10. Совершенствование технологии переработки сои с использованием ультразвука / Ф. Я. Рудик

Печать

УДК 635.655:664.8.039.4

DOI: 10.15507/0236-2910.028.201802.266-286

Совершенствование технологии переработки сои с использованием ультразвука

Рудик Феликс Яковлевич
профессор, кафедра технологий продуктов питания, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова» (410012, Россия, г. Саратов, Театральная пл., д. 1), доктор технических наук, ResearherID: E-8546-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8444-0115, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Загородских Борис Павлович
профессор, кафедра технического сервиса и технологии конструкционных материалов, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова» (410012, Россия, г. Саратов, Театральная пл., д. 1), доктор технических наук, ResearherID: E-8582-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3480-0631, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Моргунова Наталья Львовна
доцент, кафедра технологий продуктов питания, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н. И. Вавилова» (410012, Россия, г. Саратов, Театральная пл., д. 1), кандидат сельскохозяйственных наук, ResearherID: H-1435-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1671-0528, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Кодацкий Юрий Анатольевич
технолог, ООО «ПиткоФФ» (663300, Россия, г. Норильск, ул. 50 лет Октября, д. 14), кандидат сельскохозяйственных наук, ResearherID: H-1456-2018, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5165-5723, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Введение. Белок сои близок по свойствам белку животного происхождения. Основным недостатком сои является содержание в ней значительного количества специфических белков-ингибиторов, образующих с протеолитическими ферментами животного происхождения (в частности, трипсином и химотрипсином) устойчивые комплексы, в составе которых фермент теряет активность. Ингибиторы резко снижают эффективность усвоения белка, вызывая угнетение роста и панкреатическую гипертрофию. По этой причине усвояемость белка сои крайне низкая, и на практике возникает необходимость снижения активности пищеварительных ингибиторов и нейтрализации уреазы различными методами, основанными на гидротермической обработке. Однако используемые в настоящее время технологии обладают низкими показателями эффективности переработки сои как с позиции качества получаемого продукта, так и с позиции его себестоимости. Целью работы было снижение активности веществ антипитательной направленности в сое с одновременным обеспечением высокого качества белка за счет интенсификации процесса экстрагирования водорастворимых ингибиторов протеаз ультразвуком.
Материалы и методы. Тормозящее действие ингибиторов, оказываемое на ферменты пищеварительного тракта, определялось согласно казеинолитическому методу М. Л. Какейда (в модификации И. И. Бенкен), основанному на сравнении протеолитической активности растворов фермента в присутствии ингибитора и без него. Вязкость водно-соевой суспензии определялась на ротационном вискографе «Brabender».
Результаты исследования. В результате теоретических исследований были сформулированы факторы, влияющие на эффективность обработки сои в интенсивном ультразвуковом поле: степень измельчения; концентрация и количество окислительного раствора; вязкость водно-соевой суспензии; динамика экстрагирования и конструктивные особенности установки для ультразвуковой обработки зерна сои. Экспериментальные исследования позволили определить конструктивные параметры установки для ультразвуковой обработки зерна сои и рациональные технологические режимы, обеспечивающие эффективную нейтрализацию веществ антипитательной направленности: частота вращения мешалки – 10–20 мин–1; частота ультразвукового излучения – 18–20 кГц; производительность установки – 120 кг/ч; степень нейтрализации фермента уреазы при окислении – 92 %; степень извлечения водорастворимого ингибитора – 86 %.
Обсуждение и заключения. Была разработана и проведена производственная проверка технологии и установки, позволяющих вести обработку сои в интенсивном поле ультразвуковых волн. Предложенная технология обеспечивает нейтрализацию вредных соединений на 80–90 % при среднем росте эффективности белка на 33 %. Срок окупаемости капиталовложений на внедрение технологии и оборудования составляет 1,17 года.

Ключевые слова: соя, переработка сои, белок, уреаза, ингибитор, ультразвук, ультразвуковая установка

Для цитирования: Совершенствование технологии переработки сои с использованием ультразвука / Ф. Я. Рудик [и др.] // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28, № 2. С. 266–286. DOI: https://doi.org/10.15507/0236-2910.028.201802.266-286

Заявленный вклад соавторов: Ф. Я. Рудик – научное руководство, формирование основной концепции, цели и задачи исследования, подготовка программы и начального варианта текста и формирование выводов; Б. П. Загородских – подготовка методики и анализ результатов исследований, доработка текста, редактирование текста; Н. Л. Моргунова – литературный и патентный анализ, проведение и обработка теоретических и экспериментальных исследований, верстка текста; Ю. А. Кодацкий – проведение теоретических и экспериментальных исследований.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Филиппов М. Анализ качества продуктов переработки сои // Животноводство России. 2015. № 9. С. 60–61.

