вміст цукрози 50…55%, глюкози 15…30%, фруктози 10…15% до маси загальної кількості цукрів, наявність яких, дає підставу рекомендувати отриманий продукт в якості замінника цукру в різних галузях харчової промисловості.

6. Результати досліджень амінокислотного та мінерального складу цільового продукту свідчать про його високу харчову та біологічну цінність: вміст амінокислот становить 41,40 мг/ 100 г продукту у тому числі незамінних 18,30 мг/100 г продукту, в сиропі виявлені необхідні для життєдіяльності людини мікроелементи Fe, Ni, Mn, Cr, вміст Zn, Cu, Co, Pb - значно нижчий за гранично допустимі концентрації (ГДК).

7. Розроблено технологічний регламент отримання харчового сиропу із цукрового сорго, який передано для впровадження у промислових умовах винного заводу ВАТ «Комсомолець» м. Арциз Одеської області.

8. Проведені техніко-економічні розрахунки ефективності організації виробництва потужністю 300 тонн переробки стебел сорго на добу та отримання харчового сиропу із цукрового сорго 30 тонн на добу. Очікуваний економічний ефект в умовах виробничого сезону для винзаводу ВАТ «Комсомолець» складе 549,05 тис. грн.

9. Розроблено нормативно-технічну документацію (проекти технічних умов на та технологічної інструкції), які передані для проектування експериментального виробництва в „Укрцукорпроект”.

10. Проведено промислові випробування використання харчового сиропу із цукрового сорго у виробництві булок та здобних виробів, встановлено можливість заміни 100% кількості рецептурного цукру харчовим сиропом в булочних виробах із дозуванням цукру - 2-5% від маси борошна, а у булочних виробах, які вміщують 7% цукру можливо замінити до 75% кількості рецептурного цукру на харчовий сироп.

Список праць, опублікованих за темою дисертації

1. Григоренко Н.О. Перспективи технологічного перероблення цукрового сорго / Н.О.Григоренко, Л.Г.Білостоцький, Н.І.Штангеєва // Цукор України. 2006.-№3.- С.34-36.

Особистий внесок: виконання експериментальних досліджень, участь в узагальненні одержаних результатів, підготовка матеріалів до публікації.

2. Григоренко Н.О. Цукрове сорго - перспективна сировина для цукрової промисловості / Н.О. Григоренко, А.Н. Савич // Наукові праці Одеської національної академії харчових технологій Міністерства освіти і науки України. - Одеса: 2006. - Вип. 28. - Т 2. - С. 363-364.

Особистий внесок: проведення досліджень, участь в узагальненні одержаних результатів, , підготовка матеріалів до публікації.

3. Гідроліз крохмалю в соку цукрового сорго / Н.О.Григоренко, Л.Г.Білостоцький, Н.І.Штангеєва, І.П.Куцеконь // Харчова і переробна промисловість. 2007.-№5.- С.29-30.

Особистий внесок: участь у проведенні досліджень, опрацювання експериментальних даних, підготовка матеріалів до публікації.

4. Григоренко Н.А. Коагулянты в очистке соков сахарного сорго при получении пищевого сиропа / Н.А.Григоренко, Н.И. Штангеева, М.П.Купчик // Сахар. 2007.-№7.-С.26-27.

Особистий внесок: виконання експериментальних досліджень, опрацювання експериментальних даних, підготовка матеріалів до публікації.

5. Ковальчук В.П. Цукрове сорго - цукровмісна сировина та потенційне джерело енергії / В.П. Ковальчук, Н.О. Григоренко, О.І.Костенко // Цукрові буряки. 2009.-№6.- С.6-7.

Особистий внесок: проведення досліджень, опрацювання експериментальних даних, написання статті.

6. Пат. №26940, МПК (2006) С13D1/00. Спосіб отримання харчового сиропу із цукрового сорго/ Н.І.Штангеєва, О.М.Салавор, В.О.Штангеєв, Н.О.Григоренко.; заявник і патентовласник Національний університет харчових технологій. - u 2007 06340; заявл. 07.06.2007; опубл. 10.10.2007, Бюл. №16.

