Хранение и переработка сельхозсырья 2-2021

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ все го 152 кка л (Сербаева, Якунова, & Магасумо- 32261–2013 «Масло сливочное. Технические усло- ва, 2020). вия»3); инулин (ТУ 9164-030-00493534-07 «Инулин пищевой. Технические условия»4); меланж (ГОСТ Инулин, после   выде ле ния и пе ре ра ботки  пол- 30363-2013 «Продукты яичные жидкие и сухие пи- ностью сохра няе т присущую е му биологиче скую щевые»5; соль (ГОСТ 13830-97 «Соль поваренная а ктивность и может служить эффективной и функ- пищевая. Общие технические условия»6; разрых- циональной добавкой к пище (Титова & Алек- литель - аммоний углекислый (ГОСТ Р 55580-2013 санян, 2016). «Добавки пищевые. Общие технические услови- я»7; эссенция нильная (ГОСТ 32049-2013 «Арома- Бла года ря своим ге па топроте кторным и иммуно- тизаторы пищевые. Общие технические условия»8. модулирующим свойства м, инулин способствуе т сниже нию риска  возникнове ния онкоза боле ва ний. Для исследований были изготовлены 16 экспери- Инулин пока за н к приме не нию для профила кти- ментальных образцов кексов, полученных с до- че ских це ле й и в соста ве  компле ксного ле че ния бавлением инулина в количестве 4, 8, 12,и 16% к при: са ха рном диа бе те  1 и 2 типа ; гипе ртонии; рецептурной массе муки на сухое вещество, по че- ожире нии; а лле ргиче ских ре а кций; холе цистита х, тыре образца с одинаковой долей инулина. В ка- ге па тита х, хола нгита х и др. е го производные  вы- ждом из четырех образцов снижена доля сахара водят из орга низма  соли тяже лых ме та ллов, яды, на 5, 10, 15 и 20%. ра дионуклиды (Архипов, 2014). Контролем служил образец кекса не содержащий Целью исследования является разработка техноло- инулина, без снижения сахара в рецептуре. гии и рецептуры кексов для здорового питания с добавлением пребиотического волокна и подсласти- Оборудование теля - инулина и сниженным содержанием сахара. Тесто для кексов замешивали в миксере KitchenAid В соответствии с целью решались следующие за- марки 5KSM7591XEER, кексы выпекали в конвек- дачи: ционной печи марки UNOX XB 693. – обоснование выбора инулина и определение Методы исследования влияния его различных дозировок, в услови- ях сниженного содержания сахара в рецепту- В работе использовали общепринятые органо- ре на качество кексов; лептические, физико-химические методы ис- следования сырья, полуфабрикатов и готовых – разработка технологии и рецептуры кексов с изделий. использованием инулина. Материалы и методы исследования В изделиях определяли вкус, цвет, запах, форму, поверхность, вид в изломе изделий в соответ- Материалы ствие с (ГОСТ 15052-20199) определяли органо- лептически (ГОСТ 9010-5897), массовую долю сухих Объектами исследования в работе служили: мука веществ в сырье, полуфабрикатах и изделиях – вы- пшеничная высшего сорта (ГОСТ 26574-20171); сушиванием при температуре 130 °С, в сушильном са ха р бе лый (ГОСТ 33222–2015 «Сахар белый. шкафу в течение 40 мин (ГОСТ 5900-2014 «Изде- Технические условия»2); cливочное масло (ГОСТ лия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ»11, ГОСТ 9404-88 Мука и отруби. 1 ГОСТ 26574-2017. (2018). Мука пшеничная хлебопекарная. Технические условия. М.: Стандартинформ. 2 ГОСТ 33222–2015. (2019). Сахар белый. Технические условия. М.: Стандартинформ. 3 ГОСТ 32261–2013. (2019). Масло сливочное. Технические условия. М.: Стандартинформ. 4 ТУ 9164-030-00493534-07. (2009). Фрукты и ягоды сушеные резангые. URL: https://docs.cntd.ru/document/471895014 (дата обра- щения: 12.03.2021). 5 ГОСТ 30363-2013. (2014). Продукты яичные жидкие и сухие пищевые. Технические условия. М.: Стандартинформ. 6 ГОСТ 13830-97. (1997). Соль поваренная пищевая. Общие технические условия. Минск: Межгосударственный совет по стандар- тизации, метрологии и сертификации. 7 ГОСТ Р 55580-2013. (2014). Добавки пищевые. Аммония карбонаты Е503. Общие технические условия. М.: Стандартинформ. 8 ГОСТ 32049-2013. (2014). Ароматизаторы пищевые. Общие технические условия. М.: Стандартинформ. 9 ГОСТ 15052-2019. (2019). Кексы. Общие технические условия. М.: Стандартинформ. 10 ГОСТ 5897-90. (2012). Изделия кондитерские. Методы определения органолептических показателей качества, размеров, массы нетто и составных частей. М.: Стандартинформ. 11 ГОСТ 5900-2014. (2019). Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ. М.: Стандартинформ. ХИПС №2 – 2021 101

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Метод определения влажности12); щелочность – 5-7 мин. Отдельно просеивали пшеничную муку согласно ГОСТ 5898-8713, плотность по ГОСТ высшего сорта с разрыхлителем и добавляли в 15810-201414, объем изделий по ГОСТ 27669-8815. масляно-яичную смесь, тщательно перемешивали Пищевую и энергетическую ценность изделий 5-8 мин до образования однородной массы. Влаж- определяли расчетным путем. ность готового теста составляла 18 + 2%. Тесто массой 50 г раскладывали в силиконовые формы Процедура исследований для выпечки. Кексы выпекали в пекарной каме- ре в течение – 20 мин, при температуре 180ºС16. В качестве обогатителя для придания кексам функциональной направленности выбран инулин, Изготовление кексов с пищевой добавкой прово- как источник пищевых волокон и натуральный дили аналогично, инулин вносили вместе с мукой. подсластитель (Труфанова & Вострикова, 2017). Выпеченные   изделия хра нили при комнатной те мпе ра туре . Показатели качества изделий опре- Основные