Технологические решения для повышения стойкости рисовой мучки в процессе хранения

Научный журнал КубГАУ, №104(10), 2014 года

1

УДК 664.76.03

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ СТОЙКОСТИ РИСОВОЙ МУЧКИ В ПРОЦЕССЕ ХРАНЕНИЯ

Болдина Анастасия Андреевна ассистент

Сокол Наталья Викторовна д.т.н., профессор

Санжаровская Надежда Сергеевна к.т.н., доцент

Кубанский государственный аграрный университет, Краснодар, Россия

В статье приводятся результаты исследований изменения показателей качества рисовой мучки в процессе хранения. Разработаны эффективные режимы стабилизации качества рисовой мучки

Ключевые слова: РИСОВАЯ МУЧКА, ИК-ОБРАБОТКА, СВЧ-ОБРАБОТКА, ХРАНЕНИЕ, КИСЛОТНОЕ ЧИСЛО ЛИПИДОВ, МИКРОФЛОРА

UDC 664.76.03

TECHNOLOGICAL SOLUTIONS FOR INCREASED RESISTANCE OF RICE BRAN DURING STORAGE

Boldina Anastasia Andreevna assistant

Sokol Natalya Viktorovna Dr.Sci.Tech., professor

Sanjarovsckay Nadezhda Cand.Tech.Sci., associate professor

Kuban State Agrarian University, Krasnodar, Russia

The article provides research findings on changes in quality indicators of rice bran during storage. Efficient conditions for quality stabilization have been developed

Keywords: RICE BRAN, INFRARED HEAT PROCESSING, MICROWAVE PROCESSING, STORAGE, ACID VALUE OF LIPIDS, MICROBIAL FLORA

Современные тенденции формирования состава пищевых продуктов направлены на восполнение дефицита основных жизненно необходимых нутриентов: витаминов и провитаминов, минеральных элементов и биологически активных веществ, поскольку их недостаток в продуктах питания оказывает неблагоприятное влияние на здоровье человека [5].

Одной из актуальных тенденций направленных на решение вопросов рационального использования сырьевых ресурсов является переход на мало- и безотходные циклы их переработки, которые позволяют наиболее полно извлечь из переработанного зерна ценные компоненты и рационально использовать вторичные сырьевые ресурсы.

Учитывая значительные объемы производства и переработки риса на Кубани, особый интерес представляет вторичное сырье переработки зерна этой культуры - рисовая мучка, которая является источником ряда физиологически и биологически функциональных компонентов, и может

http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/092.pdf

Научный журнал КубГАУ, №104(10), 2014 года

2

быть рекомендована для использования в качестве натурального биокорректора для обогащения изделий хлебопекарного производства[2].

На сегодня вес глубокой переработки сырья в России составляет 30%, а в разных странах Европы и США - 90-98%. Так, при переработке зерна в крупу из него извлекают сравнительно небольшую часть ценного содержимого (45-67%), являющегося конечными продуктами производства, остальную часть составляют побочные продукты, отходы [4].

Анализ литературных данных показал, что рисовая мучка по сравнению с цельным зерном характеризуется меньшей стойкостью при хранении, т.к. в процессе технологического обработки зерна происходит удаление семенной оболочки, алейронового слоя и зародыша. Продукты переработки зерна в процессе хранения подвержены воздействию множества неблагоприятных факторов (температуры, влаги, кислорода из окружающего воздуха, микрофлоры и ферментов), что оказывает существенное влияние на интенсивность протекания целого ряда химических и биохимических процессов [1,3].

В связи с выше изложенным, актуальным является разработка способов хранения и поиск оптимальных режимов обработки рисовой мучки с целью повышения ее стойкости в процессе хранения.

В качестве объекта исследования использовали рисовую мучку, образующуюся в качестве вторичного сырья при шлифовании зерна риса на предприятии ООО «Щедрая Кубань», Славянского района, Краснодарского края.

В процессе хранения оценивали изменение органолептических показателей, кислотного числа липидов, микрофлоры.

