Національний університет харчових технологій, вул.Володимирська, м.Київ, Україна
В.Олишевский, И.Корецкая, А.Маринин, В.Захаревич, А.Марченко
ВИКОРИСТАННЯ НАНОЕМУЛЬСІЇ «NANO KREMNEVIT» ПРИ ВИРОБНИЦТВІ
ХЛІБОБУЛОЧНИХ ВИРОБІВ
Вступ
Сучасні тенденції розвитку харчової та переробної промисловості спрямовані не тільки на виробництво продуктів харчування як таких, а й на виробництво продуктів харчування збільшеного терміну зберігання за умови збереження/поліпшення якості та корисності кінцевого продукту.
Впровадження нових інноваційних технологічних композицій стають ефективнішими за умови використання таких моделей, аналіз яких дає змогу оптимізувати процес, проводити коригування його ведення та визначати вплив нового інгредієнта на фізико-хімічні властивості кінцевого продукту.
При цьому дуже важливим є вибір оптимальних кількісних характеристик використовуваних добавок. Це можливо в результаті розв'язання задач оптимізації технологічного процесу з використанням критеріїв для визначення впливу нового компонента на якість готового виробу.
Співробітниками Національного університету харчових технологій (м. Київ, Україна) розроблено спосіб створення наноемульсій на основі частинок природного походження в нанорозмірному діапазоні. При їх розробці ставилося завдання інтенсифікації технологічних процесів виробництва продуктів харчування, і як наслідок - отримання продуктів з новими структурно-механічними, фізико-технологічними та функціональними характеристиками.
Каолін нині широко використовують у медичній практиці як ентеросорбент (профілактика і лікування інфекцій, токсикозів, отруєнь, дисбактеріозів тощо). Вона являє собою білий порошок з жовтуватим або сіруватим відтінком, розмір частинок якої знаходиться в діапазоні 200-1000нм. До її складу входять Si, Al, Fe, Ti, Ca, Mg, Mn, К, а також мікроелементи РЬ, Cu, Zn, V, Se. Отримують білу глину шляхом очищення натуральної глини - каоліну.
Матеріали та методи
Оскільки під час виробництва харчових продуктів для утворення емульсій найчастіше використовується вода, нами було ухвалено рішення використовувати препарат "Кремневіт" [5] (фіг.1) у вигляді водної суспензії. Препарат готували у вигляді модельних зразків різних концентрацій.
Підготовку модельних композицій проводили двома способами: механічним змішуванням і за допомогою ультразвукової технології.
Фіг. 1. Фотографія мікро та наноструктури вихідного препарату "Nano Kremnevit"
Вимірювання розмірних характеристик водних суспензій препарату "Nano Kremnevit" проводили на аналізаторі розміру часток і Z-потенціалу "Zetasizer Nano ZS" "Malvern Instruments" (Велика Британія) з кутом детектування 173°, гелій-неоновим лазером He-Ne потужністю 4 мВт з довжиною хвилі 633 нм. Усі вимірювання проводилися за температури 25°С .
Аналіз результатів досліджень показує, що гранулометричний розподіл частинок водної суспензії препарату "Nano Kremnevit" після ультразвукової технології сприяє утворенню однорідних дисперсних частинок у наномікророзмірному діапазоні (фіг.2).
Для определения концентрации наноэмульсий предложено использование критерия «многоугольник качества», который позволяет значительно упростить процесс выбора оптимального технологического режима (или дозировки нового компонента), и оценить как положительное, так и отрицательное влияние на систему показателей.
Фіг. 2. Гранулометричний розподіл частинок водної суспензії препарату "Nano Kremnevit", приготовленої: 1 - механічним способом; 2 - за ультразвуковою технологією
Критерій "Багатокутник якості" характеризується площею багатокутника, в якому відстані від центру до вершин дають оцінку окремих показників. Чим ближче значення показника до максимально можливих значень показників (критеріїв), а отже, до правильного багатокутника, тим наш виріб більш наближений до оптимальної якості (або обумовленої стандартом).
