05.18.06 "Технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів"
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Науково-практичні основи раціональної технології очищення і захисту від псування рослинних жирів(2024) Демидова, Анастасія ОлександрівнаДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.06 «Технології жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів». Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2024. Дисертаційна робота присвячена вирішенню проблеми одержання олієжирової продукції підвищеної якості та безпеки за умови використання ресурсоощадних технологій. Ключовими технологічними рішеннями є низькотемпературне дезодорування, нові технології гідратування, оброблення соняшникових фосфатидних концентратів та дезодораційних дистилятів, одержання та використання натуральних антиоксидантів на базі рослин, вилучення продуктів окиснення з жирів та захист дезодорованих жирів від утворення ефірів 3-хлор-1,2-пропандіолу та гліцидолу. Метою дисертаційної роботи є теоретичне обґрунтування та розроблення на науковій основі технологій переробляння рослинних жирів та захисту їх від окисного псування шляхом застосування антиоксидантів та виведення продуктів окиснення. Об’єктом дослідження є процеси очищення рослинних жирів (гідратування, дезодорування), псування рослинних жирів (окиснення, утворення токсичних компонентів) та промислове переробляння жирів. Предметом дослідження є процеси гідратування, дезодорування, окиснення, утворення токсичних компонентів соняшникової, соєвої, кукурудзяної, оливкової, ріпакової, лляної олій, риб’ячого жиру, переробляння соняшникового фосфатидного концентрату, дезодораційного дистиляту. Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що на підставі теоретичних та експериментальних досліджень здобувачкою вперше: - висунута та експериментально підтверджена наукова концепція можливості активного впливу на смак та запах жирів шляхом проведення реакцій перетворення альдегідів та кетонів на ацеталі та кетаналі; - виявлена та перевірена на практиці можливість повного знеособлення запаху та смаку соняшникової, лляної олій, риб’ячого жиру в результаті взаємодії з етиловим спиртом в присутності кислотного каталізатору за температури 90 ºС; - доведена можливість повної зміни профілів смаку та запаху соєвої та гірчичної олій в результаті взаємодії з етиловим спиртом та кислотним каталізатором; - виявлений ефект зменшення вмісту продуктів окиснення в жирах (у 2-4 рази за пероксидним числом), а також усунення відчуття згіркнення в результаті взаємодії жирів з етиловим спиртом в присутності кислотного каталізатору; - встановлено, що використання лимонної та фосфорної кислот на стадії гідратування соняшникової олії, на відміну від водного гідратування, приводе до збільшення вмісту 3-MCPD-ефірів та ефірів гліцидолу в дезодорованій олії; - доведена можливість дезодорування та зменшення інтенсивності забарвлення соняшникового фосфатидного концентрату шляхом обробки його етиловим спиртом; - встановлено кінетичні параметри окиснення соняшникової олії в присутності соняшникового дезодораційного дистиляту та концентратів токоферолів на його основі. Розрахунковим та графічним методами визначена константа швидкості реакції між інгібітором (концентратом токоферолів, одержаним адсорбцією токоферолів соняшникового деодистиляту на активованому вугіллі) і пероксидним радикалом – К7= 0,94·106 л/моль·с; - визначено порівняльні дані антиоксидантної активності речовин, одержаних водно-спиртовим екстрагування з рослин українського походження. Одержані антиоксиданти за їх ефективністю щодо гальмування окиснення соняшникової олії розташовуються в ряд: меліса трава (АОА=2,91) > спірея трава (2,75)> лопуху коріння (2,72)> ожини кора (2,58) > калини кора (2,53)> ожини листя (2,37)> ожини пагони (2,32)> чорниці кора (2,24)> чорниці пагони (2,20)> чебрець трава (2,11)> малини кора (2,11)> чорниці листя (2,05) > малини листя (2,01)> калини листя (1,99)> нагідки квіти (1,99)> кора дубу (1,96)> горобина чорноплідна (1,88)> чорниці плоди (1,86)> чорної смородини листя (1,82)> кропиви листя (1,77)> горобина звичайна (1,77)> розмарин листя (1,75)> ехінацея квіти (1,69)> петрушка (1,67)> рукола (1,65)> калини плоди (1,61)> малини плоди (1,60)> чорної смородини плоди (1,56)> м’ята перцева листя (1,50)> ромашка лікарська (1,48)> кріп (1,41). Антиоксидантна активність бутілгідроксіанізолу за тих же умов і концентрації (0,2 г/кг) дорівнює 1,69; - визначений ефект синергізму гальмування окиснення соняшникової олії між водно-етанольними екстрактами деяких рослин та токоферолами соняшникової олії, який в % (Δτ) склав: для кори дубу – 32,3; для кропиви – 25,8; для м’яти перцевої – 3,2; для календули – 38,7; для пагонів чорниці – 48,4. Доведений ефект синергізму між аскорбіновою кислотою та екстрагованими з шкірки картоплі, лушпиння цибулі, томатної шкірки речовинами, який становить 38,6; 27,3 та 47,7 % відповідно; - доведена можливість швидкого визначення строків зберігання рослинних жирів шляхом встановлення залежності швидкості самоініціювання жирів від температури при підвищених температурах та екстраполяції даних на низькі; - визначено наявність прямої кореляції між появою в рослинних жирах відчуття згіркнення та завершенням періоду індукції, визначеного зміною анізидинових чисел; - доведена можливість виведення з жирів частини (50 – 99 %) гідропероксидів, альдегідів та епоксидів у результаті взаємодії з наступними реагентами: аміаком або сечовиною в присутності сірчаної кислоти; водними розчинами цукрози та фруктози; амонієм вуглекислим; - експериментально підтверджено, що збільшення вмісту гідропероксидів та альдегідів в соняшниковій олії приводить до збільшення вмісту 3-MCPD-ефірів в результаті дезодорування, тобто доведено, що продукти окиснення жирів є попередниками утворення 3-MCPD-ефірів. Навпаки, не виявлено кореляції між кількістю продуктів окиснення, кислотністю олії та кількістю ефірів гліцидолу, які утворились в результаті дезодорування соняшникової олії. Практичне значення одержаних результатів для олієжирової промисловості: - розроблений принципово новий низькотемпературний метод дезодорування жирів, впровадження якого в промисловості може зменшити собівартість рафінування рослинних жирів внаслідок застосування суттєво менших температур та спрощення вимог до обладнання. Сукупність одержаних даних дозволить розширити перелік відомих методів зеленого рафінування та застосувати менш енергоємну технологію дезодорування жирів, яка водночас підвищує якість та безпечність рафінованих дезодорованих жирів; - визначено низку доступних харчових гідратаційних агентів (сумішей харчових кислот, солей тощо), застосування яких дозволяє одержувати гідратовану соняшникову олію з низьким вмістом фосфоліпідів; - запропоновано ряд розріджувачів, здатних знижувати в’язкість соняшникового фосфатидного концентрату, визначені їхні ефективні концентрації. У сукупності з розробленим методом дезодорування соняшникового лецитину це дозволить усунути основні технологічні недоліки соняшникових лецитинів та підвищити конкурентоспроможність на світовому ринку фосфоліпідних продуктів; - розроблено два способи одержання концентратів токоферолів з соняшникового дезодораційного дистиляту, їх застосування в промисловості дозволить підвищити прибутковість стадії дезодорування олій. Розроблена технологічна схема процесу; - розширений асортимент сировинної бази антиоксидантів жирів за рахунок рослин українського походження. Визначено, що коріння, листя, кора деяких рослин, а також відходи агропромислового комплексу є джерелами потужних антиоксидантів, що мають вищу за поширений синтетичний антиоксидант бутілгідроксіанізол антиоксидантну активність. Такі результати дають змогу використати відходи деяких агротехнічних виробництв та підвищити рентабельність цих виробництв; - розроблений швидкий метод визначення строків зберігання рослинних жирів, який дозволяє прогнозувати строки зберігання в широкому диапазоні температур, не потребує значних витрат реактивів, скорочує час на дослідження тощо, його впровадження дозволить оптимізувати такі дослідження та витрати на них; - розроблено високоефективні методи зменшення вмісту продуктів окиснення в жирах, які дозволяють вилучати 50–99 % кисневмісних речовин жирів. Їх впровадження дозволить випускати олієжирову продукцію з подовженим строком зберігання або відновлювати якість вже окиснених жирів; - встановлено, що продукти окиснення та кислоти є попередниками утворення 3-MCPD-ефірів. Ці дані дозволять підвищити безпеку олійножирових продуктів що, в підсумку, сприятиме збереженню здоров’я нації. Технічна новизна розробок захищена двома патентами України на корисну модель. Основні результати роботи впроваджені на: TOB «KAПPO OЙЛ» (Кіровоградська обл., м. Кропивницький), ПФ «Феу» (м. Харків), ПРАТ «Нововодолазький молокозавод» (смт «Нова Водолага», Харківська обл.), ТОВ «Ніка-компані 2015» (м. Харків). В першому розділі дисертаційної роботи проведено аналіз світового наукового інформаційного поля. Визначено основні недоліки технологій переробляння жирів та продукції олієжирової галузі України. Розглянуто сучасні дані кількісного та якісного складу одоруючих компонентів рослинних жирів, уявлення про які суттєво змінились в останні роки. Проаналізовано специфіку процесу гідратування, висновки стосуються перспективних технологічних рішень. Розглянуто вплив стадії дезодорування на показники якості та безпеки рослинних жирів. Згруповано одержані на сьогодні дані щодо нещодавно знайдених компонентів жирів – ефірів монохлорпропандіолу та гліцидолу, розглянуто причини утворення цих речовин і відомі способи зменшення їхньої концентрації в дезодорованих жирах. Розглянуто причини та наслідки деградації жирів шляхом окиснення. Визначено, що використання доступних натуральних антиоксидантів є одним з найбільш ефективних шляхів її вирішення. Задача пошуку доступної сировини для одержання антиоксидантів сьогодні, полягає в дослідженні і порівнянні антиоксидантної активності рослин, у томі числі тих, які ростуть на території України. В другому розділі наведено структуру організації теоретичних і експериментальних досліджень за темою дисертації, характеристику об'єктів дослідження, перелік використаних стандартизованих методик встановлення фізико-хімічних показників та показників якості жирів. Наведено розроблені методики лабораторних гідратування, дезодорування, дослідження профілей смаку та запаху жирів, виділення токоферолів з дезодораційного дистиляту, розшарування фосфоліпідної емульсії, запропоновано ряд методик встановлення причин утворення ефірів 3-MCPD та гліцидолу. Використано методики дослідження кінетики окиснення жирів, встановлення кінетичних параметрів окиснення. Запропоновано методи вилучення та застосування антиоксидантів з рослинної сировини, одержання даних антиоксидантної активності з можливістю їх порівняння та розмірів синергетичних ефектів актиоксидантів. Задіяно хроматографічні, електрофоретичні, спектрометричні, кінетичні, структурно-механічні, сенсорні методи аналізу тощо. Статистичний аналіз здійснювали за допомогою програми Microsoft Office Excel 2010, 2019 та програми Mathcad Prime 6.0. Математичне моделювання було проведене з використанням мови програмування Python і бібліотек Sklearn для визначення рівнянь регресії та Scipy для оптимізації. В третьому розділі запропоновано та досліджено методи гідратування, здатні задовольнити наступним вимогам: низькому остаточному вмісту фосфоліпідів у гідратованій олії (менше 0,05 % в перерахунку на стеароолеолецитин), відмови від застосування складного специфічного обладнання, одержанню в результаті гідратування фосфатидного концентрату високої якості. Поставлена задача була вирішення шляхом знаходження низки високоефективних харчових гідратаційних агентів: сумішей харчових кислот, ацетату кальцію, хлориду амонію, сульфату амонію, суміші горохового борошна та лимонної кислоти, суміші хлориду натрію та лимонної кислоти тощо. На спосіб гідратування з ацетатом кальцію одержаний патент. Четвертий розділ присвячений усуненню основних технологічних недоліків вітчизняних соняшникових фосфатидних концентратів – високої в’язкості та наявності специфічних смаку та запаху. Запропоновано та досліджено низку харчових розріджувачів, найбільш ефективні з яких повністю усувають проблему пластифікації соняшникових лецитинів при невеликих кількостях введення цих речовин. Була доведена можливість дезодорування соняшникових фосфатидних концентратів шляхом застосування харчового розчиннику, здатного екстрагувати більшість одоруючих речовин лецитину – етилового спирту. Інше джерело біоактивних сполук, яке сьогодні є відходом процесу переробляння рослинних жирів – соняшниковий дезодораційний дистилят, був також використаний для валоризації харчових відходів стадії переробляння. Розроблені два методи одержання на його основі концентратів токоферолів, які відповідають вимогам до цього типу продуктів. Запропонована технологічна схема одержання концентрату токоферолів з деодистиляту, одержаний патент України на корисну модель. В п’ятому розділі сформульована та доведена концепція можливості активного впливу на смак та запах рослинних жирів шляхом хімічних перетворень їхніх основних одоруючих супутніх – альдегідів та кетонів. Розроблена раціональна технологія дезодорування соняшникової, лляної олій, риб’ячого жиру. Принципово новий підхід до дезодорування не вимагає застосування високих температур, тому усуває основні недоліки існуючої технології дезодорування: не відбувається утворення 3-MCPD-ефірів та гліцидилових ефірів, транс-ізомерів жирних кислот, токофероли в більшій мірі залишаються в олії, що теоретично призведе до покращення її стабільності щодо окисного псування. Відсутність необхідності застосування гострої пари та високих температур призводить до спрощення обладнання та суттєвого зниження собівартості стадії дезодорування. Запропонована нова послідовність рафінування зі впровадженням технології низькотемпературного дезодорування, а також встановлено раціональні умови нової технології дезодорування. Розроблена технологія одночасно дає змогу покращувати окисний стан рослинних жирів за рахунок хімічних перетворень первинних та вторинних продуктів окиснення жирів. В шостому розділі розглянуто превентивні методи захисту рослинних жирів від окисного псування – шляхом додавання рослинних антиоксидантів. Встановлені оптимальні умови вилучення антиоксидантів з рослинної сировини. Розроблена та запропонована методика одержання порівняльних даних ефективності одержаних екстрактів рослин як інгібіторів окиснення та проведено системне вилучення антиоксидантів з доступних в Україні рослинних джерел за запропонованою методикою. Доцільність використання антиоксидантів з рослинної сировини в технологіях жирів була доведена шляхом порівняльного аналізу їхнього впливу на кінетику окиснення жирів за різних температур та умов відносно окиснення в присутності дозволених концентрацій стандартного синтетичного антиоксиданту – бутілгідроксіанізолу. Доведена технологічна перевага використання рослинних антиоксидантів навіть при однакових з синтетичним антиоксидантом кількостях. Доведена наявність синергетичних ефектів між токоферолами та одержаними екстрактами рослин, а також між екстрактами рослин та аскорбіновою кислотою. В сьомому розділі розроблений швидкий метод визначення строків зберігання рослинних жирів. Метод дає змогу передбачувати строки зберігання жирів на широкому інтервалі температур зберігання. Також доведено, що користуючись дослідженням кінетики зміни анізидинових чисел в процесі низькотемпературного окиснення (28 °С) можна прогнозувати момент появи відчуття згіркнення – встановлена пряма кореляція між закінченням періоду індукції за даними анізидинових чисел та різкою зміною органолептики рослинних жирів. З метою поліпшення окисного стану вже окиснених жирів набула подовження концепція хімічних перетворень продуктів окиснення