44 11. Попов П.А. Оценка экологического сос- тояния водоемов методами ихтиоиндикации. - Новосибирск: Изд-во НГУ, 2002. - 267 с.
12. Лобус Н.В., Комов В.Г., Нгуен Тхи Хай Тхань. Содержание ртути в компонентах экосистем водоемов и водотоков провинции Кхань Хоа (Центральный Вьетнам) // Водные ресурсы. -2011. -
№ 6. - С. 733−739.
13. Комов В.Т., Степанова И.К., Гремячих В.А.
Содержание ртути в мышцах рыб из водоемов Северо- Запада России: Причины интенсивного накопления и оценка негативного эффекта на состояние здоровья людей // Актуальные проблемы водной токсикологии.
- Борок : ИБВ РАН, 2004. - С. 99–123.
14. Кириллов А.Ф., Саввинов А.И., Ходулов В.В., Попов П.А. Содержание металлов в рыбах среднего течения реки Лены // Доклады III Междунар.
науч.-практич. конф. «Тяжелые металлы, радионукли- ды и элементы-биофилы в окружающей среде». - Семипалатинск: СемГУ, 2004. - Т. 2. - С. 227–231.
15. Попов П.А., Андросова Н.В. Индикация эко- логического состояния водных объектов Сибири по содержанию тяжелых металлов в рыбах // География и природные ресурсы, 2008. - № 3. - С. 36–41
16. Голованова И.Л. Влияние тяжелых метал- лов на физиолого-биохимический статус рыб и вод- ных беспозвоночных // Биология внутренних вод.- 2008. - № 1. - С. 99–108.
17. Ким И.Н., Штанько Т.И. О содержании ртути в рыбной продукции (Обзор литературы) // Гигиена и санитария. - 2009. - № 1. - С. 38–42.
18. Санитарные правила и нормы 2.3.2.560- 960, 1997. Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. - М. : Деловой центр, 1997. - 269 с.
19. Иванова Е.Е., Студенцова Н.А. и др. Ка- чество и безопасность рыбы и рыбных продуктов // Известия ВУЗОВ. Пищевая технология. - 1999. -
№5 - С.6.
УДК 663.433
ПОВЫШЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ЗАМАЧИВАНИЯ И ПРОРАЩИВАНИЯ ЯЧМЕНЯ ПОД ВЛИЯНИЕМ ИОНООЗОННОЙ ВЗРЫВОКАВИТАЦИИ
ИОНОЗОНДЫҚ ЖАРЫЛУ КАВИТАЦИЯСЫНЫҢ ӘСЕРІНДЕГІ АРПАНЫ ЖІБІТУ ЖӘНЕ ӚСІРУ ҚАРҚЫНДЫЛЫҒЫН АРТТЫРУ
INCREASE OF INTENSITIVITY OF BARRELING AND GROWING OF BARLEY UNDER INFLUENCE OF IONOZONIZED EXPLOSION CAVITATION
С.М. ШИНТАСОВА, М.М. МАЕМЕРОВ, Г.И. БАЙГАЗИЕВА, А.А. МОЛДАКАРИМОВ С.М. ШИНТАСОВА, М.М. МАЕМЕРОВ, Г.И. БАЙГАЗИЕВА, А.А. МОЛДАКАРИМОВ S.M. SHINTASOVA, M.M. MAEMEROV, G.I. BAIGAZIYEVA, A.A. MOLDAKARIMOV
(Алматинский технологический университет) (Алматы технологиялық университеті)
(Almaty Technological University) E-mail: [email protected]
В статье впервые показана эффективность использования ионоозонной взрывокавитации при производстве солода. Выявлено улучшение показателей качества ячменя, прошедшего специальную обработку. Совершенствование технологических приемов по солодоращению позволяет использовать ячмень низкого качества. Результаты исследований свидетельствуют о том, что использование ионоозонной взрывокавитации позволяет уменьшить длительность замачивания до 12 часов, повысить такие показатели, как экстрактивность до 80%, энергию и способность прорастания зерна в опытных вариантах на 0,8-1,9% по отношению к контролю.
