Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

УО "Белорусский государственный экономический университет"

Кафедра товароведения продовольственных товаров

Курсовая работа

по дисциплине: Товароведение и экспертиза кондитерских изделий

Товароведная характеристика картофельного крахмала, пути повышения качества и совершенствования ассортимента

Студент И.Ю. Лукшиц

Руководитель ассистент Е.Н. Чернигина

Минск 2013

Реферат

Объект исследования - картофельный крахмал.

Предмет исследования - качество и ассортимент крахмала.

Цель работы: изучить товароведную характеристику картофельного крахмала, а также пути повышения его качества и совершенствования ассортимента.

Задачи:

- Изучить технологию производства крахмала из картофеля.

- Выяснить факторы, формирующие качество крахмала.

- Провести исследование качества образцов картофельного крахмала по органолептическим показателям.

- Рассмотреть пути повышения качества крахмала и совершенствования ассортимента

Содержание

Введение

1. Классификация и ассортимент картофельного крахмала

2. Химический состав и пищевая ценность крахмала

2.1 Химический состав картофельного крахмала

2.2 Пищевая ценность крахмала и его влияние на организм

3. Факторы, формирующие качество картофельного крахмала

4. Требования к качеству картофельного крахмала

4.1 Технические требования

4.2 Упаковка, маркировка и хранение крахмала

5. Исследование качества картофельного крахмала и пути его повышения

5.1 Анализ качества крахмала по органолептическим показателям

5.2 Пути повышения качества картофельного крахмала

5.3 Совершенствование ассортимента крахмала

Заключение

Список использованных источников

Введение

Крахмал - главнейший представитель природных углеводов, являющийся основным источником энергии для человеческого организма и обладающий свойствами загустителя, стабилизатора и структурообразователя, необходимыми в промышленном производстве. В многокомпонентных смесях крахмал способен эффективно взаимодействовать с такими веществами, как жиры, сахара и ферменты, усиливать действие ароматизаторов продукции, регулировать влажность. Картофель содержит до 25% крахмала в зависимости от сорта, условий выращивания и иных факторов.

Народнохозяйственное значение крахмалопаточной промышленности определяется весьма разнообразным и постоянно расширяющимся спектром использования крахмала и продуктов на его основе. В настоящее время крахмалопродукты широко востребованы в различных отраслях промышленности - от кондитерского производства до нефтебурения. С появлением новых видов крахмалов области их применения постоянно расширяются, и потребность в них стабильно растёт.

Из крахмала вырабатывается большая группа продуктов его частичного гидролиза: мальтодекстрины, низкоосахаренная, карамельная, высокоосахаренная, мальтозная, глюкозно-мальтозная и другие виды патоки. Её способность предотвращать кристаллизацию сахара имеет решающее значение для производства карамели. Высокоосахаренные, глюкозные и глюкозно-фруктозные сиропы используются в хлебопечении, при изготовлении алкогольных и безалкогольных напитков и многих других продуктов. В последние годы повышенным спросом у производителей пива и пищевых кислот пользуется мальтозная патока.

Лёгкая изменяемость свойств крахмала при его обработке позволяет получить сотни разнообразных по структуре, составу и свойствам видов модифицированного крахмала, успешно используемых как в производстве продуктов питания, так и в непищевых отраслях.

Крахмал и его модификации широко применяются в гофрокартонном производстве, при выработке кондитерских и хлебобулочных изделий, колбас, консервов и многих других пищевых продуктов. Огромны возможности использования модифицированного крахмала в технических целях: текстильной и бумажной промышленности, для стабилизации глинистых растворов при нефте-газобурении, для приготовления формовочных смесей в литейном производстве, клея для обоев и во многих других отраслях [4, с. 21].

Цель этой работы - изучить крахмал с товароведческой точки зрения, а также провести анализ нескольких образцов на соответствие требованиям ТНПА.

1. Классификация и ассортимент картофельного крахмала

Крахмал - сложный углевод, образующийся в растениях и откладываемый ими в качестве запасного питательного вещества. Химическая формула (C₆H₁₀O₅)n. Он хорошо переваривается и усваивается организмом человека. Благодаря разнообразию своих свойств, способности к их изменениям крахмал применяют в разных пищевых производствах (кондитерском, хлебопекарном, колбасном, консервном и др.), а также в непищевых отраслях (парфюмерной, текстильной, бумажной, кожевенной, фармацевтической и др.).

В клетках растений крахмал находится в виде плотных образований, называемых крахмальными зернами. Крахмальные зерна разных растений характеризуются определенной формой, строением, размерами. По этим признакам можно установить вид крахмала.

Крахмал производят из различного растительного сырья: кукурузы, пшеницы, риса, ржи, ячменя, гречихи, тапиока. Однако в нашей стране наиболее распространён крахмал картофельный. Он подразделяется на четыре сорта: экстра, высший, первый и второй (для технических целей).

Современная крахмалопаточная промышленность - важная отрасль народного хозяйства. Крахмалопаточные предприятия выпускают сухой крахмал, глюкозу, различные виды крахмальных паток, модифицированные крахмалы, декстрин, глюкозо-фруктозные сиропы и др. Ассортимент вырабатываемой продукции составляет десятки наименований [11, с. 18].

Предприятия, перерабатывающие картофель и кукурузу, получают сырой крахмал влажностью 50...52 %. Такой крахмал храниться не может, так как является прекрасной средой для развития микроорганизмов, он закисает. Поэтому сырой крахмал на этих же или на других предприятиях перерабатывают в сухой влажностью для картофельного 20 %, или используют для изготовления патоки, глюкозы и других крахмалопродуктов [3, с. 154].

Мировое производство крахмала и крахмалопродуктов за последнее десятилетие увеличилось в два раза и составляет 60 млн т, причём на долю США приходится 36 млн т, стран Евросоюза - 9 млн т. Основной объём этих видов продукции получают из кукурузы (45 млн т), а из картофеля лишь 2,5 млн т). Около 70 % мирового производства картофеля приходится на европейские страны с умеренным и влажным климатом - Россию [1, с. 5].

