Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков

Получение антиоксидантных порошков заключается в комбинировании белковосодержащих и каротиносодержащих растительных материалов, исследования по сушке которых приведены в статье....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2012
Hauptverfasser:	Снежкин, Ю.Ф., Петрова, Ж.А., Пазюк, В.М.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут технічної теплофізики НАН України 2012
Schriftenreihe:	Промышленная теплотехника
Schlagworte:	Теория и практика сушки
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60169
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков / Ю.Ф. Снежкин, Ж.А, Петрова В.М. Пазюк // Промышленная теплотехника. — 2012. — Т. 34, № 5. — С. 31-36. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-60169
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-601692014-05-08T12:45:52Z Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков Снежкин, Ю.Ф. Петрова, Ж.А. Пазюк, В.М. Теория и практика сушки Получение антиоксидантных порошков заключается в комбинировании белковосодержащих и каротиносодержащих растительных материалов, исследования по сушке которых приведены в статье. Отримання антиоксидантних порошків полягає в комбінуванні білковомісних та каротиновмісних рослинних матеріалів, дослідження з сушіння яких наведені в статті. Production of antioxidant powders is combined protein and contain carotene-containing and of plant materials, research on drying of which is given to in article. 2012 Article Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков / Ю.Ф. Снежкин, Ж.А, Петрова В.М. Пазюк // Промышленная теплотехника. — 2012. — Т. 34, № 5. — С. 31-36. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60169 664.8.047.014 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Теория и практика сушки Теория и практика сушки
spellingShingle	Теория и практика сушки Теория и практика сушки Снежкин, Ю.Ф. Петрова, Ж.А. Пазюк, В.М. Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков Промышленная теплотехника
description	Получение антиоксидантных порошков заключается в комбинировании белковосодержащих и каротиносодержащих растительных материалов, исследования по сушке которых приведены в статье.
format	Article
author	Снежкин, Ю.Ф. Петрова, Ж.А. Пазюк, В.М.
author_facet	Снежкин, Ю.Ф. Петрова, Ж.А. Пазюк, В.М.
author_sort	Снежкин, Ю.Ф.
title	Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков
title_short	Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков
title_full	Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков
title_fullStr	Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков
title_full_unstemmed	Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков
title_sort	исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков
publisher	Інститут технічної теплофізики НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Теория и практика сушки
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60169
citation_txt	Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков / Ю.Ф. Снежкин, Ж.А, Петрова В.М. Пазюк // Промышленная теплотехника. — 2012. — Т. 34, № 5. — С. 31-36. — Бібліогр.: 8 назв. — рос.
series	Промышленная теплотехника
work_keys_str_mv	AT snežkinûf issledovaniâvliâniâparametrovsuškinakinetikuipolučeniekačestvennyhantioksidantnyhfunkcionalʹnyhporoškov AT petrovaža issledovaniâvliâniâparametrovsuškinakinetikuipolučeniekačestvennyhantioksidantnyhfunkcionalʹnyhporoškov AT pazûkvm issledovaniâvliâniâparametrovsuškinakinetikuipolučeniekačestvennyhantioksidantnyhfunkcionalʹnyhporoškov
first_indexed	2025-07-05T11:18:38Z
last_indexed	2025-07-05T11:18:38Z
_version_	1836805594226360320