Поскольку в процессе хранения качество рисовой мучки снижается, было целесообразным исследование ее микрофлоры. При проведения эксперимента образцы хранили в течение 90 суток в эксикаторах при температуре 20°С и относительной влажности воздуха 70%. Полученные

http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/092.pdf

Научный журнал КубГАУ, №104(10), 2014 года

3

результаты исследования санитарно-микробиологического состояния рисовой мучки в процессе хранения сравнивали с требованиями СанПиН 2.3.2.1078-01 и ТР ТС 021/2011, таблица 1.

Таблица 1 - Изменение микрофлоры рисовой мучки при хранении

Микробиологические показатели, КОЕ/г Продолжительность хранения, сут

0 30 60 90

КМАФАнМ СанПиН 2.3.2.1078-01 5,0* 104

ТР ТС 021/2011 5,0* 104

при испытаниях 0,8* 102 1,7* 102 2,6*102 4,0*1

Дрожжи СанПиН 2.3.2.1078-01 Не более 100

ТР ТС 021/2011 Не более 100

при испытаниях 21 51 88 115

Плесневые грибы СанПиН 2.3.2.1078-01 Не более 100

ТР ТС 021/2011 Не более 100

при испытаниях 13 35 78 109

Из приведенных данных в таблице 1 видно, что продолжительность сроков хранения рисовой мучки приводит к существенным изменениям микрофлоры. Наблюдается негативная динамика увеличения мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, так за 3 месяца их количество выросло в 4,0 раза, а количество дрожжей за 3 месяца увеличилось с 21 до 115 КОЕ/г. Следует отметить также рост плесневых грибов, так за первый месяц хранения их количество возросло в 2,7 раза, за 2 месяца хранения - в 6,0 раз, за 3 месяца - 8,4 раза.

Учитывая высокое содержание липидов в рисовой мучке, было принято решение оценить стойкость данного продукта при хранении. Оценивания стойкость - рисовой мучки при различных режимах и сроках хранения по кислотному числу липидов. Хранение свежевыработанной рисовой мучки с исходной влажностью 10,4% осуществляли при температурах от -20оС до +20оС. Кислотное число свежевыработанного

http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/092.pdf

Научный журнал КубГАУ, №104(10), 2014 года

4

продукта было 7,6 мг КОН. Результаты исследования представлены на рисунке 1.

при хранении

В результате проведенных исследований было установлено, что хранение рисовой мучки при температуре -20 °С позволяет замедлить рост кислотного числа. С увеличением температуры до 0°С кислотное число возросло в 7,8 раза. Наиболее интенсивный рост показателя наблюдался при температуре +5°С и +20°С, наблюдалось увеличение в 10,3 раза и в

18,0 раз соответственно, по отношению к кислотному числу при температуре -20°С.

Установлено что, ухудшение органолептических показателей рисовой мучки наступает при достижении кислотного числа липидов 25 мг КОН.

В липидах рисовой мучки протекают окислительные процессы, об интенсивности можно судить по изменениям перекисного числа мучки. Поэтому представляло интерес исследовать взаимосвязь температуры

http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/092.pdf

Научный журнал КубГАУ, №104(10), 2014 года

5

хранения рисовой мучки и ее перекисного числа. Данные по изменению перекисного числа рисовой мучки в процессе хранения представлены на рисунке 2.

хранения

Проведенные исследования показали, что хранение рисовой мучки при минусовой температуре тормозит процессы окисления. При температуре 0°С интенсивность процесса существенно снижается, но не прекращается его полностью. Перекисное число рисовой мучки, хранящейся при температуре +5 °С, за три месяца увеличилось в 3,2 раза, а при температуре +20 °С - в 6,1 раза, по сравнению с показателям при хранении с температурой -20°С.

С целью сохранения качества рисовой мучки в процессе хранения применяли следующие способы стабилизации: ИК-обработку, СВЧ-обработку. Эффективность выбранных способов стабилизации оценивали по изменению показателя кислотного числа липидов рисовой мучки.

Обработку рисовой мучки ИК-излучением проводили в инфракрасном электрошкафу «Универсал - СД-4-40 R», с техническими

http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/092.pdf

Научный журнал КубГАУ, №104(10), 2014 года

6

параметрами: плотность лучистого потока Е= 28 кВт/м2, температура в зоне сушки от +25°С до +80°С, скорость нагревания 10°С/мин. Продолжительность обработки составляла от трех до шести минут. Экспериментальным путем было установлено, что для эффективной обработки толщина слоя рисовой мучки не должна превышать 3 мм.

