Разработка технологии переработки ржи для получения сиропа и белковых добавок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.07, кандидат наук Сабиров Альфир Альбертович

• Сабиров Альфир Альбертович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Сабиров Альфир Альбертович

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ РЖИ НА СИРОП И БЕЛКОВЫЕ ДЖОБАВКИ

1.1. Обоснование применения ржи при производстве

сахаристых продуктов

1.1.1. Производство сахаристых продуктов из крахмала

1.1.2. Производство сахаристых продуктов из зерна

1.1.3. Химический состав ржи

1.2. Обоснование применения УДА-обработки ржи в технологии сиропов из цельного зерна

1.3. Способы получения сиропа из сусла

1.3.1. Способы разделения сусла на фильтрат и дробину

1.3.2. Способы сгущения фильтрата

1.4. Области применения зерновой дробины и фильтрата сусла

1.5 Штаммы микроорганизмов для культивирования на зерновой дробине

1.6 Выводы из литературного обзора, постановка задач исследования

2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты исследований

2.2 Материалы исследований

2.3 Методы исследований

2.4 Методы определения

3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СИРОПА ИЗ РЖИ, ОБРАБОТАННОЙ НА УДА-УСТАНОВКЕ

3.1. Исследование влияния режимов УДА-обработки на деструкцию белка ржи

3.2. Исследование коллоидной системы гидролизата ржи, обработанной на

УДА-установке

3.3. Исследование влияния ферментных препаратов протеолитического действия на аминокислотный состав сусла ржи

3.4. Получение, анализ и установление срока годности сиропа

4. ОБОГАЩЕНИЕ ЗЕРНОВОЙ ДРОБИНЫ БИОМАССОЙ С. TROPICALIS СК-4 и Е. COLI СС292-116

4.1. Анализ фильтрата и дробины ржаного сусла

4.2. Определение качественных показателей фильтрата ржаного сусла и дробины для культивирования С. tropicalis СК-4

4.3. Культивирование штаммов дрожжей С. tropicalis СК-4 на дробине и фильтрате ржаного сусла

4.4. Культивирование Е. coli СС292-116 на фильтрате и дробине ржаного сусла

5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ РЖИ НА СИРОП И БЕЛКОВУЮ ДОБАВКУ, ОБОГАЩЕННОЙ С TROPICALIS СК-4 и Е. COLI СС292-116

5.1 Разработка принципиально-технологической схемы

5.2 Расчет экономической эффективности

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии переработки ржи для получения сиропа и белковых добавок»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Современным направлением в настоящее время является получение сахаристых продуктов из цельного зерна. С целью более полного извлечения всех компонентов, входящих в его состав, предлагаются технологии предварительной обработка зерна на экструдере или в роторно-пульсационном аппарате. Эффективным способом деструкции зернового сырья является его обработка на установках ударно-дезинтеграторно-активаторного типа (УДА-обработка), которая позволяет провести не только деструкцию зерна, но и активацию компонентов, входящих в его состав. При получении сиропов из цельного зерна остаточным продуктом является зерновая дробина. Разработка технологии переработки зерновой дробины из УДА-обработанного зерна позволит создать безотходную технологию переработки зерна и получать продукцию с новыми качественными показателями. При производстве спирта по традиционным технологиям обработки зерна была разработана технология обогащения послеспиртовой барды биомассой дрожжей Candida, которые применяются для крупномасштабного получения кормовых дрожжей. Актуально провести исследования по культивированию Candida на зерновой дробине из УДА-обработанного зерна. А также перспективным направлением является технология обогащения зерновой дробины биомассой бактерий. Непатогенные штаммы E.Coli в настоящее время являются объектами исследований микробиологов и генетиков, которые получают модифицированные штаммы и находят все новые области применения этим микроорганизмам. Питательной средой для культивирования этих штаммов являются жидкие питательные среды с различным набором питательных компонентов. Актуально провести исследования по культивированию непатогенных

штаммов E.Coli на зерновой дробине и получить кормовую белковую добавку.

Рожь является зерновой культурой с высоким содержанием аминокислот, в том числе незаменимых, что позволяет рассматривать ее как сырье для создания продуктов питания и кормовых добавок с повышенной биологической ценностью. Исследования в области одновременного получения сиропа из УДА-обработанного зерна ржи и кормовых белковых добавок на основе зерновой дробины сусла из УДА-обработанной ржи и обогащенной биомассами Candida или E.Coli актуальны.

Степень разработанности темы. Разработаны технологии производства сахаристых продуктов из зерен различных культур (Фирсова Т. И., Румянцева Г.В., Новикова И.В., Чекина М. С.). Предложенные технологии обогащения зерновой дробины, полученной по классической технологии обработки зерна, биомассой Candida с целью получения белковых кормовых добавок (Римарева JI.B., Косаткина А.Н.), культивирование непатогенных штаммов E.Coli на зерновой дробине не проводилось. В технологиях получения сахаристых продуктов предложены технологии обработка зерна на экструдере или роторно-пульсационном аппарате (Бахитов Т.А., Алексеев В.В.). Исследований в области одновременного получения сиропа из УДА-обработанного зерна ржи и кормовой белковой добавки на основе зерновой дробины сусла из УДА-обработанной ржи и обогащенной биомассой Candida или непатогенными E.Coli, ранее не проводилось.

Цель исследования - разработка технологии получения сиропа из УДА-обработанной ржи и белковых добавок на основе дробины сусла, обогащенной биомассой дрожжей Candida или непатогенных штаммов бактерий E.coli.

Для решения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

- исследовать влияние режимов измельчения ржи на установке УДА-типа на белки ржи;

- исследовать коллоидные системы зерновых гидролизатов из УДА-обработанной ржи;

- исследовать влияние ферментных препаратов протеолитического действия на степень разделения и аминокислотный состав сусла из УДА-обработанной ржи;

- получить и проанализировать сироп;

- определить состав питательной среды для разведения чистой культуры С. tropicalis СК-4;

- культивировать дрожжи С. tropicalis СК-4;

- культивировать непатогенный штамм Е. coli СС292-116;

- разработать проект технической документации на производство сиропа из ржи и белковые добавки, обогащенные биомассой С. tropicalis СК-4 или E.coli СС292-116.

Научная новизна работы:

Установлено влияние режимов УДА-обработки зерна ржи на деструкцию белка ржи, что подтверждается изменением фракционного состава белка в сторону увеличения водорастворимой фракции - альбуминов и увеличением содержания свободных и незаменимых аминокислот в помолах ржи.

Научно обоснован и экспериментально подтвержден выбор температуры, времени и доз внесения ферментных препаратов амилолитического и протеолитического действия для получения сусла с максимальным количеством сухих веществ 24,9%.

Показано влияние режимов УДА-обработки и продуцентов протеаз (бактериальной или грибной) на содержание а-аминного азота в сусле. При

этом установлено, что при увеличении рядности ротора содержание а-аминного азота в сусле увеличивается, а дополнительное внесение в сусло комплекса бактериальной и грибной протеаз усиливает этот эффект.

Установлена зависимость содержания сырого протеина в белковой добавке, обогащенной С. tropicalis СК-4 от углеводного и аминокислотного состава сусла. Состав сусла регулируется количеством внесенного сусла в дробину.

Показана перспективность использования непатогенного штамма E.coli СС292-116 в качестве продуцента белка.

Теоретическая и практическая значимость работы:

На основании полученных закономерностей разработаны технологии сиропа из УДА-обработанной ржи и белковых добавок на основе дробины сусла, обогащенных биомассой дрожжей С. tropicalis СК-4 или Е. coli СС292-116.

