Использование жиросодержащих отходов переработки гидробионтов для получения биодизеля

когольных напитков использовали 60%-й экстракт из стеблей акантопанокса.

По результатам исследований физико-химических и органолептических показателей полученные экстракты использовали в технологии крепких алкогольных напитков: настоек горьких «Самарга-река» (ТУ 9181-001-00337857-2011). Новые напитки отличались высоким уровнем БАВ, обладали своеобразным вкусом и ароматом, по показателям качества и безопасности соответствовали нормативным требованиям. Установлен минимальный срок хранения настойки горькой «Самарга-река» - 10 мес со дня розлива при температуре 10-25°С.

Разработанные нами плодовые виноматериалы и крепкие настойки с использованием дальневосточных растений позволят расширить ассортимент алкогольных продуктов со смягченным действием этилового спирта.

ЛИТЕРАТУРА

1. Школьникова М.Н., Егорова Е.Ю, Цапалова И.Э. Номенклатура потребительских свойств бальзамов. Современный подход // Пиво и напитки. - 2008. - № 4. - С. 8-10.

2. Mary L., Raskin A. Healthrelated interactions of phytochemicals // Food Sci. - 2005. - № 1. - P. 20-27.

3. Зориков П.С. Основные лекарственные растения Приморского края. - Владивосток: Дальнаука, 2004. - 129 с.

4. Палагина М.В., Захаренко Е.М., Приходько Ю.В. Особенности технологии вин из плодов дикорастущих лиан Дальнего Востока // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2008. - № 4. -С. 52-54.

5. Измоденов А.Г. Силедия (Начало учения. Лесные соки и ягоды). - Хабаровск: Хабар. кн. изд-во, 2001. - 365 с.

6. Палагина М.В., Приходько Ю.В., Зимба А.Г. Обоснование и разработка технологии пива специального с добавлением экстрактов из дальневосточных дикоросов // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2008. - № 1. - С. 43-44.

7. Палагина М.В., Зимба, А.Г., Макарова А.А. Разработка технологии новых сортов пива специального с добавлением растительных экстрактов // Пиво и напитки. - 2010. - № 4. - С. 30-32.

Поступила 10.05.11 г.

USE OF FAR EASTERN PLANTS IN ALCOHOLIC DRINK PRODUCTION

M.V. PALAGINA, YU.V. PRIKHODKO, A.YU. PRIKHODKO, O.P. TELTEVSKAYA, A.A. GORBACHEVA

Pacific State Economic University,

19, Okeanskiy av., Vladivostok, 690091; ph./fax: (4232) 26-50-89, email: marina-palagina@yandex.ru

Possibility of use of berries Schizandra chinensis and Actinidia, roots and stalks Acanthopanax for manufacture fruit wine materials and strong liqueurs is investigated.

Key words: Schizandra chinensis, Actinidia, Acanthopanax, extract of plants, alcoholic drinks.

[662.754:547.272]:[665.211].214.002.8:66.095.134

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЖИРОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ГИДРОБИОНТОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОДИЗЕЛЯ

ЧАН ТХИ НЬЮНГ, М.Д. МУКАТОВА

Астраханский государственный технический университет,

414025, г. Астрахань, ул. Татищева, 16; факс: (8512) 25-73-68, электронная почта: hongnhung0185@yahoo.com

Исследовано качество жиров, полученных из внутренних органов гидробионтов, до и после нейтрализации. Из очищенного жира с кислотными числом менее 1 мг КОН/г при проведении реакции переэтерификации получен биодизель с качественными показателями, близкими к требованиям ГОСТ 53605-2009. Полученный биодизель имеет высокую температуру вспышки, низкое содержание серы.

Ключевые слова: биодизель, этиловые эфиры жирных кислот, жиросодержащие отходы, переэтерификация.

Цель настоящей работы - установление возможности получения биотоплива из жиросодержащих отходов переработки гидробионтов.

Для этого были решены следующие задачи: проведен сбор жиросодержающих отходов, установлен их объем при переработке объектов промысла;

изучен химический состав жиросодержащих отходов;

осуществлено извлечение жира из жиросодержащих отходов методом вытапливания, исследовано его качество;

апробирован способ переэтерификации полученного жира для установления возможности получения из него биодизеля;

исследовано качество полученного биодизеля. Объектами исследования были внутренние органы сазана, толстолобика, белого амура, жир, извлеченный из них, и биодизель.

Определение содержания воды, белков, липидов и минеральных веществ (золы) во внутренних органах осуществляли стандартными методами по ГОСТ 7636-85; кислотное число - по ГОСТ 50457-92; вязкость биодизеля и содержание в нем серы и воды - в соответствии с ГОСТ Р 53605-2009 [1].

