Systematic approach to research of deep processing of starch-containing raw materials
Authors: Андреев Н.Р. , Бызов В.А. , Лукин Н.Д. 
Published: September 2023

В статье приведены результаты системно-объектного детерминантного анализа определения и прогнозирования научных направлений технологического развития АПК в области выращивания и переработки крахмалсодержащего сырья. Предложена трёхблочная модель проведения научных исследований от селекции видов сырья, системы технологических процессов его переработки, изготовления функциональных продуктов на основе теории создании аграрно-пищевых технологий и теории пищевой комбинаторики продуктов. Приведена структурная модель системного комплекса «аграрно-пищевая технология картофельного крахмала» с обоснованными технологическими требованиями к выходным параметрам систем. Системный подход к исследованиям позволяет решать экологические проблемы при выращивании и переработке картофеля в биологически замкнутой системе, включающей утилизацию сопутствующих крахмалу веществ, на кормовые цели и возвращение неиспользованных веществ снова в почву для воспроизводства сырья. Системный анализ источников сырья для производства картофельного крахмала выявил три источника повышения рентабельности производства: переработка картофеля с крахмалистостью не ниже 22 %, переработка некондиционного картофеля при сортировке продовольственного картофеля, переработка отходов от производства картофелепродуктов, что позволяет увеличить производство картофельного крахмала до 35 тыс. т для импортозамещения. Извлечение крахмала пневмоклассификацией зерновой муки (сухой способ) является перспективным направлением исследований с целью извлечения не только крахмала, но и белковых концентратов, что позволяет получить высококрахмалистую ржаную муку с содержанием крахмала до 88 %, а при пневмоклассификации гороховой муки получить белковую фракцию с содержанием белка до 60 %. Модификация крахмала многоступенчатым экструзионным методом позволяет получать крахмалы по «сжатой» технологии с новыми функциональными свойствами. В зависимости от типа реагентов и регулируемых параметров экструзии получены модифицированные крахмалы (Мкр): набухающие, окисленные, фосфатные, ацетатные, цитратные.

The article presents the results of a system-object determinant analysis of determining and forecasting scientific directions of technological development of agriculture in the field of cultivation and processing of starch-containing raw materials. A three-block model of scientific research from the selection of raw materials, the system of technological processes of its processing, the manufacture of functional products based on the theory of the creation of agricultural and food technologies and the theory of food combinatorics of products is suggested. The structural model of the system complex «agricultural and food technology of potato starch» with reasonable technological requirements to the output parameters of the systems is given. A systematic approach to research makes it possible to solve environmental problems when growing and processing potatoes in a biologically closed system, including the utilization of starch-related substances for feed purposes and the return of unused substances back to the soil for the reproduction of raw materials. A systematic analysis of the sources of raw materials for the production of potato starch has revealed three sources of increasing the profitability of production: processing of potatoes with a starchiness of at least 22 %, processing of substandard potatoes when sorting food potatoes; processing of waste from the production of potato products, which allows to increase the production of potato starch to 35 thousand tons for import substitution. The extraction of starch by pneumatic classification of grain flour (dry method) is a promising area of research in order to extract not only starch, but also protein concentrates, which makes it possible to obtain high-starch rye flour with a starch content of up to 88 %, and with pneumatic classification of pea flour to obtain a protein fraction with a protein content of up to 60 %. The modification of starch by multistage extrusion method allows to obtain starches with new functional properties using «compressed» technology. Depending on the type of reagents and regulated extrusion parameters, modified starches (Mst) have been received: swelling, oxidized, phosphate, acetate, citric.