технологические параметры при произ- деляли через 24 ч после выпечки. Определяли вли- водстве кексов, такие как продолжительность за- яние различных дозировок инулина на качество меса, температура и продолжительность выпечки изделий. Долю инулина варьировали от 4% до 16% оставались постоянными. к массе муки в рецептуре на СВ. Изучено влияние различных дозировок инулина Дегустационная оценка образцов показала улуч- на качество кексов, в условиях сниженного содер- шение органолептических показателей качества жания сахара в рецептуре. с увеличением доли добавки, что подтверждается другими авторами (Пономарева, Лукина, & Сквор- Критерием оценки качества служили органо- цова, 2017). лептические показатели (определяли визуаль- но), массовая доля влаги, щелочность, плотность Дегустаторы отмечали более выраженный вкус и удельный объем готовых изделий. и аромат, ровную поверхность, на верхней корке небольшие разрывы, правильную форму, разви- Результаты и их обсуждение тую равномерную пористость и нежность мякиша при одновременном увеличении удельного объ- Инулин представлял собой белый порошок, без ема изделий на 1,5-3,5 %. При внесении инули- запаха, имеющий сладковатый вкус, без посто- носодержащего сырья в рецептуру кексов также ронних привкусов и послевкусия. Сладость ис- наблюдается увеличение объема изделий (Посно- пользуемого продукта составляет 10% от сладости ва, Семенкина, Никитин, & Труфанова, 2017). сахара; Содержание сухих веществ (СВ) инулина 95%. Состав порошка на СВ: 92% -инулин, 8% -са- Наивысшую оценку, по совокупности показате- хара. лей, получили образцы с добавлением 8% и 12% инулина. В качестве базовой, выбрана рецептура кек- Исследование массовой доли влаги в процессе са «Студенческий» (Лапшина, Фонарева, Ахиба, хранения кексов позволили отметить замедление 2000). Кексы изготавливали из следующего сырья: процесса черствения изделий с инулином по срав- мука пшеничная высшего сорта, сахар белый, ме- нению с контрольным образцом. Массовая доля ланж, масло сливочное, разрыхлитель – аммоний влаги в изделиях с 12% инулина, через 24 ч и че- углекислый, соль поваренная пищевая, эссенция рез 7 дней после выпечки снижалась на 1,8 %, тог- ванильная. да как в образце кекса без инулина массовая доля влаги снижалась быстрее и составила 3,3%. Тесто для кексов в соответствие с базовой рецеп- турой готовили следующим образом: пластифи- С целью снижения калорийности и сахароемкости цированное сливочное масло сбивали с сахаром и одновременным наполнением кексов пищевы- в месильной машине 7-10 мин, затем постепен- ми волокнами изготовили изделия со сниженным но добавляли меланж, и продолжали сбивать еще содержанием сахара и добавлением инулина. Со- 12 ГОСТ 9404-88. (2007). Мука и отруби. Метод определения влажности. М.: Стандартинформ. 13 ГОСТ 5898-87. (2012). Изделия кондитерские. Методы определения кислотности и щелочности. М.: Стандартинформ. 14 ГОСТ 15810-2014. (2019). Изделия кондитерские. Изделия пряничные. Общие технические условия. М.: Стандартинформ. 15 ГОСТ 27669-88. (2007). Мука пшеничная хлебопекарная. Метод пробной лабораторной выпечки хлеба. М.: Стандартинформ. 16 Технологические инструкции по производству мучных кондитерских изделий (1992). М.: ВНИИХП. ХИПС №2 – 2021 102

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ держание сахара составляло, 95, 90, 85 и 80% от Исследования по применению инулина в произ- его рецептурного значения, инулин добавляли в водстве кексов при одновременном сокращении количестве 4, 8, 12 и 16% к СВ муки в рецептуре. жира в рецептуре приводят к повышению влаж- ности и плотности изделий (Денисенко, Замыш- В результате исследования образцов (Таблица 1), ляева, & Пожар, 2020). полученных с добавлением инулина, в количестве 4% к массе муки и снижением доли сахара в рецеп- Наиболее рациональной признана рецептура кек- туре на 5 - 20% (образец № 1,2,3,4) установлено: са с содержанием сахара 85% от рецептурного зна- образец №1 по физико-химическим характери- чения и добавлением 12% инулина от массы муки стикам приближен к контрольному образцу, при на СВ. незначительном росте влажности изделия; в об- разцах № 2,3,4 заметно нарастает влажность (18,2 – Аналогичные исследования других авторов по из- 22,0%), увеличивается плотность (0,43-0,55%) и на учению влияния инулина на качество пряников 6,6% снижается удельный объем изделий. Сниже- выявили наилучшие характеристики у образца с ние доли сахара в рецептуре кекса приводит к сни- дозировкой инулина в количестве 4% к массе муки жению потребительских достоинств изделий. (Ладнова & Меркулова, 2008). Исследование образцов (Таблица 2) с содержанием Калорийность разработанного изделия снизилась сахара 85% от рецептурного и разной долей ину- на 13,4% и составила 389,5 ккал, по сравнению с лина (образец № 5,6,7,8) показало, что увеличение 441,6 ккал кекса произведенного по традицион- количества инулина приводит к снижению влаж- ной рецептуре. Содержание пищевых волокон в ности (19,7 – 18,5%), плотности (0,52 – 0,40%) и ро- новом изделии выросло в 3,5 раза по сравнению сту удельного объема изделий на 6,2%. В данном с контрольным образцом (0,9г) и составило 3,2 г случае, снижение сахара в рецептуре кексов ком- на 100 г продукта. пенсируется добавлением пребиотических воло- кон и уже при доли инулина 12% (образец №7) все В результате разработана рецептура кекса, содер- физико-химические показатели изделий прибли- жащая