В крахмало-паточной отрасли Беларуси насчитывается свыше 15 предприятий, большинство из которых занято выработкой крахмала из картофеля (Гродненская область: ОАО "Борковский крахмальный завод", ОАО "Гольшанский крахмальный завод", ОАО "Рогозницкий крахмальный завод", ЧУП "Юратишковский овощесушильный завод", Минская область: ЧУП "ЭКОЛАЙНБЕЛ", РУП "Минск Кристалл", ПТ РУП "Минск Кристалл" - Филиал "Любанский крахмальный завод", РУП "Минск Кристалл" - Производственный цех "Сновский крахмальный завод"; Брестская область: ОАО "Отечество", филиал "Бродницкий крахмальный завод" - РПУП "Брестский ликероводочный завод "Белалко", ОАО "Верховичский крахмальный завод"; Могилёвская область: Глусский плодоовощной завод; Витебская область: РУП "Толочинский консервный завод", Гомельская область: ОАО "Краснобережеский крахмало-паточный завод". Однако рентабельность отечественного производства крахмала и крахмалопродуктов небольшая из-за применения устаревших технологий производства, низкого качества сырья и ряда других причин.

На некоторых предприятиях пищевой промышленности (ОАО "Машпищепрод" и др.) налажен выпуск в небольших количествах набухающих и экструзионных крахмалов. Производство химически модифицированных крахмалов на предприятиях крахмалопаточной промышленности практически не налажено [1, с. 6].

Итак, крахмал подразделяется на 4 сорта: экстра, высший, первый, второй (для технических целей). Ассортимент его в нашей стране представлен не очень широко, так как не налажен выпуск модифицированных крахмалов, оборудование устарело, а качество сырья недостаточно высокое.

2. Химический состав и пищевая ценность крахмала

2.1 Химический состав картофельного крахмала

Крахмал, находящийся в клеточных структурах растений, представляет собой мелкие глобулы - зёрна. Зерна картофельного крахмала от 15 до 100 мкм и более имеют овальную форму и на поверхности бороздки, концентрически размещенные вокруг глазка - точки или черточки. Более мелкие зерна имеют округлую форму. Плотность зерен картофельного крахмала - около 1,65 кг/м. Молекулярная масса крахмала - 104...108. Крахмал относится к биополимерам. Молекулы полисахаридов, входящих в состав крахмальных зёрен, по химической природе неодинаковы, хотя и состоят из одинаковых структурных единиц - безводных (антигидридных) глюкозных, обладают одинаковой суммарной формулой (С 6Н 10О 5)n.

Крахмал представляет собой смесь двух полимеров - амилозы и амилопектина. Амилоза и амилопектин объединяются в растительной клетке в дискретные крахмальные зёрна. Они представлены в виде концентрических слоёв, в каждом из которых высоковетвистые молекулы переплетены в сетчатые или решетчатые структуры.

Амилоза и амилопектин различаются по своему химическому строению и физическим свойствам.

Амилоза - это длинные неразветвлённые цепи, содержащие от 100 до 2000 a-D-глюкопиранозных остатков, соединённых a-(1,4)-глюкозидными связями. Молекулярная масса амилозы в зависимости от происхождения крахмала колеблется в пределах 105-106.

Амилоза имеет спиралевидное строение. Каждый виток спирали состоит из шести последовательных глюкозных колец. Внутри спирали образуется кагал диаметром до 0,5 нм, куда могут входить молекулы других соединений, например йода.

Содержание амилозы в картофельном крахмале составляет - 19-22 %, остальное - амилопектин.

Амилопектин состоит из множества коротких разветвлённых полиглюкозидных цепочек, каждая из которых содержит от 17 до 26 остатков а-D-глюкопиранозы.

В пределах каждой короткой цепи глюкозные остатки соединены а-(1,4)-глюкозидными связями. Друг с другом цепи соединяются посредством а-(1,6)-глюкозидных связей, составляющих около 5 % от общего количества глюкозидных связей амилопектина. В зависимости от происхождения крахмала молекулярная масса амилопектина колеблется в пределах 107-108.

Свойства этих полимеров различаются. Так, амилоза образует в горячей воде гидратированные мицеллы, но со временем ретроградирует (осаждается) в виде труднорастворимого геля. Амилопектин набухает в воде и даёт стойкие вязкие коллоидные растворы. Он препятствует ретроградации амилозы в растворах крахмала. В растворе амилоза окрашивается йодом в синий цвет. Амилопектин даёт с йодом фиолетово-красное окрашивание.

Природные крахмалы помимо углеводов содержат некоторые количества (2,4-3,9 %) и неуглеводных компонентов. Зольные элементы (в количестве 0,2-0,7 %) представлены главным образом фосфорной и сернистой кислотами. При этом в крахмале они связаны с углеводной частью сложноэфирной связью. В амилопектине картофельного крахмала фосфора значительно больше, чем в амилозе, и соответственно, фосфорная кислота влияет на свойства крахмала и обусловливает в некоторой степени его кислотность.

В крахмале обнаружены такие высокомолекулярные жирные кислоты, как пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая и другие, и общее их содержание достигает 0,6 %. Поскольку эти жирные кислоты адсорбированы на полисахаридной фракции крахмала, то могут быть удалены из него путем экстрагирования нейтральными органическими растворителями, например, метиловым спиртом. Жирные кислоты оказывают влияние на свойства крахмала, например, на его запах и цвет. При производстве крахмала по обычной схеме их отделить не удается, однако перед гидролизом крахмала они обязательно должны быть удалены.

Крахмал представляет собой белый или слегка желтоватого цвета аморфный порошок. Неповреждённые крахмальные зёрна нерастворимы в воде при комнатной температуре и слабом нагревании. Крахмал не растворим в спиртах, эфире, сероуглероде, хлороформе, бензоле. Крахмал частично, а иногда и полностью растворим в щелочах и растворах хлористого кальция и солей цинка. Крахмальные зерна имеют кристаллическую структуру, способны к двойному лучепреломлению.

Наиболее важными свойствами крахмала являются: способность зёрен набухать в холодной воде, при повышении температуры - клейстеризоваться и образовывать вязкие растворы, а при остывании - образовывать студни, а также способность к ретроградации [1, с. 6-8].

