АНАЛИЗ ЗНАЧЕНИЯ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА ПЕРЕД ДРОБЛЕНИЕМ И ИССЛЕДОВАНИЯ

АННОТАЦИЯ

В данной статье анализируются режим и методы гидротермической обработки (ГТО), а также исследования по подготовке зерна пшеницы к помолу на муку и фактор, влияющий на его качество. Также в исследованиях проанализировано улучшение физической способности разделения анатомических частей зерна пшеницы на отдельные продукты за счет использования активированной воды в ГТО при подготовке зерна пшеницы к помолу для повышения функциональных свойств готового продукта.

ABSTRACT

This article analyzes the mode and methods of hydrothermal treatment (HTP), as well as studies on the preparation of wheat grain for grinding into flour and the factor affecting its quality. The studies also analyzed the improvement in the physical ability to separate the anatomical parts of wheat grain into separate products through the use of activated water in the HTP when preparing wheat grain for grinding to increase the functional properties of the finished product.

This article provides information on changes in the content of anisidine, free gossypol and chlorophyll during storage of seeds of different varieties.

Ключевые слова: пшеничное зерно, мука, помол, взвешивание сортовой муки, гидротермическая обработка, вода, мельница и др.

Keywords: wheat grain, flour, grinding, flour weighing, hydrothermal treatment, water, mill and others.

Введение. Режим и способ гидротермической обработки (ГТО) является фактором, влияющим на выход муки и ее качество при подготовке зерна пшеницы к помолу. Это было подчеркнуто рядом ученых, проводивших исследования в этой области, и нашло отражение в результатах их научных изысканий. Основным участником любого режима и метода гидротермической обработки является вода [1,2,3].

Вода имеет свои особые физико-химические свойства - аномалии, которые определяют ее важные свойства для живых тканей. Недавние исследования свойств воды служат основой для понимания отдельных биологических процессов. [4, 5].

Новые данные о строении и свойствах воды позволяют предположить, что биологические процессы могут отражаться не только в молекулярных свойствах растворенных веществ, но и в молекулах растворителя-воды. Если отказаться от устаревшего подхода к чистоте и миграции воды в зерне без контакта с растворителем и биологической средой, насколько сложно обобщить данные о состоянии и месте воды в биологических системах и биологической ценности зерна и производные продукты [6].

Знания о строении и механизмах теплового движения молекул воды значительно расширились за последние 20-30 лет за счет использования флюидной радиографии, инфракрасной и Романовской спектроскопии, радиофизических исследований веществ, ядерного магнитного резонанса и расчетов холодных нейтронов.

В мукомольной промышленности, при производстве хлеба, макаронных и мучных кондитерских изделий влияние воды на технологические процессы изучено недостаточно. В цехе подготовки зерна мельницы вода используется как основной воздействующий фактор во всех методах гидротермической обработки.

Разница в структурно-механических свойствах эндосперма и шелухи зерна пшеницы, поступающего на мельницу, очень мала. Поэтому отделить их друг от друга очень сложно, а в результате обработки таких зерен резко снижается качество готового продукта. Гидротермическая обработка в основном направлена ​​на увеличение разницы свойств шелухи зерна и эндосперма. В то же время в мельницах процесс осуществляется таким образом, что снижается прочность эндосперма и повышается прочность оболочки. Чем быстрее это изменение, тем больше будет переработано зерна и тем эффективнее будет сортовая мука. Степень изменения технологических свойств зерна определяется конкретными способами гидротермической обработки и спецификой взаимодействия зерна с водой [3].

Цель работы. Анализ научных исследований по гидротермической обработке и предварительной обработке зерна пшеницы.

Материалы и методы. Использовалась литература по отрасли переработки зерна и зернопродуктов, интернет-публикации, статистические данные и современные методы гидротермической обработки зерновых культур [7].

Результаты и обсуждение. Под руководством А.А.Мухандиса, М.В.Кочетова и исследователей П.Г.Демидова и И.Т.Мерколар с учетом химических и механических свойств зерна пшеницы изучали эффективность применения трех комбинированных способов подкормки ГТО. Первый способ заключается в использовании вакуума или ускоренного кондиционирования с использованием ультразвука при промывке и отделении шелухи зерна; второй способ заключается в воздействии звука и температуры на зерно во время промывки, а третий способ заключается в воздействии звука на зерно во время мытья.