Разработана техническая инструкция и проект технических условий на технологии сиропа и белковой добавки на основе зерновой дробины, обогащенной С. tropicalis СК-4 или Е. coli СС292-116. Технологии апробированы на производственной площадке ООО «Промбиотех» (г. Королев, Московская область) и рекомендованы для внедрения в предприятия пищевого и биотехнологического профиля. Ожидаемый экономический эффект составит 4,42 млн. руб. в год.

Основные положения, выносимые на защиту:

- влияние УДА-обработки на фракционный состав белка и аминокислотный состав ржаных помолов;

- научно-практическое обоснование выбора режимов водно-тепловой и ферментативной обработки замесов из УДА-обработанного зерна ржи; -влияние УДА-обработки зерна ржи и продуцентов протеаз на содержание а-аминного азота в сусле;

- влияние состава питательной среды на размножение чистой культуры C.tropicalis СК-4;

- результаты культивирования штаммов дрожжей С. tropicalis СК-4 и непатогенной Е. coli СС292-116 на питательной среде из дробины и фильтрата сусла;

- технологии получения сиропа из УДА-обработанного зерна ржи и белковых добавок из ржаной дробины.

Апробация работы. Достоверность подтверждена применением высокоинформативных методов исследования, многократной повторяемостью опытов, статистической обработкой экспериментальных данных, сравнением результатов с ранее опубликованными экспериментальными данными, а также положительной оценкой на научно-практических конференциях.

Основные положения диссертационной работы представлены на XI Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов отделения сельскохозяйственных наук Российской академии наук «Пищевые системы: теория, методология, практика» (г. Москва, 2017 г.), Международной конференции "Генетические ресурсы растений и здоровое питание: потенциал зерновых культур"(г. Санкт-Петербург, 2018 г.), Всероссийской (национальной) научно-практической конференции «Биотехнологические аспекты управления технологиями пищевых продуктов в условиях международной конкуренции» (г. Курган, 2018 г., 2019 г.), XL VIII Научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО (г. Санкт-Петербург, 2019 г.), Международной научной конференции Agronomy Research (Эстония, г. Тарту, 2018 г.).

Достоверность научных достижений подтверждена применением традиционных технологий, специальных методов исследований и методов исследований по ГОСТ, сравнением результатов с ранее опубликованными

экспериментальными данными, а также положительной оценкой на научно-практических конференциях.

Внедрение результатов работы. Проведены испытания на предприятие ООО «Промбиотех» (г. Королев, Московская область). По результатам проведения опытно-промышленных испытаний установлено, что технология производства сахаросодержащего сиропа и белковых продуктов из ржи применением метода ударно-дезинтеграторно-активаторной обработки и ферментных биотехнологий может быть рекомендована к внедрению на предприятиях пищевого и биотехнологического профиля.

Публикации по теме работы. Основные научные результаты опубликованы в 9 печатных трудах, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК, 1 - в международных изданиях из библиографической и реферативной базы данных SCOPUS.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, включающего 101 источника, из них 20 - иностранных, и 3 приложения. Диссертация содержит 118 страниц машинописного текста, 16 рисунков и 23 таблиц.

Благодарности

Автор признателен своему научному руководителю к. т. н. Бараковой Н. В.; благодарит Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей» имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» за помощь при проведении лабораторных исследований и лично Самоделкина Е. А; Федеральное государственное бюджетное учреждение «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» (Фонд содействия инновациям) за финансовую поддержку в проведение исследовательских работ.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ РЖИ НА СИРОП И БЕЛКОВЫЕ ДОБАВКИ

1.1 Обоснование применения ржи при производстве сахаристых

продуктов

1.1.1 Производство сахаристых продуктов из крахмала

В современном мире повышается спрос на сахаросодержащие продукты, которые вытесняют из рынка столовый сахар, полученный из свекловичного или тростникового сырья. Данные сиропы бывают различных видов, полученные как вторичный продукт при изготовлении столового сахара, так и полученные из крахмалсодержащего сырья [3, 72, 90, 92, 93, 101]. Сахаросодержащие сиропы находят применение в пищевой индустрии, а также в кормлении сельскохозяйственных животных в виде высокоэнергетической добавки [41].

В основе технологии получения сахаросодержащей патоки лежит каталитический гидролиз растительного крахмала с получением гидролизатов. Традиционно в качестве катализаторов использовались кислоты, а именно соляная кислота. Позднее благодаря развитию ферментных биотехнологий начали использовать ферментные препараты амилолитического действия [1, 33, 99].

Технология получения гидролизатов заключается в смешивании измельченного растительного сырья с водой с последующей гидродинамической тепловой обработкой. Готовый гидролизат фильтруют, осветляют и концентрируют. При использовании в качестве катализаторов минеральных кислот, необходимым условием является чистота крахмала [16, 25, 98].

В процессе гидродинамической водно-тепловой обработки растительного материала присутствие белковых компонентов приводит к обильному пенообразованию [60]. Исходя из этого, необходимым условием при получении гидролизатов для производства сахаристых сиропов, является высокая степень очищения крахмала. Верхним допустимым пределом присутствия белков является 0,70-0,75%. Также крахмал должен отвечать следующим требованиям: минеральных примесей не должно быть более 0,130-0,135%, иных растворимых веществ не выше 0,20% [28, 65].

При осуществлении разжижения и осахаривания крахмала кислотным катализатором, степень гидролиза субстрата регулируется такими параметрами как длительность процесса, давление, температурный режим и водородный показатель. При кислотном гидролизе крахмала получаются такие сахара, как декстроза, мальтоза, мальтотриоза и иные олигосахариды. Сусло содержит взвешенные частицы до 2,0%, в основном полипептиды и мезгу. Данные компоненты удаляются при фильтрации и осаждением [2].

В крахмалопаточном производстве в качестве адсорбентов используют активированный уголь и ионообменные смолы. Использование последних позволяет получить патоку высокой степени очистки, с большим сроком годности и высокой устойчивостью при повторных нагреваниях [11, 69].

В современности гидролиз крахмала с использование лишь кислотного катализатора уступает место кислотно-ферментативному и многоэтапному ферментативному осахариванию [9].

Сущность кислотно-ферментативного осахаривания крахмала заключается в том, что гидролиз катализируется присутствием соляной кислоты, а применение препаратов глюкоамилазной активности обеспечивает распад декстринов до моно- и дисахаров [34].

Несмотря на то, что соляная кислота является доступным реагентом, ее использование в крахмалопаточном производстве ограничено следующими факторами, такими как:

- низкие значения водородного показателя и высокие температурные режимы приводят к распаду значительной части продукта на выходе;

- реверсия моносахаров с образованием веществ, которые понижают органолептические свойства гидролизатов;

- по завершению технологического гидролиза необходимо нейтрализовать соляную кислоту с применением растворов едких оснований. При этом образуются минеральные соли, присутствие которых запрещено в пищевых продуктах. Следовательно, это создает необходимость дополнительной очистки продукта;

- соляная кислота и едкие основания представляют опасность для здоровья рабочих производственного цеха, следовательно, это создает повышенные требования с точки зрения охраны труда и промышленной безопасности.

Более перспективным является применение ферментных биотехнологий.

Ферменты [39] выполняют в живых системах роль катализаторов биохимических реакций и имеют белковую природу. В современности ферменты производятся в промышленных масштабах и реализуются в товарном виде. Ферментные препараты находят широкое применение в экономике: фармацевтике, производстве детергентов и жидких моющих средств, кормовом и пищевом производстве.