пребиотические волокна - инулин, с пони- жаются к контролю. женным содержанием сахара. Таблица 1 Влияние дозировки сахара на физико-химические показатели кексов (инулин внесен в количестве 4% к массе муки на СВ) Наименование показателя Содержание сахара,% к его рецептурному значению, № образца контроль 95, №1 90, №2 85, №3 80, №4 Массовая доля влаги,% 18,2 18,7 19,3 19,7 21,1 Щелочность,% 1,5 1,5 1,5 1,5 1,4 Плотность, % 0,43 0,44 0,47 0,52 0,55 Удельный объем, см3/г 2,53 2,51 2,46 2,40 2,37 Таблица 2 Влияние дозировки инулина на физико-химические показатели кексов (сахар снижен на 15%) Наименование показателя Содержание инулина в рецептуре к массе муки на СВ, % контроль 4, № 5 8, № 6 12, № 7 16, № 8 Массовая доля влаги,% 18,2 19,7 19,3 18,6 18,5 Щелочность,% 1,5 1,5 1,4 1,4 1,4 Плотность, % 0,43 0,52 0,47 0,42 0,40 Удельный объем, см3/г 2,53 2,40 2,45 2,52 2,55 ХИПС №2 – 2021 103

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Выводы Иванова, В.Н, Могильный, М. П, & Шленская, Т. В. (2014). Пропаганда принципов здорового пита- В результате проведенных исследований изучена ния. Вопросы питания, 83(S3), 18. возможность применения инулина как обогаща- ющего ингредиента в производстве мучных кон- Корячкина, С. Я. (2006). Новые виды мучных и кон- дитерских изделий, а именно кексов. дитерских изделий: Научные основы, техноло- гии, рецептуры (3-е изд.). Орел: Изд-во «Труд». Исследованы органолептические и физико-хи- мические показатели качества кексов с исполь- Кузнецова, Л. И., & Сурмач, Э. М. (2014). зованием инулина в различных дозировках при Совершенствование технологии кексов на ос- условии снижения доли сахара в рецептуре. нове ржаной муки. Научный журнал НИУ ИТМО. Процессы и аппараты пищевых произ- Установлена рациональная дозировка инулина водств, 2, 51-55. (12%) в рецептуре кекса, позволяющая сохранить высокие потребительские достоинства готовых Ладнова, О. Л., & Меркулова, Е. Г. (2008). изделий при сокращении в них доли сахара. Применение инулина и стевии при разработке рецептур продуктов нового поколения. Успехи Установлен возможный диапазон содержания са- современного естествознания, 2, 46-47. хара в рецептуре при использовании рациональ- ной дозировки инулина (99-85% от рецептурного Лапшина, В. Т., Фонарева, Г. С., & Ахиба, С. Л. значения). (2000). Сборник рецептур на торты, пирож- ные, кексы, рулеты, печенья, пряники, ков- Разработана рецептура кекса на основе примене- рижки и сдобные булочные изделия (ч. 3). М.: ния инулина, с повышенным содержанием пище- Хлебпродинформ. вых волокон, сниженным содержанием сахара и сокращенной калорийностью. Лобосова, Л. А., Малютина, Т. Н., Магомедов, М. Г., & Барсукова, И. Г. (2013). Функциональные кон- Показано, что инулин может быть использован в дитетерские изделия с нетрадиционным сы- качестве обогащающего ингредиента в производ- рьем. Современная наука: Aктуальные про- стве мучных кондитерских изделий. блеммы и пути их решения, 3, 25-26. Разработанная рецептура может быть рекомендо- Магомедов, Г. О., Лобосова, Л. А, Милютина, Т. Н., вана для здорового питания. & Рожков, С. А. (2020). Кексы с полбяной мукой для питания детей младшего школьного воз- Литература  раста. Хранение и переработка сельхозсырья, 2, 112-122. https://doi.org/10.36107/spfp.2020.249 Архипов, В. Ю. (2014). Инулин и олигофруктоза: Эффективность в качестве пребиотического Мажулина, И. В., Тертычная, Т. Н., Андрианов, Е. волокна для кондитерской промышленности. А., & Кривцова, С. Н. (2017). Разработка рецеп- Фундаментальные исследования, 9(6), 1216- туры кекса функционального назначения с ши- 1219. повником и брокколи. Хлебопродукты, 6, 40-42. Бабенко, О. А. (2008). Качество товаров и услуг. Матвеева, Т. В., & Корячкина, С. Я. (2016). Мучные Качество и жизнь, 12, 14-15. кондитерские изделия функционального на- значения. Научные основы, технологии, рецеп- Боташева, Х. Ю., Лукина, С. И., & Пономарева, E. И. туры. СПб.: ГИОРД. (2015). Повышение биотехнологического по- тенциала мучных кондитерских изделий. Пономарева, Е. И., Алехина, Н. Н., & Бакаева, И. Л. Фундаментальные исследования, 5(1), 32-36. (2016). Новые пищевые продукты: технологии, составы, эффективность. Вопросы питания, 2, Григорьева, В. Е. (2015). Анализ рынка кондитер- 116-121. ских изделий. Сельскохозяйственные науки, 33(1), 14-18. Пономарева, Е. И., Лукина, С. И., & Скворцова, О. Б. (2017). Разработка новой рецептуры кексов по- Денисенко, Т. А., Замышляева, В. В., & Пожар, А. Н. вышенной пищевой ценности. Вестник ВГУИТ, (2020). Разработка технологии обогащенных 79(4), 114-119. http://doi.org/10.20914/2310- кексов с использованием растворимых пище- 1202-2017-4-114-118 вых волокон. Молодой ученый, 22, 107-110. Поснова, Г. Н., Семенкина, Н. Г., Никитин, И. А., & Труфанова, Ю. Н. (2017). Разработка техноло- гии кекса функциональной направленности на основе продуктов переработки топинамбу- ра. Вестник ВГУИТ, 79(1), 152-157. http://doi. org/10.20914/2310-1202-2017-1-152-157 Ревенко, Л. С. (2015). Мировые товарные рын- ки: Тенденции ХХI века. Вестник Санкт- ХИПС №2 – 2021 104

