Пищевые системы. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Рациональные параметры ультразвуковой экстракции биоактивных веществ из зверобоя
Статья научная
Проведено исследование по определению рациональных параметров ультразвуковой экстракции биологически активных веществ (БАВ) из зверобоя (Hypericum perforatum L.). В качестве варьируемых факторов выбраны: температура экстрагента (Х1), гидромодуль (Х2) и время экспозиции (Х3). Для проведения эксперимента применены центральное композиционное ротатабельное униформпланирование и полный факторный эксперимент, включающий 20 опытов. Полученные экспериментальные данные обработаны с использованием математических методов, в результате чего построены нелинейные регрессионные модели второго порядка, описывающие выход сухих веществ (Y1) и антиоксидантную активность (Y2). Проведён анализ степени влияния каждого фактора на критерии оценки. Установлено, что наибольшее влияние на оба критерия оказывает температура экстрагента, наименьшее — время экстрагирования. Оптимальные диапазоны варьирования факторов составили: Х1 = 47–50,8 °C, Х2 = 1:19,8–1:21 г/см³, Х3 = 14,7–21,6 мин. В этих условиях обеспечивается выход Y1 = 49,362–50,5 г/кг и антиоксидантная активность Y2 = 387,89–410,50 мг/дм³. Разработана конструкция прямоточного экстрактора, позволяющего реализовать непрерывный процесс экстракции с ультразвуковым воздействием. Применение данного оборудования обеспечивает повышение эффективности извлечения БАВ, сокращение времени экстрагирования, снижение расхода экстрагента и сохранение ценных свойств экстракта. Полученные результаты могут быть использованы для масштабирования процесса и внедрения в технологии производства фитопрепаратов и функциональных пищевых продуктов на основе зверобоя.
Бесплатно
Ресурсы современных рыбохозяйственных комплексов: разновидности и объёмы производства
Статья научная
Статья посвящена комплексному анализу состояния и перспектив развития мировых рыбохозяйственных комплексов с акцентом на производственные ресурсы, ассортимент продукции и её роль в здоровом питании. Исследование базируется на обзоре современных источников, включая данные Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО). Авторы констатирует, что в условиях глобализации рыбного хозяйства и стагнации объёмов промыслового вылова в Мировом океане ключевую роль в удовлетворении растущего мирового спроса играет аквакультура. Особенно динамично этот сектор развивается в азиатском регионе, на который приходится около 90% объёмов выращивания. В статье подчёркивается, что дальнейший рост производства возможен именно за счёт интенсификации аквакультуры, включая пресноводную, и внедрения новых технологий. Центральное место в работе занимает детальный анализ пищевой и биологической ценности рыбного сырья. На основе представленных табличных данных по химическому составу различных видов рыб (горбуша, треска, карп, сельдь и др.) автор убедительно доказывает, что рыба является незаменимым источником высококачественного, легкоусваиваемого белка, полиненасыщенных жирных кислот (Омега-3 и Омега-6), широкого спектра витаминов (A, D, E, группы B) и эссенциальных микроэлементов (йод, селен, фосфор). Особо отмечена польза морских видов для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний и поддержания когнитивных функций. В статье также рассматриваются современные тенденции потребительского спроса, ориентированного на здоровое питание, что стимулирует обновление и расширение ассортимента рыбных продуктов, в том числе функционального и специализированного назначения. Делается вывод о том, что устойчивое развитие рыбохозяйственных комплексов, основанное на экосистемном подходе и рациональном использовании ресурсов, имеет критическое значение не только для экономического роста многих стран, но и для глобальной продовольственной безопасности и здоровья населения.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе приведены результаты оценки органолептических характеристик рыбной кулинарной продукции из филе гибрида африканского клариевого сома Clarias gariepinus экспертами и неподготовленными испытателями. Была разработана и апробирована пятибалльная шкала органолептической оценки качества кулинарных изделий из гибрида африканского сома. На основании полученных результатов квалиметрической оценки установлено, что комплексный показатель качества рыбной кулинарной продукции из африканского сома находится на высоком уровне и составляет по мнению экспертной группы 4,85 для изделий из мороженного сырья и 4,77 для продукции из замороженных полуфабрикатов в соответствии с пятибалльной шкалой. По результатам дегустационного анализа неподготовленными испытателями, установлено, что качество исследуемой продукции из мороженного сырья во всех возрастных группах (20-34, 35-55, 56+ лет) характеризовалось как «отличное» при Q=4,35-4,80, замороженных полуфабрикатов 4,63-4,69. По данным корреляционного анализа можно сделать вывод о взаимосвязи между интегральной оценкой и показателями «текстура» (r=0,73) и «сочность» (r=0,73), в изделиях из мороженного сырья, что свидетельствует об их определяющей роли в формировании потребительских предпочтений продукции, а для продукции из полуфабрикатов играют определяющую роль такие репрезентативные характеристики как «цвет продукта» (r=0,66) и «текстура» (r=0,53) и именно эти характеристики демонстрировали наиболее тесную связь с интегральной оценкой.