На рис. 1 приведена диаграмма выхода частей тела при разделывании отдельных видов промысловых и прудовых рыб.

Таблица 2

Вид рыбы Содержание, %

Вода Белок Жир Мин. вещества

Сазан 68,5 ± 1,81 13,9 ± 0,97 14,7 ± 1,05 2,7 ± 0,2

Толстолобик 68,0 ± 2,98 11,0 ± 1,05 19,0 ± 0,88 2 ± 0,1

Белый амур 68,2 ± 1,45 13,5 ± 0,83 14,3 ± 0,15 3,5 ± 0,3

Мышечная Головы Костная Внутрен- Кожа Плавники ткань ткань ности

II Сазан  Толстолобик 0 Белый амур

Рис. 1

Выход мышечной ткани у всех видов рыб больше 40%, головы - около 20%, костные ткани - около 15%, сумма кожи и плавников - порядка 15%.

Выход внутренностей у всех исследованных видов рыб различается незначительно и составляет 9,8-11,0%.

Для установления возможности использования внутренних органов в качестве сырья для получения биодизеля исследовали их химический состав (табл. 1).

Таблица 1

Показатель Образец жира

Сазан Толстолобик Белый амур

Цвет нагретого жира при 50°С Темно-желтый

Запах Слабо выраженный специфический

Степень прозрачности Мутный

Плотность, г/мл 0,9 0,91 0,91

Содержание примеси воды, % 0,86 0,95 0,86

Вязкость, мм2/с 9,27 9,30 9,20

Кислотное число,

мг КОН/г 2,22 4,68 2,10

Образцы полученных жиров непрозрачны, поскольку в них присутствуют примеси в виде водорастворимых веществ. Плотность полученных жиров меньше 1. Кислотное число составляет от 2,10 до 4,6, что превышает рекомендованное кислотное число жира (менее 1,0) для направления его на получение биодизеля [2]. В связи с этим полученные жиры подвергались нейтрализации перед проведением реакции пере-этерификации.

Расчет количества щелочи №ОН, необходимого для снижения кислотного числа, осуществляли по формуле

40АВ 56,1-1000’

Установлено, что содержание жира во внутренних органах рыб (14,3-19,0%) на 3,3-5,1% превышает содержание белка.

Для извлечения жира было использовано вытапливание при температурных режимах 60-80°С продолжительностью 40 мин. При этом к измельченным внутренним органам рыб добавляли воду в соотношении субстрат : вода 2:1, полученную смесь нагревали до 75-80°С и настаивали в течение 40 мин. Отделение жира от водно-белковой части осуществляли центрифугированием при частоте вращения ротора 3000 об/мин и продолжительности 20 мин.

Диаграмма выхода жира в зависимости от температуры процесса вытапливания (рис. 2) свидетельствует, что при повышении температуры от 60 до 80°С выход жира увеличивается в среднем на 20%. При достижении температуры 90°С он постепенно снижается. Причиной этого, по-видимому, является образование ли-пид-белковых комплексов, образуемых при температуре 90°С. Оптимальной температурой вытапливания была принята температура 80°С, при которой интенсифицируются процессы тепловой денатурации белков, разрушается структура клеток, что обеспечивает увеличение выхода жира из внутренних органов рыб до 72-76%. Качественные показатели полученных рыбных жиров приведены в табл. 2.

где 40 - молекулярная масса гидроокиси натрия; А - масса подвергаемого нейтрализации жира, кг; В - кислотное число жира, мг КОН/г; 56,1 -молекулярнаямассагидроокисикалия; 1000-коэффициент пересчета миллиграммов щелочи в килограммы.

Для нейтрализации образцов жира был приготовлен 10%-й раствор щелочи, который добавляли к взятому количеству жира, смесь нагревали при температуре 50°С в течение 15 мин с постоянным перемешиванием.

После нейтрализации жир, содержащий мыла и остатки щелочи, промывали 10%-м раствором соли и воды при соотношении жира и раствора 1:1. Промывку солевым раствором осуществляли один раз, водой с температурой 90-95°С два раза, общая продолжительность 90 мин. Промывные растворы отделяли от жира методом отстаивания. При наличии примесей воды и щелочного этилата очищенный от свободных жирных кислот жир может подвергаться гидролизу с образованием новых свободных жирных кислот, которые в свою очередь во время переэтерификации образуют

Сазан

Толстолобик

Рис. 2

Белый амур

100i

90

80

70

* 60

1 50

3 CO 40

30

20

10 /

0

№

П

Пл

гь

пь

Ї7

20 40 60 80 100 120 Г, мин

Биодизель полученный из жира внутренних органов  Сазан  Толстолобик  Белый амур

Рис. 3

мыла, что нежелательно и снижает выход биодизеля. Поэтому удаление воды из жира до проведения реакции переэтерификации обязательно.