fulltext	ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №5 31 d – влагосодержание воздуха, г/кг сух. возд.; N – максимальная скорость сушки, %/мин; t – температура сушильного агента, ºС; V – скорость сушильного агента, м/с; Wс – влагосодержание материала, %; δ – толщина слоя материала, мм; τ – продолжительность процесса сушки, с; с. в. – сухой воздух. Индексы: н – начальная. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ УДК 664.8.047.014 Снежкин Ю.Ф., Петрова Ж.А, Пазюк В.М. Институт технической теплофизики НАН Украины ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ СУШКИ НА КИНЕТИКУ И ПОЛУЧЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ, АНТИОКСИДАНТНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОРОШКОВ Получение антиоксидантных порошков заключается в комбини- ровании белковосодержащих и ка- ротиносодержащих растительных материалов, исследования по сушке которых приведены в статье. Отримання антиоксидантних порошків полягає в комбінуванні білковомісних та каротиновмісних рослинних матеріалів, дослідження з сушіння яких наведені в статті. Production of antioxidant powders is combined protein and contain caro- tene-containing and of plant materials, research on drying of which is given to in article. С общим ускорением темпов жизни, ос- новными факторами, которые стимулируют появление новых пищевых продуктов, есть стремление людей к здоровому способу жиз- ни, который включает и рациональное пита- ние. Функциональные пищевые продукты удовлетворяют эти потребности. Производство функциональных пищевых продуктов состоит в том, чтобы максимально полезно комбинировать функциональные ин- гредиенты в одном продукте. Поэтому и про- изводство функциональных пищевых продук- тов нельзя вести независимо от первичной (просто пищевой) и вторичной (сенсорной или познавательной) функции пищевых продук- тов [1]. Концентрация необходимых полезных ве- ществ в одном продукте способна обогатить пищевой рацион человека или воздействовать на его здоровье. По заключениям медиков, уве- личение потребления пищевых антиоксидан- тов, таких как витамин Е, С, β-каротин и селен снижает развитие таких двух опасных заболе- ваний как сердечно-сосудистые и онко-забо- левания. Активными компонентами овощей и фруктов являются антиоксиданты [2]. Потенциальным сырьём для производства антиоксидантных функциональных продуктов могут быть такие растительное сырьё как мор- ковь, бобовые, зерновая крупа. Каротиноиды лучше усваиваются организмом в высушенном виде, поэтому для производства антиоксидант- ных продуктов в данном случае использовали сушку растительных материалов. Провитамин β-каротин превращается в ор- ганизме человека в витамин А в присутствии белков и жиров, поэтому важно создать такой продукт, в котором были бы соединены все эти вещества. Таким требованиям отвечают комбинированные продукты в состав которых входят белки, жиры и каротиноиды, которые относятся к антиоксидантным продуктам. Процессом, который обеспечивает стой- кость и продолжительность хранения пище- вых продуктов и способствует замедлению роста микроорганизмов, является сушка. Современные технологии сушки базиру- ются на максимально возможной сохраннос- ти основных ингредиентов исходного расти- тельного сырья. Антиоксидантное сырьё, как объект суш- ки, очень сложное по своей структуре, физи- ко-химическому и биохимическому составу. Поэтому эффективный режим обезвоживания ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №532 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ определяется температурой, максимально-до- пустимой для данного материала, и минималь- ной продолжительностью сушки. Гранично- допустимая температура сушки антиоксидант- ной смеси определяется свойствами белков и каротиноидов, биологическая ценность кото- рых снижается во время интенсивной тепло- вой обработки [3]. Для сушки функциональных пищевых про- дуктов было взято антиоксидатное раститель- ное