Бесплатно
Совершенствование технологии кисломолочного продукта «Питьевой творог»
Статья научная
«Питьевой творог» отличается от обычного творога более жидкой консистенцией, что делает его удобным для потребления. Продукт разрешен для питания детей дошкольного и школьного возраста. В настоящее время на предприятиях молочной отрасли выпускают небольшой объем кисломолочного продукта «Питьевой творог». Однако имеются перспективы для расширения данного сегмента продукции. Анализ литературных источников показал недостаточное количество работ по исследованию показателей качества кисломолочного продукта «Питьевой творог», новых разработок его рецептурно-компонентного состава, предложений по совершенствованию технологии. «Питьевой творог» вырабатывали с использованием мембранных технологий. В полученном продукте ежедневно определяли физико-химические показатели в течение 15 суток, органолептические и микробиологические (фоновые и на конец хранения). Выявлены «узкие места» в технологии кисломолочного продукта «Питьевой творог», влияющие на его консистенцию. Экспериментальным путем установлены следующие технологические операции, требующие корректировки для получения продукта с заданными свойствами: заквашивание смеси, гомогенизация продукта, охлаждение продукта перед фасовкой. Внесены предложения по совершенствованию технологии «Питьевого творога». Подобрана оптимальная заквасочная культура, при использовании которой, получен сгусток с наиболее подходящим соотношением физико-химических показателей и временем сквашивания, а произведенный кисломолочный продукт «Питьевой творог» имеет соответствующие требованиям показатели качества. Определена необходимость увеличения давления гомогенизации с 10±2 до 12±2 МПа при температуре 45-50 ºС и понижения температуры охлаждения готового питьевого творога с 10-15 до 6-8 ºС перед фасовкой. Указанные мероприятия привели к обеспечению стабильной структуры кисломолочного напитка «Питьевой творог» на протяжении всего срока хранения.
Бесплатно
Статья научная
Дефицит пектина на отечественном рынке и необходимость рационального использования вторичных сырьевых ресурсов обусловливают актуальность поиска новых источников этого полисахарида. Перспективным сырьём являются деалкоголизированные плодово-ягодные выжимки ликёроводочного производства, которые образуются после снятия спиртованных морсов и сохраняют до 5 % пектиновых веществ в пересчёте на абсолютно сухое вещество, поскольку пектин не растворим в спирте и остаётся в твёрдой фракции. Целью работы являлось совершенствование технологии получения и концентрирования пектинового экстракта из деалкоголизированных выжимок рябины с применением мембранных методов разделения. Разработан двухстадийный способ ферментативно-кислотного гидролиза-экстрагирования: на первой стадии измельчённые выжимки заливали водой при гидромодуле 1:15, вносили ферментный препарат Рапидаза Пресс из расчёта 40 ед/г пектина и выдерживали при 50 °C и pH 4,0–4,3 в течение 2 ч; на второй стадии экстракт подкисляли 10 %-ной соляной кислотой до pH 2,0 и выдерживали при 70 °C в течение 2 ч. Для концентрирования полученного экстракта проведён сравнительный анализ шести ультрафильтрационных мембран марок УПМ и УФМ с различной производительностью и селективностью по глобулину. По совокупности показателей — коэффициента концентрирования, потерь пектиновых веществ и стабильности процесса — наилучшие результаты обеспечивает мембрана УПМ-20: коэффициент концентрирования 2,93 при потерях не более 12 %. Полученный пектин относится к низкометоксилированным (степень этерификации 49 %) и характеризуется комплексообразующей способностью 157 мг Pb²⁺/г, полиуронидной составляющей 79 %, содержанием карбоксильных групп 9,66 %, ацетильных групп 1,05 % и pH 3,3. На основании экспериментальных данных предложена аппаратурно-технологическая схема, исключающая стадию осаждения пектина этанолом и заменяющая вакуум-выпаривание ультрафильтрационным концентрированием, что снижает энергозатраты и устраняет необходимость использования пожаровзрывоопасных органических растворителей.