Ферментативная реакция имеет две стадии:

1) первая стадия - образование фермент-субстратного комплекса, соответствующая заметно более низкой энергии активации при переходном состоянии;

2) вторая стадия - комплекс разделяется на продукты реакции и свободный фермент, который далее может взаимодействовать с новой молекулой субстрата.

При исключении кислотного катализа, ферментативный гидролиз крахмала осуществляется в два этапа с применением двух энзимных

активностей. Использование ферментных биотехнологий позволяет получить сахаросодержащие сиропы различного состава. Также, как и кислотный катализ, эффективность применения ферментных технологий зависят от температуры и водородного показателя. Проводить гидролиз крахмала нужно ферментом а-амилазой выше точки его клейстеризации. В зависимости от сырьевого источника крахмала, его точка клейстеризации различная и определяется эмпирическим путем [40].

Вносить дозу ферментного препарата а-амилазы эффективнее в момент приготовления замеса. Нагрев водно-крахмальной суспензии следует осуществлять ступенчато до достижения оптимальной температуры. Высокая активность ферментов позволяет осуществлять варку сырья с массовой долей сухих веществ в заторе до 30-40%. Оптимальным диапазоном водородного показателя для бактериальной а-амилазы является 5,0-6,0. При более высоких или низких концентрациях ионов гидроксония фермент инактивируется [55, 56].

Характерной особенностью ферментов является их сродство к субстрату и строгая стереоселективность. Так фермент а-амилазы в крахмале разрывает 1,4-гликозидные связи, при этом не затрагивая 1,6-гликозидную связь. Крахмал состоит на 80% из полимеров амилозы, мономерные звенья которого соединены в линейную последовательность 1.4-глюкозидными связями, и на 20% амилопектином, где к линейной последовательности полимера присоединены боковые ответвления при помощи 1,6-гликозидными связями. Исходя из этого а-амилаза не затрагивает 1,6-гликозидную связь и образуется смесь олигосахаридов. Процесс ферментативной варки крахмала обычно длится от 2 до 4 часов. При этом образуется до 20-25% редуцирующих веществ [67, 68].

Во второй стадии ферментативного гидролиза крахмала вносят дозу препарата глюкоамилазного действия. В отличие от а-амилазы, глюкоамилаза (у-амилаза) гидролизует не только 1,4-, но и 1,6-глюкозидные

связи и строго с концевой цепи. При этом происходит осахаривание разжиженой массы до моно- и дисахаридов. Длительность всего процесса занимает от нескольких до 6-7 часов. Температурный оптимум действия глюкоамилазы находится в интервале от 45°С до 60°С, оптимум водородного показателя смещен в кислую сторону и составляет от 4,5 до 5,5. В зависимости от длительности осахаривания можно регулировать сахаристый состав сусла. После готовое сусло нагревают до температуры выше 90°С, таким образом происходит инактивация ферментов. Далее сусло очищают и концентрируют до заданного содержания сухих веществ [84].

Применение ферментных препаратов позволило моделировать новые продукты питания и делать существующие технология более экономными и безопасными. Амилолитические препараты позволяют провести гидролиз крахмала. А применение целлолитических и протеолитических ферментов способствует большей растворимости компонентов сырья. Также ферментные протеолитического действия улучшают реологические свойства сусла и способствуют лучшему разделению сусла на фильтрат и твердый осадок [57].

Готовый продукт - сахаросодержащий сироп представляет густую прозрачную жидкость с высокой энергетической ценностью. Но в виду того, что данные продукты изготовляются строго из одного высокоочищенного сырья - крахмала, они лишены биологической ценности в питании человека.

Соответственно сиропы с высокой энергетической и биологической ценностью можно получить, если использовать растительное сырье - зерно в целом виде.

1.1.2 Производство сахаристых продуктов из зерна

С учетом химического состава всех морфологических частей зерна при переработке зерновых культур целесообразно использовать весь комплекс

его составляющих [85, 97], при этом получаются продукты с высокими качественными показателями, а с учетом того, что в данных технологиях исключаются стадии выделения и очистки крахмала, сокращается весь технологический процесс производства сахаросодержащего продукта.

Технологию получения сахаристых продуктов из цельного зерна можно представить в следующие стадии. Сначала необходимо очистить зерно от примесей и измельчить до помола. Последующие стадии аналогично получению крахмальной патоки, а именно ферментативный гидролиз сырья в две стадии с применением препаратов а- и глюкоамилаз. Также для сырья с высоким содержанием некрахмалистых полисахаридов, таких как рожь, ячмень и другие, возможно использование геммицеллюлаз [76, 83, 89, 95].

В настоящее время разработано ряд технологий по производству сахаристых продуктов из зернового сырья.

В работе Новиковой Т.Н. [43] методом ферментативного гидролиза был получен сахаросодержащий гидролизат из овса и в дальнейшем этот гидролизат был включен в рецептуру пшеничного хлеба, повысив его пищевую ценность.

В работе Румянцевой Г.Н. [50] приводится технология получения мальтозного сиропа из ячменя с применение комплексных ферментных препаратов амилолитического, протеолитического и целлюлолитического действия, доза внесения ферментных препаратов-0,1% к массе сырья. Способ позволяет получать мальтозный сироп без предварительного выделения крахмала из зерна.

В работе Фирсовой Т.Н. [74] предложен способ получения сиропов путем биоконверсии полисахаридов зерна кукурузы и их сбраживание.

Для гидролиза компонентов зернового сырья применяют не только ферментные препараты микробного происхождения, но и ферменты солода, то есть получают сиропы из цельного проросшего зерна [45].

В работе Чекиной М.С. [79] разработана технология получения сиропа из соложенного сырья- голозерного овса.

Сахаристые продукты предлагаются не только в виде сиропов, полученных в результате сгущения фильтратов осахаренного зернового сусла, но и предлагаются технологии получения сахаристых продуктов в сухом виде. В работе [51] предлагается способ получения концентратов экстрактов, полученных из соложенного сырья. Готовые продукты получаются при этом с высокой биологической и питательной ценностью.

Предлагается способ, переработки ржи с применением ферментативного гидролиза компонентов, входящих в состав, когда смесь воды и измельченного зерна ржи обрабатывается на роторно-пульсационном аппарате [10] и без сгущения, в жидком виде применяется как кормовая добавка в рационе животных.

Разработана технология получения сиропа из ржи, обработанной на экстру дере. Помимо сиропа технология предусматривает получение белковой добавки из дробины, которая остается после разделения сусла на фильтрат и дробину, то есть предлагается способ комплексной переработки ржи с получение нескольких видов готовой продукции. Данный подход к переработки зерновых культур является экономически целесообразным [46].

Из цельного зерна разработаны ниже следующие технологии сиропов:

- получение сиропов путем биоконверсии полисахаридов зерна кукурузы и их сбраживание [74]

- получение сиропа из соложенного сырья [79].

- получение сиропа из экструдированного зерна [13].

Гидролиз [47, 48] белковых веществ, которые присутствуют в зерне осуществляется препаратами с протеолитической активностью. Таким образом, в перспективе из цельного зерна можно получить сахаросодержащие сиропы с повышенной биологической ценностью. При

этом сокращается весь технологический процесс в виду исключения стадии выделения и очистки крахмала.