Очищенные жиры с низким содержанием свободных жирных кислот и примесей воды охлаждали до 50°С и исследовали их качество (табл. 3).

Таблица 3

Показатель Oбpазeц очнщенного жиpа

Сазан Толстолобнк Белый амур

Цвет нагретого жира при 50°С Желтый

Запах Слабо выраженный спецнфнческнй запах pL^mra жиpа

Степень прозрачности Пpoзpачный

Содержание воды, % 0,19 0,19 0,18

Кислотное число,

мг KOH/г 0,80 0,89 0,84

После нейтрализации и промывки жир по внешнему виду был прозрачным и желтым. Уровень кислотного числа значительно снизился.

Очищенные жиры были направлены на переэтери-фикацию с добавлением 25%-го водного раствора этанола, катализатора - 0,75%-го №ОН сухого с поддержанием температуры 55-60°С, продолжительность 60 мин. На рис. 3 приведен выход биодизеля в зависимости от продолжительности реакции переэтерификации.

Реакция переэтерификации протекает очень быстро в течение 60 мин, выход биодизеля при этом достигает 74-87%. После 60 мин протекания реакции выход повышается незначительно.

Образцы полученного биотоплива были направлены на хранение при температуре окружающей среды; в

них определены органолептические, физические и химические показатели (табл. 4).

Таблица 4

Oбpазeц бноднзеля нз жиpа pbi6

Показатель Сазан Толстоло- бнк Белый амyp

Цвет Желтый Светло- желтый

Запах Слабый запах

Массовая доля эфиров, % 95 94 95,3

Плотность при 15°С, г/мл 0,86 0,860 0,86

Вязкость кинематическая при 40°С, мм2/с 4,9 4,9 4,8

Содержание воды, % 0,51 0,5 0,50

Температура вспышки, °С 120 120 120

Кислотное число, мг КОН/г 0,50 0,87 0,49

Содержание серы, мг/кг 3,0 5,0 4,0

Выход биодизеля, % 90 82 91

Результаты свидетельствуют, что из жиров гидро-бионтов возможно получение биодизеля, основные показатели которого превосходят обычное дизельное топливо. Низкое содержание серы указывает на безопасность полученных образцов. Биодизель из жиров рыб имеет также высокую температуру вспышки - 120°С.

ВЫВОДЫ

1. Установлена возможность использования жиров гидробионтов - сазана, толстолобика, белого амура, извлеченных из жиросодержащих отходов их переработки, в качестве сырья для получения биодизеля.

2. Определена рациональная температура вытапливания жира из внутренних органов гидробионтов -80°С.

3. Предложено проводить нейтрализацию жиров 10%-м раствором №ОН для снижения кислотного числа жира до 1 мг КОН/г, удалять воду при температуре 100°С.

4. Биодизель из жиров рыб имеет высокую температуру вспышки (120°С), низкое содержание серы, что соответствует требованиям [1].

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ Р 53605-2009. Метиловые эфиры жирных кислот для дизельных двигателей. Общие технические требования. - М., 2009. - 9 с.

2. Схаляхов А.А., Блягоз Х.Р., Кошевой Е.П. Производство биотоплива из масел и жиров. - Майкоп, 2008. - 132 с.

Поступила 28.04.11 г.

USE FAT-CONTAINING WASTE OF THE CONVERSIONHYDROBIONTS FOR RECEPTION BIOFUEL

TRAN THI NHUNG, M.D. MUKATOVA

Astrakhan State Technical University,

16, Tatishcheva st., Astrakhan, 414025; fax: (8512) 25-73-68, e-mail: hongnhung0185@yahoo.com

Quality of the fats received from an internals of hydrobionts, before and after neutralization is investigated. From cleaned fat with acid number less 1 mg KOH/g when undertaking the reactions interesterification have got biofuel with qualitative factor,

close to requirements GOST 53605-2009. The received biofuel has high temperature of flash, the low maintenance of sulfur. Key words: biofuel, ethylic ether of the fatty acids, fat-containing waste, interesterification.