Бесплатно
Специальное пиво с использованием экстракта из остовов шишек сосны сибирской (Pinus Sibirica)
Статья научная
Пиво, произведенное с добавлением нетрадиционного растительного сырья, характеризуется улучшенными органолептическими и физико-химическими показателями, а также повышенной биологической ценностью. Вторичные продукты переработки кедрового ореха, в частности остовы шишек Pinus sibirica (остающиеся после обрушения), являются богатым источником биологически активных веществ - фенольных соединений, дубильных веществ, терпеноидов и природных антиоксидантов. В статье представлен обзор современного состояния исследований по использованию кедрового ореха и продуктов его переработки в производстве алкогольных и безалкогольных напитков, включая патентованные рецептуры водок, бальзамов, ликеров и настоек. Особое внимание уделено обоснованию перспективности использования экстрактов из отходов переработки кедровой шишки (остовов и скорлупы) в пивоварении. Представлены результаты экспериментальных исследований по определению оптимальных параметров экстракции, кинетики накопления целевых компонентов и разработке производственных показателей для аналитического контроля. Показано, что экстракты из остовов шишек Pinus sibirica могут быть рекомендованы в качестве ароматической и биологически активной добавки при производстве специальных сортов пива.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлен анализ научной литературы, который свидетельствует о значительном потенциале различных видов муки и нетрадиционных источников как белковых пенообразователей для применения в пищевых системах. Наиболее перспективными с точки зрения пенообразования являются ржаная мука, аквафаба, мука из тыквенных семечек после микрофлюидизации и соевый изолят, которые проявляют высокую пенообразующую способность, причем ржаная мука и льняной белковый концентрат также формируют очень стабильные пены. Проведен сравнительный анализ пенообразующих свойств белковых компонентов, входящих в состав муки из традиционных зерновых (пшеница, рожь, кукуруза, овес, рис), бобовых (соя, горох, нут, чечевица), псевдозерновых (гречиха, амарант) культур, а также нетрадиционных источников белка (насекомые, пажитник, вторичные продукты переработки пшеницы). Рассмотрены молекулярные механизмы формирования и стабилизации пищевых пен, определяющая роль водорастворимых фракций (альбуминов) и влияние белково-полисахаридных комплексов. Систематизированы данные о воздействии технологических факторов (pH, температура, концентрация белка) и физико-химической модификации (ферментативный гидролиз, микрофлюидизация, радиочастотный нагрев) на пенообразующую способность и устойчивость пен. Установлено, что наибольший потенциал как эффективные пенообразователи имеют ржаная мука, аквафаба и соевый изолят, сочетающие высокую пенообразующую способность с хорошей стабильностью пен. Особое внимание уделено сравнительной характеристике поведения белков на границах раздела фаз «воздух-вода» и «масло-вода», а также перспективам использования комбинированных белковых систем и экстрактов (аквафабы) для создания продуктов с заданными реологическими свойствами и повышенной пищевой ценностью. Результаты обзора имеют практическое значение для использования в пищевых системах, в частности технологии хлебопечения.
Бесплатно
Тенденции в разработке пищевых добавок и биологически активных добавок к пище
Статья научная
Развитие пищевой промышленности в комплексе с изменением структуры питания и энергозатрат организма привело к созданию новых направлений. Так, для решения задач снижения потерь от социально значимых заболеваний может быть использовано персонализированное питание. В частности, в персонализированном питании могут применяться пищевые добавки (ПД) как обогатители пищевых продуктов, придающие им функциональные свойства. Биологически активные добавки (БАД) к пище могут рассматриваться как самостоятельные продукты, активизирующие определённые процессы в организме, обладая регуляторными свойствами. Статья посвящена перспективам в области создания ПД и БАД к пище для персонализированного питания. В исследовании применены теоретические методы исследований (мета-анализ) на основе PRISMA. Отбор научных достижений производился на платформе Google Scholar по поисковым запросам «омикс-подходы», «пищевые добавки», «перспективные технологии», «эффективность применения», «персонализированное питание» с временных охватом 5 лет с 2020 года по 2024 год. Выявлено, что исследования ведутся как в отношении влияния ПД и БАД к пище и их компонентов на фокус-группах (например, спортсменах), так и лабораторных животных. Отдельные исследования посвящены влиянию технологических этапов на эффективность биологической активности продукта. По существующим представлениям в схему этапов разработки ПД и БАД к пище могут быть включены: выбор целевой патологии; целевой эффект разрабатываемого продукта; конкретизация выбранного эффекта; выбор нутрицевтика-кандидата; выбор наилучшей комбинации; проведение исследований по биодоступности; тестирование на животных; тестирование на людях для установления дозировки; определение срока годности. Омикс-подходы могут быть применены на этапе выбора целевой патологии (через ген-маркер), с которой будет работать разрабатываемая добавка. Омикс-подходы в целях реализации персонализированного питания могут изменить структуру разработки технологий добавок, использованы для доказательной базы эффективности и безопасности добавок, исключая тестирование на животных при выбранном профилактическом эффекте.