жирів за рахунок введення безпечних речовин. В результаті розроблена низка методів вилучення продуктів окиснення зі складу рослинних жирів. В роботі доведено, що збільшення вмісту гідропероксидів, альдегідів та кислотних груп призводить до збільшення вмісту ефірів 3-MCPD в соняшниковій олії в результаті її дезодорування, тобто доведено, що продукти окиснення жирів є попередниками утворення 3-MCPDЕ. Навпаки, не виявлено кореляції між кількістю продуктів окиснення, кислотністю олії та кількістю ефірів гліцидолу, які утворились в результаті дезодорування соняшникової олії. Dissertation for obtaining the scientific degree of Doctor of Technical Sciences on the specialty 05.18.06 "Technologies of fats, essential oils and perfumery and cosmetic products". National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2024. The dissertation work is devoted to solving the problem of obtaining oil and fat products of increased quality and safety under the conditions of using resource-saving technologies. The key technological solutions are low-temperature deodorization, new hydration technologies, processing of sunflower phosphatide concentrates and deodorizing distillates, obtaining and using natural plant-based antioxidants, removing oxidation products from fats, and protecting deodorized fats from the formation of 3-chloro-1,2-propanediol esters and glycidol. The scientific and technical problem of obtaining vegetable fats with improved quality and safety indicators is to confirm the concept outlined by the producer - the need to reduce high-temperature and other loads on fats in the process of their refining, as well as to pay more attention to the impact of oxidation products on the quality and safety of fats. The aim of the dissertation is theoretical substantiation and development on a scientific basis of technologies for processing vegetable fats and protecting them from oxidative damage by using antioxidants and removing oxidation products. The object of research are the processes of purification of vegetable fats (degumming, deodorization), spoilage of vegetable fats (oxidation, formation of toxic components) and industrial processing of fats. The subject of research is the processes of degumming, deodorization, oxidation, formation of toxic components of sunflower, soybean, corn, olive, rapeseed, linseed oils, fish oil, processing of sunflower lecithin, deodorizing distillate. The scientific novelty of the obtained results lies in the fact that, based on theoretical and experimental research, the author for the first time: - the proposed and experimentally confirmed scientific concept of the possibility of actively influencing the taste and smell of fats by carrying out reactions of conversion of aldehydes and ketones to acetals and ketals; - the possibility of complete depersonalization of the smell and taste of sunflower, linseed and fish oils as a result of interaction with ethyl alcohol in the presence of an acid catalyst at a temperature of 90 ºС was discovered and verified in practice; - a proven possibility of completely changing the taste and smell profiles of soybean and mustard oils as a result of interaction with ethyl alcohol and an acid catalyst; - the effect of reducing the content of oxidation products in fats (by 2-4 times the peroxide number), as well as eliminating the feeling of rancidity as a result of the interaction of fats with ethyl alcohol in the presence of an acid catalyst, was revealed; - it was established that the use of citric and phosphoric acids at the stage of degumming of sunflower oil, in contrast to water degumming, leads to an increase in the content of 3-MCPD-esters and glycidol esters in deodorized oil; - proven possibility of deodorizing and reducing the color intensity of sunflower lecithin by treating it with ethyl alcohol; - the kinetic parameters of sunflower oil oxidation in the presence of sunflower deodorizing distillate and tocopherol concentrates based on it were established. The rate constant of the reaction between the inhibitor (concentrate of tocopherols obtained by the adsorption of tocopherols of sunflower deodistillate on activated carbon) and the peroxide radical was determined by calculation and graphical methods - K7 = 0,94·106 l/mol·s; - comparative data on the antioxidant activity of substances obtained by water-alcohol extraction from plants of Ukrainian origin were determined. The obtained antioxidants are ranked according to their effectiveness in inhibiting the oxidation of sunflower oil: lemon balm herb (AOA=2,91) > spirea herb (2,75) > burdock root (2,72) > blackberry bark (2,58) > viburnum bark (2,53)> blackberry leaves (2,37)> blackberry shoots (2,32)> blueberry bark (2,24)> blueberry shoots (2,20)> thyme herb (2,11)> raspberry bark (2,11)> blueberries leaves (2,05)> raspberries leaves (2,01)> viburnum leaves (1,99)> marigolds flowers (1,99)> oak bark (1,96)> mountain ash (1,88 )> blueberries fruits (1,86)> black currant leaves (1,82)> nettle leaves (1,77)> mountain ash (1,77)> rosemary leaves (1,75)> echinacea flowers (1,69) > parsley (1,67) > arugula (1,65) > viburnum fruit (1,61) > raspberry fruit (1,60) > blackcurrant fruit (1,56) > mint pepper leaves (1,50) > chamomile (1,48)> dill (1,41). The antioxidant activity of butylhydroxyanisole under the same conditions and concentration (0,2 g/kg) is 1,69; - the determined synergistic effect of inhibition of sunflower oil oxidation between water-ethanol extracts of some plants and tocopherols of sunflower oil, which in % (Δτ) was: for oak bark – 32,3; for nettle – 25,8; for peppermint – 3,2; for calendula – 38,7; for blueberry shoots – 48,4. The proven effect of synergism between ascorbic acid and substances extracted from potato peel, onion peel, and tomato peel, which is 38,6; 27,3 and 47,7%, respectively; - the possibility of quickly determining the shelf life of vegetable fats by establishing the dependence of the rate of self-initiation of fats on temperature at elevated temperatures and extrapolating data to low ones has been proven; - the presence of a direct correlation between the appearance of a rancid feeling in vegetable fats and the end of the induction period determined by the change in anisidine numbers was determined; - proven possibility of removing part (50-99%) of hydroperoxides, aldehydes and epoxides from fats as a result of interaction with the following reagents: ammonia or urea in the presence of sulfuric acid; aqueous solutions of sucrose and fructose; ammonium carbonate; - it was experimentally confirmed that an increase in the content of hydroperoxides and aldehydes in sunflower oil leads to an increase in the content of 3-MCPD-esters as a result of deodorization, that is, it is proven that the products of fat oxidation are precursors of the formation of 3-MCPD-esters. On the contrary, no correlation was found between the number of oxidation products, the acidity of the oil and the number of glycidol esters, which were formed as a result of sunflower oil deodorization. The practical significance of the obtained results for the oil and fat industry: - a fundamentally new low-temperature method of fat deodorization was developed, the introduction of which in industry can reduce the cost of refining vegetable fats due to the use of significantly lower temperatures and simplification of equipment requirements. The totality of the obtained data will allow to expand the list of known green refining methods and to apply a less energy-intensive technology of fat deodorization, which at the same time increases the quality and safety of refined deodorized fats; - the range of degumming agents has been expanded (mixtures of food acids, salts, etc.) have been determined, their use allows to reduce costs per stage and to obtain degumming sunflower oil with a low content of phospholipids and high-quality lecithin; - a number of thinners capable of reducing the viscosity of sunflower lecithin were proposed, and their effective concentrations were determined. Together with the developed method of sunflower lecithin deodorization, this will allow to eliminate their main technological shortcomings and increase competitiveness in the world market of phospholipid products; - two simple methods of obtaining tocopherol concentrates from sunflower deodorization distillate have been developed, which will increase the profitability of the oil deodorization stage. A technological scheme of the process was developed; - an expanded assortment of the raw material base of fat antioxidants due to plants of Ukrainian origin. It was determined that the roots, leaves, bark of some plants, as well as the waste of the agro-industrial complex are sources of powerful antioxidants, which have higher antioxidant activity than the common synthetic antioxidant butylhydroxyanisole. Such results make it possible to use the waste of some agrotechnical productions and increase the profitability of these productions; - a quick method for determining the shelf life of vegetable fats has been developed, which allows predicting the shelf life in a wide range of temperatures, does not require significant costs of reagents, reduces the time for research, etc., its implementation will allow optimizing such research and costs; - highly effective methods of reducing the content of oxidation products in fats have been developed, which allow removing 50–99% of oxygen-containing substances from fats. Their implementation will make it possible to produce oil and fat products with an extended shelf life or to restore the quality of already oxidized fats; - it was established that oxidation products and acids are precursors to the formation of 3-MCPD-esters. These data will make it possible to increase the safety of oil and fat products, which, as a result, will contribute to the preservation of the nation's health. The technical novelty of the developments is protected by two patents of Ukraine. The main results of the work have been implemented at: TOB "KAPPO OIL" (Kirovohrad Region, Kropyvnytskyi), PF "Feu" (Kharkiv), PRJSC "Novodolazhsky Molokozavod" (Nova Vodolaga, Kharkiv Region), LLC " Nika-Company 2015" (Kharkov). In the first chapter of the dissertation, an analysis of the world scientific information field was carried out. The main shortcomings of fat processing technologies and products of the oil and fat industry of Ukraine have been identified. Modern data on the quantitative and qualitative composition of the odorous components of vegetable fats, ideas about which have changed significantly in recent years, are considered. The specifics of the degumming process are analyzed, the conclusions relate to promising technological solutions. The impact of the deodorization stage on quality and safety indicators of vegetable fats is considered. The data obtained to date on the recently discovered components of fats - MCPD and glycidol esters are grouped together, the causes of the formation of these substances and known ways of reducing their concentration in deodorized fats are considered. The causes and consequences of the main problem of the fat industry - the degradation of fats by oxidation - are considered in detail. The use of available natural antioxidants is one of the most effective ways to solve it. The task of finding available raw materials for the production of antioxidants today is to study and compare the antioxidant activity of plants, including those that grow on the territory of Ukraine. In the second chapter, the structure of the organization of theoretical and experimental research on the topic of the dissertation is formed, the characteristics of the research objects, the list of the used standardized methods for establishing physico-chemical indicators and indicators of the quality of fats are given. Developed methods of laboratory degumming, deodorization, research of taste and smell profiles of fats, separation of tocopherols from deodorizing distillate, stratification of wet gum are presented, a number of methods of establishing the causes of the formation of 3-MCPD and glycidol esters are proposed. The methods of researching the kinetics of fat oxidation and establishing the kinetic parameters of oxidation were used. Methods of extraction and application of antioxidants from plant raw materials, obtaining data on antioxidant activity with the possibility of their comparison and the dimensions of synergistic effects of antioxidants are proposed. Chromatographic, electrophoretic, spectrometric, kinetic, structural-mechanical, sensory methods of analysis, etc. are involved. Statistical analysis was performed using Microsoft Office Excel 2010, 2019 and Mathcad Prime 6.0. Mathematical modeling was performed using the Python programming language and the Sklearn libraries for determining regression equations and Scipy for optimization. In the third chapter, the mechanism of the fat degumming process is considered in view of the diversity of the fractional composition of phospholipids. The task of obtaining degumming sunflower oil with a low final content of phospholipids (less than 0.05% in terms of stereoolelecithin) was solved by finding a number of highly effective food degumming agents: calcium acetate, ammonium chloride, ammonium sulfate, a mixture of pea flour and citric acid, a mixture sodium chloride and citric acid. A patent was obtained for the method of hydration with calcium acetate. The fourth chapter is devoted to the elimination of the main technological shortcomings of domestic sunflower lecithins - high viscosity and the presence of a specific taste and smell. A number of food thinners have been proposed and studied, the most effective of which completely eliminate the problem of plasticization of sunflower lecithins when small amounts of these substances are introduced. The possibility of deodorizing sunflower lecithins by using a food solvent capable of extracting most of the odorous substances of lecithin - ethyl alcohol - was proven. Another source of bioactive compounds, which today is a waste of the processing of vegetable fats - sunflower deodorizing distillate, was also used to valorize food waste from the processing stage. Two methods of obtaining tocopherol concentrates on its basis, which meet the requirements for this type of product, have been developed. The proposed technological scheme for obtaining tocopherol concentrate from deоdistillate, obtained a patent of Ukraine. The fourth chapter identifies the main disadvantages of domestic sunflower lecithins - high viscosity and the presence of a specific taste and smell. In order to eliminate them, a number of food thinners have been proposed and studied, the most effective of which completely eliminate the problem of plasticization of sunflower lecithins when small amounts of these substances are added. The possibility of deodorizing sunflower lecithin by using a food solvent capable of extracting most of the odorous substances of lecithin - ethyl alcohol - was proven. The effect of deodorization is observed when adding ≥40% ethyl alcohol in relation to the lecithin. Another source of bioactive compounds, which today is a waste of the processing of vegetable fats - sunflower deodorizing distillate, was also used to valorize food waste from the processing stage. Two simple methods of obtaining tocopherol concentrates on its basis, which meet the requirements for this type of product, have been developed. A proposed technological scheme for the separation of tocopherol concentrate from de-distillate, a patent of Ukraine was obtained. The fifth chapter formulates and proves the concept of the possibility of active influence on the taste and smell of vegetable fats through chemical transformations of their main odorous companions - aldehydes and ketones. A rational technology for deodorizing