2. Светашова Л. А., Климкина Е. В. Современное состояние производства сои и оценка эффективности ее воздействия // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2015. Т. 46, № 3. С. 190–196.

3. Ольховатов Е. А., Щербакова Е. В. Разработка рецептур бобовых паст «Хумус» с применением семян сои современных сортов отечественной селекции // Сб. науч. тр. Всероссийского научно-исследовательского института овцеводства и козоводства. 2015. Т. 1, № 8. С. 241–244.

4. Обоснование технологии и оборудования с целью получения соевого компонента для пищевых систем различного назначения / С. М. Доценко [и др.] // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2016. Т. 112, № 1. С. 84–91.

5. Рудик Ф. Я., Моргунова Н. Л., Кодацкий Ю. А. Закономерности массообменных процессов при переработке семян сои в корм // Аграрный научный журнал. 2016. № 5. С. 70–73.

6. Фролов В. Ю., Сысоев Д. П., Класнер Г. Г. Моделирование технологического процесса измельчения замоченного зерна сои // Техника и оборудование для села. 2015. Т. 212, № 2. С. 20–23.

7. Современные технологии переработки сои в России / Л. В. Гапанова [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. 2005. № 2. С. 30–31.

8. Войтенко О. Д. Оценка эффективности технологий тепловой обработки сои при производстве кормовых добавок // Ресурсосберегающие технологии и технические средства в животноводстве : сб. науч. тр. Зеленоград, 2005. № 5. С. 211–224.

9. Зверев С. В., Козин Е. В. Инактивация антипитательных веществ в сое при высокотемпературной микронизации // Хранение и переработка сельхозсырья. 2008. № 4. С. 30–31.

10. Bermúdez-Aguirre D., Mobbs T., Barbosa-Cánovas G. V. Ultrasound applications in food processing. In: Feng H., Barbosa-Canovas G., Weiss J. Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. Food Engineering Series. New York : Springer, 2011.

11. Applications of ultrasound in analysis, processing and quality control of food : A review / T. S. Awad [et al.] // Food Research International. 2012. Vol. 48, Issue 2. P. 410–427.

12. Ботвинникова В. В., Красуля О. Н. Формирование потребительских свойств кисломолочных напитков на основе эффектов ультразвука // Вестник Южно-Уральского государственного университета (Сер. «Пищевые и биотехнологии»). 2015. Т. 3, № 4. С. 30–40.

13. Горбунова Н. А. Альтернативные технологии – ультразвук в мясной промышленности (по материалам зарубежной литературы) // Все о мясе. 2016. № 2. С. 37–41.

14. Effect of high power ultrasound waves on properties of meat : A review / S. D. Jayasooriya [et al.] // International Journal of Food Properties. 2004. No. 2. P. 301–319.

15. Plasma sterilizer with ultrasonic cavitation / V. V. Krasnyj [et al.] // Problems of Atomic Science and Technology. 2007. No. 1. P. 188–190.

16. Inactivation of microorganisms / S. M. Alzamora [et al]. In: Feng H., Barbosa-Canovas G., Weiss J. Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing. Food Engineering Series. New York : Springer, 2011.

17. Chen Z. Microbial inactivation in foods by ultrasound // J Food Microbiol Saf Hyg. 2017. Vol. 2, Issue 1. 1000e102.

18. Рудик Ф. Я., Кодацкий Ю. А. Выбор рациональных параметров обработки зерна сои пероксидом водорода // Хранение и переработка сельхозсырья. 2011. № 11. С. 17–19.

19. Рудик Ф. Я., Моргунова Н. Л., Кодацкий Ю. А. Интенсификация водной обработки зерна сои с помощью ультразвука // Научное обозрение. 2013. № 1. С. 66–69.

20. Рудик Ф. Я., Кодацкий Ю. А. Повышение кормовой ценности зерна сои глубокой влажной обработкой // Хранение и переработка сельхозсырья. 2012. № 1. С. 41–42.

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.