Зависимость продолжительности и температуры обработки рисовой мучки ИК-излучением на кислотное число липидного комплекса в процессе хранения представлена на рисунке 3.

35

3 мин 4мин 5 мин бмин 3 мин 4мин 5 мин бмин 3 мин 4мин 5 мин бмин 60С 60С 60С 60С 70С 70С 70С 70С 80С 80С 80С 80С

Время и температура ИК-обработки

Рисунок 3 - Влияние ИК-излучения на кислотное число липидов рисовой мучки в процессе хранения

Установлено, что обработка рисовой мучки ИК-излучением в течение 6 минут при температуре +80°С позволяет стабилизировать показатель кислотного числа в течение 30 суток хранения. При более длительном времени обработки ИК-излучением происходит не равномерное потемнение мучки.

Как известно, изменение содержания фракций белков является своеобразным индикатором теплового воздействия на продукт. В связи с

http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/092.pdf

Научный журнал КубГАУ, №104(10), 2014 года

7

чем, проводили исследования влияния ИК-обработки на фракционный состав белков.

Результаты исследования представлены на рисунке 4.

фракций рисовой мучки

Полученные данные свидетельствует, что обработка рисовой мучки ИК-излучением в течение 6 минут при температуре +80°С вызывает изменение фракционного состава белков, что приводит к снижению биологической ценности рисовой мучки.

Результаты анализов свидетельствуют, что ИК-облучение рисовой мучки позволяет стабилизировать качество мучки в процессе хранения, но полностью не прекращает течение гидролитических и окислительных процессов липидов, а также ухудшает биологическую ценность мучки. Поэтому был проведен эксперимент по обработке рисовой мучки в СВЧ-обработки.

Согласно последним научным данным СВЧ-обработка нашла широкое применение в зерноперерабатывающей промышленности, т.к. ее можно отнести к новому виду энергосберегающей электротехнологии, http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/092.pdf

Научный журнал КубГАУ, №104(10), 2014 года

8

благодаря следующим преимуществам по сравнению с обычным температурным нагревом: 1) тепловая безинерционность, т.е. возможность практически мгновенного включения-выключения теплового воздействия на обрабатываемый материал; 2) высокий КПД преобразования энергии в тепловую (90%); 3) возможность осуществления избирательного,

равномерного, быстрого нагрева; 4) экологическая чистота нагрева, поскольку при его использовании отсутствуют какие-либо продукты сгорания; 5) высокое обеззараживающие действие [6].

Опытным путем было установлено, что положительный эффект от СВЧ-облучения рисовой мучки достигается при следующих параметрах: влажность - 10,4%; продолжительность экспозиции - от 1 до 4 мин; скорость нагревания - 0,90 °С/с; конечная температура обработки - 50-85°С; мощность - Р=450-600 Вт.

В ходе эксперимента было исследовано влияние СВЧ-обработки на изменение кислотного числа в рисовой мучке, результаты представлены на рисунке 5.

35 і--------- ------------------------------------

К

2 мин 3 мин 4 мин 2 мин 3 мин 4мин 2мин 3 мин 4мин 2мин 3 мин 4мин

55С 55С 55С 65С 65С 65С 75С 75С 75С 85С 85С 85 С

Время и температура СВЧ-обработки

Рисунок 5 - Влияние СВЧ-обработки на изменение кислотного числа рисовой мучки в процессе хранения

http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/092.pdf

Научный журнал КубГАУ, №104(10), 2014 года

9

Установлено, что оптимальные продолжительность и температура для СВЧ-обработки составляют 4 минуты и 85°С. Кислотное число липидов рисовой мучки за указанный период хранения практически не изменилось.

Представленные данные на рисунке 6, свидетельствуют, что снижение альбуминовой и глобулиновой фракций рисовой мучки при СВЧ-обработке составило 2,5% и 3,8% соответственно, а водорастворимых белков на 1,1% и 0,51%, что объясняется невысокой продолжительностью и температурой обработки продукта.