Наиболее эффективными из этих способов являются те, которые повышают прочность шелухи зерна, обеспечивают максимальную устойчивость к механическому воздействию при помоле, способствуют ослаблению связей в пограничной зоне с алейроновым слоем эндосперма, в результате чего получается более качественная мука.

Установлено, что необходимо повышать прочность шелухи всех зерен пшеницы, но не следует снижать прочность эндосперма всех зерен пшеницы и приводить к пористой консистенции при кондиционировании, так как это не соответствует требованиям к крупности зерна. некоторых видов [6]. Например, макаронные изделия и крупы характеризуются небольшим количеством мягкой муки, а хлебопекарная мука – максимальной дисперсностью. Таким образом, технологическая задача кондиционирования зерна состоит не в искусственном парировании эндосперма, а в обеспечении прочности оболочки и максимальном ослаблении связей между оболочкой и периферическими слоями эндосперма.

Перед передачей зерна в измельчительно проводят дополнительное 0,3-0,5% увлажнение и пропаривание в течение 20-40 минут. Это повышает эластичность шелухи за счет увеличения влажности наружных оболочек зерна (плодовой и семенной шелухи, алейронового слоя), в результате чего шелуха плохо осыпается, образует крупные частицы и легко отделяется от зерен в сите.

На мельницах Узбекистана применяется холодное кондиционирование гидротермической обработки зерна, а завершающий технологический процесс ГТО на большинстве мельниц не осуществляется. В Узбекистане не проводились научные исследования технологической значимости этого технологического события.

По результатам исследований, проведенных С.Ю.Бузоверовым, В.И.Лобановым сделан вывод о том, что в процессе помола муки сорта перед I-помолом достигнуто улучшение процесса смачивания зерна пшеницы, улучшение его распаковать свойства. При этом изучалось распределение влаги в зерне в зависимости от способа смачивания и коэффициентов внутреннего трения зерна до и после смачивания. Было предложено оборудование для демпфирования шнека для обеспечения удержания влаги в оболочке во время предварительного измельчения [8].

Результаты исследования, проведенного Г.Н.Садовским и Г.И.Евдокимовой, показывают, что за счет уменьшения поверхностного натяжения воды удалось повысить коэффициент диффузии воды во влажных зернах и сократить время застоя. В частности, для исследований были проведены опыты на зерне пшеницы IV типа [1]. Стекловидность зерна пшеницы составила 50%, влажность – 12,4%. Результаты эксперимента представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Влияние выхода и качества муки на гидротермическую обработку зерна пшеницы в растворе уксусной кислоты различной концентрации

Из исследований можно сделать вывод, что, уменьшая поверхностное натяжение воды с помощью щелочи или кислоты, можно уменьшить время застоя воды в зерне за счет увеличения коэффициента диффузии.

При поэтапном осуществлении ГТО при подготовке зерна пшеницы к помолу муки воду вначале насыщают кислородом до содержания в ней 16-20 мг/л и изучают ее влияние на выход и качество [9]. Недостатком этого метода является сложность процесса.

Следующим способом подготовки зерна к помолу является промывка зерна, первичное увлажнение водой температуры 20-40°С, предварительное замачивание, повторное увлажнение и пропаривание, окончательное смачивание и замачивание в течение 20-40 минут до перехода на первый помол [10]. Недостатками этого способа являются отсутствие качественной муки и наличие в хлебобулочных изделиях различных патогенных микроорганизмов.

При подготовке зерна пшеницы к помолу на муку способ ГТО проводят в одну или две стадии в зависимости от исходной влажности зерна пшеницы, а также повторное пропаривание. Окончательное смачивание перед передачей на первый помол заключается в замачивании в 0,5–0,6 % растворе уксусной кислоты концентрацией 3–3,5 % и выдержке в течение 25–30 мин [11]. Недостатком этого способа является то, что высокая концентрация уксусной кислоты во вторичном сырье отрубей, извлекаемых при помоле муки, приводит к высокому содержанию кислоты при производстве комбикормовых или фармацевтических отрубей.

По мнению С.А. Подгорного и др., неадекватность систем автоматического контроля влажности перед первым обмолотом привела к следующим недостаткам: отсутствие равномерного пропаривания зерна пшеницы в бункерах, отсутствие контрольно-эксплуатационных средств контроля гидротермического состояния зерна. Установлено, что равномерная зыбкость зерна влияет не только на производительность молотильного оборудования, но и на выход, качество, а также на технологические и биохимические свойства муки [12,13].