Особистий внесок: проведення патентного пошуку, виконання експериментальних досліджень, опрацювання експериментальних даних, участь у підготовці та написанні заявки на патент.

7. Пат. №27276 України, МПК (2006) С13D1/02. Спосіб отримання харчового сиропу із цукрового сорго / Н.І.Штангеєва, О.В.Грабовська В.О.Штангеєв, Н.О.Григоренко.; заявник і патентовласник Національний університет харчових технологій. - u 2007 06341; заявл. 07.06.2007; опубл. 25.10.2007, Бюл. №17.

Особистий внесок: проведення патентного пошуку, виконання експериментальних досліджень, опрацювання експериментальних даних, участь у підготовці та написанні заявки на патент.

8. Григоренко Н.О. Дослідження способів очищення соків цукрового сорго / Н.О. Григоренко, А.Н. Савич // Наукові здобутки молоді - вирішенню проблем харчування людства у XXI столітті: 70-а наук. конф. молодих вчених, аспіратів і студентів. 20-21 квітня 2004 р.: тези доп. - К.: НУХТ, 2004.-Ч.II.- С.13.

Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, участь в узагальненні одержаних результатів, оформлення тез доповіді.

9. Григоренко Н.О. Цукрове сорго - перспективна сировина для розширення ринку цукромістких продуктів в країні / Н.О.Григоренко, А.Н. Савич // Наукові здобутки молоді - вирішенню проблем харчування людства у XXI столітті: 72-а наук. конф. молодих вчених, аспіратів і студентів. 17-18 квітня 2006 р.: тези доп. - К.: НУХТ, 2006.- Ч.II.- С.9.

Особистий внесок: проведення досліджень, аналіз та узагальнення одержаних результатів, оформлення тез доповіді.

10. Григоренко Н.А. Перспективный продукт для сахарной промышленности - глюкозно-фруктозный сироп из сахарного сорго / Н.А. Григоренко, Л.Г. Белостоцкий, Н.И. Штангеева // Приоритетные направления развития сахарного производства и их научное обеспечение: Материалы международной научн.- практ. конференция. Курск, 22-23 июня 2006 г.- К.: РНИИСП, 2006.- С.169-171.

Особистий внесок: проведення досліджень, опрацювання експериментальних даних, оформлення тез доповіді.

11. Григоренко Н.О. Розроблення технології отримання глюкозо-фруктозного сиропу з цукрового сорго/ Н.О. Григоренко, І.П. Куцеконь, Н.І. Штангеєва, //Наукові здобутки молоді - вирішенню проблем харчування людства у XXI столітті: 73-а наук. конф. молодих вчених, аспіратів і студентів. 23-24 квітня 2007 р.: тези доп. -К.: НУХТ, 2007.- Ч.I.- С.145.

Особистий внесок: участь у проведенні досліджень, опрацювання експериментальних даних, підготовка тез доповіді.

12. Штангеева Н.И. Глюкозно-фруктозный сироп из сахарного сорго - потенциальный источник сахаросодержащих продуктов/ Н.И. Штангеева, Н.А. Григоренко // Энерго- и ресурсосберегающие технологи сахарного производства: VII Междунар. научн.-практ. конференция. Москва, 16-21 апреля 2007 г.: - М.: МГУПП, 2007.- С.143-146.

Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, опрацювання одержаних даних, оформлення тез доповіді.

13. Григоренко Н.А. Натуральне подсластители в пищевой промышленности / Н.А. Григоренко, Н.И. Штангеева, А.Н. Савич // Товароведение, экспертиза и технология продовольственных товаров: I Межведомственная научн.-практ. конференция: - М.: МГУПП, 2008.- С.76-79.

Особистий внесок: проведення досліджень, опрацювання експериментальних даних, оформлення тез доповіді.