Бесплатно
Статья научная
В представленном материале освещается анализ тенденции развития интеллектуальной собственности в сфере биотехнологий, в том числе пищевых технологий, и биоэкономики. Выявлены ключевые тенденции патентной активности и динамики объектов интеллектуальной собственности, что позволит понять эффективность научной деятельности университета и его вклад в развитие биоэкономики, решить проблему оценки эффективности научной деятельности университета через интеллектуальную собственность. Получены данные с 2020 по 2024 годы по всем объектам интеллектуальной собственности в сфере биотехнологий, пищевых технологий Дальневосточного федерального университета. Сформулированы следующие выводы: несмотря на спад в течение пятилетнего периода в динамике регистрации новых объектов интеллектуальной собственности, основу патентов составляют объекты интеллектуальной собственности в области пищевой технологии и биотехнологии, также растет количество свидетельств на ЭВМ и базы данных в области биоэкономики. Сделан вывод, действительно, существует, сопоставимая с общенациональной, тенденция к увеличению количества объектов интеллектуальной собственности в сфере биотехнологий и биоэкономики в университете, так, пищевые науки лидируют в общей доле зарегистрированных патентов, что возможно связано как со сложившейся культурой особого внимания к патентованию, но и также с развитием пищевых технологий и биотехнологии в университете и в стране в целом. Данная работа будет полезна исследователям, занимающимся вопросами инноваций и коммерциализации научных достижений, а также специалистам в области биотехнологий и пищевой промышленности.
Бесплатно
Теплонасосное энергоснабжение флюидной технологии получения сухих СО2-экстрактов из травы зверобоя
Статья научная
Производство высококачественной микробиологически чистой продукции является важной задачей для предприятий пищевой промышленности. Учитывая высокую микробиологическую загрязненность сырья (в основном муки), для производства хлебобулочных изделий, необходимо использовать комплексные технологии, а также продукты, обладающие антибактериальными или антибиотическими свойствами для предотвращения микробиологической порчи. Таким антибактериальным действием обладает трава зверобоя благодаря высокому содержанию веществ, обладающих бактерицидными свойствами (дубильные вещества, фитонциды, флавоноиды, эфирные масла) и антиоксидантов. Современные тенденции в развитии теории тепловых процессов подготовили условия для научного подхода к созданию промышленных энергосберегающих и экологически безопасных флюидных технологий получения сухих СО2-экстрактов из растительного сырья на основе теплонасосного теплоснабжения. Выбор рабочих циклов тепловых насосов, озонобезопасных рабочих тел, рациональных схем вовлечения теплонасосного оборудования в структуру технологического пота составляет значительный объем исследований в области альтернативной энергетики. Для эффективного замещения в системах теплоснабжения невозобновляемых источников энергии на теплоту возобновляемых и вторичных энергоресурсов предложена теплонасосная технология получения сухих СО2экстрактов из травы зверобоя, в которой рассматриваются два смежных процесса – флюидная СО2-экстракция и распылительная сушка, для реализации температурных режимов которых используется каскадный трехступенчатый тепловой насос. Определены органолептические и физико-химические показатели, а также химический состав сухого экстракта травы зверобоя, полученного по предлагаемой технологии, свидетельствующие о высоких антибактериальных свойствах.