1.1.3 Химический состав ржи

Рожь относятся к голозёрным злакам. Это значит, что при обмолоте зерновки легко отделяется от цветковых плёнок. Оболочки ржи плотно связаны с эндоспермом, это объясняется структурными особенностями и наличием во ржи слизей. Рожь наиболее полно отвечает природно-климатическому потенциалу основных зон нашей страны, имеет высокую адаптационную способность, низкую требовательность к почвам и удобрениям, обладает хорошей морозоустойчивостью, дает стабильный урожай [25, 44].

Химический состав ржи зависит от сорта и условий произрастания [5].

В таблице 1.1 показан средний химический состав ржи по данным Помозовой В.А. [54].

Таблица 1.1- Средний химический состав ржи, %

Показатель, % Рожь

Крахмал 53,5

Моно- и ди-сахариды 1,0

Белок 11,0

Клетчатка 2,6

Зола 1,7

Жиры 2,2

Одним из основных компонентов, входящих в химический состав ржи является крахмал. Крахмал - это высокомолекулярный полисахарид,

состоящий из двух молекул: амилозы и амилопектина. Крахмал накапливается в клетках растений в виде крахмальных гранул [30, 32], которые при нагревании в водных растворах образуют клейстер. Это свойство крахмала широко используется в различных отраслях промышленности [8, 15].

Особенностью [20] углеводного комплекса зерна ржи является содержание в нём растворимых полисахаридов. Этим обусловлено наличие в зерне ржи большого количества водорастворимых веществ - от 12 до 17 %. В состав ржи входит 1,5-5 % слизи (гумми), которые представляют собой гидрофильные вещества, поглощающие до 8 объёмов воды, что придаёт зерну ржи повышенную эластичность, которая усложняет дробление зерна при размоле. Гемицеллюлозы, состоящие из гексозанов (маннанов, галактана, глюкозана) и пентозанов (ксилана, арабана), наряду с клетчаткой участвующих в формировании клеточных стенок. Общее количество пентозанов в зерне 7-15%. Много пентозанов во ржи (около 10%). Повышение содержания некрахмалистых полисахаридов повышает вязкость замеса. Например, слизи зерна ржи очень легко набухают в воде и образуют чрезвычайно вязкие растворы, что затрудняет перемешивание гидролизатов и доступность компонентов зерна действию ферментов [6]. Высокомолекулярные углеводы во ржи представлены также целлюлозой. Содержание целлюлозы (клетчатки) в ржи колеблется в пределах 2,04-3,32 % на сухое вещество, содержание -слизи 2,5-5,0 %, из них 90 % - пентозаны. В количестве 3% во ржи присутствуют левулизаны- водорастворимый коллоидный полисахарид полифруктозидов, образующих при гидролизе фруктозу (левулозу).

Присутствуют в зерне ржи также простые моносахариды - пентозы (рибоза и дехоксирибоза) и гексозы (глюкоза и фруктоза), их содержание находится в пределах 0,1-0,2% [94, 96].

Азотистые вещества в здоровом зрелом зерне состоят главным образом из белков, которых может содержаться от 7 до 25%. Свободные аминокислоты, амиды и пептиды присутствуют в очень небольших количествах. При приготовлении замесов необходимо учитывать, что при попадании в водную среду белки способны набухать, образуя коллоидно-белковые образования, таким образом увеличивается вязкость замесов, снижается текучесть.

Из азотсодержащих соединений важным компонентом зерновых культур, и ржи в том числе, является белок. В основном белок зерна ржи распределен в айлероновом слое и в эндосперме. Белок, входящий в айлероновый слой содержит больше аминокислот, чем в эндосперме [62, 88].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сабиров Альфир Альбертович, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аксёнов, A.A. Получение мальтозной и глюкозной паток из некоторых видов крахмала / A.A. Аксенов, A.B. Максименок, Е.А. Фёдорова // Вестник КрасГАУ. - 2007. - № 3. - С. 217-221.

2. Аксёнов, В.В. Глубокая переработка зернового сырья как тиггер биотехнологического развития России/ Аксенов В.В. // В сборнике: Пища. Экология. Качество Труды XIII международной научно-практической конференции. Отв. За вып.: O.K. Мотовилов, Н.И. Пыжикова и др.. 2016. С. 41-47.

3. Аксенов, В.В. Комплексная переработка растительного крахмалосодержащего сырья в России / В.В. Аксенов // Вестник КрасГАУ. -2007.-№ 5.-С. 213-218.

4. Алимова, Д.С. Влияние УДА-обработки ржи на активность нативных протеаз / Д.С. Алимова, HB. Баракова, Е.А. Самоделкин // Альманах научных работ молодых ученых Университета ИТМО. - 2017. -Режим доступа: http://research.ifmo.ru/file/stat/194/toml alma 17.pdf.

5. Аллахвердиев Т.П. Химический состав зерна коллекционных образцов ржи (Seeale L.) // Аграрная наука. - 2012. - № 6. - С. 21-23.

6. Амелякина, М.В. Ресурсосберегающая технология глубокой переработки зернового сырья в белковый концентрат и этанол: автореф.дис.канд.тех.наук: 03.01.16. Амелякиной Марии Валентиновны.-Москва, -2018.-24C.

7. Андреев, Н. Р. Новые технологии переработки зерна озимой ржи на крахмал и крахмалопродукты/ Андреев Н. Р., Авдеев А.Н. //Озимая рожь: селекция, семеноводство, технологии, переработка: материалы научно-практической конференции Саратов, 2008. С. 81-84.

8. Андреев, Н.Р. Структура, химический состав и технологические свойства основных видов крахмалосодержащего сырья / Н.Р. Андреев, В.Г. Карпов // Хранение и переработка сельхоз сырья. 1999. - № 7. - С. 30-33.

9. Андреев, Н.Р. Разработка комплексной технологии переработки ржи на крахмал и сахаристые продукты/ Н.Р. Андреев, Н.Д. Лукин, Т.В. Лапидус, З.М.Бородина, Н.К. Лаптева, Л.И.Кедрова // Достижения науки и техники АПК,-2012.-№6.-С. 79-81.

10. Андреева, О.В. Факторы, влияющие на фильтрацию кваса / Андреева О.В., Шувалова Е.Г. // Пиво и напитки. -2004. -№ 4. С. 88-91.

11. Андриенко, Т.В. Разработка комплексной технологии получения этилового спирта и сухого кормопродукта повышенной усвояемости из ИК-обработанного зерна ржи Текст.: дис. . канд. техн. наук: 05.18.07 / Т.В. Андриенко. Москва, 2008. - 136 с.

12. Банницы, Т.Е. Дрожжи в современной биотехнологии / Банницына Т.Е., Канарский A.B., Щербаков A.B., Чеботарь В.К., Кипрушкина Е.И. // Вестник Международной академии холода. 2016. № 1. С. 24-29.

13. Баракова, Н.В. Изменение активности нативной альфа-амилазы в ржаных помолах во времени / Баракова Н.В., Алимова Д.С., Самоделкин Е.А. //Альманах научных работ молодых ученых Университета ИТМО. -2016. -Т. 1. -С. 49-52.

14. Баракова, Н.В. Выбор режима получения осветленного ячменного сусла / Баракова Н.В., Горячев К.А., Мартыненко В.Е. // Пиво и напитки - 2016. - № 6. - С. 30-33.

15. Бебякин, В. М. О сопряжённости признаков качества зерна у озимой ржи / Бебякин, В. М., Пискунова Г. В. // Селекция и семеноводство. -1998. -№ 3. - С. 9-12.

16. Бирагова, И.Ф. Перспективные способы обработки зерна при производстве спирта / И.Ф. Бирагова// Производство спирта и ликероводочных изделий,- 2003,- № 1,- С. 17-18. - ISSN 2073-3550.