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Петербургского университета. Экономика, 3, ец, А. Г., Сбежнева, В. Г., & Сергеев, В. Н. (2010). 27-45. Научные основы здорового питания. М.: Резниченко, И. В., & Щеглов, М. С. (2020). Панорама. Сахарозаменители и подсластители в техноло- Харченко, В. Ю., & Могильный, М. П. (2021). гии кондитерских изделий. Техника и техноло- Стевия в мучных кондитерских издели- гия пищевых производств, 50(4), 576-587. http:// ях. Кондитерское и хлебопекарное производ- doi.org/10.21603/2074-9414-2020-4-576-587 ство. URL: https://www.breadbranch.com/publ/ Рубан, Н. В., Графчикова, А. В., Ботянова, А. В., & view/285.html (дата обращения: 12.04.2021). Горбова, М. В. (2020). Разработка рецептуры Шумилова, И. Ш., Анисимова, К. В., & мучного кондитерского изделия с понижен- Гаватских,  Н.  Г. (2018). Изучение влияния до- ным содержанием жира для здорового пита- бавок гречневой муки на показатели качества ния. Молодой ученый, 22, 142. кексов. Хлебопечение России, 4, 44-47. Савенкова, Т. В. (2007). Научные принципы созда- Amorim, C., Cardoso, B. B., Silvério, S. C., Silva, J. C., ния технологий производства функциональных Alves, J. I., Pereira, M. A., Moreira, R., & Rodrigues, кондитерских изделий. Кондитерское производ- L. R. (2021). Designing a functional rice muffin ство, 6, 28. formulated with prebiotic oligosaccharides and Сербаева, Э. Р., Якунова, А. Б., & Магасумова, Ю. Р. sugar reduction. Food Science, 40, 100858. https:// (2020). Инулин: Природные источники, особен- doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100858 ности метаболизма в растениях и практическое Ansari, F., Pourjafar, H., & Pimentel, T. C. (2021). применение. Биомика, 12(1), 57-79. http://doi. Effect of Inulin, Polydextrose, or Resistant Starch org/10.31301/2221-6197.bmcs.2020-5 on the Quality Parameters of Prebiotic Bread. Тертычная, Т. Н. (2010). Теоретические и практи- Biointerface Research in Applied Chemistry, ческие аспекты использования тритикале в 11(6), 14889-14897. https://doi.org/10.33263/ производстве хлебобулочных и мучных кон- BRIAC116.1488914897 дитерских изделий повышенной пищевой цен- Magomedov, G. O., Zhuravlev, A. A., Lobosova, L.  A., ности [Докторская диссертация, ФГОУ ВПО & Zhurakhova, S. N. (2018). Optimization of «Воронежский государственный аграрный уни- prescription composition of jelly masses using the верситет им. К. Д. Глинки]. М., Россия. scheffe’ssymplex plan. Foods and Raw Materials, Титова, Л. М., & Алексанян, И. Ю. (2016). 6(1), 71-78. Технология инулина: основные тенденции раз- Milner, L., Kerry, J. P., O’Sullivan, M. G., & вития отрасли и спорные вопросы. Пищевая Gallagher, E. (2019). Physical, textural and промышленность, 1, 46-51. sensory characteristics of reduced sucrose cakes, Труфанова, Ю. Н., & Вострикова, Е. М. (2017). incorporated with clean-label sugar replacing Инулин как сырье для производства муч- alternative ingredients. Innovative Food Science ных кондитерских изделий повышенной пи- and Emerging Technologies, 59, 102235. https://doi. щевой ценности. В Сборник научных статей org/10.1016/j.ifset.2019.102235 Всероссийской научной конференции перспектив- Ren, Y., Song, K-Y., & Kim, Y. (2020). Physicochemical ных разработок молодых ученых «Молодежь и and retrogradation properties of low-fat muffins наука: Шаг к успеху» (т. 2, с. 329-331). Воронеж: with inulin and hydroxypropyl methylcellulose ВГУИТ. as fat replacers. Jouranl of Food Processing Тутельян, В. А., Разумов, А. Н., Вялков,  А.  И., and Preservation, 44(10), e14816. https://doi. Михайлов, В. И., Москаленко, К. А., Один­ org/10.1111/jfpp.14816 ХИПС №2 – 2021 105

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Cupcakes With Inulin for a Healthy Diet Natalia V. Ruban Moscow State University of Food Production 11, Volokolamskoe highway, Moscow, 125080, Russian Federation E-mail: [email protected] Alla E. Tumanova Moscow State University of Food Production 11, Volokolamskoe highway, Moscow, 125080, Russian Federation E-mail: [email protected] Larisa I. Ryseva Moscow State University of Food Production 11, Volokolamskoe highway, Moscow, 125080, Russian Federation E-mail: [email protected] The purpose of the study is to develop a recipe composition of a cake with non-traditional raw materials for a healthy diet. The work was performed at the Moscow State University of Food Production at the Department of Confectionery, Sugar, Subtropical and Food-flavoring Technologies. Promising raw materials for flour confectionery products are dietary fiber, natural substitutes for sucrose, in particular inulin. We determined organoleptically the appearance, taste, color, smell, shape, surface, appearance in the fracture of products, the mass fraction of dry substances (CB) in raw materials, semi-finished products and products by drying at a temperature of 130 °C in a drying cabinet for 40 minutes; alkalinity, density. The reduction of white sugar in the recipe was carried out (by 5,10,15% and 20%). Inulin was added in an additional amount of 4, 8, 12 and 16% to the flour mixture. The recipe of a cake with a sugar content of 85% of its initial amount and the addition of 12% inulin from the mass of flour to the dry substance is considered rational.According to organoleptic characteristics, the developed products are distinguished by a more pronounced taste and aroma, a flat surface, with small gaps on the upper crust, a regular shape, a developed uniform porosity and tenderness of the crumb, while increasing the specific volume of the products. The range of flour confectionery products for healthy food has been expanded.  