Оцінку показників якості проводили за формулою:
Технологічні та реологічні показники якості визначали за традиційними методиками.
Результати та обговорення
Оскільки препарат "Nano Kremnevit" має високу вологоутримувальну здатність, було запропоновано вивчити його вплив на властивості хліба та хлібобулочних виробів під час їх виробництва.
У модельні рецептури тестових хлібопекарських мас на стадії замісу тіста вносили наноемульсії в різних концентраціях. Далі технологічний процес проводять за традиційною техногічною схемою: формування тістових заготовок, розстоювання, випікання та охолодження.
Аналіз показників якості готової продукції (фіг. 3-5) засвідчив суттєве збільшення терміну зберігання хлібобулочних виробів, а також їхні високі технологічні показники.
Фіг.3. Профілограма якості хліба (конторольний зразок)
Фіг. 4. Профілограма якості хліба з використанням водної суспензії препарату "Nano Kremnevit" приготовленої механічним способом
Фіг. 5. Профілограма якості хліба з використанням водної суспензії препарату "Nano Kremnevit" приготовленої за ультразвуковою технологією
Використовуючи критерій "Багатокутник якості", було розраховано значення критерію якості для зразків хліба: для контрольного зразка - 397; з використанням наноемульсії, приготованої механічним способом, - 413; з використанням наноемульсії після ультразвукової технології - 468. Ці результати свідчать про значну перевагу зразків хліба з використанням наноемульсій.
Висновок
Таким чином, можна зробити висновки, що:
- отримані результати дослідження дисперсності водних суспензій препарату "Nano Kremnevit" дають змогу нам віднести їх до нанорозмірних матеріалів природного походження, а їхня природна адсорбційна активність зі збільшеною питомою поверхнею після ультразвукової технології відкриває нові перспективи їхнього використання в різних композиційних системах, а також у різноманітних харчових технологіях, де потрібна підвищена стабілізаційна здатність і каркасопружність;
- використання каолінових наноемульсій (Nano Kremnevit) відкриває перспективи для суттєвго збільшення терміну зберігання продуктів харчування.
Література
1. Грім Р.Е. Мінералогія та практичне використання глин: пер. з англ. В.І. Фінько, С.С. Чекиня /під ред. В.І. Петрова. - М.: Мир, 2007. -511с.
2. Назаревич Р.А. Глина - перші ліки землі / Р.А. Назаревич, А.І. Шалагін. -Ялта - Запоріжжя: Друкенбург, 2007. - 160 с.
3. Державна Фармакопея СРСР, видання 10, Москва. -М., 1996, стаття №109.
4. Романютін А.А., Назаревич Р.А. Цілюща глина.//Медицина України. Інформаційно-аналітичний журнал. -1995. -№2. -С.49-50.
5. Добавка дієтична "Кремневіт", ТУ У 15.8-35151417-001:2009, виробник ТОВ "Техдром", висновок державної санітарно-епідеміологічної експертизи № 05.0302-06.41965 від 10.07.2009 р.
6. Сучасні методи контролю водних суспензій Маринін А.І., Олішевський В.В., Захаревич В.Б.,Держипольський А.Г. Тези IV Всеукраїнська науково-практична конференція "Вода в харчовій промисловості" Одеса: ОНАХТ, 2013. -С.75-76.
7. Корецька І.Л., Зінченко Т.В “Вибір оптимальної концентрації інгредієнта з урахуванням впливу реологічних показників”. Збірник праць за матер. XI Міжнародної науково-практичної конференції "Інноваційні технології в харчовій промисловості" 3-4 жовтня. - Мінськ: РУП - 320с, с. 359-369.
8. Корецька І.Л., Зінченко Т.В., Ковалевська О.І. Новий метод оцінки якості. У журн. "Продукти & Інгредієнти" № 2, 2006, с. 16-17.
З повним текстом дослідження можна ознайомитись у додатку.