664.66.022.3

ХИТОЗАН И ЕГО ПРОИЗВОДНЫЕ В ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБА

В.Д. МАЛКИНА, Г.Г. КАДРМАТОВА

Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского,

109004, г. Москва, ул. Земляной вал, 73; тел.: (495) 670-44-20, факс: (495) 670-02-47, электронная почта: guliak@list.ru

Изучено влияние хитозана и его производных на основное хлебопекарное сырье и качество хлебобулочных изделий. Разработанные изделия могут быть рекомендованы в рационах питания населения, проживающего в неблагоприятных экологических условиях.

Ключевые слова: хитин, хитозан, Хитан, Полихит, хлеб, клейковина, пищевые кислоты, сорбционная активность.

При создании пищевых продуктов профилактического назначения используют добавки животного и растительного происхождения из нетрадиционного сырья, содержащего необходимые ингредиенты. К такому сырью относятся вторичные продукты переработки ракообразных, в частности краба.

При глубокой переработке краба панцирьсодержащее сырье подвергают последовательным операциям -измельчению, депротеинизации, промывке, деминерализации - и получают до 25% хитина. При реакции де-ацетилирования хитина получают хитозан - природный аминополисахарид, выход которого составляет до 22% [1].

Хитозан имеет следующие физико-химические характеристики: основное вещество - не менее 85%; влага - не более 10%; минеральные вещества - не более 0,7%; рН 1%-го раствора хитозана в 2%-й уксусной кислоте - не более 7,5; сорбционная активность по ионам меди - не менее 50 мг/г; динамическая вязкость - не менее 100 сПз. По внешнему виду хитозан представляет собой чешуйки размером менее 10 мм или порошки без запаха с вяжущим вкусом. По токсичности хитозан относится к 4-му классу и считается безопасным.

Хитозан обладает высокими сорбционными свойствами в отношении триацилглицеридов и жирных кислот, дериватов крахмала, ионов и солей тяжелых металлов и других токсичных веществ непосредственно в пищевой матрице, а также в желудочно-кишечном тракте. Хитозан рекомендован больным гастритом с повышенной кислотностью, снижает уровень холестерина и жиров в организме, уменьшает процессы брожения в кишечнике и сорбирует токсины, предохраняя тем самым организм от желудочно-кишечных инфекций. Эти свойства хитозана широко используются в фармацевтике, в частности при создании ряда биологически активных добавок [2].

Применение хитозана в промышленности подтверждает его уникальность в качестве пищевой биологически активной и технологической добавки. Он практически не усваивается в желудочно-кишечном тракте, что делает его незаменимым в производстве низкокалорийных продуктов питания, и является источником незаменимых веществ, в частности Б-глюкозамина. Хитозан - высокоэффективный желатирующий поли-

мер, загуститель и структурообразователь, его успешно используют для сорбции различных радионуклидов и металлов.

В технологии хлебобулочных изделий применение хитозана и добавок на его основе практически не исследовано. Цель настоящей работы - изучение влияния хитозансодержащих добавок на свойства основного сырья хлебопекарного производства и качество хлеба из муки пшеничной высшего сорта. В работе применяли биологически активные добавки на основе хитозана Хитан и Полихит. Хитан - порошок полифракци-онного хитозана из панциря ракообразных, выработанный по ТУ 9289-002-004-72124-03. Полихит (ТУ 9289-005-000-38155-01) - смесь из порошка полиф-ракционного хитозана (67%), морской капусты-ламинарии (13%), лимонной кислоты (7%), крахмала (13%).

Исследования проводили в МГУТУ на кафедре технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств. Использовали основное хлебопекарное сырье - муку пшеничную высшего сорта (количество клейковины 31%, качество - 59 ед. прибора ИДК) и дрожжи хлебопекарные прессованные (подъемная сила 63 мин).

Качество клейковины пшеничной муки оценивали в соответствии с ГОСТ 27839-88 по показателю упругости клейковины на приборе ИДК, определяли также растяжимость и гитратационную способность клейковины. Хитозансодержащие добавки вносили в количестве от 0,5 до 2,0% к массе муки.

Установлено, что внесение добавок приводит к некоторому снижению показателей растяжимости и гид-ратационной способности клейковины. Действие Хитана и Полихита на упругость клейковины неодинаково и обусловлено, видимо, содержанием в составе Полихита морской капусты и лимонной кислоты (рис. 1).

Дрожжи хлебопекарные прессованные характеризовали по их бродильной активности - по показателю подъемной силы. Определение проводили ускоренным способом в соответствии с ГОСТ 171-81. Внесение Хитана или Полихита в количестве 0,5-1,0% не оказывало существенного влияния на бродильную активность дрожжей, а внесение 1,5-2,0% добавок снижало указанный показатель для Хитана на 2 мин, для Полихита - на 5-6 мин.