фракций рисовой мучки

Проведенные исследования по использованию СВЧ-обработки рисовой мучки показали высокую эффективность, т.к. происходит существенное снижение обсемененности рисовой мучки микроорганизмами и стабилизируется ее качество при хранении.

Таким образом, проделанная работа и полученные результаты позволяют сделать следующие выводы:

http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/092.pdf

Научный журнал КубГАУ, №104(10), 2014 года

10

1 - Рисовая мучка является ценным сырьем, которое можно использовать в производстве продуктов питания, при принятым определенных технологических решений;

2 - Применение обработки ИК-изучением (t=80°C, 6 мин) для повышения стойкости рисовой мучки при хранении позволяет стабилизировать кислотное число на срок не более 30 суток, но при этом отмечено снижение биологической ценности продукта;

3 - Наиболее эффективным способом стабилизации является СВЧ-обработка (t=85°C, 4 мин), останавливающая рост кислотного числа липидов, обеспечивающая наиболее полное сохранение пищевой ценности рисовой мучки и ее микробиологическую чистоту.

Литература

1. Куликов Д.А. Разработка ресурсосберегающей технологии использования вторичного сырья крупяного производства: Дисс.. .канд.техн.наук. М., 2010. 166с.

2. Морозова А.А. Рациональное использование вторичных сырьевых ресурсов и их ценность в обогащении продуктов питания // Материалы IX научно-практическая конференция молодых ученых и студентов юга России «Медицинская наука и здравоохранение». Краснодар, 2011. С.182-185

3. Никифирова, Т.А. Стабилизация качества просяной мучки при хранении. Обеспечение продовольственной безопасности человечества// материалы Российской научно-практическая конференция. Москва, 2001. С.185-186

4. Понамарев С.Г. Разработка ресурсосберегающей технологии использования побочных продуктов переработки гороха: автореферат дис. канд.техн.наук. М., 2011. 25с

5. Технология функциональных продуктов питания: Учеб. Пособие /Л.В.Донченко, Л.Я.Родионова, Н.В. Сокол и др. - Краснодар: КубГАУ, 2008. - 200с.

6. Юсупова Г.Г., Коман О.А., Цугленок В.Н. Особенности влияния электромагнитного поля СВЧ на развитие микробов зерна и продуктов его переработки. -Красноярск: КрасГАУ, 2005.- 107 с

References

1. Kulikov D.A. Razrabotka resursosberegajushhej tehnologii ispol'zovanija vtorichnogo syr'ja krupjanogo proizvodstva: Diss.kand.tehn.nauk. M., 2010. 166s.

2. Morozova A.A. Racional'noe ispol'zovanie vtorichnyh syr'evyh resursov i ih cennost' v obogashhenii produktov pitanija // Materialy IX nauchno-prakticheskaja konferencija molodyh uchenyh i studentov juga Rossii «Medicinskaja nauka i zdravoohranenie». Krasnodar, 2011. S.182-185

http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/092.pdf

Научный журнал КубГАУ, №104(10), 2014 года

11

3. Nikifirova, T.A. Stabilizacija kachestva prosjanoj muchki pri hranenii. Obespechenie prodovol'stvennoj bezopasnosti chelovechestva// materialy Rossijskoj nauchno-prakticheskaja konferencija. Moskva, 2001. S.185-186

4. Ponamarev S.G. Razrabotka resursosberegajushhej tehnologii ispol'zovanija pobochnyh produktov pererabotki goroha: avtoreferat dis...kand.tehn.nauk. M., 2011. 25s

5. Tehnologija funkcional'nyh produktov pitanija: Ucheb. Posobie /L.V.Donchenko,

L.Ja.Rodionova, N.V. Sokol i dr. - Krasnodar: KubGAU, 2008. - 200s.

6. Jusupova G.G., Koman O.A., Cuglenok V.N. Osobennosti vlijanija jelektromagnitnogo polja SVCh na razvitie mikrobov zerna i produktov ego pererabotki. -Krasnojarsk: KrasGAU, 2005.- 107 s

http://ej.kubagro.ru/2014/10/pdf/092.pdf