Клейстеризация крахмала проявляется при его нагревании в воде, она обусловлена наличием в нем амилопектина. В первой фазе нагревания вода медленно поглощается зернами крахмала, причем происходит их ограниченное набухание. Вторая фаза характеризуется тем, что зерна быстро набухают, во много раз увеличиваясь, поглощая большое количество влаги и быстро теряя двойное лучепреломление, т. е. свою кристаллическую структуру. При этом вязкость крахмальной суспензии быстро возрастает, и небольшое количество крахмала растворяется в воде. В третьей фазе набухания, протекающей при повышенных температурах, зерна становятся почти бесформенными мешочками, из которых вымылась наиболее растворимая часть крахмала. Температура клейстеризации крахмала - величина довольно постоянная, и концентрация крахмала почти не влияет на неё. Однако она колеблется в зависимости от многих факторов: сорта крахмала, района и условий выращивания растения и др. Обычно температура клейстеризации находится в пределах 60-70 ^о С. В холодной воде (до 40-45 ^оС) крахмал набухает ограниченно, зерна сохраняют первоначальный внешний вид.

Вязкость крахмальных клейстеров имеет важное практическое значение в кулинарии (соусы, подливки, кисели) [3, с. 183].

Клейстеризованные растворы крахмала обладают способностью к студнеобразованию при охлаждении. Студни из картофельного крахмала сохраняются дольше. Важным свойством студней является их прозрачность, определяемая свойствами амилопектина, наличием связанной с ним фосфорной кислоты, ионов щелочных или щелочноземельных металлов. Студень картофельного крахмала - прозрачный, бесцветный, тягучий. Образование студней используются, например, при изготовлении киселей, запеканок, конфет, колбас и др. Прочность студней быстро возрастает при их хранении и выстойке, причем наиболее быстро у концентрированных студней.

В молекуле крахмала имеется много свободных гидроксильных (спиртовых) групп, которые способны вступать в химические реакции со многими соединениями и давать эфиры и различные производные. На этом основано получение различных его модификаций. Крахмал отличается большой лабильностью: под влиянием многих химических, физико-химических и физических факторов его свойства могут изменяться в большей или меньшей степени.

Крахмал является углеводом полимерного строения, мономером которого является глюкоза. Он содержится в зелёных частях и клубнях растений в виде крахмальных зёрен. В состав крахмальных зёрен входят амилоза и амилопектин, за счёт которых крахмал приобретает свои свойства.

2.2 Пищевая ценность крахмала и его влияние на организм

Пищевая ценность - это комплексное свойство продовольственных товаров, включающее энергетическую, биологическую, физиологическую и органолептическую ценности, усвояемость и доброкачественность.

Крахмал является наиболее распространённым углеводом в рационе человека, а углеводы служат основным источником энергии. При окислении 1г углеводов образуется 3,75 ккал (15,7кДж). Они играют важнейшую роль в обмене веществ и энергии в организме человека и являются выгодным энергетическим материалом: для их окисления требуется меньше кислорода, т.к. в углеводных молекулах он содержится в большем количестве, чем в молекулах других питательных веществ. Они входят в состав клеточных стенок, основного вещества соединительной ткани. Кроме того, в составе сложных биополимеров углеводы могут являться носителями биологической информации: принадлежность крови человека к той или иной группе, например, диктуется исключительно структурой и последовательностью углеводов. крахмал пищевой картофельный

В 100 г картофельного крахмала содержится 78-79 г углеводов.

Помимо углеводов в крахмале содержится незначительное количество белка (0,1 г на 100 г продукта). Они необходимы для построения тканей тела и восстановления отмирающих клеток, образования ферментов, витаминов, гормонов и иммунных тел. Без белков невозможно существование живого организма. Более 50 % сухого веса клеток приходится на долю белков.

Вода входит в состав всех пищевых продуктов. Не является исключением и крахмал. В 100 г крахмала содержится 20 г воды. Вода сама по себе не имеет питательной ценности, но она непременная составная часть всего живого. В теле человека содержится 60-80 % воды. Вода входит в состав плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости, является растворителем минеральных и органических веществ. С участие воды происходит большинство химических превращений в организме. В сутки человеку требуется 2,5--3 л. воды. Она служит хорошим растворителем и способствует удалению из организма ненужных и вредных веществ.

На 100 г крахмала приходится 0,3 г зольных элементов. Зольные элементы - это минеральные вещества, которые после сжигания продукта остаются в виде золы. Минеральные вещества имеют большое значение для жизнедеятельности организма человека: входят в состав тканей, участвуют в обмене веществ, в образовании ферментов, гормонов, пищеварительных соков. Они представляют собой жизненно необходимые компоненты питания, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность и развитие организма. Недостаток или отсутствие отдельных элементов в организме приводит к тяжелым заболеваниям. По количественному содержанию в продуктах минеральные вещества делят на макро- и микроэлементы.

К макроэлементам относятся: кальций, фосфор, железо, калий, натрий, магний, сера, хлор. Из макроэлементов в картофельном крахмале содержатся (мг/100 г): кальций Са(40 мг), натрий Na(6 мг), калий K(15 мг), фосфор P(77 мг). Кальций и фосфор участвуют в образовании костной ткани. Фосфор, кроме того, принимает участие в дыхании, двигательных реакциях, энергетическом обмене, активировании ферментов. Калий и натрий участвуют в регулировании водообмена в организме.

В крахмале в мизерных дозах содержится витамин PP (Ниациновый эквивалент) в количестве 0,0166 мг на 100 г продукта. При недостатке этого витамина человек заболевает пеллагрой (шершавая кожа), проявляющейся в воспалении кожи, нарушении деятельности желудочно-кишечного тракта и нервной системы.

Крахмал также содержит пищевые волокна (1,4 г/100 г). К ним относится клетчатка, которая положительно действует на процесс пищеварения, усиливая перистальтику кишечника.

Энергетическая ценность картофельного крахмала - 299 ккал/1251 кДж, что составляет 16 % от рекомендуемой суточной потребности взрослого человека.

При попадании в организм человека крахмал под действием фермента слюны птиалина, а затем фермента панкреатического сока поджелудочной железы амилазы превращается в мальтозу. А мальтоза распадается на 2 молекулы глюкозы, которая хорошо усваивается организмом.

