Совершенствование технологии получения пектина из свекловичного жома

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………..……...3
ГЛАВА 1.0. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СВЕКЛОСАХРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
1.1. Анализ сырья для производства белого сахара…………………..8
1.2. Требования к хранению и переработке сахарной свеклы…….…14
1.3. Свекловичный жом и требования к его качеству……………...…23
1.4. Обоснование диффузионного процесса и его влияние на получение свекловичного жома……………………………………………….27
1.5. Основные направления использования свекловичного жома…..35
Выводы по Главе 1.0………………………………………………….…..44
ГЛАВА 2.0. РАЗРАБОТКА ЭФФЕКТИВНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПЕКТИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ЖОМА
2.1. Анализ существующих способов получения свекловичного пектина. ………….…………………………………………….45
2.2. Влияние ферментов на свекловичный жом………………………53
2.3. Усовершенствованная технология получения пектина из свекловичного жома……………………………………………………………..59
2.4. Оценка качественных показателей полученного пектина……..….61
2.5. Создание функционального продукта на основе свекловичного пектина………………………………………………….……...64
Выводы по Главе 2.0………………………………………………….…..66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………….………67
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ…………...……..69

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время здоровье человека зависит от окружающей его среды и подвержено воздействию неблагоприятных факторов, зависящих от экологической обстановки, что способствует ослаблению иммунной системы организма. Так как в организм человека с питанием поступает значительная часть веществ с вредными для человеческого организма свойствами, например, канцерогенны, тяжелые металлы и другие вредные соединения, все это приводит к появлению мутагенных действий внутри организма человека.
Приoритетным направлением гoсударственнoй политики в области здорового питания является сохранение и укрепление здоровья населения за счет уменьшения потребления населением токсинов в рационе питания каждого человека из любой социальной группы и уменьшения содержания вредных факторов в окружающей среде [20].
В этой связи использование пектиновых веществ как естественных детоксикантов остается актуальным. Очевидно, что получение безопасных и биологически активных продуктов питания невозможно без разработки оптимальных технологий не только при процессе переработки сырья, но и при его выращивании в условиях оптимального воздействия на него окружающей среды, исключающих негативное оказание производственных факторов промышленности на процесс роста и формирование сырья способных вызвать токсикацию [24,17].
Для соблюдения приведённых ранее требований при выращивании и переработке сырья с целью извлечения сахара и дальнейшей переработкой свекловичного жома, являющегося вторичным продуктом свеклосахарного производства в пектин, на одном из главных мест по значимости стоят методы контроля конечного продукта. Совершенствование этих методов с учетом его физико-химических показателей целевого продукта позволяет

