Разработка технологии продуктов питания на основе нативных мясных и растительных компонентов методом термопластической экструзии

• Автор: Олейников, Владислав Владимирович
• Шифр специальности: 05.18.04, 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Теоретические аспекты экструзии пищевого сырья.

1.2. Использование различных видов мышечной ткани и

субпродуктов в производств экструдатов

1.3. Влияние технологических параметров на реологические

характеристики пластических материалов.

1.4. Заключение по состоянию вопроса. Цель и задачи работы .

к Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты и методы исследований.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Выбор и обоснование объектов исследований.
3.2. Выбор конфигурации профиля шнековых элементов
3.3. Исследование реологических характеристик опытной смеси
3.4. Математическое планирование экспериментов
3.5. Изучение формирования макро и микроструктуры
экструдатов
3.6. Определение физикохимических, структурномеханических, биохимических и микробиологических характеристик экструдатов
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников


Традиционно, в экструдерах по функциональному назначению модули подразделяются на следующие основные типы: транспортирующие, смешивающие, разогревающие. Транспортирующие модули позволяют передавать сырье из одной зоны в другую, а также обеспечивать сжатие и разрежение сырья. По мере транспортировки сырья шнеком происходит его перемешивание. Для повышения смешивающего эффекта на шнеке устанавливают специальные месильные, разминающие, гомогенизирующие элементы. Меняя профиль шнека, возможно получить новые комбинированные функции []. Через рабочие отверстия фильеры матрицы осуществляется формование и выход продукции под высоким давлением. Конфигурация рабочих отверстий фильер определяет форму пищевого продукта, которая может быть весьма разнообразна: палочки различной длины, шарики, колечки и пр. Конструкция фильеры определяет структуру экструдатов: пористая, волокнистая и однородная. Экструдаты волокнистой и однородной структуры получают используя охлаждаемые фильеры (отношение длины рабочего сечения к диаметру рабочего сечения фильеры: 0 » 1). В данных фильерах происходит постепенное охлаждение расплава биополимеров и понижение давления, что предотвращает "взрывное" испарение воды на выходе. На выходе расплава биополимеров происходит резкий сброс давления, происходит мгновенное (1,2*1 О*4 с) испарение влаги, аккумулированная продуктом энергия высвобождается со скоростью примерно равной скорости взрыва, что приводит к образованию пористой структуры и увеличению объема экструдата (вспучиванию). При этом, в результате "взрыва”, происходят глубокие преобразования структуры продукта: разрыв клеточных стенок и декструкция белков [5, 6, , , , , , , , , 8]. Технологические параметры экструзионного процесса зависят от состава обрабатываемого сырья, вида готового продукта, конструкторских особенностей экструдера. Так время нахождения сырья в экструдере колеблется от 5 до 0 с, частота вращения шнекового вала - в диапазоне 5 - с*1, давление материала от 2 до МПа, высшая точка температурного профиля достигает величины 3-3 К [2,7,,, , , ]. В зависимости от того, при каких температурах проводят процесс экструзии, различают следующие типы экструзионной технологии: холодная, варочная, термопластическая (табл. К факторам, влияющим на интенсивность термопластической экструзии, следует отнести: массовую долю влаги в материале, величину сил сдвига и растяжения, соотношение крахмал: белок в смеси биополимеров и т. Таблица 1. Существенную роль в процессе термопластической экструзии играет вода, хотя ее массовая доля в экструдируемом сырье по данным многих авторов не превышает % [, , , 0]. Массовая доля воды в экструдируемом сырье определят температуру его перехода в вязко-текучее состояние и оказывает влияние на формирование структуры экструдатов. В зоне питания экструдируемое сырье нагревается до температуры 3-3 К. При такой температуре и содержании воды до % биополимеры (крахмал, зерновое или бобовое растительное сырье, смеси крахмала с изолированными формами соевого белка и т. В зоне плавления, когда температура достигает 3-3 К, происходит денатурация нативных белков и разрушение полимерной структуры крахмалов. При этом кристаллические участки биополимеров, например амилозы и амилопектина в составе крахмала, плавятся, а аморфные переходят из неупорядоченного высокоэластического состояния в вязко-текучее. Это происходит за счет резкого повышения температуры и давления. При этом вода, из-за высокого давления, находится в жидком состоянии. В этом случае вода выполняет функции парообразователя при получении пористой структуры экструдатов []. Доказано, что расширение продукта на выходе из отверстий фильеры непосредственно является следствием физических свойств воды. Коэффициент расширения экструдатов, т. П,/Оф) будет максимальным, когда содержание воды в экструдируемом сырье на некоторую величину превышает степень гидратации биополимеров по сильным центрам связывания. Увеличение или уменьшение массовой доли воды в экструдируемом сырье приводит к уменьшению коэффициента расширения экструдатов и, соответственно, изменению их структуры.