Бесплатно
Статья научная
На сегодняшний день безусловный интерес представляет расширение ассортимента рыбопродукции за счет вовлечения в массовое производство новых видов сырья из пресноводных рыб, в частности из африканского клариевого сома Clarias gariepinus. Популярность данной рыбы в мировой аквакультуре обоснована низкой себестоимостью при выращивании, высокой скоростью роста и неприхотливостью ко многим факторам внешней среды. Цель данной работы – изучение технологических, химических, реологических и биологических качеств филе и фаршей из гибридных африканских сомов и родительских групп, выращенных в условиях УЗВ. Результаты работы показывают, что гибриды первого поколения клариевого сома (михайловская × таманская) достигли массы не менее 1450 г за 8 месяцев выращивания. Выявлено, что гибридные экземпляры превосходят родительские формы по ряду морфометрических показателей – абсолютной и промысловой длине, длине головы и длине тушки. Показано, что гибридные сомы демонстрируют улучшенные технологические показатели: выход тушки 51% (800 г) и филе с кожей 32,5% (500 г). Анализ химического состава филе и фаршей при различных условиях хранения показал, что в рыбе-сырце, охлажденной пробе и фарше гибридной группы уровень белка и жира составляет не менее 20 и 3,4%, михайловской 18,3 и 4,0%, таманской – 18,9 и 5,0%. По результатам исследования установлено, что гибриды C. gariepinus обладают улучшенными технологическими характеристиками, а получаемая рыбная продукция повышенными биологическими свойствами, что крайне перспективно для товарной аквакультуры.
Бесплатно
Умная упаковка: интеграция IoT и датчиков для контроля качества пищевых продуктов
Статья научная
В статье рассматриваются современные подходы к созданию и применению умной упаковки для пищевых продуктов, объединяющей сенсорные технологии и Интернет вещей (IoT). Отмечается, что традиционная упаковка обеспечивает лишь механическую защиту, а умная упаковка позволяет отслеживать фактическое состояние продукции на всех этапах производства и логистики. Приведены примеры сенсоров, используемых в таких решениях: газовые индикаторы (O₂, CO₂, NH₃, H₂S), температурные и влажностные датчики, RFID/NFC метки, а также беспроводные протоколы связи (BLE, LoRaWAN, NB-IoT). Отдельное внимание уделяется интеграции химических и биосенсоров, позволяющих фиксировать патогены и метаболиты разложения. Рассмотрены примеры промышленных решений (NFC-метки для контроля шпината, IoT-платформа Wiliot, QR-коды Sealed Air), а также перспективы применения наноматериалов и биоразлагаемых композитов. Обсуждаются вопросы безопасности, энергоэффективности, стандартизации и утилизации электроники в упаковке. Отмечается, что несмотря на высокую стоимость и сложность внедрения, умная упаковка обладает значительным потенциалом для повышения прозрачности цепочек поставок, продления сроков годности, сокращения пищевых отходов и усиления взаимодействия с потребителем. Перспективными направлениями развития являются внедрение энергонезависимых сенсоров, стандартизация обмена данными и интеграция с искусственным интеллектом и блокчейн-платформами.
Бесплатно
Управление сушильной установкой на основе эксергетического критерия и регрессионных методов
Статья научная
На сегодня вопросы энергосбережения являются актуальными. Сушка материалов в различных отраслях промышленности топливно-энергетического комплекса относится к числу энергоемких технологий. Обзор литературы показал, что предлагаемые мероприятия по повышению эффективности работы сушильных установок, в основном, носят технологический характер. Для усовершенствования работы сушильных установок предлагается подход, основанный на применении регрессионных методов и алгоритмов управления на их основе. Актуальным является применение эксергетического баланса. Так как расчет эксергетического баланса является сложным и трудоемким, то предлагается на его основе построить упрощенную модель. Для получения математического описания сушильной установки использованы модели, построенные на уравнениях баланса массы и эксергии. Приведена схема распылительной сушильной установки замкнутого типа. Составлена модель сушильной установки на основе эксергетического баланса. Получены результаты расчета эксергии топливного газа, термомеханической эксергии продуктов горения, а также эксергии на испарение влаги. Предложена методика, состоящая из последовательности шагов: расчет материального и теплового балансов, расчет эксергетического баланса, формирование обучающей выборки на основе балансовой модели, построение упрощенной регрессионной зависимости между входными и выходными параметрами, оптимизация с учетом ограничений на показатели качества, разработка алгоритмов управления сушильной установкой. Выбраны методы, необходимые для выполнения шагов методики. Для вывода регрессионной зависимости предложено применение ротатабельного центрального композиционного плана. Предложен критерий оптимизации - эксергетический КПД газовой топки и сушильной камеры. Получена регрессионная зависимость эксергетического КПД сушильной камеры от температуры сушильного агента на входе, влажности поступающей суспензии и расхода топливного газа. Значение коэффициента детерминации составляет 0,96, что свидетельствует об адекватности полученной модели исходным данным. Приведена структурная схема управления сушильной установкой с учетом выбранных управляющих и возмущающих параметров. Предложенная методика может применяться для определения оптимальных параметров управления сушильной установкой. Дальнейшие исследования могут быть направлены на детализацию и программную реализацию данной методики.