контролировать его качество на этапах выращивания и промежуточных циклах переработки и при получении конечных оценочных характеристик.
В России в качестве самого массового сырья для производства пектина выступает свекловичный жом, другие источники пектинсодержащего сырья неспособны конкурировать с ним по низкой стоимости и имеющимся объемам ресурсов. Свекловичный пектин обладает высокой комплeксooбразующую спoсoбноcть, то есть способен извлекать из человеческого организма токсичные соединения. Несмотря на недостаток пектинопродуктов в России, производство пектина из свекловичного жома в данный момент времени отсутствует.
Разработанные ранее, технологии производства пектина не обладают высоким уровнем аппаратурно-технологического оформления и имеют значительные материальные затраты энергетических ресурсов в том числе агрессивных реагентов с рН 1-1,5, характеризуются неблагоприятными экологическими условиями.
На данный момент пектин для нужд промышленности импортируется из Европы, в том числе для пищевых целей (кондитерские изделия, плодовоовощные мясные, кисломолочные продукты, фруктово-ягодные соки, напитки, хлебобулочные изделия)[14]. Основными производителями и поставщиками (до 80% всего рынка) этого ценнейшего всего продукта выступает Дания, Германия и Чехия. Треть объема приходится на Чехию (35,4%), поставки из Дании составляют 14%. Но стоит отметить, что в качественном отношении чешский пектин уступает продукту, ввозимому из Дании [1]. Весь этот ассортимент пектиновых веществ используют в кондитерских и консервных изделиях: продуктах молочной промышленности, предприятий потребителей многоотраслевого народного хозяйства фармацевтики и медицины [23].
Длительная ориентация отечественной пищевой промышленности на поставки высокоэтерифицированного пектина, особенно для производства кондитерских изделий, не способствовало появлению новых предприятий, ориентирующихся на выпуск пектина на территории Российской Федерации. Ввиду этого способы решения сложностей выпуска отечественного свекловичного пектина в перспективе являются актуальными.
Сахарная отрасль - одна из материалоемких промышленных отраслей, нуждающихся в больших затратах материальных и энергетических ресурсов на производство одной единицы выпускаемого товара. Качественной характеристикой свекловичного сырья представляется высокое содержание в клетках протопектина (98% от суммарного объема всех пeктинoвых веществ), что обуславливает технологические параметры экстрагируемого продукта [4].
По оценкам специалистов, только для пищевой промышленности необходимо ежегодного до 10 тыс. т. пектина в год, что включает также лечебно-профилактическое употребление продукта (5 г. на человека в сутки).
Наиболее обширным и перспективным для появления новых подобных изделий является рынок продуктов питания, обогащенных низкометоксилированным пектином. Производить такой пектин следует из вторичных ресурсов (отходов) сахарного производства, обладающих оздоровительными, защитными, а так же лечебно-профилактическим свойствами. Зная рекомендуемое потребление пектина для профилактики в условиях неблагоприятной окружающей среды в районах с массовым промышленным производством, круглогодичное потребление должно составлять более 70 тыс. тонн на 100 млн человек[10].
Крупнейшим производителем и поставщиком пектина в мире является компания «CP Kelco» (USA). Компании принадлежат 8 из 11 европейских действующих заводов мощность каждого свыше 2 тыс. т. в год, в их числе крупнейший пектиновый завод в Дании, основанный в CP Kello(Дания,Германия) суммарное количество произведенного компанией пектина составляет в среднем 16 тыс. т. Второе место в мире по количеству произведенного пектина занимает Danisco продукт этой фирмы выпускается под брендом GRINDSTED производство сосредоточенно в Мексике, Германии, Чехии суммарный выпуск продукции компании дает до 24 % мирового объема пектина. Третий по величине производства является немецкая компания «Herbstreith&Fox KG», Германия. В год суммарное производство этого продукта в компании составляет 5,5 тыс. т. Ещё приблизительно 9 % мирового объема продукции производит компания Degussa. Продукт этой компании выпускается под маркой UNIPECTINE и составляет примерно 3,5 тыс. т. На долю остальных компаний приходитсяпо 7 тыс. т. ежегодно. Среди них производители пектина из Китая, Италии, Испании, Швейцарии (рис 1).