Говоря о пользе крахмала картофельного, нельзя не отметить тот факт, что этот продукт питания снижает содержание холестерина в сыворотке крови и печени. Это указывает на его антисклеротические свойства. Исходным продуктом, из которого производят крахмал, является картофель, который, в свою очередь, содержит много калия. Соответственно, он входит и в состав картофельного крахмала. Этот макроэлемент просто незаменим для больных с почечными заболеваниями, а также любителей выпить, так как помогает выводить лишнюю жидкость из организма.

Народная медицина утверждает пользу крахмала картофельного как противоязвенного средства. Это связано с противовоспалительным и обволакивающим эффектом этого лекарственного средства. Также после многочисленных исследований учеными было доказано, что картофельный крахмал способен активизировать синтез витамина B2 или рибофлавина, который необходим человеку для правильного пищеварения, а также нормализации обмена веществ.

Вредным считается рафинированный крахмал, который в процессе пищеварения повышает инулин. Это может привести к атеросклерозу, патологии глазного яблока и различным нарушениям гормонального баланса здорового организма. Стоит добавить, что вред крахмала картофельного может сказаться на человеке при высоком процентном содержании этого порошка в продуктах, которые подвергаются тепловой обработке (развитие онкологических заболеваний). Крахмал плохо растворим, поэтому многие считают, что он засоряет организм [16, с. 222-223].

Можно много спорить о вреде и пользе крахмала. Бесспорным является то, сто он служит основным источником углеводов в питании человека. Однако избыток углеводов превращается в жир и приводит к появлению лишнего веса. Поэтому питание должно быть рациональным и сбалансированным. К продуктам наиболее богатым крахмалом относятся мука, макароны, хлебобулочные и кондитерские изделия. Не содержат крахмал лук, огурцы, белокочанная капуста, укроп, помидоры, брокколи и др.

3. Факторы, формирующие качество картофельного крахмала

За последние годы произошло насыщение внутреннего рынка страны разнообразными товарами отечественного и зарубежного производства, что привело к спаду напряженности потребительского спроса. В этих условиях резко возросли требования к качеству продукции. Под качеством понимают совокупность свойств и характеристик продукции и услуг, которые придают им способность удовлетворять обусловленные или предполагаемые потребности.

Итоговое качество продукта зависит от качества сырья, оборудования, процессов производства, квалификации работников и т.д.

Сырьем для производства картофельного крахмала служит картофель. Химический состав клубней картофеля колеблется в довольно широких пределах и зависит от сорта картофеля, климатических, почвенных и других условий. Средний химический состав картофеля (%): вода - 75; сухие вещества - 25, в том числе крахмал--18,5, азотистые вещества - около 2, клетчатка --1, минеральные вещества - 0,9, сахара - 0,8, жир - 0,2 и прочие вещества (пектины, пентозаны и др.) --1,6. Содержание крахмала в клубнях картофеля колеблется от 8 до 29 %. Вода в картофеле содержится в двух состояниях: в свободном (78 %) и связанном (22 %). Свободная вода растворяет все водорастворимые вещества картофеля - сахара, соли кислот, азотистые вещества и другие, образуя клеточный сок; коллоидно-связанная вода растворителем не является, и ее свойства существенно отличаются от обычной воды.

В клубнях картофеля может содержаться от 0,46 до 1,72 % Сахаров, представленных преимущественно сахарозой, есть также глюкоза и фруктоза. Хранение картофеля при пониженной температуре приводит к увеличению содержания сахаров до 5 %, снижению выхода крахмала и увеличению потерь сухих веществ картофеля.

В картофеле содержится от 0,52 до 1,77 % клетчатки. Чем выше содержание клетчатки, тем толще клеточные стенки картофеля, тем труднее картофель истирается на терочных машинах и, следовательно, тем выше будет выход мезги и потери крахмала с мезгой. Пентозаны и пектиновые вещества, которые вместе с клетчаткой входят в состав клеточных стенок картофеля, составляют от 0.74 до 0,95 %. В процессе хранения картофеля пектиновые вещества под действием фермента протопектиназы могут переходить в растворимую форму, что приводит к размягчению тканей картофеля и затрудняет производство крахмала [2, с. 78].

В состав картофеля входят органические кислоты - лимонная, щавелевая, яблочная, молочная, но преобладает лимонная кислота. Общая титруемая кислотность картофеля обусловлена также наличием в его составе кислых фосфатов, рН картофельного сока 5,8...6,6. Кислотность картофеля резко возрастает при его микробиологической порче в процессе хранения, что отрицательно сказывается на ходе технологического процесса.

В картофеле содержится от 0,7 до 4,6 % азотистых веществ, которые на 60 % представлены белковыми соединениями. Белки картофеля полноценны по аминокислотному составу, 40 % азотистых веществ картофеля - небелковые азотистые соединения. По мере созревания клубней содержание азотистых веществ в них снижается, что положительно сказывается на ходе технологического процесса, так как белок, являясь хорошим пенообразователем, затрудняет отделение примесей от крахмала и снижает его качество. Кроме перечисленных веществ в картофеле содержится глюкозид соланин в количестве от 2 до 10 мг на 100 г сырого картофеля. Его содержание резко увеличивается при хранении картофеля на свету, когда он приобретает зеленую окраску. Употреблять такой картофель в пищу нельзя. Соланин также является сильным пенообразователем и затрудняет процесс очистки крахмала от примесей.

В картофеле содержится от 10 до 30мг% витамина С, небольшое количество витаминов группы В и каротиноидов. Зола картофеля составляет от 0,4 до 1,9 %, в ней преобладают соединения калия (72 %), фосфора (20 %), а также содержатся натрий, кальций, магний и железо. Примерно 75 % зольных соединений растворимы в воде и при производстве крахмала теряются со сточными водами, часть нерастворимых соединений остается в мезге, часть - в крахмале, влияя на вязкость и клеящую способность крахмального клейстера.

Технологическая схема получения сырого картофельного крахмала состоит из следующих этапов: хранение картофеля; доставка картофеля на завод; мойка картофеля; взвешивание картофеля; тонкое измельчение картофеля - получение кашки; выделение картофельного сока из кашки; выделение свободного крахмала из кашки; отделение и промывание мезги; рафинирование крахмального молока; промывание крахмала [2, с. 79].