sunflower, linseed oils, and fish oil has been developed. A fundamentally new approach to deodorization does not require the use of high temperatures, therefore it eliminates the main disadvantages of the existing deodorization technology: there is no formation of 3-MCPD-esters and glycidyl ethers, trans isomers of fatty acids, tocopherols to a greater extent remain in the oil, which theoretically will lead to an improvement its stability with respect to oxidative damage. The absence of the need to use hot steam and high temperatures leads to the simplification of equipment and a significant reduction in the cost of the deodorization stage. A new refining sequence with the introduction of low-temperature deodorization technology is proposed, and rational conditions of the new deodorization technology are also established. The developed technology simultaneously makes it possible to improve the oxidation state of vegetable fats due to chemical transformations of primary and secondary products of fat oxidation. In the sixth chapter, preventive methods of protecting vegetable fats from oxidative deterioration are considered - by adding vegetable antioxidants. Rational conditions for the extraction of antioxidants from plant raw materials have been established. Among the most effective sources of antioxidants available in Ukraine were considered and a systematic extraction of antioxidants was carried out according to the proposed method. A method of introducing hydrophilic antioxidants into hydrophobic systems and maintaining a stable state of the latter has been developed. The expediency of using antioxidants from vegetable raw materials in fat technologies was proven by a comparative analysis of their effect on the kinetics of fat oxidation at different temperatures and conditions relative to oxidation in the presence of permitted concentrations of the standard synthetic antioxidant - butylhydroxyanisole. The technological advantage of using plant antioxidants has been proven, even with the same amounts as synthetic antioxidants. The presence of synergistic effects between tocopherols and plant extracts, as well as between plant extracts and ascorbic acid, has been proven. In the seventh chapter, a quick method for determining the shelf life of vegetable fats is developed. The method makes it possible to predict the shelf life of fats at a wide range of storage temperatures. It has also been proven that using the study of the kinetics of the change of anisidine numbers in the process of low-temperature oxidation (28 °С), it is possible to predict the moment of the appearance of the feeling of rancidity - a direct correlation has been established between the end of the induction period according to the data of anisidine numbers and a sharp change in the organoleptic properties of vegetable fats. In order to improve the oxidation state of already oxidized fats, the concept of the possibility of chemical transformations of fat oxidation products due to the introduction of safe substances is proposed and proven. The work proved that an increase in the content of hydroperoxides, aldehydes, and acid groups leads to an increase in the content of 3-MCPD esters in sunflower oil as a result of its deodorization, i.e. it is proven that the products of fat oxidation are precursors to the formation of 3-MCPD. On the contrary, no correlation was found between the number of oxidation products, the acidity of the oil and the number of glycidol esters, which were formed as a result of sunflower oil deodorization.Документ Науково-практичне обґрунтування інноваційних технологій переробки насіння олійних культур(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Перевалов, Леонід ІвановичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.06 "Технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів" (18 – Виробництво та технології). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021. Дисертаційну роботу присвячено вирішенню науково-прикладної проблеми – розробці науково обґрунтованих технологій переробки насіння соняшнику сучасної селекції з одержанням безлушпинного ядра, пресової харчової олії, комплексної переробки соняшникової макухи та технології обрушування сафлора вітчизняних сортів для виробництва харчової олії. Актуальною науковою проблемою є теоретичне обґрунтування та розробка сучасної ресурсозаощадної екологічно безпечної технології переробки насіння соняшнику сучасної селекції з повним використанням харчового потенціалу та обрушування насіння сафлору вітчизняних сортів з одержанням харчової олії. Вирішенню цієї проблеми присвячено дисертаційну роботу. Актуальність виконаної здобувачем дисертаційної роботи обумовлено також тим, що вона виконувалась в рамках держбюджетних науково-дослідних робіт: «Дослідження процесів отримання білкових продуктів на підставі дослідження хімічного складу насіння соняшнику вітчизняної селекції та розробка теоретичних основ технології одержання різноманітних форм білкових продуктів» (ДР № 0111U005035); "Наукове обґрунтування та розробка технології, нормативної і технологічної документації для переробки насіння олійних культур: соняшнику, сої, ріпаку на одній технологічній лінії олійно-екстракційного виробництва" (ДР № 0114U001498); "Створення харчових продуктів підвищеної біологічної цінності з використанням білкового концентрату із безлузгового ядра насіння соняшнику" (ДР № 0116U003221); "Потенціал вітчизняного ринку насіння олійних культур та продуктів їх переробки" (ДР № 0117U002375); "Визначення фізико-хімічних характеристик і складу насіння нових ліній та гібридів соняшнику" (ДР № 0119U000184), де здобувач був відповідальним виконавцем окремих етапів роботи. Сформульовано робочі гіпотези про доцільність проведення досліджень основних стадій нових технологій: обрушування олійного насіння при мінусових температурах в полі відцентрових сил; "холодного" пресування сирого безлузгового ядра; екстракційного розділення макухи за допомогою спиртової екстракції в кавітаційній установці. На основі інноваційних рішень зазначених проблем сформульовано нову концепцію переробки насіння соняшника, засновану на новій технології якісного обрушування насінин в попередньо охолодженому стані, принципах максимальної селективності (вибірковості) проведення основних процесів переробки; зміни послідовності їх проведення з урахуванням принципу поступового накопичення концентрацій супутніх речовин для полегшення їх виділення; відмови від проведення технологічних операцій, пов'язаних з підвищеною температурою переробки; використання хімічних реагентів та нехарчових розчинників, а також скорочення кількості операцій. На основі розробленого способу обрушування олійного насіння в попередньо охолодженому стані експериментально виявлені закономірності процесу обрушування насіння соняшника високоолійного і кондитерського сортів, а також насіння сафлору сортів вітчизняної колекції, пов'язані з можливістю їх якісного (до глибини 95...99 %) обрушування незалежно від малої величини повітряного прошарку між ядром і оболонкою або повної його відсутності, як у насінні сафлору; можливістю якісного обрушування всіх фракцій, включаючи дрібні; виявлено вплив відношення вологість : мінусова температура обрушування на якісний склад рушанки і показники якості обрушування олійного насіння. Показано можливості вирішення на стадії обрушування і ряду інших завдань: зниження в 2,3 – 2,8 рази виходів (в складі рушанки) олійного пилу, січки і непошкодженого ядра (ядра з носиком) та інші. Науково обґрунтовано і визначено раціональні умови обрушування насіння соняшнику сучасної селекції і сафлору вітчизняних сортів при мінусових температурах. Раціональна (вона ж максимальна) ступінь обрушування сухих насінин соняшника становить 0,99 і досягається за температури обрушування -30...-50 °С і частоти ротора насіннєрушки 26,7 с-1. Максимальний вихід і максимальне збереження цілого ядра досягаються при температурі -30...-50 °С, вологості насіння 6,0 % і мінімальних обертах ротора насіннєрушки 20,0 с-1. Визначено органолептичні властивості, жирнокислотний і ацілгліцеріновий склад, склад стеринової фракції одержуваних олій. Доведено можливість вилучення якісної олії на шнекових пресах з сирого безлушпинного ядра без його попереднього подрібнення і волого-теплової обробки. Визначено ефективні параметри процесу пресування: величина необхідного навантаження, розмір щілин між зеєрними пластинами. Науково обґрунтовано та розроблено технологію комплексної переробки соняшникової макухи з безлузгового ядра, за якою можна отримати: олію екстракційну, шрот (або борошно) та рослинний антиоксидант. Показано, що ці продукти можна одержати шляхом обробки макухи безлузгового ядра насіння соняшнику в кавітаційній установці харчовим розчинником (етиловим спиртом), або сумішшю розчинників (гексан : етиловий спирт). Розраховано ефективні параметри процесу (температура 60°С, тривалість – 20 хв.) та встановлено, що для досягнення більш високого ступеню вилучення олії (до 95 %) і хлорогенової кислоти (до 97 %) з макухи доцільно використовувати спосіб двоступеневого екстрагування. Розроблено структурні схеми основних технологічних стадій інноваційної технології переробки насіння соняшнику. Розроблена технологія є універсальною для переробки насіння і інших плодів, що мають досить пластичне ядро і крихку оболонку. На основі теоретичних і експериментальних даних про хімічний склад, мікроструктуру, агрегатний стан і реологічні властивості морфологічних частин і окремих структурних елементів насінини, виявлено закономірності, що розкривають складний механізм впливу базових і ефективних пластично-міцнісних властивостей насіння різного ступеню вологості, умов обрушування (низькотемпературного, динамічного та орієнтаційного факторів) на ступінь обрушування насіння і збереження цілого ядра. Економічну доцільність запропонованої технології підтверджено розрахунками. Завдяки скороченню декількох технологічних операцій техніко-економічний ефект використання запропонованої технології полягає у зниженні матеріальних і енергетичних витрат. Доцільність застосування такої безвідходної технології підтверджується підвищенням прибутковості підприємств, оскільки дозволить отримувати одночасно три харчових продукти. Екологічна безпека виробництва заснована на частковій заміні нафтового розчинника на харчовий етанол. А у разі переробки екологічно чистої сировини і відсутності в розробленій технології чинників, що знижують екологічну безпеку, можна вважати, що випускна харчова продукція відповідає за якістю органічній. В дисертаційній роботі вперше було визначено вплив орієнтаційних факторів (удар насіннини об деку насіннєрушки гострим, тупим або випадково орієнтованим кінцем) на процес обрушування дрібної фракції (3,2–3,4 мм) насіння соняшнику. Створено теоретичну закономірність, що пов’язує чинні уявлення щодо хімічного складу, структури та пластично-міцністних властивостей морфологічних складових насінини високоолійного соняшнику з коефіцієнтом обрушування і ступенем збереження цілого ядра. Виявлена закономірність розширює існуючі уявлення про можливості управління процесами низькотемпературного обрушування, є науковим обґрунтуванням прийняття технологічних рішень. Введено поняття про критичне співвідношення між ефективними пластичними і ефективними міцністними властивостями насінини та її частин, що пояснює екстремальну (з максимумом) низькотемпературну залежність коефіцієнту збереження цілого ядра, що дозволяє також визначити положення максимуму на температурній шкалі обрушування. Виявлено реологічний характер соняшникової олії в ядрі насіння в діапазоні температур +20…-196°С, що пояснює зміну пружно-пластичних властивостей плодової оболонки насіння під час обрушування. Одержано нові наукові дані щодо впливу дії тиску і температури пресування сирого безлузгового ядра, одержаного за умови обрушування високоолійного соняшнику за мінусових температур на ефективність вилучення олії. Одержано нові наукові дані щодо структурних показників, органолептичних властивостей соняшникової та сафлорової олій, одержаних з сирого безлузгового ядра методом холодного пресування, а також екстракційної соняшникової олії, білкового продукту та антиоксиданту, вилучених з харчової макухи. В дисертаційній роботі набули подальшого розвитку теоретичні закономірності обрушування олійного насіння в умовах дії мінусових температур. Практичне значення одержаних результатів для олійно-жирової промисловості полягає у створенні принципово нової ресурсозберігаючої екологічно безпечної технології переробки насіння соняшнику сучасної селекції та сафлору вітчизняних сортів, яка передбачає обрушування попередньо охолодженого насіння (в діапазоні -20… -50°С) з одержанням безлушпиного ядра соняшнику і ядрової фракції насіння сафлору з високим ступенем обрушування, достатнім для одержання харчової олії холодного пресування. Таким чином, вдосконалення існуючих технологій промислової переробки насіння соняшнику і cафлору та створення нових технологій та обладнання для виробництва харчових білкових продуктів дозволить збільшити комплексне використання вітчизняної сировини і підвищити ресурси продовольчого білка в Україні. Результати дисертаційної роботи пройшли випробування на підприємствах олійно-жирової та суміжних галузей, зокрема на підприємстві «Завод Фадєєв Агро» під час розробки початкових даних для проектування нових насіннєрушок соняшнику сучасних гібридів та ліній; на НВ ПП "Інститут "ТЕКМАШ". Результати досліджень дисертаційної роботи Перевалова Л. І., які було проведено в період 2015-2017°рр., використовуються в наукових розробках Інституту рослинництва імені В. Я. Юр'єва НААН України (м. Харків). Для підприємств олійно-жирової галузі розроблено та узгоджено з УкрНДІОЖ НААН (м. Харків) практичні рекомендації щодо впровадження інноваційних технологій. Результати наукових досліджень впроваджено у навчальний процес кафедри технології жирів та продуктів бродіння НТУ "ХПІ" під час викладання дисциплін "Інженерне проектування технологій", у курсовому та дипломному проектуванні (в режимі активних методів навчання). Основні положення дисертаційної роботи одержано здобувачем самостійно. Серед них: планування експериментів, виконання теоретичної та експериментальної частини роботи, здійснення вимірювання досліджуваних об’єктів, інтерпретація одержаних результатів та їх статистична обробка; формулювання висновків дисертації; розробка нормативної документації; впровадження отриманих результатів у виробництво та навчальний процес. Постановку мети і задач досліджень, обговорення і аналіз одержаних результатів виконано разом з науковим консультантом. Основні результати дисертаційної роботи опубліковано в 38 наукових працях, у тому числі: 15 статей у наукових фахових виданнях України, 4 статті у закордонних періодичних наукових виданнях, 1 патент України, 3 – у галузевому виданні України; 15 – у матеріалах конференцій.