Abstract
<jats:p>Разработка высокобелковых концентратов на основе растительного сырья решает ряд социально-экономических задач. Высокобелковое растительное сырьe из злаковых, зернобобовых и масличных культур подвергают кратковременной барометрической обработке, что позволяет расширить ассортимент продукции повышенной пищевой ценности и повысить экономический эффект. Цель работы – моделирование и оптимизация процесса экструзии при получении высокобелкового концентрата (экструдата). Проведена серия экспериментов при следующих параметрах процесса экструдирования: давление – 3 Мпа, продолжительность экструзии от загрузки до выхода – 10–15 с, температура в предматричной зоне – 120±1 °С, на выходе продукта – 158±1 °С, диаметр витка шнека экструдера – 30 мм, выходного отверстия фильеры матрицы – 5 мм. Для исследования взаимодействия различных факторов применяли математический метод центрального композиционного ротатабельного планирования эксперимента. Для обработки экспериментальных исследований был использован программный комплекс Statistica 10.0v. Для получения уравнения регрессии матричные данные были обработаны при помощи программного комплекса STATGRAPHICS Plus. Проведено исследование по определению оптимальных условий процесса экструзии методом Харрингтона. Графический анализ поверхности отклика и проведенные расчетные исследования позволили выбрать оптимальные значения экструзии: влажность чечевицы – 15%, шнекового питателя загрузочного бункера при подаче чечевицы – 22 Гц, частота вращений шнеков рабочей камеры экструдера – 29 Гц. В полученном концентрате, по сравнению с нативной чечевицей, содержится меньше крахмала – на 15,1%, больше белков – на 3,23%, жира – на 1, 21%, золы – на 1,14%. В его составе немалое количество минеральных веществ и витаминов, пониженное количество антипитательных веществ: дубильных веществ – снизилось в 3,1 раза, фитатов – в 1,5 раза. Следовательно, использование полученного белкового концентрата в производстве пищевых продуктов пониженной сахароемкости, жироемкости, повышенной пищевой и биологической ценности является целесообразным и перспективным.</jats:p> <jats:p>The development of high-protein concentrates based on plant raw materials solves a number of socio-economic problems. High-protein vegetable raw materials from cereals, legumes and oilseeds are subjected to short-term barometric treatment, which makes it possible to expand the range of products with increased nutritional value and increase the economic effect. The purpose of the work is to model and optimize the extrusion process in the production of high protein concentrate (extrudate). A series of experiments was carried out with the following parameters of the extrusion process: pressure – 3 MPa; the duration of extrusion from loading to exit is 10–15 seconds; the temperature in the pre-matrix zone is 120±1 °C, at the product outlet is 158±1 °C; the diameter of the screw screw of the extruder is 30 mm, the outlet of the die die is 5 mm. To study the interaction of various factors, the mathematical method of central compositional rotatable experiment planning was used. The Statistica 10.0v software package was used to process experimental studies. To obtain the regression equation, the matrix data was processed using the STATGRAPHICS Plus software package. A study was conducted to determine the optimal conditions of the extrusion process by the Harrington method. Graphical analysis of the response surface and computational studies made it possible to select the optimal extrusion values: humidity of the lentils – 15%, the screw feeder of the loading hopper when feeding lentils – 22 Hz, the rotation frequency of the screws of the working chamber of the extruder – 29 Hz. The resulting concentrate, compared with native lentils, contains less starch – by 15.1%, more protein – by 3.23%, fat – by 1.21%, ash – by 1.14%. It contains a significant amount of minerals and vitamins, a reduced amount of anti–nutritional substances: tannins – decreased by 3.1 times, phytates – by 1.5 times. Therefore, the use of the obtained protein concentrate in the production of food products with reduced sugar content, fat content, and increased nutritional and biological value is advisable and promising.</jats:p>