14. Григоренко Н.О. Новий спосіб отримання харчового сиропу з цукрового сорго/ Н.О. Григоренко, Н.І. Штангеєва // Наукові здобутки молоді - вирішенню проблем харчування людства у XXI столітті: 74-а наук. конф. молодих вчених, аспіратів і студентів. 21-22 квітня 2008 р.: тези доп.- К.: НУХТ, 2008.- С.180.

Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, опрацювання результатів, оформлення тез доповіді.

АНОТАЦІЯ

Григоренко Н.О. Удосконалення технології харчового сиропу із цукрового сорго. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.05 - Технологія цукристих речовин та продуктів бродіння. - Національний університет харчових технологій, Київ, 2010.

Дисертація присвячена удосконаленню технології харчового сиропу із цукрового сорго, застосування якої забезпечує високу харчову та біологічну цінність кінцевого продукту. В дисертаційній роботі представлено результати теоретичних та експериментальних досліджень хімічного складу соку високопродуктивних сортів та гібридів цукрового сорго та вилучення його окремих складових в умовах технологічної обробки.

Науково обґрунтовано та розроблено двостадійний спосіб ферментативного гідролізу крохмалю, якій міститься у соку сорго, що дозволяє підвищити вмісту моноцукрів та покращити фільтраційних властивостей соку сорго.

Встановлено ефективність застосування катіонного флокулянту на основі полігексаметиленгуанідину (ПГМГ) для очищення соку сорго від високомолекулярних сполук, який дозволяє підвищити чистоту харчового сиропу та знизити його забарвленість.

На основі експериментальних та промислових досліджень розроблено апаратурно-технологічну схему виробництва харчового сиропу із цукрового сорго, яка забезпечить отримання високоякісного харчового сиропу збагаченого макро-, мікроелементами та амінокислотами вихідної сировини.

Ключові слова: цукрове сорго, харчовий сироп, ферментативний гідроліз, флокулянт, очищення, харчова та біологічна цінність.

АННОТАЦИЯ

Григоренко Н.А. Усовершенствование технологии пищевого сиропа из сахарного сорго. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.18.05 - Технология сахаристых веществ и продуктов брожения. ? Национальный университет пищевых технологий, Киев, 2010.

Диссертация посвящена усовершенствованию технологии пищевого сиропа из сахарного сорго, которая позволяет получить продукт высокой пищевой и биологической ценности. В диссертационной работе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований химического состава сока высокоурожайных сортов и гибридов сахарного сорго и закономерности удаления, отдельных его составляющих в условиях технологической обработки.

Разработан способ ферментативного гидролиза, крахмала сока сорго, состоящий из двух стадий: первая включает использование термостабильной альфа-амилазы в количестве 2,5…3,0 ед.ак./г сухих веществ при температуре 70…75С и продолжительности процесса 45…60 минут, а вторая - глюкоамилазы в количестве 3,0…3,5 ед.ак./г сухих веществ на протяжении 30…40 минут при температуре процесса 58…60С, который позволяет улучшить фильтрационные свойства сока и повысить содержание моносахаридов (декларационный патент Украины №27276, 2007 г.).

Экспериментальными исследованиями подтверждена, эффективность использования препаратов на основе полигексаметиленгуанидина для очистки сока сорго от высокомолекулярных соединений. Разработан способ очистки сока сорго от ВМС с использованием этих препаратов в количестве 0,003…0,004% действующего вещества при температуре 60С и продолжительности процесса 20…30 минут, который позволяет получить повышение чистоты пищевого сиропа и снижение цветности за счет уменьшения содержания высокомолекулярных и красящих веществ (декларационный патент Украины №26940, 2007 г.).

В диссертации приводится описание усовершенствованной технологии получения пищевого сиропа из сахарного сорго, основанной на комплексном соединении очистки сока сорго от высокомолекулярных веществ, препаратами на основе полигексаметиленгуанидина и двустадийного ферментативного гидролиза, крахмала сока сорго.