181 "Харчові технології"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/52235
Переглянути
1 результатів
Результати пошуку
Документ Нові модифіковані жири для кондитерських виробів. Технологія, властивості, використання(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Гаврюшенко, Катерина ОлександрівнаДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 181 – Харчові технології (18 – Виробництво та технології). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2021. Роботу виконано на кафедрі технології жирів та продуктів бродіння Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України. Об’єкт дослідження – технологія нових модифікованих жирів для кондитерських виробів. Предмет дослідження – технологічні параметри процесу етерифікації та амонолізу; фізико-хімічні, мікробіологічні, біохімічні властивості нових модифікованих жирів. Дисертаційну роботу присвячено вирішенню актуальної проблеми – створенню для кондитерської промисловості модифікованих жирів, які позитивно впливають на здоров’я людини і можуть вироблятися з вітчизняної сировини. В дисертаційній роботі висвітлено принципово новий підхід до здорового харчування людини, що ґрунтується на зміні форми похідних жирних кислот, які надходять до раціону, зі складних ефірів трьохатомного спирту – гліцерину на ефіри одноатомного спирту – етанолу. Такий підхід дозволяє створювати нові модифіковані жири з вибірковим набором безпечних та корисних для людини жирних кислот. При цьому покращуються технологічні властивості, що пред’являються до модифікованих жирів, зокрема в кондитерській промисловості. Розроблено удосконалену технологію, а також теоретично та експериментально обґрунтовано доцільність використання у складі кондитерських виробів нових модифікованих жирів – етилових ефірів стеаринової кислоти та натрієвої солі рициноілгліцину, досліджено їх властивості та запропоновано шляхи використання. Наукова новизна отриманих результатів полягає у створенні нових модифікованих жирів для кондитерських виробів щодо покращення їх безпеки і якості, а саме в тому, що вперше: - науково обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність використання етилстеарату як нової альтернативи какао-масла; - встановлено ефективність використання гідроксиолеїнової кислоти як гідрофобної складової поверхнево-активних речовин з антимікробними властивостями – похідних ациламінокислот; - встановлено методом рентгеноструктурного аналізу та диференційно-скануючої калориметрії, що суміші какао-масла та етилстеарату не утворюють твердих розчинів та евтектик. Доведено, що надлишок одного із компонентів в суміші призводить до переходу іншого компонента в аморфний стан; - доведено, що при вживанні жирних кислот у формі етилових ефірів в кількості 30% від добової норми токсичне навантаження на організм відсутнє, що підтверджує можливість використання етилстеарату при виготовленні продуктів харчування. Практичне значення отриманих результатів для олійно-жирової галузі полягає в удосконалені технологій модифікування жирів, що дозволяє одержати нові модифіковані жири для кондитерських виробів з високою твердістю та низькою температурою плавлення та нові антимікробні компоненти для продуктів харчування з вітчизняної сировини. Нетрадиційний підхід у модифікуванні жирів дозволяє без глобального переоснащення виробничих ліній налагодити технологію одержання нових модифікованих жирів, що відповідають світовим та європейським вимогам за якістю та показниками безпеки. За умов реалізації запропонованих технологій очікується підвищення попиту на жири спеціального призначення, зокрема для кондитерських виробів, з боку галузей-споживачів як в Україні так і за кордоном. Технологічні рішення, що висвітлені в дисертаційній роботі запатентовано. Для нових модифікованих жирів – етилових ефірів жирних кислот розроблені та затверджені в установленому порядку Технічні умови ТУ У 20.5 - 1225000194 - 001:2019 Жири модифіковані рослинні кондитерські, кулінарні, хлібопекарські та для молочної промисловості, які внесені до Бази нормативних документів України. На підприємстві ТОВ "АЛЕОЛ" випущено дослідно-промислові партії етилових ефірів стеаринової кислоти та натрієвої солі рициноілгліцину. Результати дисертаційної роботи використано в навчальному процесі кафедри технології жирів та продуктів бродіння НТУ "ХПІ" в тому числі в дипломних роботах студентів. У вступі обґрунтовано актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження, показано зв’язок роботи з науковими темами, представлено наукову новизну та практичне значення роботи. Перший розділ присвячено комплексному аналізу науково-технічної літератури щодо сучасних тенденцій в галузі модифікування жирової сировини. Наведено відомості щодо значення жирів та жирних кислот в харчуванні людини. Розглянуто особливості кристалізації жирів. Проаналізовано традиційні методи модифікування жирів та альтернативні методи модифікування щодо зміни складу алкільної групи жирів, зокрема етаноліз та амоноліз амінокислотами. Показано, що ці процеси є перспективними з точки зору створення нових харчових інгредієнтів, що мають оздоровчий ефект. На підставі аналізу сформульовано задачі дисертаційного дослідження. В другому розділі наведено загальний план роботи щодо удосконалення технології, дослідження