Предприятия, перерабатывающие картофель, работают сезонно. До подачи на производство картофель хранят в буртах при температуре 2...8 °С. На хранение закладывают только здоровые клубни. При хранении картофель дышит. Хранить картофель свыше 5--7 мес. нецелесообразно, так как это приводит к значительным потерям сухих веществ, в том числе крахмала.

Картофель подают в производство с помощью гидравлического транспорта. Процессу мойки картофеля придается очень большое значение, так как примеси (песок, камни, солома) затрудняют работу оборудования и могут вызвать его поломку. Кроме того, на последующих стадиях технологического процесса картофель не очищают от кожуры и частицы земли и песка, оставшиеся на поверхности картофеля, в дальнейшем могут перейти в крахмал и снизить его качество. Картофель моют в моечных машинах комбинированного типа. Для учета массы переработанного картофеля производится взвешивание отмытых клубней на автоматических весах.

Крахмал содержится внутри клеток картофеля в виде крахмальных зерен. Размеры зёрен колеблются от 15 до 100 мкм. Для производства наиболее ценны крупные зёрна: они легче подвергаются обработке и дают крахмал более высокого качества. Чтобы извлечь крахмал, необходимо вскрыть клеточные стенки. Для этого картофель измельчают на терочных машинах. Крахмал, освобожденный из разорванных клеток, называют свободным, крахмал, оставшийся в неразорванных клетках, - связанным. Эффективность работы картофелетёрочной машины зависит от окружной скорости барабана. На современных предприятиях коэффициент измельчения достигает 85...95 %, в том числе 79...85 % при первом измельчении и 6...10% при повторном измельчении.

Полученная после истирания картофельная кашка представляет собой смесь, состоящую из разорванных клеточных стенок картофеля (мезги), крахмальных зерен и картофельного сока. Контакт сока с крахмалом ухудшает качество крахмала, вызывая его потемнение в связи с окислением тирозина при участии полифенолоксидазы; снижает вязкость крахмального клейстера; способствует образованию пены, слизи и других нежелательных явлений. В связи с этим картофельный сок необходимо быстро выделить из кашки при минимальном его разбавлении. Эту операцию осуществляют на осадительной шнековой центрифуге типа ОГШ, которая состоит из двух барабанов - наружного и внутреннего. Оба барабана вращаются в одну сторону, причем внутренний барабан вращается с опережением на. Картофельная кашка поступает в пространство между барабанами, где под действием центробежной силы происходит ее разделение на две фракции: легкая фракция - картофельный сок выводится из центрифуги через сливные окна, а тяжелая фракция - крахмал за счет разницы во вращении барабанов выводится шнеком, расположенным на внешней поверхности внутреннего барабана, разбавляется водой и удаляется в виде крахмального молока определенной плотности.

Сразу после осадительных центрифуг кашку направляют на ситовую станцию завода. Главная задача ситовой станции - максимальное выделение свободного крахмала из мезги, рафинирование крахмального молока и получение крахмального молока достаточно большой концентрации. В настоящее время для выделения из кашки мезги используют центробежные ситовые аппараты - барабанно-струйные сита (БСС) и центробежно-лопастные сита (ЦЛС). Барабанно-струйное сито (рис.1) состоит из вращающегося перфорированного конического барабана 2, к внутренней поверхности которого крепят металлические рамки в виде секторов, обтянутых одной или двумя сетками с разными размерами ячеек. Кашка подается через трубу 1 и питатель 8 в вершину ситового конуса. Барабан вращается с частотой 900 с-1. Под действием центробежной силы кашка равномерно распределяется по внутренней поверхности барабана и продвигается к большему его основанию. Навстречу движению кашки подается вода или жидкое крахмальное молоко через вал 5, который вращается внутри вала 3. Струйный ротор-ороситель состоит из коллектора 7 и разбрызгивающих сопел 6. Привод 4 обеспечивает опережение вращения ротора-оросителя на 50 с-1 по сравнению с частотой вращения барабана 2. Вода под давлением 0,2...0,25 МПа образует против движения кашки водяной шнек, задерживающий ее продвижение по ситу и способствующий отмыванию свободного крахмала.

Рисунок 1 - Барабанно-струйное сито (БСС)

Центробежно-лопастное сито (ЦЛС) по своему устройству напоминает центробежный насос. Лопатки рабочего колеса заменены на сита-пластинки, вогнутые по направлению вращения. Под каждым ситом расположены: три маленькие камеры. Кашка поступает в ротор ЦЛС под давлением, которое развивается благодаря центробежной силе, и течет по ситам. Крахмальное молоко, процеживаясь сквозь сито, стекает в камеры, расположенные под ситами, а затем удаляется. Мезга перемещается по поверхности сит от центра аппарата и также выводится из него. Для отмывания свободного крахмала кашка последовательно поступает сначала на барабанно-струйный, а затем на центробежно-лопастной ситовые аппараты и направляется на повторное измельчение (перетир), после чего ее вновь промывают на БСС и ЦЛС.

После выделения мезги на ситовых аппаратах или гидроциклонах крахмальная суспензия содержит некоторое количество мелкой мезги (4...8 %), водорастворимых веществ (0,1...0,5 %) и сильно разбавленного картофельного сока. Поэтому ее подвергают рафинированию. Для этого используют центробежные сита, гидроциклоны или дуговые сита. Концентрация крахмальной суспензии, поступающей на рафинирование, должна быть 12...14 %, а рафинированной суспензии - 7...9 %.

Рафинирование крахмальной суспензии на центробежных ситах проводят в две ступени, затем образовавшуюся пену гасят на специальном устройстве, песок удаляют на гидроциклонах. Полученная таким образом сгущенная суспензия крахмала поступает в гидроциклоны для промывания и осаждения крахмала. Эту операцию проводят в три ступени, далее крахмал обезвоживают на вакуум-фильтрах и высушивают [2, с. 80-85].

Отношение полученного крахмала к массе переработанного сырья, выраженное в процентах, называют выходом картофельного крахмала. Выход крахмала зависит от его содержания в перерабатываемом сырье и потерь, образованных с мезгой и сточными водами. В среднем выход крахмала равен 15,7 %, потери крахмала составляют 2,8 %. Отношение массы полученного крахмала к массе крахмала, содержащегося в переработанном сырье, выраженное в процентах, называется коэффициентом извлечения крахмала. Он составляет 82...88 %, по нему оценивают качество работы завода.