Документ Науково-практичне обґрунтування інноваційних технологій переробки насіння олійних культур(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Перевалов, Леонід ІвановичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.06 – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021 р. Дисертаційну роботу присвячено вирішенню науково-прикладної проблеми – розробці науково обґрунтованих технологій переробки насіння соняшнику сучасної селекції з одержанням безлушпинного ядра, пресової харчової олії, комплексної переробки соняшникової макухи та технології обрушування сафлору вітчизняних сортів для виробництва харчової олії. На основі інноваційних рішень зазначених проблем сформульовано нову концепцію переробки насіння соняшника, засновану на новій технології якісного обрушування насінин в охолодженому стані, принципах максимальної селективності проведення основних процесів переробки; зміни послідовності їх проведення з урахуванням принципу поступового накопичення концентрацій супутніх речовин для полегшення їх виділення; відмови від проведення технологічних операцій, пов'язаних з підвищеною температурою переробки; використання хімічних реагентів та нехарчових розчинників, а також суміщення окремих операцій. На основі розробленого нового способу обрушування олійного насіння при мінусових температурах експериментально виявлені нові закономірності по процесу обрушування насінню соняшника високоолійного і кондитерського сортів, а також насіння сафлору сортів вітчизняної колекції; можливістю якісного обрушування всіх фракцій; виявлено вплив відношення вологість : мінусова температура обрушування на якісний склад рушанки і показники якості обрушування олійного насіння. Визначено органолептичні властивості, жирнокислотний і ацілгліцеріновий склад одержуваних олій, склад стеринової фракції. Показана можливість видавлювання якісної олії на шнекових пресах з сирого безлузгового ядра без його попереднього подрібнення і волого-теплової обробки. Визначені ефективні параметри процесу пресування. Науково обґрунтовано та розроблено перспективну технологію комплексної переробки соняшникової макухи з безлузгового ядра, за якою можна отримати: олію екстракційну, шрот (або борошно) та жиророзчинний рослинний антиоксидант. Розроблено структурні схеми основних технологічних стадій інноваційної технології переробки насіння соняшнику. Доведено, що ефективне отримання безлузгового ядра з насіння соняшника сучасної селекції і ядра з насіння сафлору вітчизняних сортів і гібридів може здійснюватися за схожою технологією по одній і тій же технологічній схемі. Розроблена технологія і технологічна схема є універсальними для переробки насіння і інших плодів, що мають досить пластичне ядро і крихку оболонку. Створено теоретичну модель, що розкриває складний механізм впливу базових і ефективних пластично-міцнісних властивостей насіння різного ступеню вологості, умов обрушування на ступінь обрушування насіння і збереження цілого ядра. Виконано економіко-екологічну оцінку запропонованих технологій. Результати дисертаційної роботи пройшли випробування на підприємствах олійно-жирової та суміжних галузей, а саме: основні наукові здобутки використовує підприємство "Завод Фадєєв Агро" під час розробки початкових даних для проектування нових насіннєрушок соняшнику сучасних гібридів та ліній; технологію одержання харчового соняшникового шроту впроваджено на підприємстві НВ ПП "Інститут "ТЕКМАШ". Результати досліджень дисертаційної роботи Перевалова Л. І., які було проведено в період 2015-2017 рр., використовуються в наукових розробках Інституту рослинництва імені В. Я. Юр'єва НААН України (м. Харків). Здобувач приймав участь у держбюджетних науково-дослідних роботах Українського науково-дослідного інституту олій та жирів Національної академії аграрних наук України (УкрНДІОЖ НААН). Наукові досягнення дисертаційної роботи використовуються у навчальному процесі кафедри технології жирів і продуктів бродіння НТУ «ХПІ», а також при виконанні дисертаційних робіт по спеціальності 05.18.06. Розроблено та узгоджено Технічні умови ТУУ 10.4-3199908465-001:2020 "Олія сафлорова харчова".Документ Технологія переробки воскоподібних компонентів у продукти харчового та технічного призначення(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Руднєва, Лариса ЛеонідівнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.18.06 − технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів (18 – Виробництво та технології). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти й науки України, Харків, 2021. Дисертаційна робота присвячена науковому обґрунтуванню та розробці технології вилучення воскоподібних компонентів з відходів олієжирової галузі та переробки вилучених воскоподібних компонентів у харчових продуктах та продуктах технічного призначення. Актуальність роботи пов’язана з удосконаленням технології вилучення воскоподібних компонентів з відходів олієжирової галузі та раціональним застосуванням воскоподібних компонентів рослинного походження. Рівень розвитку олієжирової промисловості значною мірою визначається утилізацією відходів виробництва. У сучасному виробництві олій і жирів відбуваються суттєві структурні зміни, спрямовані на інтенсифікацію виробництва і максимальне використання відходів олієжирової галузі агропромислового комплексу України. В процесі переробки олійної сировини, особливо соняшника, на стадіях шеретування насіння відходами виробництва є соняшникове лушпиння, що не знаходять подальшого застосування. Удосконалення технології вилучення корисних речовин з відходів і подальше їх використання достатньо актуальні в наш час. Зростаючі вимоги відносно якості харчових продуктів, розширення області застосування воскоподібних компонентів і посилення конкуренції у сфері харчового виробництва вимагають удосконалення технології переробки вторинної сировини, в тому числі воскоподібних компонентів. З метою утилізації відходів і визначення можливих напрямів практичного застосування виконувались дослідження способу вилучення воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння. Актуальність теми та вагомість результатів дисертаційної роботи підтверджуються тим, що вона виконувалась на кафедрі технології жирів та продуктів бродіння НТУ "ХПІ" у межах держбюджетної науково-дослідної роботи кафедри технології жирів та продуктів бродіння НТУ "Харківський політехнічний інститут" згідно науково-дослідної тематики К 4801 "Наукове обґрунтування та удосконалення методів видобування і переробки жирів, одержання продуктів бродіння, напоїв та виноробства (фундаментальне дослідження)" (ДР№011U000880) (м. Харків) та сумісно з кафедрою технологій природних та синтетичних полімерів, жирів та харчової продукції ДВНЗ УДХТУ "Синтез та властивості нових полімерних матеріалів та олеохімічних продуктів" (ДР№ 0116U001718, 2016-2019 р.р.), "Синтез та застосування функціональних добавок в харчових продуктах та полімерних матеріалах" (ДР№0120U101635, 2020-2022 р.р.) (м. Дніпро), де здобувач була виконавцем окремих етапів роботи. Практичне значення роботи для олієжирової галузі полягає в удосконаленні технології вилучення воскоподібних компонентів з відходів переробки олійної сировини. Розроблена технологія дозволяє в значній мірі знизити втрати на стадії шеретування в процесі добування соняшникової олії у вигляді соняшникового лушпиння, яке містить значну кількість воскоподібних компонентів. Проведено апробацію в дослідно-промислових умовах на підприємстві ВАТ ТПК "ОліПром", м. Дніпро, а також розроблена технологія застосування вилучених воскоподібних компонентів буде впроваджена на підприємствах ТОВ "Кондитерська фабрика "Стимул" та ТОВ "Еліксір". Результати дисертаційної роботи використовуються в якості матеріалу для самостійного вивчення в навчальному процесі кафедри технологій природних і синтетичних полімерів, жирів та харчової продукції під час викладання дисциплін "Технології переробки рослинних жирів", "Технологія добування рослинних жирів", "Загальні технології харчової промисловості", "Теоретичні основи технології харчових виробництв"; кафедри технології жирів та продуктів бродіння НТУ "ХПІ" під час викладання дисциплін "Технологія галузі. Технологічні розрахунки, облік та звітність у галузі" і "Сучасні напрями розвитку технології переробки жирів", в курсовому та дипломному проектуванні, а також науково-дослідній роботі студентів зі спеціальності 181 "Харчові технології". У дисертаційній роботі вперше одержано нові наукові дані щодо вилучення воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння методами занурення та перколяції за допомогою органічного розчинника (гексан) та використання вилучених воскоподібних компонентів у восковмісних продуктах. Експериментально доведено, що перколяція з наступним виморожуванням воскоподібних компонентів з місцели є раціональним методом вилучення воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння. Проведено експериментальні дослідження з обґрунтування вибору діапазонів обраних технологічних параметрів, а саме: співвідношення соняшникове лушпиння : розчинник як 1 : 1, 1 : 2, 1 : 3 та 1 : 4, тривалість процесу екстракції у діапазоні 2-8 год., температурі виморожування воскоподібних компонентів з місцели у діапазоні 4-25ºС. На основі отриманих результатів дослідження, за допомогою апроксимаційного моделювання, визначено раціональні технологічні умови (співвідношення сировина : розчинник, тривалість екстракції, температура виморожування) вилучення воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння. Визначено залежність температури плавлення воскоподібних компонентів соняшникового лушпиння від температури процесу виморожування та виходу воскоподібних компонентів соняшникового лушпиння. За результатами проведених досліджень восковмісної продукції із застосуванням отриманих воскоподібних компонентів зроблено висновки, що одержані воскоподібні компоненти мають достатньо високі фізико-хімічні показники в порівнянні з бджолиним воском та парафінами, що дозволяє значно розширити спектр їхнього застосування в різних галузях промисловості. На основі експериментально отриманих фізико-хімічних та структурних показників вилучених воскоподібних компонентів та порівняльної характеристики якісних показників з бджолиним воском та парафінами зроблено висновки, що вилучені воскоподібні компоненти можуть застосовуватися в аналогічних галузях виробництва. Одержано якісний та кількісний склад воскоподібних компонентів за допомогою інфрачервоної спектроскопії та хроматографічного аналізу. Запропоновано технологію та наведено структурну схему вилучення воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння методом занурення та перколяції з використанням в якості розчинника гексан, з подальшим виморожуванням воскоподібних компонентів з отриманої місцели та отримання воскоподібних компонентів як готового продукту. На підставі отриманих раціональних технологічних параметрів розроблені технологічні схеми вилучення та переробки воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння та подальшим одержанням товарного продукту методом виморожування. Економічна оцінка розроблених технологічних рішень показала, що застосування перспективних технологій вилучення воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння як відходу оліє-жирової галузі із застосуванням засад безвідходного виробництва, типового устаткування, дозволяє одержати конкурентоспроможний товарний продукт – воскоподібні компоненти, які за показниками не поступаються найбільш розповсюдженим бджолиному воску, карнаубському воску та парафінам. Включення перспективних технологій вилучення та переробки воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння у виробництві соняшникової олії значно знизить її вартість та підвищить рентабельність вітчизняних підприємств.Документ Удосконалення технології видобування рослинної олії з вітчизняних сортів сафлору(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Мироненко, Лілія СергіївнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06 "Технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів" (18 – Виробництво та технології). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021. Дисертацію присвячено створенню науково обґрунтованої технології обрушування насіння сафлору для отримання пресової олії харчового призначення. Актуальність теми дослідження повꞌязана з тим, що, незважаючи на те, що в Інституті олійних культур НААН (м. Запоріжжя) створено національну колекцію сафлору, представлену сортами Сонячний, Живчик, Лагідний; наукові дослідження мають переважно селекційну або генетичну спрямованість. Комерційна привабливість вирощування сафлору полягає в його надзвичайній посухостійкості і високій якості одержуваної олії, яка є корисною завдяки високому вмісту в ній поліненасичених жирних кислот, переважно лінолевої (74,0-78,0 %). З насіння сафлору отримують олію, яку використовують як сировину у виробництві оліфи, білої фарби, емалей, мила, лінолеуму, біоетанолу, а також після рафінування – фармацевтичні препарати, косметичні засоби, продукти функціонального і дієтичного харчування. Інтерес до сафлору у багатьох країнах світу постійно підвищується, вже розроблені технології його вирощування та переробки. В Україні сафлор є малопоширеною олійною культурою, площа посівів досі незначна – близько 5 тис.га у Херсонській області. Але площі засолених грунтів щорічно збільшуються і на теперішній час уже складають близько 4 млн га. Для їх рекультивації і подовження використання підходить саме культура сафлору. Розширення обсягів виробництва сафлору – дуже приваблива річ. Пропонується використання площ, які у Південній частині України на теперішній час не забезпечують економічно вигідне та стабільне вирощування соняшнику. За думкою фахівців, площі сафлору повинні становити не менше 100 тис. га, що забезпечить додатково 100 тис. т олійної сировини. Таким чином, культура сафлору має світовий попит і обсяги виробництва, до яких може долучитися і Україна. Формуванню позитивного ставлення до сафлору як цінної олійної культури у значній мірі сприятимуть наукові дослідження, спрямовані на одержання високоякісної сафлорової олії. Удосконалення потребують, зокрема, технології підготовчих операцій. Це повꞌязано з тим, що насіння сафлору має такі морфологічні особливості, що технологія його переробки не передбачає обрушування, а олія, одержана з цілого насіння має гіркуватий присмак і тому використовується без рафінування тільки для технічних цілей. Таким чином, розробка науково обґрунтованої технології обрушування насіння сафлору вітчизняних сортів для отримання високоякісної рослинної олії є актуальним науковим завданням, яке вирішується в дисертаційній роботі. Актуальність теми та вагомість результатів дисертаційної роботи підтверджується тим, що вона виконувалась в рамках держбюджетної науково-дослідної роботи "Наукове обґрунтування та удосконалення методів видобування і переробки жирів, одержання продуктів бродіння, напоїв та виноробства" (ДР № 0116 U 000880), а також у відповідності з угодою № 46/1002012 про творчу науково-технічну співдружність між НТУ "ХПІ" та Харківським національним аграрним університетом ім. В. В. Докучаєва (м. Харків), в якому здобувач була відповідальним виконавцем окремих етапів. Практичне значення результатів дисертаційної роботи для олійножирової галузі полягає у розробці удосконаленої технології видобування харчової рослинної олії з насіння сафлору сорту Лагідний, адаптованого до умов Східного Лісостепу. Розроблено та узгоджено проект технічних умов ТУУ 10.4 – 3199908465 – 001:2020 "Олія сафлорова харчова". Результати роботи впроваджено в навчальний процес кафедри технології жирів та продуктів бродіння Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" під час викладання дисциплін "Основи фізіології та гігієни харчування", "Технологія галузі. Технологічні розрахунки, облік та звітність у галузі" та "Сучасні напрямки розвитку технології видобування жирів" для студентів денної та заочної форм навчання за освітньо-кваліфікаційними рівнями бакалавр та магістр; в курсовому та дипломному проектуванні, а також у науково-дослідній роботі студентів за спеціалізацією (акт впровадження від 02.02.2021 р.). Визначено стандартизовані технологічні властивості насіння сафлору сорту Лагідний: масу 1000 насінин, вміст сміттєвих домішок, вологість, олійність, фракційний склад, зокрема, виявлено, що насіння сафлору цього сорту має досить велику олійність – 34,0-40,0 %. Міцність насіння в залежності від фракційного складу коливається в межах 68,65-127,50 Н (7,0-13,0 кгс). Експериментально та за допомогою апроксимаційного моделювання визначено ефективні технологічні параметри обрушування у технології переробки насіння сафлору: інтервал температур попереднього охолодження -35÷-45 °С, вологість насіння 4,2 %, частота обертання ротору насіннєрушки – 28,33 с-1, ступінь обрушування 85,40-92,55 %. В лабораторних умовах одержано олію холодного пресування, в якій визначено органолептичні, фізико-хімічні, структурні показники та показники безпеки. Зокрема, показано, що основними жирними кислотами олії із сафлору сорту Лагідний є ессенціальна лінолева кислота (74,4 %), олеїнова (15,1 %) та пальмітинова (7,2 %). Всього ідентифіковано девꞌять жирних кислот. Ацилгліцериновий склад досліджуваної кислоти сафлорової олії представлено шістьома групами ацилгліцеринів, ідентифікованих за вмістом вуглецевих атомів: С 48 – 1,7 %, С 50 – 20,2 %, С 52 – 72,7 %, С 54 – 4,1%, С 56 – 0,9 %, С 58 – 0,4 %. Проаналізовано стеринову фракцію неомилених речовин сафлорової олії. Показано, що фітостерини олії сафлору представлено наступними ізомерами: 39,0 % β-ситостерину, 12,9 % стигмастерину, 6,4 % кампестерину та 3,5 % брасикастерину. Вітаміни сафлорової олії – це вітамін А (2,3 м.