сырье на основе моркови и белкового сырья и составлены следующие композиции: овсяно-морковный, селерно-морковный, горо- хово-морковный и фасолево-морковный в про- порциях 1:2 на сырой вес. У моркови, овсянки и бобовых различная начальная влажность, что в свою очередь влияет на содержание ка- ротиноидов и длительности процесса сушки в сторону увеличения при существенном пре- обладании моркови в смеси. Соотношение компонентов моркови и белково- и овсяносо- держащих смесей в пропорции 1:2 является оптимальным с точки зрения входящих в них полезных составляющих и технологичности процесса. Сушка антиоксидантного растительного сырья производилось на конвективной сушил- ке с регистрацией температуры сушильного агента, изменением массы образца и энерге- тических затрат на сушку. Кинетику процесса сушки антиоксидант- ного растительного сырья проводили при температуре сушильного агента 70, 100 ºС и ступенчатого режима 100/70 ºС. Сушку рас- тительных продуктов проводили в слое 10 мм с начальным влагосодержанием смеси 270 %, скорость воздуха в сушильной камере состав- ляла 1,5 м/с. Ранее нами проводились исследования по сушке каротиносодержащегося сырья моркови и тыквы. Оптимальной температурой сушки моркови является 70 ºС и ступенчатый режим 100/70 ºС. Поэтому для антиоксидантного сы- рья, основу которого составляет морковь вы- бираем аналогичные режимы сушки. Антиоксидантное сырьё на основе овса, го- роха и фасоли содержит от 20 до 32 % белка, в процессе переработки такого сырья происхо- дит неферментативный браунинг. Реакция меж- ду свободными аминогруппами, белками, пеп- тидами и карбонильными группами свобод- ного сахара называется реакцией Майлярда. Реакция Майлярда является основной реак- цией, которая отвечает за качество белков, т.е. приводит к уменьшению усвояемости белков и аминокислот [4,5]. Во время продолжительного влияния тем- пературы на макромолекулу белка происхо- дит его денатурация и взаимосвязь сахаров с аминокислотами. Промежуточный этап этой реакции характеризуется образованием азот- содержащих коричневых полимеров, извест- ных как меланоиды. Температурным порогом, после которого происходит неферматативный браунинг, есть температура материала 70 ºС. Поэтому сушку антиоксидантного сырья про- водили при температуре, которая максималь- но сохраняет белки и каротиноиды. Результаты экспериментальных исследова- ний сушки антиоксидантного сырья от влия- ния температуры сушильного агента пред- ставлены на рис. 1. Кривые скорости сушки показывают, что с увеличением температуры сушильного агента интенсивность процесса увеличивается. Про- должительность сушки антиоксидантных ма- териалов при температуре 100 ºС уменьшает- ся на 67 % по сравнению с продолжительно- стью процесса при температуре 70 ºС. Также был предложен ступенчатый режим сушки, при котором температура сушильного агента изменяется в процессе. В начале суш- ки температура сушильного агента 100 ºС, через 30 мин. После сушки температуру по- нижают до 70 ºС и поддерживают на таком уровне до конца процесса. Ступенчатый ре- жим сушки позволяет сократить продолжи- тельность сушки, в сравнении с температурой 70 ºС, на 37,5 %. Кривые скорости сушки антиоксидатного сырья показывали, что в начале процесса при- сутствует период постоянной скорости сушки на протяжении 30 мин. (рис. 1, б), а потом ско- рость сушки снижается. Так скорость сушки ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №5 33 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ при температуре сушильного агента 100 ºС и в ступенчатом режиме в первом периоде суш- ки по сравнению с температурой 70 ºС уве- личивается в 1,8 раза. Ступенчатый режим сушки, как видно из кривых сушки (рис. 1), протекает медленнее чем при температуре 100 ºС на 25 %, однако а) б) Рис. 1. Кривые сушки та