Сырой картофельный крахмал в зависимости от содержания нем влаги подразделяется на две марки: марка А (содержание влаги 38...40 %) и марка Б (содержание влаги 50...52 %). Из-за высокого содержания влаги сырой картофельный крахмал не может долго храниться, поэтому его перерабатывают в сухой крахмал, декстрин, модифицированные крахмалы, патоку, глюкозу и др.

Сухой крахмал - это готовая продукция крахмальных заводов, который хорошо хранится и транспортируется, не изменяя своих свойств. Равновесная влага сухого картофельного крахмала 20 %. Тепловая обработка крахмала при повышенной исходной влажности может привести к значительным изменениям его свойств: растрескиванию крахмальных зерен, частичной клейстеризации крахмала, потере блеска, снижению вязкости крахмального клейстера. Поэтому процесс сушки крахмала ведут в условиях, не допускающих его перегрева.

Принципиальная технологическая схема производства сухого крахмала состоит из следующих операций: подготовки суспензии крахмала к механическому удалению избыточной влаги; механического обезвоживания крахмала; сушки и отделки сухого крахмала (дробление, просеивание и упаковывание).

Подготовка суспензии крахмала к механическому удалению избыточной влаги. Сырой крахмал разводят водой и получают крахмальное молоко с содержанием 12...14 % сухих веществ, затем на ситах отделяют крупные механические примеси, которые могли попасть при транспортировании и погрузке. Далее суспензию обрабатывают на капроновых ситах для удаления мелкой мезги и на гидроциклонах для отделения песка. Очищенный крахмал в виде крахмальной суспензии концентрацией 36...38 % направляют в цех для получения сухого крахмала.

Механическое обезвоживание крахмала способствует экономии расхода теплоты на сушку и получению готового продукта высокого качества. Для этой цели используют фильтрующие горизонтальные непрерывно действующие центрифуги (ФГН) или вакуум-фильтры. После центрифугирования содержание влаги в картофельном крахмале должно быть 36...38 %.

Сушка крахмала. Крахмал сушат в сушилках различных систем, используя в качестве теплоносителя подогретый воздух. Наибольшее распространение получили пневматические сушильные установки ПС-15 (рис.2), в которых обеспечивается хороший контакт крахмала с теплоносителем. Так как процесс сушки протекает очень быстро, сушилки получили название сушилок мгновенного действия. Обезвоженный на центрифугах крахмал через смеситель-питатель 4 поступает в рыхлитель 3, где смешивается с горячим воздухом, предварительно очищенным в фильтре 1 и подогретым в калорифере 2. За счет вакуума, создаваемого вентилятором, крахмаловоздушная смесь поднимается в трубу 5, где происходит высушивание. Недосушенные комочки крахмала возвращаются в смеситель-питатель через карман 6. Высушенный крахмал осаждается в аэроциклонах 7 и через шлюзовые затворы 8 поступает в сборный шнек 9 и бурат 10, транспортирующий воздух, очищается в скрубберах 11 и удаляется из сушилки.

Отделка сухого крахмала. Из сушилки крахмал выхолит температурой 55 …60 °С и подается в специальный бурат-охладитель. Охлажденный крахмал поступает в бункер-смеситель, а затем в центробежный бурат для разрушения основной массы комочков крахмала, образовавшихся в процессе сушки. Далее крахмал просеивается в призматическом бурате и поступает на фасование. Сходы с буратов (неразрушенные комочки крахмала) направляют в мельницу для измельчения и последующего просеивания. Этот крахмал оценивается уже как крахмал II сорта. Полученный сухой картофельный крахмал должен отвечать требованиям соответствующих ГОСТов [2, с. 86-92].

Рисунок 2 - Схема пневматической сушильной установки ПС-15

Исходя из выше изложенного, можно сделать вывод, что качество крахмала формируется на каждом этапе его производства, начиная с подготовки сырья и заканчивая упаковкой, транспортировкой и хранением. На качество получаемого крахмала оказывают отрицательное влияние белки, аминокислоты, зольные элементы. Белковые вещества затрудняют промывку крахмала, а также загрязняют его, осаждаясь на поверхности глобул в виде хлопьев. Аминокислоты при окислении образуют темноокрашенные меланины, что увеличивает цветность крахмала. Зольные элементы, переходящие в крахмал из клубня, влияют на его вязкость и клейстеризующую способность.

4. Требования к качеству картофельного крахмала

4.1 Технические требования

Экспертизу качества крахмалов проводят в выборке отобранной в соответствии с ГОСТ 7698-78 Крахмал. Правила приёмки и методы анализа.

Для определения качества крахмала от партии отбирают выборку в следующем объёме:

· для крахмала, упакованного в мешки, каждый двадцатый мешок, но не менее трёх;

· для фасованного крахмала - 2 % ящиков, но не менее двух.

От каждого мешка в выборке отбирают точечные пробы крахмала мешочным щупом из верхней и нижней части мешка. Точечные пробы фасованного крахмала отбирают от каждого ящика в выборке - один пакет (коробку) с крахмалом.

Из точечных проб составляют пробу в зависимости от массы партии:

· масса партии до 16 т - не менее 1000 г;

· масса партии свыше 16-50 т - не менее 2000 г;

· масса партии свыше 50 т - по 500 г от каждых 16 т.

Из общей пробы методом квартования выделяют среднюю пробу массой около 500 г.

Масса пробы для анализа составляет около 250 г [1, с. 16-17] .

Картофельный крахмал в зависимости от органолептических показателей и его состава подразделяют на следующие сорта: экстра, высший, первый и второй (для технических целей).

Крахмал должен вырабатываться в соответствии с требованиями стандарта по технологической инструкции или технологическому регламенту, утвержденным в установленном порядке, с соблюдением норм и правил [7].

По органолептическим и физико-химическим показателям крахмал должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 1.