о. в (г) та вітамін Е (32,2 мг %). В дослідженнях виявлено, що за показниками безпеки (вмісту токсичних елементів, мікотоксинів, хлорогенових пестицидів, бенз(а)пірену) олія сафлорова холодного пресування відповідає нормативним показникам для рослинних олій. В дисертаційній роботі досліджено методом диференційної скануючої колориметрії окиснювальну стабільність сафлорової олії холодного віджиму і показано, що період індукції її у 1,22 рази менше, ніж у соняшникової олії. Період індукції, а значить і окислювальну стабільність, можна підвищити уведенням водно-спиртових екстрактів деяких рослин. Зокрема, показано, що додавання 0,02 % водно-спиртового екстракту зеленого чаю подовжує період індукції сафлорової олії у 2,39 рази. Розроблено вдосконалену технологічну схему переробки насіння сафлору з одержанням олії холодного та гарячого пресування та виконано економічну оцінку запропонованих технологічних рішень. На підставі виконаних досліджень та випробувань зразків сафлорової олії у лабораторії інструментальних досліджень Українського науково-дослідного інституту олій та жирів Національної академії аграрних наук України та у відділі хроматографічних та радіологічних випробувань державної випробувальної лабораторії харчової та сільськогосподарської продукції Державного підприємства "Харківський регіональний науково-виробничий центр стандартизації, метрології та сертифікації" розроблено та узгоджено проект технічних умов ТУУ 10.4 - 3199908465 - 001:2020 "Олія сафлорова харчова".Документ Технологія переробки воскоподібних компонентів у продукти харчового та технічного призначення(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Руднєва, Лариса ЛеонідівнаДисертація на здобуття наукового ступня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06 – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021 р. Дисертаційна робота присвячена науковому обґрунтуванню та розробці технології вилучення воскоподібних компонентів з відходів олієжирової галузі та переробки вилучених воскоподібних компонентів у харчових продуктах та продуктах технічного призначення. Актуальність роботи пов’язана з удосконаленням технології вилучення воскоподібних компонентів з відходів олієжирової галузі та раціональним застосуванням воскоподібних компонентів рослинного походження. Рівень розвитку олієжирової промисловості значною мірою визначається утилізацією відходів виробництва. У сучасному виробництві олій і жирів відбуваються суттєві структурні зміни, спрямовані на інтенсифікацію виробництва і максимальне використання відходів олієжирової галузі агропромислового комплексу України. В процесі переробки олійної сировини, особливо соняшника, на стадіях шеретування насіння відходами виробництва є соняшникове лушпиння, що не знаходять подальшого застосування. Удосконалення технології вилучення корисних речовин з відходів і подальше їх використання достатньо актуальні в наш час. Зростаючі вимоги відносно якості харчових продуктів, розширення області застосування воскоподібних компонентів і посилення конкуренції у сфері харчового виробництва вимагають удосконалення технології переробки вторинної сировини, в тому числі воскоподібних компонентів. З метою утилізації відходів і визначення можливих напрямів практичного застосування виконувались дослідження способу вилучення воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння. У дисертаційній роботі вперше одержано нові наукові дані щодо вилучення воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння методами занурення та перколяції за допомогою органічного розчинника (гексан) та використання вилучених воскоподібних компонентів у восковмісних продуктах. Експериментально доведено, що перколяція з наступним виморожуванням воскоподібних компонентів з місцели є раціональним методом вилучення воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння. Проведено експериментальні дослідження з обґрунтування вибору діапазонів обраних технологічних параметрів, а саме: співвідношення соняшникове лушпиння : розчинник як 1 : 1, 1 : 2, 1 : 3 та 1 : 4, тривалість процесу екстракції у діапазоні 2-8 год., температурі виморожування воскоподібних компонентів з місцели у діапазоні 4-25ºС. Запропоновані технології вилучення воскоподібних компонентів соняшникового лушпиння дозволяють раціонально використовувати відходи олієвидобувної галузі та в значній мірі знизити втрати воскоподібних компонентів із лушпинням. Науково обґрунтовано технологію вилучення воскоподібних компонентів соняшникового лушпиння методом перколяції за допомогою розчинника гексан та кристалізацією їх з місцели, що дозволило отримати товарний продукт. Доведена економічна та екологічна ефективність запропонованих технологій. Результати дисертаційної роботи з вилучення воскоподібних компонентів з соняшникового лушпиння досліджено в промислових умовах на підприємствах ТОВ "Кондитерська фабрика "Стимул" та ТОВ "Еліксір".Документ Удосконалення технології видобування рослинної олії з вітчизняних сортів сафлору(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Мироненко, Лілія СергіївнаДиссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.06 "Технология жиров, эфирных масел и парфюмерно-косметических продуктов" (18 – Производство и технологии). – Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт" Министерства образования и науки Украины, Харьков, 2021 г. Диссертация посвящена созданию научно обоснованной технологии обрушивания семян сафлора для получения прессового масла пищевого назначения. У диссертационной работе впервые показано, что обрушивание семян сафлора может быть достигнуто путем предварительного охлаждения, которое существенно уменьшает физико-механические свойства семенной оболочки; определены эффективные технологические параметры обрушивания путем экспериментального исследования и аппроксимационного моделирования, а именно температуру предварительного охлаждения, влажность и частоту оборотов ротора семенорушки, которые обеспечивают достаточную для практических целей степень обрушивания; получены новые научные данные касательно технологических свойств семян сафлора отечественных сортов, структурных и качественных показателей сафлорового масла. Разработана усовершенствованная технологическая схема переработки семян сафлора с получением пресового масла. Выполнена экономическая оценка предложенной технологии. На основании выполненных исследований и испытаний образцов сафлорового масла в лаборатории инструментальных исследований Украинского научно-исследовательского института масел и жиров НААН и в отделе хроматографических и радиологических испытаний государственной исследовательской лаборатории пищевой и сельскохозяйственной продукции Государственного предприятия "Харьковский региональный научно-производственный центр стандартизации, метрологии и сертификации" разработан и согласован проект технических условий ТУУ 10.4-3199908465-001:2020 "Масло сафлоровое пищевое". Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс НТУ "ХПИ".Документ Новий тип кондитерських (кулінарних) жирів функціонального призначення(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Удовенко, Олексій ОлександровичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.18.06 "Технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів" (18 – Виробництво та технології). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021. Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню та розробці технології модифікованих кулінарних жирів. Актуальність теми дослідження пов’язана з тим, що дотепер недостатньо вітчизняних спеціалізованих продуктів, зокрема для термічної кулінарної обробки. Відомо, що метою створення "ідеального" фритюрного жиру є зведення до мінімуму процесів термічного псування. При температурі смаження 160-180 °С в олії протікає ряд процесів, які відображаються на якості продукту. При існуючій технології жаріння продуктів у фритюрі відбувається швидке утворення продуктів окислювальної деструкції і полімеризації жирів, які є шкідливими для організма і погіршують засвоєння готових виробів. Перед промисловістю постає актуальна технологічна задача – знизити "олієємність" смажених виробів, розробивши фритюрний жир, який відповідає вимогам сучасних стандартів виробництва харчових продуктів, необхідний фритюрний жир, який має якомога довше не окислюватися і не змінювати колір. Крім того, "винесення" його з продуктами, які в ньому смажаться, має бути на 40-50 % менше, ніж у звичайних жирів. Враховуючи ці фактори, запропоновано інноваційну технологію одержання кулінарних (фритюрних) жирів шляхом етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси. Актуальність теми та вагомість результатів дисертаційної роботи підтверджується тим, що вона виконувалась згідно плану проведення науково-дослідних робіт Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" на кафедрі технології жирів та продуктів бродіння НТУ "ХПІ" у рамках держбюджетної науково-дослідної роботи МОН України: "Наукове обґрунтування і розробка способу одержання нового типу кондитерських (кулінарних) жирів функціонального призначення" (ДР № 0115U000534), де здобувач був відповідальним виконавцем окремих етапів робіт. Практичне значення роботи для олійножирової промисловості полягає у розробці перспективних технологій одержання модифікованих кулінарних жирів. Одержані в результаті модифікації жири мають високу якість і можуть бути використані у виробництві кулінарної продукції у фритюрі, та жировмістивних харчових продуктах. Взято участь у розробці нормативно-технічної документації на новий вид продукту – жири модифіковані рослинні кондитерські, кулінарні, хлібопекарські та для молочної промисловості – ТУ У 20.5 – 1225000194 – 001 : 2019. Проведено апробацію виробництва модифікованих кулінарних жирів шляхом етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси в промислових умовах ВП ЗЖК ТОВ "Щедро" (м. Запоріжжя). Результати дисертаційних досліджень впроваджено в навчальний процес кафедри технології жирів та продуктів бродіння НТУ "ХПІ". У дисертаційній роботі вперше сформульовано робочу гіпотезу щодо удосконалення технології модифікації жирів шляхом етерифікації жирних кислот одноатомними спиртами високої молекулярної маси; одержано нові наукові дані щодо математичних моделей процесу одержання модифікованих кулінарних жирів в залежності від основних параметрів (співвідношення реагентів, тривалості взаємодії, температури) з використанням як ферментних так і інших каталізаторів; експериментально визначено показники якості та антиоксидантну стабільність розроблених модифікованих кулінарних жирів, що дозволило прогнозувати їх технологічні властивості; науково обґрунтовано склад кулінарних жирів підвищеної харчової цінності шляхом нехімічної стабілізації олій, призначених для термічної обробки з підвищеною антиоксидантною стабільністю; визначено раціональні умови одержання нового типу модифікованих жирів шляхом алкоголізу пальмового стеаину в залежності від основних параметрів процесу модифікації, а саме кількості ферменту, мольного співвідношення (жирна кислота: спирт етиловий), температури і тривалості процесу, що дозволило одержати жири спеціального призначення для використання в харчовій промисловості (кулінарні, хлібопекарські і для молочних продуктів). У дисертаційній роботі набуло подальшого розвитку експериментальне обґрунтування використання розроблених модифікованих кулінарних жирів при виробництві кулінарної продукції у фритюрі і як жирового компоненту для хлібобулочних виробів, що забезпечує високі показники якості одержаної продукції; уточнення наукових даних щодо фізико-хімічних характеристик, особливостей жирнокислотного і ацилгліцеринового складу, окислювальної стабільності модифікованих кулінарних жирів. Інноваційна технологія, що пропонується, а саме, етерифікація жирних кислот спиртами високої молекулярної маси в якості фритюрних жирів допомагає подолати проблему термічного псування жирів. Ефіри жирних кислот та високомолекулярних спиртів погано гідролізуються, тому застосування їх як кулінарних (фритюрних) жирів є перспективним. Використання ефірів жирних кислот і високомолекулярних спиртів в якості фритюрних жирів є перспективним напрямом, який дозволяє виключити небажані процеси в ході смаження. На підставі системного аналізу науково-технічної та патентної інформації сформульовано робочу гіпотезу щодо удосконалення технології модифікації жирів шляхом етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси. Ефіри жирних кислот та високомолекулярних спиртів погано гідролізуються, тому застосування їх як кулінарних (фритюрних) жирів є перспективним і дозволяє виключити небажані процеси в ході смаження. Створено математичне описання (у вигляді регресійної моделі) і встановлено раціональні умови технології ферментативної етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси: співвідношення реагентів – 0,9 моль/моль, тривалості взаємодії – 240 хв, температури процесу – 60 °С, що забезпечує максимальний вихід цільової фракції 99,42 %. Створено математичне описання (у вигляді регресійної моделі) і встановлено раціональні умови технології етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси з хімічним каталізатором: співвідношення реагентів – 0,98 моль/моль, тривалості взаємодії – 280 хв, температури процесу – 172 °С, що забезпечує максимальний вихід цільової фракції 96,87 %. Встановлено, показники якості одержаних модифікованих жирів: за температурою плавлення жири кваліфіковано як жири кулінарні, та сировина для жирових продуктів; густина одержаних зразків ефірів є меншою за густину традиційного фритюру. Виявлено, що всі зразки ефірів мають значно нижчу кінематичну в’язкість у порівнянні з соняшниковою олією, яку часто використовують у якості фритюру. Тобто, під час смаження продукт менше поглинатиме такий фритюрний жир, що зменшить калорійність готового продукту. Визначено антиоксидантну стабільність зразків ефірів, що у 3,4-6,8 разів вища за соняшникову олію. Визначено технологічні параметри використання нових модифікованих кулінарних жирів як фритюру. Експериментально встановлено, що після 30 циклів смаження значення кислотного і пероксидного чисел відповідають нормативним документам для харчових жирів. Значення пероксидного числа розробленого фритюрного жиру після 30 циклів смаження становить 1,18 ½ О/кг, що у 20,1 рази менше ніж показник для традиційного фритюрного жиру. Після смаження у фритюрі залишковий вміст розробленого кулінарного жиру у продукті в 1,24 рази менше ніж під час смаження в соняшниковій олії, що позитивно впливає на органолептичні, смакові і сенсорні якості кулінарної продукції, що одержують способом смаження у такому фритюрі. Науково обґрунтовано та розроблено рецептури рідких кулінарних жирів підвищеної харчової цінності, які містять рослинну олію та пальмовий олеїн у співвідношенні 70:30, що забезпечує збереження високих органолептичних показників, зокрема, прозорості. Встановлено антиоксидантну стабільність розроблених сумішей, яка в порівнянні з початковими оліями збільшувалася: для суміші соняшникової олії і пальмового олеїну в 1,2 рази, а для суміші соєвої олії і пальмового олеїну в 1,26 рази. Таким чином, запропоновано ефективний шлях стабілізації олій, призначених для термічної обробки, шляхом купажування із пальмовим олеїном. Науково-обгрунтовано технологію спеціалізованих жирів на основі пальмового стеарину. Розроблено нову технологію модифікації жирів, яка дозволяє шляхом алкоголізу пальмового стеарину одержати новий тип жирів спеціального призначення для використання в харчовій промисловості (кулінарні, хлібопекарські і для молочних продуктів). Встановлено раціональні умови одержання таких жирів: кількість ферменту Lipozyme TL IM – 12 % від маси жирних кислот; мольне співвідношення жирна кислота: спирт етиловий – 1:3; температура процесу – 60 °С; тривалість проведення процесу – в залежності від необхідної кваліфікації. Встановлено, що одержані жири за показниками якості відповідають вимогам нормативних документів, які передбачено для жирів спеціального призначення, а крім того, збагачені фізіологічно-активними інгредієнтами – етиловими ефірами жирних кислот, які краще засвоюються і зменшують ресинтез жиру в організмі людини. Використовуючи розроблений спосіб, обираючи необхідну сировину і варіюючи умови проведення реакції, можна одержувати жири спеціального призначення. Запропоновано технологічну схему виробництва модифікованих кулінарних жирів, яка не потребує додаткових капітальних витрат на модернізацію устаткування, засоби автоматизації; виробництво продукту може бути реалізовано на існуючому технологічному устаткуванні.