Бесплатно
Управление технологией получения полнорационных комбикормов с использованием биогаза
Статья научная
В работе представлено научно обоснованное решение для комплексной автоматизации производства полнорационных комбикормов, интегрированное с автономной биогазовой энергосистемой. Разработана функциональная архитектура и программно-логический алгоритм микропроцессорного управления, обеспечивающий непрерывную обработку многомерных технологических данных в режиме реального времени. Методологический подход опирается на синтез детерминированных моделей массо- и теплопереноса с экспериментальными характеристиками распределённых контуров регулирования. Интеграция абсорбционного теплового насоса в технологию позволила оптимизировать генерацию и каскадное распределение высоко- и низкопотенциальных энергоносителей, что обеспечило поддержание строго заданных термодинамических режимов на критических стадиях: анаэробной ферментации субстратов, влаготепловой обработке, инфракрасной микронизации зерна, а также конвективной сушке и принудительном охлаждении кормовой смеси. Управляющий контур функционирует на принципах адаптивно-предиктивного регулирования, базируясь на непрерывном мониторинге ключевых физико-химических индикаторов с автоматической коррекцией исполнительных приводов. Вычислительное ядро системы оперирует интеративными методами решения дифференциальных уравнений нестационарного теплообмена, что позволяет в реальном времени компенсировать стохастические флуктуации физико-химического состава сырья и нивелировать кумулятивное накопление погрешностей измерений. Архитектура распределённого датчикового поля обеспечивает многоуровневую верификацию входных сигналов, трансформируя традиционную линейную энергетическую схему в высокоинтегрированную регенеративную сеть замкнутого цикла с минимизированными эксергетическими потерями. Многоуровневая очистка биогаза, включающая криогенное осушение, водную абсорбцию и каталитическую десульфуризацию, сопряжённая с рекуперативными теплообменными циклами, существенно повысила эксергетическую эффективность линии. Дополнительно реализован механизм многофакторной оптимизации, учитывающий нелинейные взаимосвязи между кинетикой метаногенеза и гидродинамикой реакторного пространства. Внедрение цифровых двойников контуров терморегулирования позволило минимизировать инерционность отклика системы на возмущающие воздействия, повысив устойчивость технологических переходных процессов. Данный подход обеспечивает синергетическое согласование энергетических потоков. Программная логика реализует предиктивную стабилизацию биокинетических параметров с учётом сезонной динамики влажности сырья, минимизируя ингибирующее влияние кислотных метаболитов на микробиоценоз. Внедрение системы гарантирует стабильный выход стандартизированного биотоплива, соответствие продукции зоотехническим регламентам, сужение технологического рассеяния показателей качества на 0,1–0,5 % и снижение удельных энергозатрат на 7–10 %, формируя теоретико-прикладную основу для замкнутого ресурсосберегающего кормопроизводства.
Бесплатно
Формирование математической модели процесса сушки яблок
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы совершенствования процесса сушки яблок как одного из наиболее распространённых способов консервирования плодоовощного сырья, обеспечивающего сохранение пищевой ценности продукта, расширение сроков хранения и удобство транспортировки. Обоснована актуальность применения электрофизических методов нагрева - сверхвысокочастотного (СВЧ), инфракрасного (ИК) и конвективного, а также их комбинаций - в сравнении с традиционными способами сушки. Приведён обзор работ отечественных и зарубежных учёных в области тепло- и массообмена и электрофизической обработки растительного сырья. Цель работы - оптимизация процесса сушки яблок с минимизацией энергозатрат и максимизацией качественных показателей готового продукта. Для достижения поставленной цели предложены конструктивные проектные решения и оптимальное аппаратурное оформление процесса, разработан план эксперимента в виде матрицы из шести базовых факторов на четырёх уровнях варьирования: расстояние от объекта до излучателей, толщина образца, начальная температура камеры и образца, начальная масса сырья и продолжительность сушки. В качестве функций оптимизации приняты продолжительность сушки, удельные энергозатраты, органолептическая оценка по пятибалльной шкале и потери массы продукта. Экспериментальные исследования проведены на лабораторной многофункциональной печи рабочим объёмом 24 л с фиксацией изменения массы образца в режиме реального времени. Математическая обработка результатов выполнена методом наименьших квадратов с проверкой адекватности по критерию значимости при 5%-ном уровне и построением обобщённой мультипликативной зависимости по формуле М.М. Протодьяконова. Установлено, что комбинированные режимы тепловой обработки обеспечивают наилучшее соотношение энергозатрат, продолжительности процесса и качественных показателей готовой продукции, соответствующих требованиям ГОСТ 32896-2014. Предложенное аппаратурное оформление и выявленные оптимальные режимы способствуют повышению производительности при одновременной загрузке сырья и получении качественного продукта.