Keywords: flour confectionery, cupcakes, inulin, dietary fiber, healthy food References kh keksov s ispol’zovaniem rastvorimykh pish- chevykh volokon [Development of technology Arkhipov, V. Yu. (2014). Inulin i oligofruktoza: for enriched cupcakes using soluble food fibers]. Effektivnost’ v kachestve prebioticheskogo volok- Molodoi uchenyi [Young Scientist], 22, 107-110. na dlya konditerskoi promyshlennosti [Inulin and Grigor’eva, V. E. (2015). Analiz rynka konditerski- oligofructose: effectiveness as a prebiotic fiber for kh izdelii [Analysis of the confectionery market]. the confectionery industry]. Fundamental’nye issle- Sel’skokhozyaistvennye nauki [Agricultural Sciences], dovaniya [Fundamental Research], 9(6), 1216-1219. 33(1), 14-18. Ivanova, V.N, Mogil’nyi, M. P, & Shlenskaya, T. V. Babenko, O. A. (2008). Kachestvo tovarov i uslug (2014). Propaganda printsipov zdorovogo pitani- [Quality of goods and services]. Kachestvo i zhizn’ ya [Promotion of healthy nutrition principles]. [Quality and Life], 12, 14-15. Voprosy pitaniya [Nutrition Issues], 83(S3), 18. Kharchenko, V. Yu., & Mogil’nyi, M. P. (2021). Botasheva, Kh. Yu., Lukina, S. I., & Ponomareva, E. I. Steviya v muchnykh konditerskikh izdeli- (2015). Povyshenie biotekhnologicheskogo poten- yakh [Stevia in flour confectionery prod- tsiala muchnykh konditerskikh izdelii [Increasing ucts]. Konditerskoe i khlebopekarnoe proizvodst- thebiotechnological potential of flour confec- vo [Confectionery and Bakery Production]. URL: tionery products]. Fundamental’nye issledovaniya h t t p s : / / w w w. b r e a d b r a n c h . co m / p u b l / v i e w / 2 8 5 . [Fundamental Study], 5(1), 32-36. html (accessed: 12.04.2021). Denisenko, T. A., Zamyshlyaeva, V. V., & Pozhar, A. N. (2020). Razrabotka tekhnologii obogashchenny- ХИПС №2 – 2021 106

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Koryachkina, S. Ya. (2006). Novye vidy muchnykh i kon- ipe for cupcakes of increased nutritional value]. diterskikh izdelii: Nauchnye osnovy, tekhnologii, Voprosy pitaniya [Nutrition Issues], 2, 116-121. retseptury [New types of flour and confectionery Ponomareva, E. I., Lukina, S. I., & Skvortsova, O. B. products: Scientific bases, technologies, recipes] (3rd (2017). Razrabotka novoi retseptury keksov povy- ed.). Orel: Trud. shennoi pishchevoi tsennosti [New food products: technologies, compositions, efficiency]. Vestnik Kuznetsova, L. I., & Surmach, E. M. (2014). Sovershen­ VGUIT [Voronezh State University of Engineering stvovanie tekhnologii keksov na osnove rzhanoi Technologies Bulletin], 79(4), 114-119. http://doi. muki [Improving the technology of cakes based on org/10.20914/2310-1202-2017-4-114-118 rye flour]. Nauchnyi zhurnal NIU ITMO. Protsessy i Posnova, G. N., Semenkina, N. G., Nikitin, I. A., apparaty pishchevykh proizvodstv [Scientific Journal & Trufanova, Yu. N. (2017). Razrabotka tekh- of the National Research University ITMO. Processes nologii keksa funktsional’noi napravlennos- and Devices of Food Production], 2, 51-55. ti na osnove produktov pererabotki topinambura [Developmentof technology for functional cupcake Ladnova, O. L., & Merkulova, E. G. (2008). Primenenie based on Jerusalem artichoke processing prod- inulina i stevii pri razrabotke retseptur produktov ucts]. Vestnik VGUIT [Voronezh State University of novogo pokoleniya [The use of inulin and stevia Engineering Technologies Bulletin], 79(1), 152-157. in the development of recipes for new generation http://doi.org/10.20914/2310-1202-2017-1-152- products]. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya 157 [Successes of Modern Natural Science], 2, 46-47. Revenko, L. S. (2015). Mirovye tovarnye rynki: Tendentsii KhKhI veka [World commodity mar- Lapshina, V. T., Fonareva, G. S., & Akhiba, S. L. (2000). kets: trends of the XX1 century]. Vestnik Sankt- Sbornik retseptur na torty, pirozhnye, keksy, rule- Peterburgskogo universiteta. Ekonomika [Bulletin of ty, pechen’ya, pryaniki, kovrizhki i sdobnye bu- the Saint Petersburg University], 3, 27-45. lochnye izdeliya [Collection of recipes for cakes, Reznichenko, I. V., & Shcheglov, M. S. (2020). Sakha­ pastries, cupcakes, rolls, cookies, gingerbread, gin- rozameniteli i podslastiteli v tekhnologii kondit- gerbread and pastry products] (vol. 3). Moscow: erskikh izdelii [Sugar substitutes and sweeten- Khlebprodinform. ers in the technology of confectionery products]. Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvod- Lobosova, L. A., Malyutina, T. N., Magomedov, M. G., stv [Technique and technology of food production], & Barsukova, I. G. (2013). Funktsional’nye kon- 50(4), 576-587. http://doi.org/10.21603/2074- diteterskie izdeliya s netraditsionnym syr’em 9414-2020-4-576-587 [Functional confectionery products with non-tra- Ruban, N. V., Grafchikova, A. V., Botyanova, A. V., ditional raw materials]. Sovremennaya nauka: & Gorbova, M. V. (2020). Razrabotka retsep- Aktual’nye problemmy i puti ikh resheniya [Modern tury muchnogo konditerskogo izdeliya s pon- Science: Current Problems andways to Solve them], izhennym soderzhaniem zhira dlya zdorovogo 3, 25-26. pitaniya [Development of a recipe for flour con- fectionery with a reduced fat content for a healthy Magomedov, G. O., Lobosova, L. A, Milyutina, T. N., diet]. Molodoi uchenyi [Young Scientist], 22, 142. & Rozhkov, S. A. (2020). Keksy s polbyanoi mukoi Savenkova, T. V. (2007). Nauchnye printsipy sozdaniya dlya pitaniya detei mladshego shkol’nogo vozras- tekhnologii proizvodstva funktsional’nykh kondit- ta [Cupcakes with spelt flour for feeding children erskikh izdelii [Scientific principles of the technol- of primary school age]. Khranenie i pererabot- ogy for the production of functional confection- ka sel’khozsyr’ya [Storage and processing of Farm ery]. Konditerskoe proizvodstvo [Pastry production], Products], 2, 112-122. https://doi.org/10.36107/ 6, 28. spfp.2020.249 Serbaeva, E. R., Yakunova, A. B., & Magasumo­ va,  Yu.  