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1.0. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СВЕКЛОСАХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
1.1. Анализ сырья для производства сахара
В современной промышленности используют два основных вида сырья: сахарный тростниковый (сахар сырец) и сахарная свекла. Урожайность этих культур зависит от условий возделывания, сорта, технологического качества, количества вносимых в почву удобрений, длительности вегетационного периода, время уборки урожая, условий при которых осуществляется транспортировка до завода, срок хранения сырья и технологии хранения. Ценность сырьевого материала имеет значение не только в производстве сахара, но и при работе с отходами их переработки. К этим отходам относится свекловичная ботва, жом, меласса и фильтрационный осадок (дефекат). Сравнительное сопоставление сырьевых показателей сахарной свёклы и сахарного тростника приведено в табл. 1.
Главным сырьевым источником производства сахара в мире является сахарный тростник. Причем он является лидером среди сахароносных культур. Занимаемая им площадь составляет 25976,5 тыс.га во всем мире [11]. Причиной наиболее широкого распространения сахарного тростника является его высокая сахаристость и низкая стоимость сырья. С одного гектара сборы составляют от 48 т и более. В табл. 2 приведены сырьевые показатели сахарного тростника после уборки.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Дойникова А. И., Бердникова Е. Ф., Минзанова С. Т. Проблемы и перспективы развития промышленного производства пектина в Российской Федерации. // Экономическое развитие в XXI веке: тенденции, вызовы и перспективы: сборник научных трудов VIII Международной научно-практической конференции: в 2 частях, Москва, 21–22 мая 2020 года. – Казань: Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2020. – С. 88-92.
2. Дворянкин Е.А. Современные технологии возделывания сахарной свёклы и основная обработка почвы (Краткий обзор). // Сахар-2018 г.-№10-С. 38-41.
3. Манжесов В.И., Тертычная Т.Н. Технология хранения продуктов растениеводства. – СПб – ГИОРД. – 2018. – 464 с.
4. Мищенко Е. В. Экологические проблемы свеклосахарных предприятий и пути их решения. // Инновации в образовании: Материалы XI научно-практической конференции: в 2-х частях, Орёл, 23 мая 2019 года / Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина». – Орёл: Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина, 2019. – С. 51-55.
5 Славянский А.А. Промышленное производство сахара (Учебное пособие). – М.:РУСАйНС. 2021г. - 395 с.
6. Сапронов А.Р., Сапронова Л.А. Ермолов С.В. Технология сахара (Учебник). – СПб. : Профессия. - 2013 г.-1999 - 495 с.
7. Голыбин В.А. Способ получения пектина и пищевых волокон с использованием электрохимически активированной воды. // Вестник ВГУИТ. - 2015. - №3. – C.161-165 .
8. Славянский А.А. Специальная технология сахарного производства (Учебное пособие). – СПб.: Лань. – 2020. -216 с.
9. ГОСТ 29186-91 Пектин. Технологические условия. - М.: Стандартинформ, 2013. - 15 с.
10. Донченко Л.В. Свекловичный жом – стабильный промышленный источник пектина в России. // Сахар. – 2018. - №7. - С. 46-49.
11. Гатулина Г.Г., Бугаев Г.Г., Долгодворов В.Е. Растениеводство. – М.: ИФАРА-М. - 2019. - 345 с.
12. Инновационные способы получения пектина из различных видов растительного сырья / М.Ю. Тамаева, Е.В. Барашкина, Р.А. Журавлёв и др. // Новые технологии. – 2018. - № 4. – С. 79 – 84.
13. Велямов Ш. М., Джингилбаев С.С. Изучение влияния активного перемешивания экстрагента на выход пектина при ферментативной экстракции. // Вестник ЮУрГУ. – 2020.- №1.- С.40-48.
14. Выделение и физико-химические характеристики пектина из нетрадиционного природного сырья/С.Б. Хайтемова, А.С. Гураев, Б.И. Мухтидинов и др.// Химия растительного сырья. -2021. - №4. - С. 75-82.
15. Зелепукин Ю.И. Зелепукин С.Ю. Переработка отходов сахарного производства. // Сахар. – 2022. - №2. - С. 26-30 .
16. Донченко Л.В., Ковалева С.Е., Демина Н.В. Возможности использования вторичных сырьевых ресурсов свеклосахарного производства для дальнейшей переработки. // Кубанский Государственный аграрный университет. - 2015. - С.1-7.
17. Natural Pectin Polysaccharides as edible Coatings / V. Arantzazu, B. Nuria, J. Alfonso et al. – 2015. - №5(4). – Р. 865-886.
18. Риянова Э.Э., Кострякова Н.В. Вторичное использование Свекловичного жома, отхода сахарного производства. // Уфимский государственный университет. - 2017 г . - №11 - С. 42-48.
19. Технический регламент таможенного союза ТР ТС 022/2011 «Пищевая продукция в частности ее маркировка». -2011.-29 с.
20. Донченко Л.В. Технология функциональных продуктов питания (учебное пособие). – Краснодар: КубГАУ. – 2008. - 200 с.
21. Технологический регламент ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». -2011, - 242 с.
22. Алексеева А. А. Привалова Н. М. Применение пищевых добавок для производства безопасных безалкогольных напитков. //Сборник лучших научных работ молодых ученых Кубанского государственного технологического университета, отмеченных наградами на конкурсах. – 2016. – С. 29-32.
23. Степовой А.В., Родионова Л.Я. Совершенствование предварительной обработки свекловичного жома для получения пищевого пектинового экстракта. // Молодой ученый. -2015. - №5. – С. 102-106 .
24. Комплексная переработка свекловичного жома с использованием методов биотехнологии / И.В. Соболь, А.Н. Белгородец, А.Н. Генуш и др. //Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2016. – №. 123. – С. 917-929.
25. Родионова Л. Я., Соболь И. В. Получение пищевых гидратопектинов из цитрусового сырья. //Труды Кубанского государственного аграрного университета. – 2006. – №. 2. – С. 249-261.
26. Славянский А.А. Сахар назначение, свойства и производство (Учебно -практическое пособие).- М.:МГУТУ, 2012 г. - 213 с.
27. Хатко З.Н. Свекловичный пектин полифункционального назначения; полифункционального назначения свойства, технологии, применение. – Майкоп: МГТУ, 2012 г. - 244 с.
28. Хатко З.Н., Ашинова А.А. Биотехнологический потенциал различных видов пектиновых веществ и их комбинаций. // Актуальная биотехнология 2018 г. -№3(26). - С. 461-463.
29. Заявка на патент № 2022107420 от 22.03.2022 Способ получения сахарного сиропа // Славянский А.А., Митрошина Д.П., Просвиряков П.В. – 8 с.
30. Лимарева Н.С., Донченко Л.В., Оробинская В.Н. Функциональные пектин содержащие продукты на основе капустного сока. // Научный журнал КубГАУ. - 2017г. – С. 12-24.
31.эффективность переработки сахарной свёклы в зависимости от её технологических качеств и особенностей ведения процессов. Часть 2. Исследование потерь сахарозы при краткосрочном хранении свёклы и пути их снижения / Кухар В.Н., Чернявский А.П., Чернявская Л.И. и др. // Сахар . – 2020 г. – С. 38 – 44.

Весь текст будет доступен после покупки