Мақалада жарманы өндіру кезінде ион-озондық жарылыс кавитациясын пайдаланудың тиімділігі алғаш рет көрсетілді. Арнайы өңдеуден өткен арпаның сапа көрсеткіштерінің жақ- сарғаны анықталды. Уыт өсіру жөніндегі технологиялық тәсілдерді жетілдіру төмен сападағы арпаны пайдалануға мүмкіндік береді. Зерттеу нәтижелері ион-озондық жарылыс кавита- циясын пайдалану жібіту ұзақтығын 12 сағатқа дейін азайтуға, 80% дейінгі экстрактивтілік,
45
энергия және бақылауға қатысты тәжірибелік нұсқаларда дәннің 0,8-1,9%-ға өсу қабілеттілігі секілді көрсеткіштерді көтеруге мүмкіндік беретінін куәландырады.
In the article, the effectiveness of the use of ionozonized explosion cavitation in the production of malt is shown for the first time. An improvement in the quality of barley, which has undergone special treatment, is revealed. The improvement of technological methods for malting allows the use of barley of low quality. The results of the research indicate that the use of ionozonized explosion cavitation can reduce the soaking time to 12 hours, increase the parameters such as extractivity to 80%, energy and germination capacity in experimental variants by 0,8-1,9% in relation to the control.
Ключевые слова: ионоозонная взрывокавитация, ячмень, замачивание, проращивание, влажность, экстрактивность, энергия прорастания, способность прорастания.
Негізгі сӛздер: ионозондық жарылу кавитациясы, арпа, жібіту, ӛсіру, ылғалдылық, сы- ғындалғыштық, ӛну энергиясы, ӛнуге қабілеттілік.
Key words: ionozonized explosion cavitation, barley, soaking, germination, moisture, extractivity, germination energy, germination capacity.
Введение
Замачивание ячменя является очень важным этапом соложения, так как условия его проведения оказывают влияние на процесс проращивания, его длительность, на потери при соложении и на качество получаемого готового солода.
Этот технологический процесс не может рассматриваться как самостоятельный, в от- рыве от общего процесса соложения, а является лишь первой его стадией. Стадия замачивания помимо снабжения зерна водой должна сопро- вождаться подводом к зерну достаточного количества кислорода. Чем больше зерно пог- лощает воду, тем интенсивнее протекают про- цессы обмена веществ и тем большей стано- вится потребность в кислороде. Поэтому, внут- ри зерна должен поддерживаться минимальный уровень кислорода, который соответствует ди- намическому равновесию между низшим пре- делом потребления его зародышем и поступ- лении кислорода из внешней среды. В против- ном случае зерно начинает расходовать свои запасные вещества (углеводы) для покрытия необходимой ему энергии, причем образуются не вода и углекислота, а спирт и ряд таких промежуточных продуктов, как альдегиды, кис- лоты и эфиры, которые, отравляя зародыш, на- носят вред дальнейшему этапу – проращива- нию зерна.
Как правило, цель замачивания заклю- чается в том, чтобы очистить зерно от легких примесей, дезинфицировать зерно, и, самое главное, довести до оптимальной для солодо- ращения влажности.
Таким образом, в основу разработки раз- личных методов замачивания ячменя должны быть положены следующие требования:
1) достижение необходимой влажности;
2) поддержание оптимальной температуры;
3) подача кислорода и удаление углекис- лого газа.
Главная цель солодоращения – образова- ние ферментов. Эти ферменты, безусловно, необходимы для расщепления веществ при затирании. Под действием ферментов при про- ращивании часть сложных веществ зерна прев- ращается в мальтозу, глюкозу, мальтодекстри- ны и высшие декстрины, пептоны, пептиды, аминокислоты и др.
При проращивании протекает ряд слож- ных процессов:
1) физиологические – развитие и прорас- тание зародыша;
2) биофизические – передвижение фер- ментов из алейронового слоя к эндосперму и простых веществ от эндосперма к зародышу;
3) биохимические – дыхание зерна, гид- ролиз запасных веществ эндосперма, синтез но- вых веществ, образование тканей, ароматичес- ких и вкусовых веществ [1].
Существует метод обработки, где комби- нируются несколько путей воздействия на био- логический объект: замачивание, тепловое влияние, вибрация, кавитация. Семена, прошед- шие акустико-кавитационную обработку, имеют повышенную всхожесть, а также и уско- ренное развитие, что дает возможность либо повысить качество продукции из пророщенного зерна, либо сократить сроки проращивания и
46 снизить ее стоимость при исходном уровне качества [2].