Таблица 1 - Требования и нормы показателей качества крахмала

Наименование показателя	Характеристика и норма
	Экстра	Высший	Первый	Второй
Цвет	Белый с кристаллическим блеском	Белый с кристаллическим блеском	Белый	Белый с сероватым оттенком
Запах крахмала, предназначенного для пищевых целей	Свойственный крахмалу, без постороннего запаха
Массовая доля влаги, %	17 - 20	17 - 20	17 - 20	17 - 20
Массовая доля общей золы в пересчете на сухое вещество, %, не более	0,30	0,35	0,50	1,0
в том числе:
золы (песка), нерастворимой в 10 %-ной соляной кислоте, %, не более	0,03	0,05	0,10	0,3
Кислотность - расход раствора гидроокиси натрия молярной концентрацией 0,1 моль/дм 3 (0,1 н.) на нейтрализацию 100 г сухого вещества, см 3, не более	6,0	10	14	20
Количество крапин на 1 дм 2 поверхности крахмала при рассмотрении невооруженным глазом, шт., не более	60	280	700	Не нормируется
Массовая доля сернистого ангидрида (SO 2), %, не более	0,005	0,005	0,005	0,005
Примеси других видов крахмала	Не допускаются
Присутствие металломагнитных примесей	Не допускается
Примечание. Крахмал второго сорта предназначается для технических целей или для промышленной переработки. Для химико-фармацевтической промышленности (приготовление лекарственных средств в таблетированном виде) должен вырабатываться крахмал сорта "Экстра" - белый с кристаллическим блеском, без механических примесей, с количеством крапин - не более 40 шт. Примечание - Источник: [7] ГОСТ 7698-78

Крахмал независимо от вида и сорта должен быть без посторонних запахов и привкусов. При просеивании на сите № 55 с шёлковой тканью не должно оставаться песка и крупки. Не допускается хруст при кулинарной пробе, присутствие минеральных кислот, тяжёлых металлов. Крахмал каждого вида не должен содержать примеси крахмалов других видов.

Цвет картофельного крахмала зависти от сорта. Для сортов экстра и высший характерен белый цвет с кристаллическим блеском, для первого - белый, допускается сероватый оттенок.

Из физико-химических показателей нормируются: массовая доля влаги, кислотность, массовая доля общей золы и не растворимой в 10%-й соляной кислоте, количество крапин на 1 дм ², массовая доля сернистого ангидрида и др. Требования к физико-химическим показателям представлены в табл. 1.

По микробиологическим показателям, содержанию токсичных элементов, пестицидов крахмал должен соответствовать нормам, установленным "Гигиеническими требованиями к безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов" Сан-Пин 11-63 РБ 98.

Содержание радионуклидов в крахмале экструзионном не должно превышать республиканские допустимые уровни, утверждённые Министерством здравоохранения Республики Беларусь и установленные в ГН 10-117.

4.2 Упаковка, маркировка и хранение крахмала

Проверке состояния упаковки и правильности маркировки подвергают каждую десятую единицу транспортной тары.

Крахмал упаковывают в двойные мешки. Внутренний новый тканевый мешок или многослойный бумажный (не менее четырех слоев); или мешок-вкладыш пленочный. Внешний тканевый мешок или льно-джуто-лавсановый по нормативно-технической документации. Мешки должны быть нормальной прочности, новые или мешки не ниже III категории.

В бумажных мешках после заполнения их крахмалом два внутренних слоя закрывают, два внешних - зашивают машинным или ручным способом, или заклеивают крахмальным клейстером, или завязывают шпагатом. Пленочные мешки-вкладыши закрывают сваркой или заклеивают полиэтиленовой лентой, или зашивают машинным или ручным способом.

Тканевые мешки зашивают машинным или ручным способом хлопчатобумажной пряжей по нормативно-технической документации или льняными, или капроновыми; при зашивке мешки должны иметь два ушка или без ушков с высотой гребня 8-10 см. Допускается завязывать мешки шпагатом.

Допускается упаковывание крахмала в четырехслойные бумажные мешки марки НМ без дополнительной упаковки в тканевые мешки при транспортировании только автомобильным транспортом на расстояние не более 350 км. Масса нетто крахмала при этом не более 30 кг.

Допускается упаковывание крахмала в мягкий контейнер одноразового использования типа МКР-1, ОС или многоразового использования типа МКО-1, ОС с полиэтиленовым вкладышем. Масса нетто крахмала в контейнере - не более 1 т.

Для химико-фармацевтической промышленности (приготовление лекарственных средств в таблетированном виде) крахмал упаковывают в двойные мешки: внутренний мешок многослойный бумажный (не менее четырех слоев) или мешок-вкладыш пленочный; внешний мешок тканевый. Новый мешок или мешки не ниже III категории. Масса нетто крахмала в мешках не более 50 кг.

Для розничной торговли крахмал упаковывают в мелкую бумажную тару (пачки или пакеты), в пакеты из полиэтилен-целлофановой или полиэтиленовой пленки или тару из других материалов, разрешенных Министерством здравоохранения массой нетто от 250 до 1000 г.

Отклонения от массы не должны превышать, %: при механизированном фасовании:

для пачки массой свыше 250 до 500 г включ. ±2;

для пачки массой свыше 500 до 1000 г включ. ±1;

при ручном фасовании:

для пачки массой свыше 250 до 1000 г включ. ±1.

для мешка отклонение от массы не должно превышать ±0,25 % .

Пачки или пакеты укладывают в дощатые ящики, деревянные многооборотные ящики; в ящики из гофрированного картона массой нетто не более 30 кг.

Ящики дощатые и деревянные многооборотные должны быть выстланы одним слоем оберточной бумаги.

Дощатые ящики должны быть обтянуты стальной лентой или стальной проволокой. Допускается скреплять ящики уголками из стальных полосок.

Ящики из гофрированного картона должны быть оклеены клеевой лентой на бумажной основе или сшиты металлическими скобами. Допускается использование полиэтиленовой ленты с липким слоем или других клеевых лент, разрешенных к применению Минздравом РБ.

Транспортная маркировка - с нанесением манипуляционного знака "Боится сырости". На каждом мешке или мягком контейнере с крахмалом должен быть ярлык из плотной бумаги на тканевой или трикотажной основе или из клеевого нетканого полотна размером 70 Ч 140 мм. Ярлык закладывают одним концом в горловину мешка и прошивают одновременно с зашивкой мешка или наклеивают на контейнер. На бумажные мешки с крахмалом без дополнительной упаковки в тканевые мешки допускается наклеивание ярлыка из плотной бумаги размером 100 Ч 140 мм.