R. (2020). Inulin: Prirodnye istochniki, os- Matveeva, T. V., & Koryachkina, S. Ya. (2016). obennosti metabolizma v rasteniyakh i prak- Muchnye konditerskie izdeliya funktsional’no- ticheskoe primenenie [Inulin: natural sources, go naznacheniya. Nauchnye osnovy, tekhnologii, especially metabolism in plants and the practi- retseptury [Flour confectionery products of func- cal application]. Biomika [Biomeka], 12(1), 57-79. tional purpose. Scientific bases, technologies, reci- http://doi.org/10.31301/2221-6197.bmcs.2020-5 pes]. S-Petersburg: GIORD. Shumilova, I. Sh., Anisimova, K. V., & Gavatskikh, N.  G. (2018). Izuchenie vliyaniya dobavok grech- Mazhulina, I. V., Tertychnaya, T. N., Andrianov, E. A., nevoi muki na pokazateli kachestva keksov [Study & Krivtsova, S. N. (2017). Razrabotka retseptu- of the effect of buckwheat flour additives on the ry keksa funktsional’nogo naznacheniya s shipov- nikom i brokkoli [Development of a recipe for a functional purpose cupcake with rosehip and broc- coli]. Khleboprodukty [Bread Products], 6, 40-42. Ponomareva, E. I., Alekhina, N. N., & Bakaeva, I. L. (2016). Novye pishchevye produkty: tekhnologii, sostavy, effektivnost’ [Development of a new rec- ХИПС №2 – 2021 107

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ quality indicators of cupcakes]. Khlebopechenie osnovy zdorovogo pitaniya [Scientific bases of Rossii [Bread Making in Russia], 4, 44-47. healthy nutrition]. Moscow: Panorama. Tertychnaya, T. N. (2010). Teoreticheskie i prakticheskie Amorim, C., Cardoso, B. B., Silvério, S. C., Silva, J. C., aspekty ispol’zovaniya tritikale v proizvodstve khle- Alves, J. I., Pereira, M. A., Moreira, R., & bobulochnykh i muchnykh konditerskikh izdelii povy- Rodrigues, L. R. (2021). Designing a functional rice shennoi pishchevoi tsennosti [Theoretical and practi- muffin formulated with prebiotic oligosaccharides cal aspects of the use of triticale in the production of and sugar reduction. Food Science, 40, 100858. bakery and flour confectionery products of increased https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100858 nutritional value] [Doctoral Dissertation, FGOU Ansari, F., Pourjafar, H., & Pimentel, T. C. (2021). VPO “Voronezhskii gosudarstvennyi agrarnyi uni- Effect of Inulin, Polydextrose, or Resistant Starch versitet im. K. D. Glinki”]. Moscow, Russia. on the Quality Parameters of Prebiotic Bread. Titova, L. M., & Aleksanyan, I. Yu. (2016). Tekhno­ Biointerface Research in Applied Chemistry, logiya inulina: osnovnye tendentsii razvitiya 11(6), 14889-14897. https://doi.org/10.33263/ otrasli i spornye voprosy [Inulin technology: the BRIAC116.1488914897 main trends in the development of the industry Magomedov, G. O., Zhuravlev, A. A., Lobosova, L. A., and controversial issues]. Pishchevaya promyshlen- & Zhurakhova, S. N. (2018). Optimization of pre- nost’ [Food Industry], 1, 46-51. scription composition of jelly masses using the Trufanova, Yu. N., & Vostrikova, E. M. (2017). Inulin scheffe’ssymplex plan. Foods and Raw Materials, kak syr’e dlya proizvodstva muchnykh konditer- 6(1), 71-78. skikh izdelii povyshennoi pishchevoi tsennos- Milner, L., Kerry, J. P., O’Sullivan, M. G., & ti [Inulin as a raw material for the production of Gallagher, E. (2019). Physical, textural and sensory flour confectionery products of increased food characteristics of reduced sucrose cakes, incorpo- value]. In Sbornik nauchnykh statei Vserossiiskoi rated with clean-label sugar replacing alternative nauchnoi konferentsii perspektivnykh razrabotok ingredients. Innovative Food Science and Emerging molodykh uchenykh “Molodezh’ i nauka: Shag k us- Technologies, 59, 102235. https://doi.org/10.1016/j. pekhu” [Collection of scientific articles of the All- ifset.2019.102235 Russian scientific conference of promising develop- Ren, Y., Song, K-Y., & Kim, Y. (2020). Physicochemical ments of young scientists “Youth and Science: Step to and retrogradation properties of low-fat muf- Success”] (vol. 2, pp. 329-331). Voronezh: VGUIT. fins with inulin and hydroxypropyl methylcellu- Tutel’yan, V. A., Razumov, A. N., Vyalkov, A. I., lose as fat replacers. Jouranl of Food Processing Mikhailov, V. I., Moskalenko, K. A., Odinets, A. G., and Preservation, 44(10), e14816. https://doi. Sbezhneva, V. G., & Sergeev, V. N. (2010). Nauchnye org/10.1111/jfpp.14816 ХИПС №2 – 2021 108