17. Болдырев, С.Ю. разработка технологии осахаривания осветленного зернового сусла в производстве этанола с применением

процесса ультрафильтрации: автореферат.....дис.канд.тех.наук: Болдырева

Сергея Юрьевича - Воронеж.-2012.-24с.

18. Бырбыткин, В. А. Разработка способа получения сушеной доспиртовой дробины и ее применение в технологии хлеба; автореф. дис. какнд.тех. наук: 05.18.01 Барбыткин Владимир Александрович.-Воронеж, 2006.-24с.

19. Василенко, 3. В. Влияние видовых особенностей зерновых культур на выход и качество пищевого этилового спирта / 3. В. Василенко, Е. А. Цед, С. В. Волкова и др. // Производство спирта и ликероводочных изделий. - 2010. - №1. - С. 26-29.

20. Востриков C.B. Влияние некоторых параметров на физико-химические показатели процесса сбраживания зернового осветленного сусла. Научный журнал. Хранение и переработка сельхозсырья. № 2, 2008. - С. 24-43.

21. Востриков, C.B. Влияние Протосубтилина Г 10х на эффекитвность разделения зернового сусла/ С.В.Востриков, М.В. Бондарь//Известия вузов. Пищевая технология,!999.-№ 2-3. -С.45-46.

22. Горячев, К. А. Влияние осветления сусла на показатели качества зерновой бражки / К.А. Горячев, В.А. Романов, Д.С. Алимова, Н.В. Баракова // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2017. - № 8. - С. 32-38.

23. Грибкова, И.Н. Сортовые особенности качественных показателей зерна озимой ржи для производства солода / H.H. Грибкова (и др.)// Пиво и напитки.-2011.-№5. С. 55-62.

24. Громов, С. И. Исследование режимов приготовления высококонцентрированного сусла / С.И. Громов, C.B. Пыхова, Л.Д. Голубева // Ликёроводочное производство и виноделие. - 2006. - № 3. - С. 9-11.

25. Громов, С.И. Технологические решения проблемы переработки сусла повышенной концентрации Текст. / С.И. Громов // Ликероводочное производство и виноделие. 2007. - № 10. - С. 18-20.

26. Жученко A.A. Рожь -стратегическая культура в обеспечении продовольственной безопасности России в условиях глобального и локального изменения погодно-климатических условий. -Киров, 2009. -51 с.

27. Инструкция по технохимическому и микробиологическому контролю спиртового производства. - М.: ДеЛипринт, 2007. - 480с.

28. Исмагилов, Р. Р. Качество зерна сортов озимой ржи в условиях Башкортостана / Исмагилов Р. Р., Галикеев А. Г., Аюпов Д. С // Озимая рожь: селекция, семеноводство, технологии, переработка: м-лы Междунар. науч,-практ. конф. Киров, 2003. С. 142-143.

29. Йенсер, Э. Снижение вязкости при сбраживании сусла высокой концентрации /Э. Йенсер [и др.] // Производство спирта и ликероводочных изделий. - 2007. - №4. -С. 23-26. -ISSN 2073-3550.

30. Качмазов, Г.С. Дрожжи бродильных производств. Практическое руководство: Учебное пособие / Г.С. Качмазов. - СПб.: Лань, 2012. - 224 с.

31. Кобылянский, В. Д. Исходный материал озимой ржи для селекции на качество зерна / Кобылянский В. Д., Блинова Е. В. // Селекция, семеноводство и сортовая технология на северо-востоке европейской части России. Киров, 2001. С. 59-69.

32. Кокаева, З.К. Разработка технологических решений использования мальтозной патоки в хлебопекарном производстве: дис. ... канд. техн. наук / З.К. Кокаева .- 2009. - С. 72-84.

33. Кондратенко, Е.П. Содержание белка и аминокислот в зерне озимых культур, произрастающих на территории лесостепи и Юго- Востока Западной Сибири/ Е.П. Кондратенко, О.Б.Константинова, О.М. Соболева, Е.А. Ижмулкина, Н.В.Вербицкая, A.C. Сухих// Химия растительного сырья. -2015. №3,- С. 143-150.

34. Кочеткова, A.A. Функциональные продукты в концепции здорового питания / А. А. Кочеткова // Пищевая промышленность. 1999. -№3. -С. 4-5.

35. Крикунова, JI.H. Технология этанола на основе получения и сбраживания концентрированного сусла из ИК-обработанного ячменя. Часть

I. Подбор мультиэнзимной композиции / JI.H. Крикунова, JI.H. Сумина // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2009. - № 2. -С. 51-54. - ISSN 2072-9669.

36. Крикунова, JI.H. Технология этанола на основе получения и сбраживания концентрированного сусла из ИК-обработанного ячменя. Часть

II. Оптимизация процесса получения спирта / JI.H. Крикунова, Л.И. Сумина // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2009. - № 4 - С. 49-54. - ISSN 2072-9669.

37. Крикунова, Л.Н. Энергосберегающая технология переработки зерна ржи / Л.Н. Крикунова, Т.В. Андриенко// Производство спирта и ликероводочных изделий. - 2007. - №3. -С. 14-15. - ISSN 2073-3550.

38. Лукин, Н.Д. Разработка технологии новых сахаристых продуктов из крахмала Текст. / Диссертация в виде научного доклада. М.:, 1999. -С. 64.

39. Лукин, Н.Д. Исследование действия амилолитических ферментов на нативный крахмал различных видов в гетерогенной среде / Н.Д. Лукин, Э.М. Бородина, A.A. Папахин и др. // Достижения науки и техники АПК. - 2013. - № 10. - С. 62-64.

40. Ляпина, М.А. Стратегические направления развития предприятий кондитерской промышленности России: дис. ... канд. экон. наук / М.А. Ляпина. - 2008. - 222с.

41. Мельникова, Е.В. Использование послеспиртовой барды в качестве сырья для получения высокобелковых кормовых препаратов/ У.И.Мельникова, Л.С. Герки, 3.В.Захаров,М.Д.Жарко//Известия МГТУ «МАМИ».-2012.-Т.4.-№2(14).-С. 102-105.

42. Николаев, Б.А. Зависимость объемного выхода хлеба от структурно-механических свойств теста и содержания сухой клейковины / Б.А. Николаев, Н.И. Архангельская, Г.Т. Кунуркульжаева // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. 1987,- №1,- С. 33-34.

43. Новикова, Т.Н. Разработка технологии сахаросодержащего продукта из овса и его применение при производстве пшеничного хлеба: автореферат дис.канд.тех. наук; 05.18.07/ Новиковой Татьяны Николаевны. -СПб.,2008.-16с.

44. Пат. 2347816 Российской Федерации, МПК С13 К 1/06, С 12 Р 19/14/ Способ получения сахаоросодержащего продукта из ржи/ Колпакова В.В., Челпакова Е.Я., Бахитов Т.А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» Министерства образования Российской Федерации. -№2007131351/13; заяв. 17.08.2007; опубл. 27.02.2009. Бюл. №6. -6с.

45. Пат. № 2013449 Российская Федерация, МПК С13 К 1/06, С12Р 19/14 Способ получения сахаросодержащего продукта из ржаной муки / Попадич И.А., Шуб И.С., Базина И.В. и др.; заявитель и патентообладатель Попадич И.А,- № 5036488/13; заявл. 08041.1992; опубл. 30.05.1994. Бюл. №10. -6с.