скорости сушки антиоксидантной смеси на конвективной сушилке лоткового типа при температуре сушильного агента: 1 – 70 ºС, 2 – 100/70 ºС, 3 – 100 ºС при Wн с = 270 %; V = 1,5 м/с; δ = 10 мм; d = 10 г/кг с. в. Рис. 2. Удельные затраты тепла в зависимости от режима сушки: 1 – 70 ºС, 2 – 100/70 ºС, 3 – 100 ºС при Wн с = 270 %; V = 1,5 м/с; d = 10 г/кг с. в. удельные затраты меньше на 21 % и на 29 %, чем при режиме 70 ºС (рис. 2). Уменьшение удельных затрат в ступенча- том режиме объясняется тем, что энергия мак- симально используется на испарение влаги из материала и минимально – на нагрев мате- риала. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №534 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ Определение длительности процесса суш- ки проводились по методам обобщенных кри- вых сушки, разработанных В.В. Красниковым и В.А. Даниловым [6]. По методу Красникова В.В. определилась длительность при режимах сушки 70 ºС и 100 ºС. Метод, основанный на определении максимальной скорости сушки, построен в системе координатах Wc – (Nмах·τ) и трансфор- мируется в одну обобщенную кривую сушки антиоксидантной смеси (рис. 3, а). в) Рис. 3. Обобщенная кривая сушки антиоксидантной смеси в системах координат Wc – (N·τ)(а) и Wс – (τ/τд) (б) и обобщенная крива скорости сушки в полулогарифмической системе координат lg N* – Wс (в). Продолжительность процесса сушки для режимов сушки 70 ºС и 100 ºС определяется по обобщенной кривой сушки. Для этого, найдено с обобщенной кривой сушки (рис. 3, а) по за- данной величине W величину Ν·τ и делением его на максимальную скорость сушки, которая соответствует необходимому режиму сушки, необходимое время обезвоживания: τд = N·τ/N = 487,8/N. (1) а) б) ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №5 35 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ Рис. 4. Потери каротиноидов в зависимости от температуры сушильного агента при сушки следующих растительных смесей: 1 – овсяно-морковный; 2 – селедерейно-морковный; 3 – фасолево-морковный; 4 – горохово-морковный. Для получения обобщенной кривой для ре- жимов сушки 70 ºС и 100 ºС и ступенчатого ре- жима сушки 100/70 ºС, длительность процесса определялась по методу, предложенному В.А. Даниловым. На рис. 3, б изображена обобщен- ная кривая сушки антиоксидантной смеси в системе координат Wс – (τ/τд). Обобщенные кривая сушки в режимах сушки 70 и 100 ºС хорошо совпадают, а при ступенчатом режиме 100/70 ºС вначале сушки есть небольшое от- клонение. Используя обобщенную кривую кинетики сушки антиоксидантной смеси в системе ко- ординат Wс – (τ/τд), необходимо знать одно значение Wс и соответственное время τ. Тог- да с обобщенной кривой скорости сушки для этого Wс находим отношение (τ/τд)w, по кото- рому определяем продолжительность сушки τд по формуле: τд = τ/(τ/τд)w. (2) Графическое дифференцирование обоб- щенной кривой кинетики сушки антиокси- дантной смеси (рис. 3, б), позволило получить обобщенную кривую скорости сушки в лога- рифмических координатах от влагосодержа- ния материала (рис. 3, в). На кривой скорос- ти сушки отчётливо видно участок постоян- ной скорости сушки и участок падающей скорости сушки, состоящей из 3-х частей вто- рого периода, отмеченные критическими точ- ками К1, К2, К3. Выбор режима сушки антиоксидантно- го растительного сырья зависит не только от удельных затрат на сушку, но и от качествен- ных характеристик, что определяется зависи- мостью сохранности каротиноидов от режимов сушки (рис. 4). Повышение температуры сушильного аген- та до 100 ºС ведёт к увеличению температуры материала, что приводит к увеличению потерь каротиноидов (визуально видно, что на по- верхности смеси образуется коричневатый от- тенок). Это характерный признак образования меланоидов, что свидетельствует о плохом качестве продукта. Наибольшие потери в сме- си овсяно-морковной 71 %, смеси сельдерей- но-морковной и фасолево-морковной 67 %, а в горохово-морковной – 40 %. