Сельское хозяйство/4. Технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

К.т.н Семёнова О.Л., д.т.н. Касаткин В.В., к.т.н Вохмин В.С.

РГП на ПХВ Рудненский индустриальный институт,

Республика Казахстан,

НОУ ВПО «Камский институт гуманитарных и инженерных технологий», ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ, Россия

Особенности применения поля сверхвысокой частоты для обработки пшеничной муки

На территории Российской Федерации и Республики Казахстан отмечаются регионы, где в летний период наблюдается крайне засушливая погода, характеризующаяся низким уровнем осадков. Зерно, собранное в период засухи или поврежденное суховеем, имеет особенности, которые необходимо учитывать при хранении и переработке. Мука, полученная из суховейного зерна, содержит большее количество белкового азота и клейковины, характеризуется сниженной активностью протеиназ, а клейковина обладает повышенной упругостью и малой растяжимостью [1]. Таким образом, муку, полученную из суховейного зерна, как правило, можно отнести к муке с пониженными хлебопекарными свойствами.

В исследованиях была поставлена задача стабилизации показателей качества пшеничной муки, полученной из суховейного зерна [2]. Физические методы обработки (ультрафиолетовое, инфракрасное излучение, обработка в поле сверхвысокой частоты (СВЧ) и др.) являются наиболее перспективными направлениями в повышении качества пшеничной муки. Одним из физических способов является обработка токами сверхвысокой частоты, которая нашла широкое применение в пищевой промышленности, в том числе для улучшения показателей качества зерна и продуктов его переработки.

Для проведения экспериментальных исследований была взята мука первого сорта (контрольный образец) со следующими показателями (по средним значениям): влажность – 13,5 %; содержание белка – 15,17 %; белизна – 53,8 условных единиц по показаниям прибора Р3–БПЛ; зольность – 0,65 %; массовая доля сырой клейковины – 32,04 %, качество сырой клейковины – 38 условных единиц по показаниям прибора ИДК, растяжимость по линейке – 9 см, число падения – 405 с., кислотность муки – 2,8 º, [2].

Для проведения экспериментов был выбран симметричный композиционный план Бокса второго порядка, состоящий из 14 опытов в трехкратной повторности. В результате обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии, связывающее показатели качества со временем воздействия (х₁), удельной тепловой мощностью СВЧ–энергоподвода (х₂), толщиной слоя муки (х₃), [3].

В уравнениях (1) и (2) представлены эмпирические зависимости показателей качества пшеничной муки, характеризующие её хлебопекарные свойства:

, (1)

, (2)

где y₁ – массовая доля сырой клейковины, усл. ед. по показателю прибора ИДК; y₂ – число падения, с.

Анализируя уравнение (1), установлено, что между качеством сырой клейковины и входными параметрами существует средняя корреляция (рисунок 1).

Анализ уравнения регрессии (2) выявил, что между числом падения муки и режимными факторами существует сильная корреляция (рисунок 2).

Путём анализа экспериментальных данных были определены рациональные параметры СВЧ–обработки пшеничной муки, т.е. диапазоны параметров обработки в электромагнитном поле СВЧ, в пределах которых наблюдалось наиболее существенное улучшение показателей качества муки, полученной из суховейного зерна (таблица 1).

Рисунок 1 – Зависимость качества сырой клейковины муки от времени воздействия и удельной тепловой мощности СВЧ–энергоподвода

Рисунок 2 – Зависимость числа падения муки от времени воздействия и удельной тепловой мощности СВЧ–энергоподвода

При обработке муки при вышеперечисленных параметрах, температура достигает 35…51°С, происходит частичная денатурация белков, проявляющаяся в виде расслабления клейковины пшеничной муки, полученной из суховейного зерна. Уменьшение значения числа падения можно объяснить повышением активности амилолитических ферментов α– и β–амилазы под воздействием электромагнитного поля СВЧ.

Таблица 1 – Рациональные параметры СВЧ–обработки пшеничной муки

Номер варианта	Время воздействия, t, с	Удельная тепловая мощность, Р, кВт/м^3	Толщина слоя муки, h, мм
1	80÷90	0,12	20
2	30÷35	0,264÷0,408	20
3	30÷90	0,12	30
4	30÷35	0,264	30
5	30÷60	0,12	40
6	30÷35	0,264	40

Целесообразность применения того или иного варианта зависит от исходного качества пшеничной муки, полученной из суховейного зерна. Так, варианты 1, 4, 5, 6 могут быть применимы для пшеничной муки с качеством сырой клейковины 30…40 единиц прибора ИДК, вариант 2, 3 – для пшеничной муки с качеством сырой клейковины 40…45 единиц прибора ИДК.

Литература:

1. Казаков, Е. Д. Биохимия зерна и хлебопродуктов / Е. Д. Казаков, Г. П. Карпиленко – 3–е переработанное и дополненное издание. – СПб. : ГИОРД, 2005. – 512 с.

2. Семёнова, О. Л. Влияние режимных параметров СВЧ–установки на показатели качества пшеничной муки / О. Л. Семёнова // Вестник Алтайского Государственного аграрного университета. – Барнаул : ФГБОУ ВПО «Алтайский Государственный аграрный университет». – 2012. – №1(87). – С. 74–76.

3. Семёнова, О. Л. Теоретическое обоснование применения СВЧ–обработки для улучшения показателей качества пшеничной муки на установках периодического действия с СВЧ–энергоподводом / О.Л.Семёнова // Алдамжаровские чтения - 2012 : Материалы международной научно–практической конференции – Костанай : КСТУ им. З. Алдамжар. – 2012. – С. 236–241.