46. Пат. № 2085590 Российская Федерация, МПК С13 К 1/06/Способ получения сахаристых продуктов из ржи/ Лаудер Т.А., Андреев Н.Р., Лукин Н.Д., и др.; заявитель и патентообладатель Всеросийский научно-

исследовательский институт крахмалопродуктов. -№95107920; заявл. 16.05.1995; опубл. 17.07.1997. Бюл. №21. -6с.

47. Пат. № 2203315 Российская Федерация, МПК 7 13 (Cl) Способ производства белково-витаминного корма/ Римарева JI.B., Лозанская Т.П., Худякова Н.М.; заявитель и патентообладатель: Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии РАСХН. - №2001131620/13; заявл. 26.11.2001, опубл.27.04.2003.

48. Пат. № 2285725 Российская Федерация, МПК С13 К 1/06/Способ получения сахаристых продуктов из зернового сырья/ Аксенов В.Я., Порсев Е.Г., Незамутдинов В.М., Мотовилов К.Я..; заявитель и патентообладатель Государственное научное учреждение Сибирский научно-исследовательский и проектно-технологический институт переработки сельскохозяйственной продукции Сибирского отделения РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ; заявл. 16.11.2004; опубл. 20.10.2006. Бюл. №21. -6с.

49. Пат. №2425892 Российская Федерация, МПК С13К 7/100 Способ получения мальтозного сиропа/ Румянцева Г.Н., Комиссарова В.В.; заявитель и патентообладатель: ГОУВПО «Московский государственный университет прикладной биотехнологии. - №2009136073/13; заявл. 30.09.2009, опубл. 10.08.2011.

50. Пат. №2458114 Российская Федерация, МПК С12С 1/18 Способ получения порошкообразного солодового экстракта/ Востриков C.B., Коротких Е.А., Новикова И.В.; заявитель и патентообладатель: ГОУВПО ВГТА. -№201126811/10; заявл. 29.06.2011, опубл. 10.08.2012. Бюл. №22,- 8с.

51. Петров, К.П. Методы биохимии растительных продуктов / К.П. Петров. - Киев: Вища школа, -1978. - 224 с.

52. Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А., Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Колос, 2007. - с. 269-270.

53. Поляков, В.А. Научное обеспечение инновационного развития спиртовой отрасли на пути интегрирования в мировую экономику / В.А. Поляков, JI.B. Римарева //Производство спирта и ликероводочных изделий. -2013. - № 1 - С.4-8. - ISSN 2073-3550.

54. Римарева, JI.B. Ферментные препараты и биокаталитические процессы в пищевой промышленности/ JI.B. Римарева, Е.М. Серба, Е.И. Соколова, Ю.А. Борщева, Н.И. Игнатьева // Вопросы питания.-2017.-Том86.-№5.-с.68-70.

55. Римарева, JI.B. Влияние гидролитических ферментов на состав концентрированного зернового сусла / Римарева JI.B., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Серба Е.М., Мартыненко H.H. // Пищевая промышленность. -2018. -№ 6. С. 14-17.

56. Римарева, JI.B. Влияние ферментных комплексов на метаболизм спиртовых дрожжей и накопление ионов неорганической природы в концентрированном зерновом сусле / Римарева JI.B., Оверченко М.Б., Игнатова Н.И., Шелехова Н.В., Серба Б.М., Мартыненко H.H., Кривова А.Ю. //Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2016. № 3. С. 28-30.

57. Розправкова, О.В. Комплексные подходы к увеличению рентабельности пивоваренной отрасли/ Розправкова О.В., Григорьев М.А.// Молодой ученый. -2016. -№21.-С.475-478.

58. Романова И.Н. Формирование урожайности и качества разных сортов озимой ржи в зависимости от сроков посева / Романова И.Н., Терентьев С.Е. //Зерновое хозяйство, 2007. -№ 1. -С. 13-15.

59. Романюк, Т.И. Получение осветленного сусла из зерна ржи и его сбраживание на этанол/ Т.И. Романюк, А.Е. Чусова, Г.В. Агафонов// Производство спирта и ликероводочных изделий. -2013,-№4.-С. 13-16.

60. Румянцева Г.М. Сравнительное исследование гидролиза традиционного и нетрадиционного крахмалосодержащего сырья при получении сахаристых веществ / Г.М.Румянцева,

B.В. Комиссарова//хранение и переработка сельхоз сырья, 2009,- №2. С.44-46.

61. Рязанова, O.A. Крахмал и крахмалопродукты/ O.A. Рязанова// Пищевая промышленность -2014. №2. С.76-79.

62. Самоделкин, Е.А., К проблеме механической дезинтеграции бактериальной целлюлозы / Самоделкин Е.А., Кузнецов П.А.. Романов Д.П.. Безрукова М.А., Астопенко Э.П., Смыслов Р.Ю., Хрипунов А.К. // В книге: Международный симпозиум Химия для биологии, медицины, экологии и сельского хозяйства ISCHEM 2015 Тезисы докладов Международного симпозиума. - 2015. -С. 229.

63. Самоделкин, Е.А. Применение ударно-активаторнодезинтеграторной обработки (УДА-обработки) для подготовки зернового сырья при конструировании продуктов питания с повышенной усвояемостью/ Е.А. Самоделкин, Н.В. Баракова, Я.И. Дегтяренко, В.Е. Мартыненко// Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке: сб. тр. Санкт-Петербург. 2015. С. 247-250.

64. Серба, Е.М. Зависимость степени деструкции белковых веществ микробной биомассы от состава протеолитического комплекса /Серба Е.М., Оверченко М.Б., Погоржельская Н.С., Курбатова Е.И., Поляков В.А., Римарева JI.B. //Вестник российской сельскохозяйственной науки. 2015. № 2.

C. 48-51.

65. Смирнова, И.В. Интенсификация технологии спирта с использованием ультразвука в процессе водно-тепловой обработки пшеницы: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.18.07 / Смирнова Ирина Витальевна. -М., 2007. —26 с.

66. Способ подготовки крахмалсодержащего сырья при производстве спирта: пат. 2252257 Рос. Федерация МПК С12Р7/06/ Смирнова И.В., Кречетникова А.Н., Гернет М.В./ заявитель и патентообладатель - ФГБОУ ВПО МГУПП. № 2004118816/13; заявл. 23.06.2004; опубл. 20.05.2005, Бюл. № 14.

67. Способ получения гидролизата из крахмалсодержащего сырья: пат. 2382082 Рос. Федерация: МПК С13К1/06 / Степанов В.И. [и др.]; заявитель и патентообладатель - ГНУ ВНИИПБТ Россельхозакадемии. № 2009101669/13; заявл. 21.01.2009; опубл. 20.02.2010, Бюл. № 5. 7с.

68. Теречик, Л.Ф. Описание установки по стерилизации, дегазации, смешиванию и карбонизации воды, используемой для приготовления пивного сусла; влияние на качество пива. (ФРГ) / Теречик Л.Ф. // Пищевая и перерабатывающая промышленность. Реферативный журнал. -1999. -№ 1. 130 с.

69. Технический регламент таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции»: Утвержден Решением Комиссии Таможенного союза от 9.12.2011 г. № 880. - 242 с.

70. Тим О'Рурк Разделение твердой и жидкой фаз (седиментация) в пивоварении/Пиво и напитки.-2003.-№1.С.21-23.

71. Уколов, В.А. Производство сахаристых продуктов из крахмала (патентный поиск)/ Е.В. Бородай, В.В. Аксенов //Материалы V Международной научной конференции «Современные тенденции технических наук». - Казань: Издательство «Бук», 2017. - 86 с.