С целью ускорения процесса замачивания нами разработана универсальная ионоозонная взрывокавитационная установка по обработке
зерна ячменя и в настоящее время находится на стадии организации производства (рис. 1).
Рис. 1 - Ионоозонная взрывокавитационная установка Ионоозонная взрывокавитационная уста- новка в соответствии с рисунком 1 состоит из следующих элементов:
1. Компрессор 2. Воздухопровод
3. Ионоозонная установка
4. Трубопровод ионоозонной смеси 5. Кавитационная установка
6. Патрубок засыпки зерна 7. Вентиль засыпки зерна 8. Вентиль сброса давления 9. Патрубок сброса зерна 10. Емкость – сборник зерна 11. Ловушка зерна.
Исследованиями в этой области науки за- нимаются ученые из Италии и России. Журнал Массачусетского технологического института рассказывает о революционном эксперименте, который может полностью изменить техноло- гию пивоварения.
Объектом их внимания стала кавитация, процесс парообразования и последующего схлопывания пузырьков пара с одновременным конденсированием пара в потоке жидкости.
Обычно этот процесс происходит при пони- жении давления в жидкости – жидкость заки- пает, а затем, при повышении давления, пар конденсируется [3].
В данном исследовании в основе обра- ботки зерна ячменя лежит создание резкого перепада расчетного избыточного давления при ионоозонной обработке ячменя. В результате,
при резком сбросе избыточного давления до атмосферного давления окружающей среды, озон взрывается, который увеличивает эффек- тивность резкого перепада давления во взрыво- кавитационной установке, а именно в кавита- ции зерна. При резком сбросе избыточного дав- ления от 4-8 атм до атмосферного давления ок- ружающей среды, происходит взрывокавита- ционный удар. В этих процессах отпадает необ- ходимость использования кавитационных дес- трукторов. Установка отличается простотой конструкции, а также высоким рабочим ресур- сом ввиду отсутствия движущихся и электри- ческих элементов.
Работа ионоозонной взрывокавитацион- ной установки по обработке зерна ячменя отли- чается универсальностью применения в отно- шении исходного сырья, а также компактнос- тью и очень высоким рабочим ресурсом, при этом дает большое преимущество в соотноше- нии цена/качество/производительность, по сравнению со всеми существующими уста- новками [4].
Объекты и методы исследований Исследования проводили в Научно-ис- следовательской лаборатории инновационной технологии пищевых и перерабатывающих производств Алматинского технологического университета.
Объектами исследований являлись:
- пивоваренный ячмень I сорта;
47 - ионоозонная взрывокавитационная ус- тановка.
Методы исследований:
- определение влажности зерна ячменя по ГОСТ 13586.5-93;
- определение зараженности вредителями по ГОСТ 13586-4-83;
- определение экстрактивности по ГОСТ 12136-77;
- определение энергии и способности прорастания по ГОСТ 10968-88.
Результаты и их обсуждение
Нами проведены первоначальные иссле- дования по изучению влияния ионоозонных взрывокавитационных процессов на время и степень замачивания зерна ячменя.
Ионоозонную взрывокавитацию приме- нили перед замачиванием зерна ячменя. За контроль брали образец зерна, не подвергнуто- го обработке. Опыты проводили при режимах обработки, указанных в таблице 1.
Таблица 1 - Влияние режимов обработки на технологические показатели зерна ячменя
Образцы
Режимы обработки Технологические показатели
t воды, °С Концентрация молекулярных ионов, ед/см3 Концентрация озона, мг/м3 Критическое давление кавитации, МПа Продолжительность обработки, мин. Первичная W, % W после воздействия, % Время замачивания в ионоозонированной воде, сутки (ч.) Зараженность вредителями, степень Экстрактивность, %
Контрольный образец 10 – – – – 14,6 44,35 3
(72 ч.) 1 72 Образец, обработанный
ионоозонной взрывокавитацией
10 500 0,1 0,8 10 14,6 45 0,5
(12 ч.) 0 80 Результаты эксперимента показывают,
что влажность зерна ячменя, предварительно обработанного на ионоозонной взрывокавита- ционной установке, достигает требуемого коли- чества, а это 45 % уже через 0,5 суток (12 ч.) по сравнению с контрольным образцом, накопив- шим 44,35 % влаги только через 3 суток (72 ч.).