властивостей та шляхів використання нових модифікованих жирів, подано характеристику матеріалів та методів, що використані в дослідженнях. Характеристики процесів плавлення та кристалізації жирів та сумішей визначали методом диференційно-скануючої калориметрії. Визначення кристалічної структури жирів та сумішей відбувалось з використанням методу рентгеноструктурного аналізу. Наявність характерних функціональних груп встановлювали методом інфрачервоної спектроскопії. Фізико-хімічні властивості жирів визначено за стандартними методиками. Оцінку впливу нових модифікованих жирів на ліпідний обмін та рівень інтоксикації в організмі зроблено на основі до клінічних лабораторних досліджень з подальшим аналізом біологічного матеріалу згідно стандартним методикам. Третій розділ присвячено удосконаленню технології нових модифікованих жирів для кондитерських виробів, а саме технології етерифікування стеаринової кислоти етиловим спиртом з метою отримання нової альтернативи какао-маслу та технології амонолізу рицинової олії натрієвою сіллю гліцину з метою одержання поверхнево-активних речовин з антимікробними властивостями для харчових продуктів. В четвертому розділі представлені результати досліджень фізико-хімічних, структурно-механічних, мікробіологічних та фізіологічних властивостей нових модифікованих жирів та шляхи їх використання в харчовій та інших галузях промисловості. У п’ятому розділі розроблено структурні та технологічні схеми виробництва нових модифікованих жирів для кондитерських виробів та представлено техніко-економічну оцінку технології. За виконанням дисертаційної роботи отримані наступні результати. 1. Вирішено актуальну проблему кондитерської промисловості щодо покращення якості та безпеки кондитерських виробів шляхом використання нових модифікованих жирів, а саме етилстеарату та натрієвої солі рициноілгліцину. 2. Науково обґрунтовано та експериментально підтверджено доцільність використання етилстеарату як нової альтернативи какао-масла, що дозволяє зменшити в жировій складовій кондитерських виробів вміст "небажаних" насичених жирних кислот (пальмітинової, лауринової, міристинової) і таким чином, суттєво підвищити рівень безпеки харчових продуктів та їх вплив на здоров’я людини. 3. Встановлено ефективність використання гідроксиолеїнової кислоти як гідрофобної складової поверхнево-активних речовин з антимікробними властивостями – похідних ациламінокислот з метою покращення їх розчинності у воді і підсилення солюбілізаційних властивостей щодо відносно полярних речовин. 4. Методом рентгеноструктурного аналізу та диференційно скануючої калориметрії встановлено, що суміші какао-масла та етилстеарату не утворюють твердих розчинів та евтектик. При концентрації в какао-маслі етилстеарату менше 50% він повністю переходить в аморфний стан, а кристалічна структура відповідає чистому какао-маслу; при концентрації більше 50% навпаки – какао-масло переходить в аморфний стан, а кристалічна структура відповідає чистому етилстеарату. При майже рівному співвідношенні етилстеарату та какао-масла жоден з компонентів не здатен повноцінно кристалізуватись і майже повністю знаходиться в аморфному стані. 5. Виявлено, що етилстеарат у складі шоколадної маси в кількості 16% від вмісту рецептурних компонентів, блокує міграцію ацилгліцеринів какао-масла (що міститься в какао-продуктах) на поверхню виробу. Визначено шлях щодо розробки раціональної технології кристалізації шоколадних мас. 6. Встановлено, що етилстеарат можливо використовувати при виготовленні продуктів харчування, оскільки при вживанні жирних кислот, «носієм» яких є етанол, у кількості 30% від добової норми ліпідів (за період одного місяця) відсутні зміни за показниками інтегрального індексу інтоксикації та індексу ендогенних та екзогенних токсинів в організмі щурів, що свідчить про відсутність токсичного навантаження при застосуванні етилових ефірів жирних кислот в якості харчового продукту. Аналіз ліпідного спектру гомогенатів печінки щурів доводить відсутність порушень у ліпідному обміні. 7. Виявлено, що натрієва сіль рициноілгліцину проявляє ефективні поверхнево-активні властивості. Завдяки наявності гідроксильної групи в рициновій кислоті, молекула натрієвої солі рициноілгліцину має більшу полярність, тому повністю розчиняється у воді та є гарним солюбілізатором відносно полярних речовин. 8. Встановлено негативний вплив натрієвої солі рициноїлгліцину на утворення плісняви в харчових продуктах. Визначено мінімальну концентрацію водного розчину натрієвої солі рициноілгліцину при якій спостерігається антимікробний ефект, що складає близько 25 %. 9. Удосконалено технологію водорозчинних поверхнево-активних речовин на основі амінокислот шляхом використання рицинової олії та зміни типу каталізатору. Визначено раціональні параметри процесу амонолізу рицинової олії та натрієвої солі гліцину в присутності гетерогенного каталізатору – цеолітів типу NaХ в кількості 10%, а саме температура 162°С та тривалість процесу 270 хвилин. 10. Удосконалено технологію етерифікації жирних кислот, що виражається в новому технологічному рішенні – видаленні побічного продукту реакції (води) в результаті випаровування азеотропної суміші етиловий спирт – вода, яка у вигляді конденсату зневоднюється за допомогою цеолітів типу NaA.