72. Филиппович Ю. Б., Егорова Т. А., Севастьянова Г. А. Практикум по общей биохимии: Учебное пособие. - Просвещение, 1975.

73. Фирсова, Т.И. Получение сиропов путем биоконверсии полисахаридов зерна кукурузы и их сбраживание: автореферат дис.канд.тех. наук; 05.18.07/ Фирсовой Т. И,-Воронеж, 2009. -24 с.

74. Хабибулина Н.В., Использование пермеата, полученного при ультрафильтрации экстракта гороховой муки, для культивирования Candida Utilis / Хабибулина Н.В., Красноштанова A.A., Адучиева В.Д. // Евразийский союз ученых. 2015. № 4-10 (13). С. 38-41.

75. Цед, Е.А. Исследование биохимических особенностей получения и сбраживания спиртового сусла с использованием ферментных препаратов / Е.А. Цед, C.B. Волкова, JIM. Королева // Производство спирта и ликёроводочных изделий. - 2007. - №4. С. 27-29. - ISSN 2073-3550.

76. Чекина, М.С. Перспективы использования овса в производстве продуктов специального назначения/ Меледина Т.В., Баталова Г.А. //Известия Санкт-Петербургского Государственного Аграрного Университета. 2016. № 43. С. 20-25.

77. Чекина, М.С. Разработка технологии затирания солода из овса / Чекина М.С., Меледина Т.В., Хлыновский М.Д. // Пиво и напитки. 2015. № 6. С. 44-48.

78. Чекина, М.С. Разработка технологии зерновых сиропов из голозерных сортов овса: автореферат дис.канд.тех. наук; 05.18.07/ Чекиной Марии Сергеевны,- СПб, -2017.-16 с.

79. Чечина, О.Н. Перспективы утилизации пивной дробины/ О.Н. Чечина, A.B. Зюзина, А.В.Зимичев //Пищевая промышленность.-2010.№7.С.17-19.

80. Шарова, Н.Ю. Влияние ИК-излучения на углеводный состав деструктурированного зерна для биосинтеза лимонной кислоты / Н.Ю. Шарова, Н.В. Каменькова, Н.В. Баракова // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2011. - С. 56-58.

81. Янова, М.А. Влияние экструдирования на пищевую и биологическую ценность зерна/М.А. Янова//Вестиник КрасГАУ.-2011.-№3. -С. 167-170

82. Bafrncova P. Improvement of very high gravity ethanol fermentation by media supplementation using Saccharomyces cerevisiae / Bafrncova P., Smogrovicova D., Slavikova I., Patkova J. // Biotechnology letters. - 1999. - № 21. - pp. 337-341.

83. Bayrock, D.P. Application of multistage continuous fermentation for production of fuel alcohol by very-high-gravity fermentation technology / D.P. Bayrock, W.M. Ingledew // Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. -2001. -№27. - pp. 87-93.

84. Delcour J.A., Vanhamel S., De Geest C. Physico-chemical and functional properties of rye non-starch polysaccharides. I. Colorimetric analysis of pentosans and their relative monosaccharide compositions in fractionated (milled) rye products. // Cereal Chem. - 1989. - 66. - No2. - pp. 107-111.

85. Ferreira A.D., Viljoen B.C. Yeasts as adjunct starters in matured Cheddar cheese. Int. J. Food Microbiol. 2003. Vol. 86, p. 131-140.

86. Gao, L. Pilot Scale Recovery of Proteins from a Pea Whey Discharge by Ultrafiltration/Lei (Leigh) Gao, Khai D. Nguyen and Alphonsus C. Utioh//Lebensm.Wiss. u.-Technol. -2001. -V.34 -pp. 149 -158.

87. Goncharenco A.A. Production and selection of winter rye in Russia//International Symposium on Rye Breeding and genetics. -Minsk, 2010. -P. 12.

88. Henry R. J. Pentosan and (1—► 3), (1—► 4)-P-glucan concentrations in endosperm and wholegrain of wheat, barley, oats and rye //Journal of Cereal Science. - 1987. -T. 6. -№. 3. -C. 253-258.

89. Hu G.H., Huang S., Cao S., Ma Z. Effect of enrichment with hemicellulose from rice bran on chemical and functional properties of bread // Food Chemistry. - 2009. - V. 115, Iss. 3. - P. 839-842.

90. Kim, J.K. Production of Candida utilis biomass on molasses in different culture types / Bum-Kyu Lee, Joong Kyun Kim//Aquacultural Engineering -2001. -V. 25, P. Ill -124.

91. Kulneva, N.G. Improving the efficiency of juice purification in beet-sugar production / N.G. Kulneva, G.A. Buckley, M.V. Zhuravlev // The international research journal. - 2013. - V. 1, № 4 (11). - P. 99-101.

92. Li Xia at al. Physicochemical, crystalline, and thermal properties of native, oxidized, acid, and enzyme hydrolyzed Chinese yam (Dioscorea opposite Thunb) // Starch - Starke. - 2011. - V. 63, № 2. - P. 616-624.

93. Los D.A., Mironov K.S., Allakhverdiev S.I. Regulatory role of membrane fluidity in gene expression and physiological functions//Photosynth. Res. -2013. -Vol. 116 (2-3). -P. 489-509.

94. Lovemore, N.M. Inhibition of Intestinal a-Glucosidase and Glucose Absorption by Feruloylated Arabinoxylan Mono- and Oligosaccharides from Corn Bran and 120 Wheat Aleurone/ N.M. Lovemore, E. Peter and B.Trust// Journal of Nutrition and Metabolism. - 2016. - Vol. 2016. - P. 9.

95. Owen D.M., Williamson D.J., Magenau A., Gaus K. Sub-resolution lipid domains exist in the plasma membrane and regulate protein diffusion and distribution//Nat. Commun. -2012. -Vol. 3. -P. 1256.

96. Paton, D. Oat starch: Physical, chemical, and structural properties in Oats/ D. Paton// Oats: Chemistry and Technology (F. H. Webster, ed.), American Association of Cereal Chemists, Inc., St. Paul, MN. - 1986. - pp. 93-120.

97. Sujka M., Jamroz J. Characteristics of Pores in Native and Hydrolyzed Starch Granules // Starch/Starke. - 2010. - 62. - P. 229-235.

98. United States Patent № 5,686,123, Int. CI. A23L 1/10. Homogeneous and stable cereal suspension and a method of making the same/ Lennart Lindahl, Inger Ahlden, Rickard Oste, Ingegerd Sjoholm, patent applicants and assignees Lennart Lindahl, Inger Ahlden, Rickard Oste, Ingegerd Sjoholm.-Appl. No.: 537,935; PCT Filed Sep. 14, 1994; Date of patent Nov. 11,1997 - 6 p.

99. Widner W.R., Widner H.R. Two highly related insecticidal crystal proteins of Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki possess different host range specificities//! Bacteriol. -1989. -V. 171, №2. -P. 965.

Ill

100. Yao Wei Rong. Adsorbent Characteristics of Porous Strach / Yao Wei Rong, Yao Hui Yuan // Starch - Stärke. - 2002. - V. 54. - P. 260-263.

101. Yun, Wu. Preparation of microporous starch by glucoamilase and ultrasound / Wu Yun, Xianfeng Du, at al. // Starch - Stärke. - 2011. - V. 63. - P. 217-225.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ТИ 9184-002-35451383-2018

ООО «Промбиотех»

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «Промбиотех» Забрусков Н.Ю.

им,

//. .Л"«1-"!

«

«24» декабря 2018 г.