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ УДК 637.146:637.146.3 https://doi.org/10.36107/spfp.2021.222 Функциональный кисломолочный напиток на основе пахты Серова Ольга Петровна ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» Адрес: 400005, г. Волгоград, пр. им. Ленина, д. 28 E-mail: [email protected] Чернавина Сабина Васильевна ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» Адрес: 400005, г. Волгоград, пр. им. Ленина, д. 28 E-mail: [email protected] Горлов Иван Фёдорович ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» Адрес: 400005, г. Волгоград, пр. им. Ленина, д. 28 ГНУ «Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции» Адрес: 400131, г. Волгоград, ул. Рокоссовского, д. 6 E-mail: [email protected] Сложенкина Марина Ивановна ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный технический университет» Адрес: 400005, г. Волгоград, пр. им. Ленина, д. 28 ГНУ «Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции» Адрес: 400131, г. Волгоград, ул. Рокоссовского, д. 6 E-mail: [email protected] Брехова Светлана Андреевна ГНУ «Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции» Адрес: 400131, г. Волгоград, ул. Рокоссовского, д. 6 E-mail: [email protected] Исследование посвящено созданию функционального кисломолочного напитка на основе пахты путём коррекции минерально-витаминного состава с помощью введения смеси фруктово-овощного пюре. Экспериментальная работа осуществлялась в лаборатории кафедры технологии пищевых производств Волгоградского государственного технического университета. Были произведены опытные образцы кисломолочных напитков: контрольный – кисломолочный напиток из пахты без добавок, опытный 1 – содержит 10% смеси фруктово- овощного пюре, опытный 2 – 25% смеси и опытный 3 – 40% смеси. Оценка пищевой ценности образцов показала, что у опытных образцов повысилось содержание пищевых волокон, углеводов, незначительно жиров, в отличие от контрольного образца. На основании данных проведённой физико-химической и органолептической оценке оптимальным для производства пробиотического напитка является образец 3. Этот образец содержал пахту и 40% смеси фруктово-овощного пюре. Для данного кисломолочного напитка произведена оценка витаминного и минерального состава. Установлено, что в разработанном кисломолочном напитке повышено содержание нутриентов: Fe в 46 раз, Mg в 9 раз, К в 6 раз, Na в 4 раза, Zn в 3 раза, Ca в 2 раза; β-каротина в 16 раз, витамина В6 в 13 раз, витамина В1 в 11 раз, витаминов В2 и С в 5 раз, витамина В5 в 2,6 раза, витамина А в 1,8 раз по сравнению с контрольным образцом. Полученные данные обосновывают жизнеспособность создания новой линейки функциональных кисломолочных продуктов на основе пахты, кефирной закваски и смеси фруктово-овощного пюре. Данный подход расширяет возможности переработки пахты при минимальных капиталовложениях и без применения высокотехнологичных процессов. Ключевые слова: функциональное питание, пробиотики, технология, аминокислоты, пищевые волокна ХИПС №2 – 2021 109

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Введение логии (Неменущая & Коноваленко 2017; Трухачев, Молочников, Орлова, & Храмцов, 2017; Храмцов, В условиях снижения общего объема заготовок в 2017; Храмцов, 2018) и производство функцио- молочной промышленности чрезвычайно важной нальных продуктов на основе вторичного сырья, становится проблема использования вторичных включая пахту3,4 (Ковалев, 2016; Мгебришвили, ресурсов, в частности пахты. Разнообразный хи- Храмова, & Короткова, 2015; Ребезов, Зинина, мический состав по группам нутриентов, высокая Нурымхан, Нургазезова, & Смольникова, 2016). пищевая и биологическая ценность обуславливают Немаловажным аспектом создания безотходных собой лечебно-профилактические свойства напит- технологий является экологическая целесообраз- ков из пахты (Оносовская, Иванова, & Чернягина, ность предотвращения загрязнения окружающей 2019; Седых & Шайахметов, 2019). Наличие фак- среды отходами производства. торов отрицательного влияния, как субъективных, так и объективных, на здоровье населения дока- В связи с этим расширение использования про- зывают важность работы в направлении созда- дуктов вторичной переработки молока, в том ния продуктов функциональной направленности числе пахты для производства продуктов функ- (Корнен, Викторова, & Евдокимова, 2015; Макеева, циональной направленности, является актуаль- Пряничникова, & Богатырев, 2016). К вышеупомя- ной проблемой. Производство функциональной нутым факторам относятся снижение защитных продукции с применением в качестве сырья-ос- сил организма на фоне эндогенного загрязнения новы пахты позволяет закрыть многие потребно- (Козлова, Тухтарова, & Илинбаева, 2017). Ведущи- сти производства. Решается вопрос утилизации ми отрицательными факторами в плане здоровья пахты, закрывается экологический аспект утили- остаются ведение физически неактивного образа зации вторичного сырья, что совместно оказывает жизни в купе с равнодушным отношением к ре- положительной экономический эффект. Расширя- жиму питания, что неминуемо способствует ухуд- ется ассортиментная линейка отечественных по- шению ситуации в плане здоровья населения1. лезных продуктов. Получить положительную динамику в данном вопросе может производство функциональных Основная доля как зарубежных исследова- кисломолочных напитков, в качестве которых ний (AbdulAlim, Zayan, Campelo, & Barkry, 2018; ‘принято понимать такие продукты, ежедневное Chavan, Shraddha, Kumar, & Nalawade, 2015), так и употребление которых способствует сохранению российских (Мельникова & Станиславская, 2019; и улучшению здоровья’ (Дорошенко, 2016). Захарова, Пушмина, Пушмина, Кудрявцев, & Сит- ничук, 2019; Мансуров, Бочаров, Пальчиков, & Ра- Необходимо повышать объёмы производства ка- тушный, 2019, Пак & Сучкова, 2018) направлены чественных и безопасных сельскохозяйственных на изучение молочной сыворотки и получению продуктов за счёт ресурсов собственной страны2 функциональных продуктов на её