Документ Технологія одержання і використання природних антиоксидантів із вторинних продуктів олієжирових виробництв(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Лабейко, Марина АнатоліївнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.18.06 "Технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів" (18 – Виробництво та технології). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021. Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню та розробці технології отримання хлорогенової кислоти із соняшникового шроту. Актуальність теми дослідження полягає у тому, що отримання хлорогенової кислоти з вторинних продуктів переробки насіння соняшнику дозволяє виконати декілька задач одночасно: отримати цінний природний антиоксидант з дешевої вторинної сировини олієжирових виробництв – соняшникового шроту, наблизитися до технології безвідходного виробництва, а також отримати шрот з мінімальним вмістом хлорогенової кислоти для подальшого використання його в якості сировини для виробництва соняшникового білку. Як відомо, проблеми раціонального використання вторинної сировини олійножирового виробництва і окиснювального псування олій та жирів відносяться до числа пріоритетних в галузі. Серед вторинних продуктів олійновидобувного виробництва, використання яких до тепер не є ефективним, значне місце займає соняшниковий шрот, який в нашій країні виробляється у великій кількості та використовується переважно в якості корму для сільськогосподарських тварин. Між тим, він є джерелом цінних природних компонентів, таких як соняшниковий білок та поліфенольні сполуки, переважно хлорогенова кислота. Якщо отриманню та використанню соняшникового білку присвячено досить багато досліджень, то виділенню із соняшникового шроту такого потужного антиоксиданту, як хлорогенова кислота – вкрай мало. Крім того слід зазначити, що попереднє вилучення хлорогенової кислоти дасть можливість у подальшому отримувати рослинний білок, вільний від хлорогенової кислоти, яка зазвичай вилучається разом із білком і негативно впливає на колір соняшникового білку під час технологічної обробки. Цей фактор унеможливлює використання соняшникових білків у виробництві комбінованих продуктів харчування світлого кольору. Беручи до уваги викладене вище, можна констатувати, що дослідження, спрямовані на розробку науково обґрунтованої технології природного антиоксиданту із соняшникового шроту є актуальними і складають наукове завдання, яке вирішує дисертаційна робота. Актуальність теми та вагомість результатів дисертаційної роботи підтверджується тим, що вона виконувалась згідно плану проведення науково-дослідних робіт Українського науково-дослідного інституту олій та жирів (м. Харків) у рамках держбюджетних науково-дослідних робіт НААН України: "Фундаментальні засади одержання цінних природних речовин із вторинних продуктів олієжирової промисловості" (ДР № 0116U000092), в якій здобувач був відповідальним виконавцем усіх етапів, та "Дослідження процесів отримання білкових продуктів на підставі дослідження хімічного складу насіння соняшнику вітчизняної селекції та розробка теоретичних основ технології одержання різноманітних форм білкових продуктів" (ДР № 0111U005035), в якій здобувач був відповідальним виконавцем окремих етапів роботи. Практичне значення одержаних результатів для олієжирової галузі полягає у розробці технології отримання хлорогенової кислоти із соняшникового шроту, за якою вироблено кристалічний продукт та доведено його антиоксидантну і антибактеріальну дії у складі емульсійного продукту – майонезу. Використання хлорогенової кислоти дає можливість відмовитися від синтетичних промислових антиоксидантів та консервантів. Розроблено технологічну схему одержання хлорогенової кислоти із соняшникового шроту, а також розроблено та узгоджено проект технічних умов: ТУ У 20.14.33-00334882:001-2020 "Кислота хлорогенова.Технічні умови". Крім того, проведено апробацію виробництва партії майонезу з додаванням отриманої хлорогенової кислоти в умовах ТОВ "Ново-Водолажський Масло-Жировий Комбінат" (акт впровадження від 03.09.2020р.). Результати дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі кафедри технології жирів та продуктів бродіння НТУ "ХПІ" під час викладання дисциплін "Технологія галузі. Технологічні розрахунки, облік та звітність у галузі", "Інноваційні технології переробки жирів" та "Інженерне проектування технологій олійножирової галузі"; в курсовому та дипломному проектуванні, а також науково-дослідній роботі студентів спеціальностей 181 "Харчові технології" та 181.01 "Технології жирів, жирозамінників та ефірних масел" (акт впровадження від 03.12.2020р.). У дисертаційній роботі удосконалено метод кількісного визначення (метод титрування перманганатом калію) хлорогенової кислоти. Для стадії екстрагування із соняшникового шроту (готування проб) визначено раціональні параметри процесу: концентрація етилового спирту – 60 %, гідромодуль в системі "шрот-екстрагент" – 1:90, тривалість екстрагування – 30 хвилин, – з одержанням математичних моделей. Крім того, метод кількісного визначення хлорогенової кислоти модифіковано в частині титрування – шляхом визначення кількості ХК по аналогії з методом визначення таніну в чаї (ГОСТ 19885). Для процесу екстрагування хлорогенової кислоти із соняшникового шроту наважкою 100 г з метою отримання кристалічного продукту, вперше встановлено залежність ступеня екстрагування від гідромодулю в системі "шрот-екстрагент" та тривалості процесу. Визначені раціональні параметри екстрагування хлорогенової кислоти складають: гідромодуль – 1:10, тривалість екстрагування – 30 хв. Також визначено залежність ступеня екстрагування хлорогенової кислоти із соняшникового шроту від способу екстрагування. Експериментально доведено ефективність проведення процесу в одну стадію з додатковим промиванням шроту спиртовим розчином під час фільтрування (гідромодуль 1:5) у порівнянні з триступеневим екстрагуванням. Для підвищення виходу та чистоти (масової долі основної речовини) кристалічного продукту, експериментально досліджено та одержано наукові дані щодо впливу умов очищення спиртового екстракту хлорогенової кислоти на вихід кінцевого кристалічного продукту, а також визначено раціональні умови процесу очищення, що складають: кількість упареного спиртового екстракту хлорогенової кислоти – 10 % від вихідної кількості; вилучення білкових домішок за допомогою соляної кислоти (концентрованої або розчину з масовою долею 10 %) при рН 4–4,1; вилучення жирових домішок за допомогою хлороформу – 3 промивання (гідромодуль в системі «спиртовий екстракт хлорогенової кислоти - хлороформ» – 1:0,5); оптимальна кількість екстрагувань хлорогенової кислоти етилацетатом – 12-15, гідромодуль в системі "спиртовий екстракт-етилацетат" – 1:0,5; об’єм упарених витяжок етилацетату – 10 % від вихідної кількості; температура кристалоутворення +4..+6 °С. З метою ідентифікації отриманих кристалічних зразків, проведено дослідження їх складу методами: ДСК, ІЧС та ВЕРХ; за допомогою методу ІЧС визначено, що хлорогеновій кислоті притаманні характеристичні смуги карбоксильної групи – валентних коливань С=О на 1750-1700 см⁻¹ та С-О на 1275-1050 см⁻¹, а також характеристичні смуги – 1550 та 1450 см⁻¹, які відповідають ароматичному кільцю, характеристичні смуги – 1200, 1150, 1125, 1100, 1000 см⁻¹, що відповідають коливанням С-О в складних ефірах та смуги 3450 та 3300 см⁻¹, що відповідають –ОН групам. За допомогою методів ДСК та ВЕРХ визначено чистоту (масову долю основної речовини – хлорогенової кислоти), як окремих фракцій, так і об’єднаних дослідних кристалічних зразків та за отриманими результатами для подальших досліджень обрано кристалічний зразок, отриманий у досліді № 2 (екстрагент жирових домішок – хлороформ), що має загальну кількість – 0,5967% (в перерахунку на наважку шроту) і сумарну чистоту кристалічного зразку – 98,27%. Експериментально досліджено за допомогою методу ДСК антиоксидантні властивості отриманого зразку хлорогенової кислоти у складі основи майонезу – модельної суміші "вода-олія соняшникова"; виявлено збільшення періоду індукції у дослідному зразку (модельна суміш "вода-олія соняшникова" з додаванням 0,02 % отриманого антиоксиданту) у порівнянні з контрольним (модельна суміш «вода-олія соняшникова»). При цьому, проведення експерименту при температурі +110 °С дає приріст періоду індукції дослідного зразка на 19 %, а при температурі +90 °С – на 28 %. Отримані результати вказують на факт часткового руйнування хлорогенової кислоти за більш високих температур. Розглянуто та експериментально доведено можливість використання хлорогенової кислоти в якості консерванту у складі емульсійного продукту – майонезу "Провансаль". Кількість введеного дослідного консерванту дорівнювала кількості промислового консерванту – сорбінової кислоти (1000 мг/кг) згідно з ДСТУ 4487:2015. Отримано позитивний результат: після зберігання свіжовиробленого майонезу протягом двох тижнів за температури +35 °С (температура навколишнього середовища), кількість дріжджів у зразку майонезу з додаванням хлорогенової кислоти склала – >10 КУО/г, а у зразку майонезу без додавання консерванту – 20±7,9 КУО/г. На основі проведених досліджень щодо можливості підвищення ступеня вилучення хлорогенової кислоти із соняшникового шроту, а також визначених раціональних параметрів процесу екстрагування, розроблено технологічну схему отримання кристалічного зразку хлорогенової кислоти із соняшникового шроту. Проведено економічні дослідження щодо доцільності використання розробленої технології отримання хлорогенової кислоти із соняшникового шроту. Згідно з результатами спостерігається економічний ефект, а саме, очікувана відпускна ціна отриманої хлорогенової кислоти з масовою долею основної речовини 98,27 %, яка складає 480 тис грн., що значно нижче за ринкову ціну (3 322,3 тис. грн/кг) хлорогенової кислоти з масовою долею основної речовини 98 %.Документ Технологія одержання і використання природних антиоксидантів із вторинних продуктів олієжирових виробництв(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Лабейко, Марина АнатоліївнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06 – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021. Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню та розробці технології отримання хлорогенової кислоти із соняшникового шроту. Удосконалено метод кількісного визначення (метод титрування перманганатом калію) хлорогенової кислоти: в частині екстрагування із соняшникового шроту (готування проб) – шляхом визначення раціональних параметрів процесу (концентрація етилового спирту, гідромодуль в системі "шрот-екстрагент", тривалість екстрагування) з одержанням математичних моделей, та в частині титрування – шляхом визначення кількості хлорогенової кислоти по аналогії з методом визначення таніну в чаї. Досліджено ефективність ряду розчинників щодо екстрагування хлорогенової кислоти із соняшникового шроту. Експериментально та за допомогою математичного моделювання встановлено залежність ступеня вилучення хлорогенової кислоти із соняшникового шроту від параметрів екстрагування: гідромодулю в системі "шрот-екстрагент" та тривалості екстрагування. Визначено залежність ступеня екстрагування хлорогенової кислоти із соняшникового шроту від способу екстрагування. Одержано нові наукові дані щодо впливу умов очищення спиртового екстракту хлорогенової кислоти на вихід кінцевого кристалічного продукту. Проведено ідентифікацію отриманого продукту за допомогою методів диференційної скануючої калориметрії, інфрачервоної спектроскопії та високоефективної рідинної хроматографії. Визначено антиоксидантні властивості хлорогенової кислоти у складі основи майонезу – модельної суміші "вода-олія соняшникова". Доведено можливість використання хлорогенової кислоти як консерванту у складі емульсійного продукту – майонезу. Розроблено технологічну схему одержання хлорогенової кислоти із соняшникового шроту. Проведено економічні розрахунки щодо собівартості отриманого антиоксиданту. Розроблено проект технічних умов щодо хлорогенової кислоти, отриманої із соняшникового шроту.Документ Новий тип кондитерських (кулінарних) жирів функціонального призначення(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Удовенко, Олексій ОлександровичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06 – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021 р. Дисертація присвячена науковому обґрунтуванню і розробці технології модифікування жирової сировини з одержанням жирів кулінарного призначення. Сформульовано робочу гіпотезу щодо удосконалення технології модифікації жирів шляхом етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси на відміну від традиційних жирів – ефірів жирних кислот і трьохатомного спирту гліцерину, що виключає утворення гліцидолових ефірів. Створено математичне описання (у вигляді регресійної моделі) і встановлено раціональні умови етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси з ферментним і кислотним каталізатором. Визначено показники якості одержаних модифікованих жирів. Визначено технологічні параметри використання модифікованих кулінарних жирів як фритюру. Науково обгрунтовані і розроблені рецептури рідких кулінарних жирів підвищеної харчової цінності шляхом купажування рослинних олій. Встановлено антиоксидантну стабільність розроблених сумішей. Науково-обґрунтоване технологію спеціалізованих жирів на основі пальмового стеарину, визначені оптимальні умови отримання таких жирів. Встановлено, що отримані жири за показниками якості відповідають вимогам нормативних документів. Запропоновано технологічну схему виробництва модифікованих кулінарних жирів. Розроблено та погоджено технічні умови ТУ У 20.5 – 1225000194 – 001: 2019 жири модифіковані рослинні кондитерські, кулінарні, хлібопекарські та для молочної промисловості. Проведено апробацію виробництва модифікованих кулінарних жирів шляхом етерифікації жирних кислот спиртами високої молекулярної маси в промислових умовах.