■ '¡'¡кадшр

Технологическая инструкция

по производству сиропа из ржи и белковых добавок

ТИ 9184-002-35451383-2018

по ТУ 9184-002-35451383-2018

РАЗРАБОТАНО: аспирант

главный технолог с

Я,<м(

Сабиров А. А. Поздышев А. С.

г. Королев 2018 г.

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «Промбиотех» - Забрусков Н.Ю.

Чи о

ы

декабря 2018 г.

АКТ

производственных испытаний технологического процесса получения сиропа

Акт составлен главным технологом ООО «Промбиотех» Поздышевым A.C. и аспирантом Университета ИТМО Сабировым A.A. на основания проведения производственных испытаний предлагаемой технологии производства сиропа и белковых добавок из ржи с применением метода ударно-дезинтеграторно-активаторной обработки (далее - УДА-установка) и ферментных биотехнологий.

Для проведения испытаний использовали рожь, урожая 2018 г. Условная крахмалистость ржи - 53.0 %, массовая доля влаги - 8,0 %.

Помол ржи получили на дезинтеграторе ДЕЗИ-15 с 5-ти рядным ротором и частотой вращения роторов 120 с"1. Степень измельчения ржи характеризовалась среднеинтегральным размером 158,1 мкм.

Помол ржи смешивали с водой в соотношении 1 : 3 при температуре 60°С при интенсивном перемешивании. Разжижение суспензии провели внесением ферментного препарата мезофильной а-амилазы «АмилоЛюкс-А» дозой 0,2 ед.АС/ г крахмала в течение 1 часа при температуре 65°С. Разжиженную массу охлаждали до температуры 60°С и осахаривали

и белковых добавок технологией переработки ржи

внесением ферментного препарата глюкоамилазы «ГлюкоЛюкс-А» дозой 0,7 ед.ГлС/ г крахмала в течение 1 часа. Сусло охлаждали до температуры 55°С и провели гидролиз белковых веществ последовательным внесением ферментных препаратов «Протосубтилин ГЗх А-120» дозой 0,5 ед.ПС/ г сырья и «Рго 100Ь» дозой 0,15 ед. ПС/ г сырья в течение 2 часов.

Полученное сусло содержит:

- массовую долю сухих веществ 24,9 %;

- редуцирующих веществ 21,0 г/ 100 г;

- а-аминного азота 650 мг/дм3;

- аминокислот 10,82 мг/г.

Сусло разделили на фильтрат и дробину на центрифуге при числе оборотов барабана 4600 мин"1 в течение 30 минут.

Для ингибирования внесенных ферментов фильтрат сусла выдерживали в течение 15 минут при температуре 90°С.

Фильтрат сгущали на вакуум выпарной установки при 60°С и разряжении 0,08 Мпа"1 до сиропа.

Было установлено, что сироп имеет следующие характеристики:

- массовая доля сухих веществ: 83,20%;

- содержание редуцирующих веществ: 80,30 г/ 100 г;

- содержание свободных аминокислот: 18,77 мг/г;

- вкус: сладкий с привкусом ржаного хлеба;

- запах: легкий ржаной без посторонних тонов;

- цвет: от коричневого до темно-коричневого;

- срок годности: 6 месяцев.

Приготовили питательную среду для разведения чистой культуры штаммов микроорганизмов. Фильтрат разбавили водой до содержания сухих веществ не более 6%. Довели водородный показатель среды до рН = 5,0 10% раствором ортофосфорной кислоты. Разбавленный фильтрат стерилизовали в течение 30 минут при давлении 0,22 МПа и температуре 120°С и охлаждали до комнатной температуры. Засев чистой культуры штамма микроорганизмов

проводили в стерильных условиях. Культивирование проводили в течение 24 часов при аэробных условиях при расходе воздуха 55 м3/ч на 1 м3 культуральной жидкости, температуре 37°С.

Приготовили питательную среду для разведения штаммов микроорганизмов. Высушенную дробину сусла с массовой долей влаги не более 10% растворили в воде гидромодулем 1 : 9, внесли диаммонийфосфат в количестве 1,5% от массы навески дробины, довели водородный показатель среды до pH = 5,0 10% раствором ортофосфорной кислоты и внесли фильтрат сусла в количестве 30% от массы навески дробины. Среды стерилизовали в течение 30 минут при давлении 0,22 МПа и температуре 120°С и охлаждали до комнатной температуры.

Засевной материал микроорганизмов засевали в количестве 10% от объема питательной среды в стерильных. Культивирование проводили в течение 48 часов при аэробных условиях при расходе воздуха 55 м3/ч на 1 м3 культуральной жидкости, температуре 37°С. Контроль проводили путем подсчета клеток штамма микроорганизмов, pH среды и кислотности.

Культуральную жидкость стерилизовали в течение 30 минут при давлении 0,22 МПа и температуре 120°С и разделили центрифугированием в течение 30 минут при числе оборотов барабана 4600 мин"1.

Твердую фракцию культуральной жидкости высушивали при температуре 60°С при периодическом разрыхлении.

В качестве штаммов микроорганизмов для культивирования были использованы:

- штамм дрожжей С. tropicalis СК-4\

- штамм кишечной палочки Е. coli СС292-116.

В результате культивирования штамма дрожжей С. tropicalis СК-4 была получена белковая добавка с содержанием сырого протеина 42,5%) на а.с.в., аминокислот-173,63 мг/г на а.с.в., водорастворимых белков 2,2% на а.с.в.

В результате культивирования штамма кишечной палочки Е. coli СС292-¡16 была получена белковая добавка с содержанием сырого протеина 19% на

а.с.в. и общих аминокислот 82,45 мг/г на а.с.в., водорастворимых белков 1,6% на а.с.в.

В результате проведения испытаний было установлено, что применение разработанной технологии производства сиропа и белковых добавок из ржи применением метода ударно-дезинтеграторно-активаторной обработки и ферментных биотехнологий позволило:

1. проводить водно-тепловую обработку ржаного замеса при более мягком режиме (55-65°С вместо 70-92°С);

2. снизить дозу внесения ферментных препаратов амилолитического действия при приготовлении сусла из ржи;

3. исключить внесение ферментного препарата целлолитического действия при переработке ржи;

4. сократить время приготовления сусла из ржи до 4 часов;

5. получить сироп с массовой долей сухих веществ 83,20%, редуцирующих веществ 80,30 г/ 100 г, свободных аминокислот: 18,77 мг/ г.;

6. получить белковую добавку с содержанием сырого протеина 42,5% на а.с.в., аминокислот -173,63 мг/г на а.с.в., водорастворимых белков 2,2% на а.с.в.

Ожидаемый экономический эффект от предлагаемо технологии составит 4,42 млн. руб. в год.

Предложенная технология производства сиропа и белковых добавок из ржи применением метода ударно-дезинтеграторно-активаторной обработки и ферментных биотехнологий может быть рекомендована к внедрению на предприятиях пищевого и биотехнологического профиля.

Представитель ООО «Промбиотех» Главный технолог

Представитель НИУ ИТМО Аспирант

Сабиров А.А.

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «Промбиотех»

«24» декабря 2018 г.

АКТ

о производственном внедрении результатов диссертационной работы Сабирова A.A. «Разработка технологии переработки ржи для получения сиропа и белковых добавок»

Настоящим актом подтверждается, что результаты диссертационной работы Сабирова A.A. «Разработка технологии переработки ржи для получения сиропа и белковых добавок» внедрены в ООО «Промбиотех» с декабря 2018 г.

Главный технолог

ООО «Промбиотех»:

Поздышев A.C.