На ящике должна быть наклеена бумажная этикетка.

На ярлыках и этикетках транспортной тары должны быть нанесены следующие обозначения:

а) наименование организации, в систему которой входит предприятие-изготовитель, и товарный знак;

б) наименование предприятия-изготовителя и его местонахождение;

в) наименование продукции и сорт;

г) номер партии;

д) масса нетто;

е) дата выработки;

ж) количество упаковочных единиц (для крахмала в пачках или пакетах);

з) обозначение настоящего стандарта;

и) срок хранения.

к) пищевая ценность

Транспортирование крахмала производят транспортом всех видов в крытых транспортных средствах, а также в контейнерах в соответствии с правилами перевозки грузов, действующими на транспорте данного вида.

Не допускается перевозить крахмал в вагонах, трюмах судов или автомашинах совместно с продуктами, обладающими специфическим запахом, а также использовать вагоны, трюмы и автомашины, в которых транспортировались ядовитые или резко пахнущие грузы.

Допускается по согласованию с потребителем транспортирование крахмала в автомобилях-цистернах для перевозки муки.

Крахмал должен храниться в упакованном виде, в хорошо проветриваемых складах без постороннего запаха, не зараженных вредителями хлебных запасов.

Мешки или ящики с крахмалом укладывают на деревянные стеллажи. При хранении крахмала более 10 суток стеллажи покрывают брезентом или другими средствами для укрытия из полимерных материалов такого размера, чтобы краями можно было закрыть по бокам первый ряд мешков или ящиков.

В складах, где хранится крахмал, относительная влажность воздуха не должна быть более 75 % . Оптимальная температура хранения 10°С. Гарантийный срок хранения - 2 года [7].

5. Исследование качества картофельного крахмала и пути его повышения

5.1 Анализ качества крахмала по органолептическим показателям

Крахмал представляет собой сыпучий порошок белого цвета. Картофельный крахмал подразделяется на следующие сорта: экстра, высший, первый, второй (для технических целей). Цвет крахмала зависит от качества, и поэтому он относится к показателям, по которым устанавливают сорт. Для сортов картофельного крахмала экстра и высший характерен белый цвет с кристаллическим блеском, обусловленным отражательной способностью крупных крахмальных зёрен. Примеси придают крахмалу сероватый оттенок. Крахмал независимо от сорта должен быть без посторонних запахов и привкусов и не должен содержать примеси крахмала других видов. Также не допускается хруст при кулинарной пробе [9, с. 35].

Органолептическая оценка

Цвет. Небольшое количество крахмала насыпают на доску и разравнивают поверхность, рассматривают при дневном свете. Цвет должен быть белым. У картофельного крахмала сорта "Экстра" и высшего сорта должен быть кристаллический блеск. У второго сорта допускается сероватый оттенок, а у кукурузного - допускается желтоватый оттенок.

Запах. Небольшое количество крахмала берут на ладонь, согревают дыханием и нюхают. Для усиления запаха крахмал помещают в стакан, обливают водой (температурой 50С), через 30 секунд воду сливают и определяют запах. Изначально крахмал имеет слабый запах, обусловленный присутствием летучих веществ (в основном эфирных масел). Посторонние запахи в крахмале могут появиться либо в результате порчи крахмала (молочнокислом, масляно-кислом брожении), либо в результате адсорбции крахмалом посторонних пахучих веществ. Всякий посторонний запах в крахмале считается недопустимым.

Хруст. Хруст свидетельствует о наличии в крахмале песка. Определение хруста производится в клейстере, приготовленном из исследуемого крахмала. Крахмал (10г) размешивается в холодной воде (40мл) в крахмальное молоко. В стакане параллельно нагревают 150мл воды до кипения. В кипящую воду при непрерывном помешивании вливают крахмальное молоко. Полученный клейстер доводят до кипения, охлаждают и пробуют на вкус, отмечая наличие хруста при разжевывании [12, с. 413].

Мною были приобретены пять (см. приложение А) образцов картофельного крахмала белорусских производителей разных сортов и торговых марок для проведения оценки качества на соответствие требованиям ТНПА по органолептическим показателям. Результаты сравнительного анализа приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Оценка качества крахмала по органолептическим показателям

Наименование показателя	Характеристика
Торговая марка	Ариста	Владимирское	Ракан крупяной дом	Айчына	Лидкон
Изготовитель	ОАО "Гольшан-ский крахмальный завод", РБ, Гродненская обл. Ошмянский район, д. Ремейкишки	Минский район, п. Михановичи, предприятие по обеспечению АПК	КСУП "Жгунское" Гомельская обл., Добрушский р-н, а.г. Жгунь, ул. Советская, 59	ОАО "Отечество" Брестская обл., Пружанский р-н, д. Хорева	ОАО "Ли-дапище-концентраты" Гродненская обл., г. Лида, ул. Тавлая, 11
Сорт	высший	высший	высший	экстра	первый
Цвет	белый с кристаллическим блеском	белый с кристаллическим блеском	белый с кристаллическим блеском	белый с кристаллическим блеском	белый с сероватым оттенком
Запах	нет	нет	нет	нет	нет
Хруст	нет	нет	нет	нет	нет
Количество крапин на 1дм 2	200	250	230	50	очень много
Соответствие ГОСТ 7698-78	соответствует	соответствует	соответствует	соответствует	соответствует

Исходя из проведённого мной исследования, можно сделать вывод, что все взятые образцы соответствуют стандарту. Наиболее высоким качеством по органолептическим показателям характеризуется крахмал сорта экстра торговой марки "Отечество", так как цвет его более яркий и ровный, и меньше крапин, видных невооружённым взглядом. Наименьшим качеством обладает крахмал первого сорта торговой марки "Лидкон", так как он имеет тусклый цвет, сероватый оттенок и большое количество крапин.

5.2 Пути повышения качества картофельного крахмала

Дефекты крахмала возникают в основном при нарушении технологии производства или условий хранения. К ним относятся потеря блеска, сероватый оттенок в высших сортах, наличие механических и посторонних примесей, запаха и вкуса испорченного продукта (брожения), хруста при разжёвывании от минеральных примесей (песка), серый цвет крахмала и его повышенная влажность и кислотность. Крахмал с наличием таких дефектов используется для технических целей [1, с. 19].