Бесплатно
Формование хлебопекарных дрожжей: исследование реологических характеристик и кинетика процесса
Статья научная
В работе представлено исследование процесса формования хлебопекарных дрожжей на промышленном автомате. Изучены реологические свойства прессованных дрожжей и кинетика их формования. Установлено, что дрожжи относятся к вязким неньютоновским материалам. Их эффективная вязкость значительно снижается с повышением влажности и температуры продукта, а также с ростом скорости сдвига. Полученные зависимости аппроксимированы степенной функцией. Анализ кинетики процесса выявил характерное распределение давления по рабочим зонам автомата: от атмосферного в зоне загрузки до максимального в зоне прессования с последующим снижением. Повышение начальной температуры дрожжей приводит к увеличению давления в системе из-за роста вязкого трения. Температура продукта возрастает по ходу формования, достигая максимума в конечных зонах вследствие перехода механической энергии в теплоту, при этом система не возвращается к исходному температурному состоянию. Основной вывод заключается в том, что для обеспечения стабильного качества дрожжей и снижения энергозатрат необходимо организовать отвод тепла непосредственно в процессе формования, например, путем охлаждения рабочей камеры. Полученные результаты реологических характеристик и кинетики процесса представляют практическую ценность для оптимизации режимов работы, проектирования формовочного оборудования и разработки систем автоматизации данного технологического этапа.
Бесплатно
Характеристика аутоиммунной активности супернатантов томатов
Статья научная
Профилины, содержащиеся в томатах, являются одним из наиболее распространённых аллергенов. Эти вещества были идентифицированы как паналлергены, способные вызывать аллергические реакции в ответ на поступление в организм различных пищевых продуктов и пыльцы растений. Сенсибилизация к профилину наблюдается примерно у 20% пациентов с аллергией на пыльцу. IgE, специфичный к профилинам пыльцы, вызывает перекрёстную реакцию с профилинами фруктов и овощей. У пациентов с аллергией на томаты и множественной сенсибилизацией к другим источникам пищи и пыльце, IgE направлен на Lyc e1. Lyc e1 продемонстрировал аллергенную активность благодаря своей способности вызывать высвобождение медиаторов воспаления из базофилов человека invitro. Следовательно, вероятно, что Lyc e1 вносит существенный вклад в развитие клинических симптомов у пациентов с аллергией на томаты. В рамках исследования было изучено раздражающее и аллергическое действие супернатантов. Исследования показали, что супернатанты обладают умеренным раздражающим эффектом на слизистые оболочки глаз в течение первых 2 суток. Два высокочувствительных теста для определения аллергизирующей активности — «гистаминовый шок» и реакция дегрануляции тучных клеток — показали, что при парентеральном введении все образцы не потенцируют влияние гистамина и не вызывают дегрануляции тучных клеток подопытных животных, выходящие за пределы установленных норм. Отсутствие выраженного раздражающего действия и аутоиммунной активности у супернатантов позволяет использовать их в качестве компонента безалкогольных напитков, в том числе специального назначения.