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2012, т. 34, №536 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ Наилучшие результаты сохранения каро- тиноидов после сушки, для антиоксидатного растительного сырья, получены при тепловом режиме 70 ºС и ступенчатом режиме 100/70 ºС при этом потери составляют всего 7…13 % (от- тенок смеси после сушки существенно не от- личается от исходной). Как видно из проведенных исследований по сушке каротиносодержащего сырья на ос- нове моркови, жиро- и белковосодержащих бобов и овсянки, потери каротиноидов состав- ляют 7…10 % при режиме 70 ºС и 9 …13 % при ступенчатом режиме 100/70 ºС. Известно, что каротиноиды – термолабиль- ные вещества, они легко разрушаются под действием температуры, воздуха и света [7]. Каротиноиды, как ненасыщенные углеводоро- ды с достаточно длинной цепью коньюгиро- ванных двойных связей, самоокисляются на воздухе и свете, легко расщепляются под дей- ствием различных окислительных агентов [7]. Процесс действия ферментов уменьшается за счёт гигротермической обработки матери- ала [8]. После предварительной гигротерми- ческой обработки каротиносодержащего сы- рья проводят сушку с оптимизацией процесса за счёт использования ступенчатых режимов. В результате чего происходит сохранение ка- ротиноидов на 87…90 %, сокращается про- должительность сушки на 37,5 % и энергети- ческие затраты на 21…29 %. Выводы 1. Сушка антиоксидантного сырья по сту- пенчатому режиму 100/70 ºС позволяет сокра- тить продолжительность процесса по сравне- нием с температурой 70 ºС на 37,5 %, сохранив высокое содержание каротиноидов. 2. Ступенчатый режим сушки 100/70 ºС протекает медленнее чем при температуре 100 ºС на 25 %, однако удельные затраты энергии меньше на 21 % и на 29 % меньше, чем при режиме 70 ºС. 3. При сушке каротиносодержащего сырья на основе моркови, жиро- и белковосодержа- щих бобов и овсянки, потери каротиноидов составили 7…10 % при режиме 70 ºС и 9… 13 % при ступенчатом режиме 100/70 ºС. 4. Рекомендован ступенчатый режим суш- ки антиоксидантной смеси 100/70 ºС. Этот режим позволяет уменьшить удельные затра- ты на сушку и сохраняет высокое содержание каротиноидов. ЛИТЕРАТУРА 1. Scala J. Making the Vitamin connection, the Food Supplement Story. – NY: Harper and Row, 1985. 2. Gatenby S, Hunt P, Rayner V. The National Food Guide: development of the dieteticcriteria and nutritional characteristics. J Hum Nutr Dietet 1995; 8: p.p. 323 – 334. 3. Снєжкін Ю.Ф. Теплообмінні процеси під час одержання каротиновмісних порошків / Ю.Ф. Снєжкін, Ж.О. Петрова – К.: Академ- періодика, 162 с. 4. Marshall MR, Kim J, Wei C-I. 2000. Enzyma- tic browning in Fruits, Vegetables and Seafoods. http:// www.fao.org/waicent/faoinfo/agricult/ags/ Agsi/ENZYMEFI 5. Fennema O.R. 1976. In: OR Fennema, editor, Principles of Food Science. New York, Marcel Dekker. 6. Данилов В.А. Высокоинтенсивная кон- векционная сушка бумаги и картона / В.А. Данилов, В.В. Красников – М.: Колос, 1970. – 432 с. 7. Лобов В.П., Петров И.А. Хромопласты.- К.: Наукова думка, 1987. –125 с. 8. Снєжкін Ю.Ф., Михайлик Т.О., Хавін О.О., Петрова Ж.О. Вплив гігротермічної обробки на зміну харчових та споживчих властивостей соєво-овочевих концентратів// Наукові праці Укр. держ. університету харчових технологій за матеріалами V11 Міжнародної конференції “Пріоритетні напрями впровадження в харчо- ву промисловість сучасних технологій, облад- нання та нових видів продуктів оздоровчого та спеціального призначення” № 1 – Київ, 2001. С. 66 – 67. Получено 18.06.2012 г.

Исследования влияния параметров сушки на кинетику и получение качественных, антиоксидантных функциональных порошков

Institution

Ähnliche Einträge