На некоторых заводах Узбекистана технологические мероприятия, направленные на обеспечение прочности оболочки и максимальное ослабление связей между наружными слоями оболочки и эндоспермом, не осуществляются. Однако несостоятельность этой меры научно не обоснована.

Выводы. Не изучены аномальные свойства воды для улучшения процесса гидротермической обработки при подготовке зерна местной пшеницы к помолу муки. На мельницах Республики Узбекистан при помоле сортовой муки из местного зерна пшеницы перерабатывают в соответствии с «Правилами организации и проведения технологических процессов на мельницах». Однако правила, изложенные в данном руководстве, не обеспечивают научного обоснования режимов ГТО при подготовке местного зерна пшеницы IV типа к сортовому измельчению. Применение активированной воды при гидротермической обработке при подготовке местного зерна пшеницы к помолу муки и ее влияние на выход и качество муки не изучалось.

Влияние физико-химических и термодинамических показателей влажной зерновой воды на ее технологические свойства определяли из анализа результатов исследований практической значимости выбора режима гидротермической обработки.

Установлено, что влияние физико-химических свойств питьевых и подземных вод на выход и качество муки, используемой при подготовке зерна пшеницы к помолу муки на мельницах Республики Узбекистан не изучалось.

Улучшение физической способности разделения анатомических частей зерен пшеницы на отдельные продукты за счет использования активированной воды при гидротермической обработке при подготовке зерна пшеницы к помолу для улучшения функциональных свойств готового продукта.

Список литературы:

1. Садовский Г.Н., Евдокимова Г.И. Влияние способа кондиционирования зерна пшеницы на выход и качество муки // Пишевая технология. –Москва, 1991. -№1. -С-46.
2. Сушенкова О. А. Интенсификация гидротермичекой обработки при сортовом помоле пшеницы.: Автореф. дисс. на соск. уч. степ.канд. тех. наук. - Москва, МГУПП, 1986. – С-25.
3. Марценок. А. В. Интенсификация гидротермической обработкой на мельницах посредством вибрационного воздействия на зерно при холодном кондиционировании.: Автореф. дисс. на соск. уч. степ.канд. тех. наук. - Москва, МГУПП, 1992. – С-26.
4. Волохова Т. П. Повышение качества муки и хлеба с использованием акустико-кавитационно активированной воды.: Автореф. дисс. на соск. уч. степ.канд. тех. наук. - Москва, МГУПП, 2003. –С- 32.
5. Егоров Г.А. Управление технологическими свойствами зерна. ВГУ - Воронеж, 2000. – С -348.
6. Шишков Ю. И., Миронов В. А. Влияние энергоинформационного состояния клетки на жизнедеятельность биологических систем // Пиво и напитки. –Москва, 2008. -№ 5.-С- 20-24.
7. Казаков Е.Д. Методы определения качества зерна (Лабораторный практикум). Изд. 2-е, перераб. и доп.- М.: Колос, 1967. –С- 287.
8. Бузоверов С.Ю., Лобанов В.И. Повышение эффективности процесса увлажнения зерна перед помолом на спиральном шнеке // Переработка продукции сельского хозяйства. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. Алтайский край, - Барнаул, 2015. -№ 3 (125), -С-135-139.
9. Авторское свидетельство. № 1659097. «Способ подготовки зерна к помолу», МПК В02В 1/08. Опубл. –Москва, 1991. –С- 5.
10. Бутковский В.А., Мельников Е.М. Технология мукомольного крупяного и комбикормового производства. –Москва, Агропромиздат, 1989. -С – 464.
11. Авторское свидетельство. СССР №1655559. «Способ подготовки зерна пшеницы к сортовому помолу», МПК В02В 1/04, Опубл. –Москва, 1991. -С-7.
12. Подгорный С. А. Выбор оптимальной функциональной схемы управления процессами увлажнения и отволаживай зерна перед помолом / Ред. журн. «Известия вузов. Пищевая технология». - Краснодар, ил.-Деп. В ВИНИТИ 01.10.04, №1551-В2004. –С-6:
13. Асмаев М. П., Марков Ю. Ф., Подгорный С. А. Устройства дозирования воды как элемент системы автоматического контроля увлажнения зерна перед помолом // Пищевая технология, -Москва, 2005. -№1-2. –С- 101-102.