Документ Удосконалення технології жирових систем зі зниженим вмістом транс-ізомерів жирних кислот для маргаринів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Гудзь, Ольга МиколаївнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06 – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" МОН України, Харків, 2019. У дисертаційній роботі теоретично та експериментально обґрунтовано необхідність удосконалення технології виробництва жирових систем для маргаринів з мінімальним вмістом транс-ізомерів і визначено необхідні технологічні прийоми щодо її реалізації. Жирові системи є невід’ємною складовою харчування людини. Тому сучасні вимоги до підвищення якості та безпеки обумовлюють вдосконалення відповідних технологій їх виробництва. Сформована кон'юнктура зовнішнього і внутрішнього ринків диктує необхідність нарощування темпів виробництва основних олійно-жирових продуктів з високою доданою собівартістю, зокрема маргаринів. В залежності від виключення або впровадження того чи іншого компонента в рецептуру жирового продукту, покращується або значно змінюється його властивість. Необхідність корегування харчового раціону сучасної людини в напрямку зниження в ньому частки жирів, які в своєму складі містять надмірну кількість транс-ізомерів жирних кислот, обумовлена соціальним ефектом споживання жирових продуктів підвищеної якості та спрямована на оздоровлення населення України. Доцільність зниження вмісту транс-ізомерів в жирових системах ґрунтується на доведеному зв'язку між кількістю вказаних ізомерів у складі жирових харчових продуктів і підвищенням ризику розвитку серцево- судинних захворювань, а також хвороб порушення метаболізму. Зокрема, підвищений вміст транс-ізомерів блокує дію ліпопротеїдів високої щільності, ініціюючи відкладення холестеринових бляшок на стінках кровоносних судин людини та провокуючи розвиток атеросклерозу. В роботі досліджено кінетику процесів біокаталітичного переетерифікування та гліцеролізу, на яких ґрунтується технологія виробництва жирових систем зі зниженим вмістом транс-ізомерів. З використанням математичного моделювання встановлено основні закономірності кінетики біокаталітичного переетерифікування триацилгліцеринів під дією ферментного препарату Novozym 40086 та біокаталітичного гліцеролізу триацилгліцеринів, збагачених омега-3 поліненасиченими жирними кислотами. Визначено константи швидкостей прямих і зворотних реакцій, що протікають у реакційних системах, а також константи рівноваги кожної з них. На основі отриманих даних розраховано термодинамічні параметри та зроблено висновки про внесок кожної з реакцій в загальний процес у цілому. Отримані результати слугуватимуть науковим підґрунтям для встановлення технологічних параметрів виробництва жирових систем з мінімальним вмістом транс-ізомерів. Досліджено закономірності процесу біокаталітичного переетерифікування жирів під впливом препарату Novozym 40086 та встановлено раціональні параметри технології виробництва жирових систем зі зниженим вмістом транс-ізомерів. Отримано математичну модель, яка дозволяє на основі даних про компонентний склад жирової основи прогнозувати вміст твердої фази в продуктах біокаталітичного переетерифікування, що є одним із найважливіших способів оцінки їх консистенції. Розроблена модель дозволяє вирішувати зворотну задачу – виходячи з цільової консистенції жирового продукту знаходити його рецептуру. Показана можливість удосконалення складу та властивостей жирових систем зі зниженим вміст транс-ізомерів шляхом фракціонування продукту біокаталітичного переетерифікування. Розроблено математичну модель, яка дозволяє, виходячи з даних про компонентний склад олеогелів прогнозувати їх термостабільність. При цьому було застосовано методологію поверхні відклику, а визначення невідомих значень вектора параметрів здійснювалось шляхом застосування алгоритмів регресійного аналізу. Аналіз отриманих залежностей дозволив зробити висновок, що збільшення в рецептурі олеогелів вмісту бджолиного воску від 0,30 до 3,30 % мас. обумовлює зростання термостабільності. Подальше підвищення вмісту вказаного компонента не є раціональним, оскільки практично не впливає на відклик. Разом з тим при варіюванні вмісту трипальмітину від 0,30 до 3,10 % мас. спостерігається збільшення термостабільності, а при подальшому підвищенні – зменшення цього показника. Визначено раціональні значення масових часток компонентів олеогелів: вміст бджолиного воску 3,27 % мас.; вміст трипальмітину 3,07 % мас. та вміст моноацилгліцеринів 4,70 % мас. При цих значеннях досягається максимальне значення коефіцієнта термостабільності. Показано, що кількість мезофільних аеробних і факультативно-анаеробних мікроорганізмів в м’яких маргаринах на основі жирових систем зі зниженим вмістом транс-ізомерів протягом 60 діб зберігання була нижче за встановлені стандартом норми і знаходились на рівні не вище ніж 3,4·10³, тобто більш ніж на порядок меньше за нормативний показник. Крім того, у 0,01 г досліджених зразків не виявлено БГКП, а кількісні показники наявності пліснявих грибів та дріжджів також не перевищували норми. Запропоновано технологічну схему виробництва м’яких маргаринів зі зниженим вмістом транс-ізомерів жирних кислот. Наукова новизна отриманих результатів полягає у тому, що вперше: – встановлено основні закономірності перебігу біокаталітичних процесів, що лежать в основі технології виробництва жирових систем зі зниженим вмістом транс-ізомерів; – визначено раціональні параметри біокаталітичного переетерифікування жирів під дією ферментного препарату Novozym 40086; – розроблено математичну модель, яка дозволяє на основі даних про компонентний склад жирової сировини прогнозувати вміст твердої фази за різних температур в продуктах біокаталітичного переетерифікування; – встановлено кількісні залежності термостабільності олеогелів від рецептурного складу їх дисперсної фази. Практичне значення отриманих результатів для олійно-жирової галузі полягає у створенні перспективної технології жирових систем зі зниженим вмістом транс-ізомерів з використанням продуктів біокаталітичних реакцій та олеогелів. Запропоновано рецептури емульсійних продуктів на основі розроблених жирових систем. Розроблено нормативний матеріал: ТУ У 10.4 – 02071180 – 155 : 2019 на новий вид продукту – маргарин м'який "Новел" з подовженим терміном зберігання. Результати дисертаційної роботи впроваджено у навчальний процес кафедри технології жирів та продуктів бродіння Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".Документ Удосконалення технології жирових систем зі зниженим вмістом транс-ізомерів жирних кислот для маргаринів(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Гудзь, Ольга МиколаївнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06 – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2019. Дисертацію присвячено удосконаленню технології жирових систем зі зниженим вмістом транс-ізомерів, що дозволяє на їх основі виробляти маргарини підвищеної харчової цінності. Встановлено основні закономірності кінетики біокаталітичного переетерифікування триацилгліцеринів під дією ферментного препарату Novozym 40086 та біокаталітичного гліцеролізу триацилгліцеринів, збагачених омега-3 поліненасиченими жирними кислотами. Визначено константи швидкостей прямих і зворотних реакцій, що протікають у реакційних системах, а також константи рівноваги кожної з них. Розраховано термодинамічні параметри біокаталітичних процесів, на яких ґрунтується технологія виробництва жирових систем зі зниженим вмістом транс-ізомерів. Встановлено раціональні значення основних параметрів біокаталітичного переетерифікування жирів під дією ферментного препарату Novozym 40086. Отримано математичну модель, яка дозволяє на основі даних про компонентний склад жирової сировини прогнозувати вміст твердої фази в продуктах біокаталітичного переетерифікування. Розроблено математичну модель, яка дозволяє, виходячи з рецептурного складу олеогелів, прогнозувати їх термостабільність. Розроблено технічні умови на новий вид м'якого маргарину зі зниженим вмістом транс-ізомерів жирних кислот. Результати роботи впроваджено у навчальний процес кафедри технології жирів та продуктів бродіння НТУ "ХПІ".Документ Технологія білково-жирової суміші підвищеної харчової цінності спеціального призначення(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Бочкарев, Сергій ВолодимировичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.18.06 «Технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів» (18 – Виробництво та технології). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Міністерства освіти і науки України, Харків, 2019. Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню та розробці технології білково-жирових сумішей підвищеної харчової цінності. Актуальність теми дослідження пов’язана з тим, що дотепер практично немає вітчизняних спеціалізованих продуктів, зокрема для харчування спортсменів. Відомо, що найбільш важливими нутрієнтами для відновлення організму спортсмена є білки з певним співвідношенням амінокислот, поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК) -3 групи, вітаміни та мінеральні речовини, які в недостатній кількості присутні в традиційних харчових продуктах. Тому часто спортсмени змушені вживати різноманітні біологічно активні добавки, що позиціонуються як спортивне харчування, нормативна база яких в Україні відсутня. Створення новітніх білково-жирових продуктів на науково обґрунтованій основі збагатить раціон харчування спортсменів, що, в свою чергу, позитивно вплине на повноцінне тренування та покращення спортивних результатів. Перспективною сировинною базою для означених продуктів, які є концентрованим джерелом поживних речовин, зокрема, незамінних нутрієнтів, є олійне насіння. Розробка науково обґрунтованої технології білково-жирових сумішей підвищеної харчової цінності для харчування спортсменів є актуальним науковим завданням, яке вирішується в дисертаційній роботі. Актуальність теми та вагомість результатів дисертаційної роботи підтверджується тим, що вона виконувалась згідно плану проведення науково-дослідних робіт Українського науково-дослідного інституту олій та жирів (м. Харків) у рамках держбюджетних науково-дослідних робіт НААН України: «Розробка білково-жирової основи для раціонального харчування спортсменів» (ДР № 0117U002374) та «Розробка способу інактивації інгібіторів протеїназ в білково-жировій основі для раціонального харчування» (ДР № 0116U000178), де здобувач був відповідальним виконавцем окремих етапів роботи. Практичне значення роботи для олійножирової промисловості полягає в обґрунтуванні раціонального співвідношення компонентів білково-жирової суміші (насіння льону, кунжуту, соняшника та кукурудзяної олії) для харчування спортсменів, яке є ефективним за вмістом незамінних амінокислот з розгалуженим ланцюгом (лейцином, ізолейцином, валіном) та триптофаном, максимально збагачене ПНЖК ω-3 групи та рослинними антиоксидантами; визначенні технологічних умов її обробки надвисокочастотним випромінюванням для збільшення харчової цінності; обґрунтуванні рецептур кремових цукерок типу «трюфель» і шоколадної пасти, збагачених білково-жировою сумішшю. Розроблено та узгоджено проект технічних умов: ТУ У 10.86.1 – 02071180.001:2018 «Білково-жирові суміші з олійного насіння». Проведено апробацію виробництва білково-жирової суміші з насіння льону, кунжуту, соняшника та рафінованої дезодорованої кукурудзяної олії, а також шоколадної пасти, збагаченої білково-жировою сумішшю, в промислових умовах ТОВ «Вегетус» (м. Харків). Результати дисертаційних досліджень впроваджено в навчальний процес кафедри органічного синтезу і нанотехнологій НТУ «ХПІ» під час викладання дисциплін «Хімічні технології харчових добавок та косметичних засобів», «Розробка комплексних харчових добавок» та «Застосування харчових добавок», в курсовому та дипломному проектуванні, а також у науково-дослідній роботі студентів. У дисертаційній роботі вперше одержано нові наукові дані щодо особливостей складу жирних кислот, стеринової фракції, комплексу антиоксидантів, амінокислот білків та сортових особливостей до накопичення ксенобіотиків насіння досліджених олійних культур, адаптованих до вирощування в Україні; науково обґрунтовано склад білково-жирової суміші (насіння льону, кунжуту, соняшника та кукурудзяної олії) спеціального призначення, яка є ефективною за вмістом ессенціальних жирних кислот, незамінних амінокислот та рослинних антиоксидантів; експериментально визначено у вигляді апроксимаційних моделей залежність періоду індукції окиснення ліпідів білково-жирової суміші від вмісту сезамолу, сезамоліну, α-ліноленової жирної кислоти та масової частки вологи. У дисертаційній роботі набуло подальшого розвитку експериментальне обґрунтування високої харчової цінності насіння олійних культур – соняшника, льону та кунжуту не тільки як джерела есенціальних жирних кислот, але й незамінних амінокислот – лейцину, ізолейцину і валіну; застосування надвисокочастотного випромінювання та зволоження олійної сировини для зниження активності інгібіторів протеолітичних ферментів і збільшення засвоюваності компонентів білково-жирової суміші. Компонентами білково-жирової суміші обрано підсушене насіння льону, кунжуту та соняшника. Вибір обґрунтовано тим, що насіння цих олійних культур поки ще не містить модифікованих генів і може стати джерелом білків рослинного походження, ессенціальних ПНЖК, мікроелементів, а також низки цінних сполук, які потрібні для здоров’я спортсменів. Досліджено загальний хімічний склад, жирнокислотний склад, склад стеринової і токоферольної фракцій, амінокислотний, вітамінний та мінеральний склад насіння льону (сорти Південна ніч, Ківіка, Симпатік), кунжуту (сорти Ілона, Кадет, Боярин) та соняшника (кондитерські сорти Лакомка, Алмаз, Запорізький кондитерський), адаптованих до вирощування в Україні. Насіння льону характеризується найбільшим вмістом α-ліноленової кислоти. Кунжутне насіння містить антиоксиданти сезамол і токофероли. Сезамол здатен посилювати антиокиснювальну дію токоферолів в оліях, а тому такий комплекс можна пропонувати для використання як антиоксиданту в жирових продуктах для спортсменів. В свою чергу, соняшникове насіння містить значну кількість токоферолів. Обране олійне насіння також містить фітостерини, які мають низку лікувально-профілактичних властивостей, зокрема знижують рівень загального холестерину в організмі. Сировина багата на амінокислоти лейцин, ізолейцин, валін, які є незамінним матеріалом для побудови м’язової тканини та приймають участь у процесах її анаболізму й відновлення. Саме ці амінокислоти в плазмі крові людини конкурують з амінокислотою триптофан, що визначає швидкість проникнення триптофану в мозок і зниження моторної активності та працездатності, тобто виникнення втоми. Насіння олійних культур обраних сортів містить значну кількість вітамінів групи В та вітаміну Е. Проаналізовано здатність олійного насіння обраних сортів щодо накопичення токсичних речовин, а саме важких металів та нітратів. Результати досліджень свідчать про те, що кількість солей важких металів – міді, цинку, свинцю та кадмію, а також і нітратів в усіх сортах значно менша за ГДК. В результаті аналізу отриманих даних як сировину для виробництва білково-жирової суміші обрано наступні сорти олійного насіння: Південна ніч (льон), Ілона (кунжут), Лакомка (соняшник). Науково обґрунтовано склад білково-жирової суміші підвищеної харчової цінності спеціального призначення: насіння льону – 51,00 ± 2,55 %; насіння кунжуту – 21,25 ± 1,06 %; насіння соняшника – 12,75 ± 0,63 %, рафінована дезодорована кукурудзяна олія – 15,00 ± 0,75 %. Вміст жиру в суміші становить 55,92 ± 2,80 %, вміст білку – 17,50 ± 0,88 %. Співвідношення лінолевої та -ліноленової жирних кислот у суміші становить близько 1,2 : 1,0; а незамінні амінокислоти з розгалуженим ланцюгом знаходяться в співвідношенні лейцин : ізолейцин : валін, яке дорівнює близько 2,0 : 1,2 : 1,4. Визначено органолептичні, фізико-хімічні та технологічні показники якості білково-жирової суміші. Розраховано залежність періоду індукції окиснення ліпідів білково-жирової суміші в закритій тарі від температури зберігання. Встановлено, що період індукції окиснення ліпідів білково-жирової суміші за 85±2 °С при запропонованому співвідношенні компонентів знаходиться в інтервалі 175 – 195 хв., що перевищує приблизно в 2,7 – 3,0 рази – період індукції окиснення лляного насіння як найбільш термолабільного компоненту та приблизно в 1,3–1,4 рази період індукції соняшникового насіння. Окисну стабільність