Кроме того, количество клещей и долгоносиков после обработки зерна ячменя ионоозонной
взрывокавитацией равняется нулю, в то время как контрольный образец имеет первую сте- пень зараженности вредителями (2 долгоносика и 15 клещей). Экстрактивность ячменя повы- шается до 80%.
Влияние различных концентраций ионо- озона на энергию и способность к прорастанию зерна ячменя при облучении зерна до замачи- вания показаны в таблице 2.
Таблица 2 - Влияние режимов обработки на энергию и способность прорастания Режимы обработки, концентрация
иона и озона, % Энергия прорастания, % Способность прорастания, %
Контрольный образец 96,4 % 98,6 %
4∙10-3 96,6 % 98,8 %
2,03∙10-5 97,2 % 98,9 %
6∙10-5 98,3 % 99,4 %
Как видно из представленных данных, во всех вариантах с обработкой выявлена тенден- ция в сторону увеличения показателей всхожес-
ти зерна: энергия и способность к прорастанию выше контрольных показателей (на рисунке 2 представлена диаграмма).
48
Рис. 2 - Влияние режимов обработки на энергию и способность прорастания Выводы
Анализ эффективности действия ионо- озонной взрывокавитации при обработке ячме- ня, замоченного до влажности 45%, выявил увеличение способности прорастания зерна в опытных вариантах на 0,8-1,9% по отношению к контролю, доведя данный показатель до требуемых стандартом норм.
Полученные данные свидетельствуют о сокращении длительности замачивания за счет применения ионоозонной взрывокавитации.
Кроме того, эта технология позволяет уменьшить расходы на дезинфицирующие ве- щества, снизить потребление энергетических ресурсов за счет того, что происходит разруше- ние оболочки и эндосперма зерна ячменя, уве- личивается объем зерна, а также увеличи- ваются поры.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ермолаева Г.А. Справочник работника ла- боратории пивоваренного предприятия / Г.А.
Ермолаева // - СПб.: Профессия, 2014. - 536 с.
2. Павлов С.А., Голубкович А.В. Исследова- ние процессов ультразвуковой сушки зерна // Энер- гообеспечение и энергосбережение в сельском хо- зяйстве: тр. межд. научно-техн. конф. - Москва, 2012. – Т. 2. - С. 154-157.
3. MIT Technology Review. Технологии. Уче- ные рассказали об открытии, которое может полнос- тью изменить технологию пивоварения. – [Интернет ресурс]. Режим доступа: https://profibeer.ru/tech /13652/ 27.09.2016.
4. Изтаев А.И., Кулажанов Т.К., Маемеров М.М., Асангалиева Ж.Р., Изтаев Б.А., Сарлыбаева Л.М. Элек- трофизические методы обработки зерна на элеваторах и зерноперерабатывающих предприятиях. – Алматы:
ТОО «Издательство LEM», 2015. – 172 с.
УДК 664.38
DIAAS – УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И РАЦИОНОВ
DIAAS – ТАМАҚ ӚНІМДЕРІ МЕН РАЦИОНДАРДЫҢ БИОЛОГИЯЛЫҚ ҚҦНДЫЛЫҒЫН ЕСЕПТЕУДІҢ ЖЕТІЛДІРІЛГЕН ӘДІСТЕМЕСІ
DIAAS – IMPROVED METHOD OF FOOD AND DIET BIOLOGICAL VALUE CALCULATION
В.Н. МАХИНЬКО, И.А. СОКОЛОВСКАЯ, А.В. ШАРАН V. MAKHYNKO, I. SOKOLOVSKA, А. SHARAN
(Национальный университет пищевых технологий, г. Киев, Украина) (National University of Food Technologies, Kyiv, Ukraine)
E-mail: [email protected]
Для эффективного усовершенствования рецептур существующих изделий и разработки новых продуктов с повышенной биологической ценностью необходимо иметь точные методики
96,40% 96,60% 97,20%
98,30%
98,60% 98,80% 98,90% 99,40%
94,00%
95,00%
96,00%
97,00%
98,00%
99,00%
100,00%
Контрольный образец
4∙10-3 2,03∙10-5 6∙10-5
Энергия прорастания, % Способность прорастания, %