Бесплатно
Статья научная
Плоды хурмы являются одними из наиболее широко культивируемых плодовых культур во всем мире, они широко распространены в странах Азии и Европы, и их производство растет вместе со спросом потребителей, в том числе и в России. Хурма является хорошим источником питательных веществ и биоактивных соединений, особенно пищевых волокон, каротиноидов и фенольных соединений, среди других биоактивных фитохимических веществ. Хурма относится к фруктам, имеющих не только ограниченный срок хранения, но и значительные потери при сборе урожая, т. е. это сезонный скоропортящийся фрукт, который трудно хранить и транспортировать, вследствие чего почти пятая часть от всех выращенных плодов просто выбрасывается. В настоящее время наблюдается рост валоризации не пригодных к продаже и хранению плодов хурмы для создания возможностей их комплексной переработки и полноценного использования в различных отраслях пищевой промышленности. В данной статье рассматривается возможность потенциального использования сухого порошка из плодов хурмы, прошедших этап экстракционной обработки, при производстве цельнозерновых макарон из полбы для их обогащения пищевыми волокнами. Общеизвестно, что макаронные изделия считаются хорошими носителями биологически активных веществ, в связи с чем и была поставлена цель данного исследования, которая заключалась в совершенствовании технологии цельнозерновых макаронных изделий, имеющих повышенное содержание пищевых волокон вследствие использования в их рецептуре порошка из хурмы. Для достижения поставленной цели были проведены экспериментальные исследования как сушки полученного рафината из плодов хурмы, так и определения рациональной доли внесения полученного порошка в состав макаронного теста. Результат исследования подтвердил целесообразность использования сухого порошка из плодов хурмы в производстве цельнозерновых макарон из полбы, в том числе и за счет проведенного органолептического анализа полученных макаронных изделий как в исходном, так и отварном видах.
Бесплатно
Экспериментальное исследование диэлектрических свойств печени сома как объекта микроволновой сушки
Статья научная
Рыбные субпродукты являются потенциальным источником ценных веществ с важными функциональными свойствами. В настоящее время повышение ценности рыбных субпродуктов является обязательным условием для получения чистых и безотходных продуктов рыбоперерабатывающей промышленности. Печень рыб как сырьё вторичной переработки содержит комплекс низкомолекулярных соединений и ферментов, которые служат основой для дорогих и дефицитных биологически активных премиксов и субстанций высокой очистки. Объектом изучения является печень сома обыкновенного, при этом исследованию подвергалась сырая и высушенная печень при воздействии микроволнового излучения. Экспериментальные исследования по определению диэлектрической проницаемости и ее мнимой части через величину тангенса угла диссипации для образцов исходной сырой печени с влажностью 68% и конечного высушенного продукта с влажностью 5% проводили с применением метода резонаторных возмущений на частоте 2,450 ГГц в температурном диапазоне от 60 до 100 °С. Для исследуемой печени диэлектрическая проницаемость и проводимость в значительной степени зависели от содержания в ней влаги, частоты микроволнового излучения, температуры, плотности и толщины слоя печени сома, которые варьировались при обезвоживании. Были получены графические закономерности варьирования определению диэлектрической проницаемости и ее мнимой части в зависимости от влажности и температуры печени сома и определено, что с увеличением влажности субпродукта при всех температурах увеличивается и диэлектрическая проницаемость. Диэлектрические потери также увеличиваются с увеличением влажности во всем его диапазоне. Получены математические зависимости мнимой части диэлектрической проницаемости от влажности в диапазоне от 0,05 до 0,68 кг/кг, соответственно для температур в диапазоне от 60℃ до 100℃. Растущий интерес к переработке рыбного сырья с помощью микроволновых технологий обусловливает необходимость дальнейших исследований диэлектрических свойств различных пищевых продуктов.
Бесплатно
Эргономика и охрана труда в механизированном агропромышленном производстве
Статья научная
Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения безопасности и производительности труда в условиях специфических производственных рисков мясоперерабатывающих предприятий АПК. Задачи работы включали разработку комплекса мер на основе системного применения эргономических принципов и инструментов научной организации труда. В основу работы лег анализ специфических санитарно-гигиенических и психофизиологических условий труда в типичных производственных цехах. Применялись методы эргономического проектирования рабочих мест (анализ зон досягаемости), принципы пооперационного разделения труда и работа по времени такта. Использовался инструмент бережливого производства (система «5С»). Установлено, что ключевыми вредными факторами являются действие холода (температура до +12°C) и повышенная влажность (до 75%). Для работников, занятых в положении стоя, определены оптимальные зоны моторного поля для выполнения частых операций. Разработаны практические рекомендации, включающие подбор средств индивидуальной защиты (термобелье, водоотталкивающая спецодежда), обязательное использование подножных решеток на влажных участках, а также оптимизацию продолжительности операций (не менее 30 с) для снижения монотонности труда. Комплексное применение предложенных подходов научной организации труда и эргономики создает основу для разработки стандартов рабочих мест, оптимизации численности персонала и логистики сырья. Внедрение данных мер направлено на снижение производственного травматизма и профессиональной утомляемости, что ведет к повышению общей эффективности производства и соответствует задачам федерального проекта «Производительность труда».
Бесплатно