білково-жирової суміші гарантує те, що при виготовленні її використано компоненти, що не піддавалися тривалій температурній обробці. Але присутність в складі олійного насіння інгібіторів протеолітичних ферментів знижують засвоєння білка організмом та істотно обмежують його застосування в харчовій промисловості. У зв’язку з цим розроблено технологічне рішення щодо зниження активності інгібіторів протеолітичних ферментів олійної сировини білково-жирової суміші для максимально можливого збільшення її харчової цінності, яке полягає в її зволоженні та обробці надвисокочастотним випромінюванням ( = 2450 МГц). Експериментально встановлено раціональні умови обробки олійної сировини: зволоження до вмісту вологи 11 – 13 % і час обробки надвисокочастотним випромінюванням 210 – 260 с, що дозволить підвищити біологічну цінність суміші, а саме збільшити ступінь розщеплення і засвоюваності білків у шлунково-кишковому тракті. Запропоновано технологічну схему виробництва білково-жирової суміші підвищеної харчової цінності на основі олійної сировини, розроблено та узгоджено проект технічних умов ТУ. У. 10.86.1 – 02071180.001:2018 на білково-жирові суміші з олійного насіння. Науково обґрунтовано рецептури жировмісних кондитерських виробів – кремової цукеркової маси для виробництва цукерок типу «трюфель» і шоколадної пасти з додаванням 15 % білково-жирової суміші підвищеної харчової цінності. Експериментально доведено, що періоди індукції цукеркової маси і шоколадної пасти запропонованого складу перевищують контрольні показники на 44 і 55 % відповідно. Для визначення впливу білково-жирової суміші на споживчі властивості кондитерських виробів проведено органолептичну оцінку дослідних зразків, на базі якої виявлено, що використання білково-жирової суміші в складі кремових цукеркових мас і шоколадної пасти впливає на такі органолептичні показники як смак і аромат, які у дослідних зразків вище, ніж у контрольних. Зокрема, в дослідних зразках кондитерських виробів проявляється характерний пікантний горіховий аромат і смак; довше зберігається відчуття «наповненості» у роті («mouth-feeling»). Подальше збільшення вмісту суміші – понад 15 % – приводить до появи борошнистого присмаку і характерного аромату лляного насіння. Виходячи з результатів органолептичної оцінки, обрано ефективну концентрацію білково-жирової суміші в кондитерських виробах на рівні 15 %. Результати визначення фізико-хімічних показників якості кондитерських виробів свідчать, що при додаванні в кремову конфетну масу і шоколадну пасту 15 % білково-жирової суміші зміна масової частки вологи та масової частки жиру відбувається в рамках нормованих величин. Зниження вмісту загального цукру не впливає на органолептичні властивості кондитерських виробів, але знижує собівартість продукції. Розроблені продукти порівняно з контролем мають вищій вміст незамінних амінокислот, змінюється їх ліпідний склад – значною мірою зростає вміст ПНЖК ω-3 групи. У складі розроблених кондитерських виробів також присутня значна кількість харчових волокон – нутрієнту, який прискорює відчуття насичення, а також є фактором формування нормальної кишкової мікрофлори і попередження ожиріння.Документ Технологія білково-жирової суміші підвищеної харчової цінності спеціального призначення(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2019) Бочкарев, Сергій ВолодимировичДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06 – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України, Харків, 2019 р. Дисертація присвячена науковому обґрунтуванню та розробці технології білково-жирових сумішей підвищеної харчової цінності спеціального призначення. Сформульовано робочу гіпотезу щодо використання в складі білково-жирової суміші насіння олійних культур соняшника, льону та кунжуту як джерел незамінних амінокислот, ессенціальних жирних кислот, вітамінів, мікроелементів, рослинних антиоксидантів. Науково обґрунтовано склад білково-жирової суміші підвищеної харчової цінності спеціального призначення (насіння льону; насіння кунжуту; насіння соняшника; рафінована кукурудзяна олія). Визначено органолептичні, фізико-хімічні, мікробіологічні та технологічні показники якості білково-жирової суміші. Розраховано залежність періоду індукції окиснення ліпідів білково-жирової суміші в закритій тарі від температури зберігання. Розроблено технологічне рішення щодо зниження активності інгібіторів протеолітичних ферментів білково-жирової суміші для максимально можливого збільшення її харчової цінності, яке полягає в її зволоженні та обробці надвисокочастотним випромінюванням. Запропоновано технологічну схему виробництва білково-жирової суміші підвищеної харчової цінності на основі олійної сировини, розроблено та узгоджено проект технічних умов на білково-жирові суміші з олійного насіння. Науково обґрунтовано рецептури жировмісних кондитерських виробів – кремової цукеркової маси для виробництва цукерок типу «трюфель» і шоколадної пасти з додаванням білково-жирової суміші підвищеної харчової цінності. Оцінено фізико-хімічні показники розроблених кондитерських виробів, вони відповідають нормам.Документ Технологія жирових продуктів із заданими властивостями багатоцільового призначення(Український науково-дослідний інститут олій та жирів НААН, 2018) Мазаєва, Вікторія СергіївнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06 – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертаційну роботу присвячено науковому обґрунтуванню перспективної технології одержання жирових продуктів з наперед заданими властивостями. Визначено триацилгліцерольний склад найбільш поширеної жирової сировини. Показано, що при загальній кількості триацилгліцеролів від 11 до 20 у кожному компоненті визначальними (за вмістом) є 7 – 10 триацилгліцеролів, від яких і залежать фізико-хімічні властивості жирових сумішей. На діаграмах диференційної скануючої калориметрії проаналізовані фазові перетворення для процесів плавлення та кристалізації в широкому діапазоні температур для одинадцяти сумішей. Виконано порівняльний аналіз температури в характерних точках з температурами плавлення і застигання. В результаті проведених обчислень знайдені коефіцієнти апроксимації для обчислення вмісту твердих триацилгліцеролів в характерних точках на діаграмі диференційної скануючої калориметрії і отриманих за допомогою ядерного магнітного резонансу, що дозволяє зіставляти і перераховувати результати обох аналізів, а це, в свою чергу, дозволяє досягати більш достовірних результатів. За допомогою плану Шеффе отримані рівняння регресії на базі яких розраховано рівняння залежності фізико-хімічних властивостей від триацилгліцерольного складу, що підтверджує можливість створення жирових основ жировмісних продуктів за допомогою відомого триацилгліцерольного складу. Розроблена методологія дозволяє скорегувати рецептуру жирових сумішей згідно із заданими фізико-хімічними властивостями або відтворювати вже існуючі рецептури за допомогою іншої сировини, на стадії лабораторних досліджень, ще до початку технологічного процесу і мінімізувати втрати енергоресурсів та час роботи лабораторії.Документ Технологія жирових продуктів із заданими властивостями багатоцільового призначення(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Мазаєва, Вікторія СергіївнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06 – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018. Дисертаційну роботу присвячено науковому обґрунтуванню перспективної технології одержання жирових продуктів з наперед заданими властивостями. Визначено триацилгліцерольний склад найбільш поширеної жирової сировини. Показано, що при загальній кількості триацилгліцеролів від 11 до 20 у кожному компоненті визначальними (за вмістом) є 7 – 10 триацилгліцеролів, від яких і залежать фізико-хімічні властивості жирових сумішей. На діаграмах диференційної скануючої калориметрії проаналізовані фазові перетворення для процесів плавлення та кристалізації в широкому діапазоні температур для одинадцяти сумішей. Виконано порівняльний аналіз температури в характерних точках з температурами плавлення і застигання. В результаті проведених обчислень знайдені коефіцієнти апроксимації для обчислення вмісту твердих триацилгліцеролів в характерних точках на діаграмі диференційної скануючої калориметрії і отриманих за допомогою ядерного магнітного резонансу, що дозволяє зіставляти і перераховувати результати обох аналізів, а це, в свою чергу, дозволяє досягати більш достовірних результатів. За допомогою плану Шеффе отримані рівняння регресії на базі яких розраховано рівняння залежності фізико-хімічних властивостей від триацилгліцерольного складу, що підтверджує можливість створення жирових основ жировмісних продуктів за допомогою відомого триацилгліцерольного складу. Розроблена методологія дозволяє скорегувати рецептуру жирових сумішей згідно із заданими фізико-хімічними властивостями або відтворювати вже існуючі рецептури за допомогою іншої сировини, на стадії лабораторних досліджень, ще до початку технологічного процесу і мінімізувати втрати енергоресурсів та час роботи лабораторії.Документ Науково-методологічні основи удосконалення технохімічного контролю сировини і готової продукції олійножирових виробництв(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Левчук, Ірина ВолодимирівнаДисертація на здобуття наукового ступеню доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.06 − технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2018 р. Дисертаційну роботу присвячено науковому обґрунтуванню застосування системного комплексного підходу щодо створення сучасних схем технохімічного контролю сировини і готової продукції олійножирових виробництв з використанням виключно інструментальних методів аналізу: газорідинної хроматографії, високоефективної рідинної хроматографії, газової хромато-масспектроскопії, зонального капілярного електрофорезу та ін. На основі узагальнення теоретичних і експериментальних даних розроблено схему забруднення олійного насіння, соняшникової олії та олієжировмісних продуктів природними та антропогенними екотоксикантами: пестицидами, поліхлорованими біфенілами, поліароматичними вуглеводнями, фталатами, сторонніми домішками органічного і неорганічного походження, харчовими добавками. Удосконалено стандартизований метод визначення воскоподібних речовин. Експериментально досліджено розподіл пестицидів різних класів у насінні соняшнику і продуктах його переробки. Розроблено науково обґрунтовані способи визначення пестицидів, в т.ч. за умови їх сумісної присутності. Гармонізовано з міжнародними вимогами спосіб визначення поліароматичних вуглеводнів (ПАВ) і встановлено, що вміст бенз(а)пірену є технологічним маркером по відношенню до суми ПАВ. Розроблено пріоритетний спосіб визначення фталатів, що мігрують з ПЕТ-упаковки у рослинні олії та жировмісні продукти. Теоретично та експериментально обгрунтовано необхідність застосування методів визначення жирнокислотного, ацилгліцерольного (в т.ч. індивідуального) та складу стеролової фракції для ідентифікації олій та жирів, зокрема для виявлення сторонніх домішок мінерального (мінеральних олив) та органічного (нехарчового курячого жиру) походження, тобто для цілей фальсифікації. Створено наукове та методологічне підґрунтя щодо створення національного стандарту щодо контролювання вмісту консервантів у жировмісних продуктах. Розроблено практичні рекомендації щодо удосконалення схем технохімконтролю сировини і готової продукції у виробництві соняшникової олії, в т.ч. фасованої в полімерну тару, маргаринової продукції, майонезу та салатних соусів, купажованих олій.Документ Науково-методологічні основи удосконалення технохімічного контролю сировини і готової продукції олійножирових виробництв(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2018) Левчук, Ірина ВолодимирівнаДисертація на здобуття наукового ступеню доктора технічних наук за спеціальністю 05.18.06 − технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, Харків, 2018 р. Дисертаційну роботу присвячено науковому обґрунтуванню застосування системного комплексного підходу щодо створення сучасних схем технохімічного контролю сировини і готової продукції олійножирових виробництв з використанням виключно інструментальних методів аналізу: газорідинної хроматографії, високоефективної рідинної хроматографії, газової хромато-масспектроскопії, зонального капілярного електрофорезу та ін. На основі узагальнення теоретичних і експериментальних даних розроблено схему забруднення олійного насіння, соняшникової олії та олієжировмісних продуктів природними та антропогенними екотоксикантами: пестицидами, поліхлорованими біфенілами, поліароматичними вуглеводнями, фталатами, сторонніми домішками органічного і неорганічного походження, харчовими добавками. Удосконалено стандартизований метод визначення воскоподібних речовин. Експериментально досліджено розподіл пестицидів різних класів у насінні соняшнику і продуктах його переробки. Розроблено науково обґрунтовані способи визначення пестицидів, в т.ч. за умови їх сумісної присутності. Гармонізовано з міжнародними вимогами спосіб визначення поліароматичних вуглеводнів (ПАВ) і встановлено, що вміст бенз(а)пірену є технологічним маркером по відношенню до суми ПАВ. Розроблено пріоритетний спосіб визначення фталатів, що мігрують з ПЕТ-упаковки у рослинні олії та жировмісні продукти. Теоретично та експериментально обгрунтовано необхідність застосування методів визначення жирнокислотного, ацилгліцерольного (в т.ч. індивідуального) та складу стеролової фракції для ідентифікації олій та жирів, зокрема для виявлення сторонніх домішок мінерального (мінеральних олив) та органічного (нехарчового курячого жиру) походження, тобто для цілей фальсифікації. Створено наукове та методологічне підґрунтя щодо створення національного стандарту щодо контролювання вмісту консервантів у жировмісних продуктах. Розроблено практичні рекомендації щодо удосконалення схем технохімконтролю сировини і готової продукції у виробництві соняшникової олії, в т.ч. фасованої в полімерну тару, маргаринової продукції, майонезу та салатних соусів, купажованих олій.Документ Удосконалення технології вилучення восків із вторинних продуктів олійно-жирової галузі(НТУ "ХПІ", 2017) Омельченко, Юлія ЄвгенівнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.06. – технологія жирів, ефірних масел і парфумерно-косметичних продуктів. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2017. Дисертаційну роботу присвячено науковому обґрунтуванню перспективної технології вилучення восків з відпрацьованого фільтрувального порошку. Експериментально підтверджено, що воски можуть бути вилученні з поверхні фільтрувального порошку екстрагуванням сумішшю нижчих спиртів (сивушна олія ‒ відхід виробництва етанолу) або гексаном і відокремлені від олії соняшникової шляхом їх кристалізації з розчинів розчинників, з виходом восків понад 98 % від загальної кількості восків у відпрацьованому фільтрувальному порошку. Експериментальним шляхом та з використанням апроксимаційних поліномів визначено раціональні технологічні параметри вилучення восків з відпрацьованого фільтрувального порошку гексаном та сивушної олії. Науково обґрунтовано технологію вилучення восків з використанням реакції етанолізу безпосередньо на поверхні фільтрувального порошку та визначено, що утворена реакційна суміш є екстрагентом для восків які за її допомогою можуть бути вилучені з фільтрувального порошку, та відокремлені з цієї суміші шляхом кристалізації. За результатами експериментальних досліджень доведено, що за визначеними раціональними умовами етанолізу вихід восків чиниться понад 85 % від загальної кількості восків у відпрацьованому фільтрувальному порошку. Запропонованих технології вилучення восків дозволяють в значній мірі знизити загальні втрати олії і зменшити витрати фільтрувального порошку в ході процесу рафінування та отримати воски як товарний продукт. Доведена економічна та екологічна ефективність запропонованих технології.