основе. Изуче- (Воронин, Чупина, Воронина, & Чупин, 2019). Это нию пахты и разработке функциональных продук- позволит улучшить ситуацию в области продо- тов на основе данного вида вторичного сырья в вольственной безопасности (Ломакин, 2017; Сан- молочном деле посвящено гораздо меньше иссле- никова, 2018), снижая потребность в возимом дований. Об этом косвенно свидетельствует рос- из-за границы пищевом сырье и продукции на сийский электронный научный портал eLIBRARY. его основе, которые имеют несоответствия стан- RU. Среди свыше 35 миллионов научных трудов дартам качества безопасности, принятым в нашей по запросу «молочная сыворотка» сайт содержит стране. Закрытие данной потребности является около 57 тысяч научных трудов, в то время как по отличным решением в условиях экономических запросу «пахта» всего лишь 6,5 тысяч. Опираясь на санкций (Асон, 2017). Также, рассматривается до- эти данные, можно сделать вывод о том, что на- статочно глобальная проблема создания безот- учным изысканиям в области исследования пахты ходных технологий в молочной промышленности, уделяется в 8,6 раз меньше внимания, чем мо- которые представляют собой мембранные техно- лочной сыворотке. При этом пахта является пер- 1 Оценка глобального бремени заболеваний пищевого происхождения. URL: http://www.who.int/foodsafety/areas_work/ foodborne-diseases/ferg/ru/ (дата обращения: 18.03.2021). 2 Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации : Указ Президента РФ от 21.01.2020. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/73338425/ (дата обращения: 18.03.2021). 3 Денисов, С. В. (2020). Патент РФ № 2727056. Функциональный напиток на основе пахты. М.: Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева. 4 Горлов, И. Ф., Сложенкина, М. И., Гущина, Т. Е., Злобина, Е. Ю., Мосолова, Н. И., Короткова, А. А., Шахбазова, О. П., & Ахтямо- ва, Д. И. (2015). Патент РФ № 2555548. Способ производства напитка из пахты. Волгоград: Поволжский НИИ производства и переработки мясомолочной продукции РАСХН. ХИПС №2 – 2021 110

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ спективным и конкурентоспособным сырьём для витаминно-минерального состава с помощью создания функциональных пищевых продуктов. фруктово-овощного пюре. Пахта, появляясь при производстве масла, со- Для достижения обозначенной цели в ходе иссле- держит лактозу, белки, минералы, лецитин, ви- довательской работы решались следующие зада- тамины, мембраны жировых шариков молока. чи: составление и отработка рецептуры опытных Мембраны жировых шариков молока богаты био- образцов кисломолочных напитков из пахты; логически активными соединениями, которые изучение влияния количества вводимой в ре- обладают противоопухолевым и понижающим цептуру кисломолочного напитка фруктово-о- холестерин действием, способны подавлять воз- вощного пюре на опытных образцах напитков; будителя язвенной болезни Helicobacter pylori, а оценка органолептических показателей качества также предотвращать желудочно-кишечные ин- готовых кисломолочных напитков и их пищевой фекции, повышать сопротивляемость организ- ценности; исследование физико-химических по- ма к вирусам и бактериям (Barukčić, Jakopović, & казателей выработанных напитков; обоснование Božanić, 2019). Кроме того, в составе вторично- оптимального количества вводимого раститель- го сырья производства масла содержатся жиры и ного сырья для использования в кисломолочных фосфолипиды, которые представляют собой важ- напитках; сравнительный анализ витаминного и нейший элемент для построения оболочек клеток минерального состава выработанного кисломо- организма и являются важными нутриентами в лочного напитка относительно контрольного об- питании. Высокая пищевая и диетическая цен- разца по классической рецептуре. ность пахты идеально подходит для производства напитка кисломолочного с лечебно-профилакти- Таким образом, в данной исследовательской ра- ческими свойствами. Все вышеперечисленные боте будут изучены возможности целесообраз- факты характеризуют пахту как сырьё для функ- ного использования фруктово-овощного пюре в циональных продуктов. качестве обогащающих витаминами и минерала- ми компонентов для создания функционального Благодаря своей высокой пищевой ценности и на- кисломолочного напитка, что даст новое пред- личию биологически активных соединений пах- ставление о разумном количестве данного фрук- та после технологической обработки представляет тово-овощного пюре для применения в молочной собой готовый к употреблению функциональный промышленности и его влиянии на пищевую цен- напиток. Посредством введения новых ингреди- ность пробиотического кисломолочного продукта. ентов можно получить функциональный питье- вой продукт с желаемыми органолептическими Материалы и методы исследований характеристиками, а также дополнительно скор- ректировать нутриентную составляющую напит- В целях научной работы использовалось оборудо- ка. Одним из наиболее известных ингредиентов в вание лаборатории кафедры технологии пищевых функциональном питании являются пробиотики, производств Волгоградского государственно- которые положительно воздействуют на здоровье го технического университета. Для выработки кишечника и поддерживают нормальный уровень опытных образцов напитков использовался тер- холестерина в крови (Алыбаева, Елубаева, Олей- мостат электрический суховоздушный ТС-80М-2. никова, & Елубаева, 2019). Введение пробиотиков Предпочтение было отдано резервуарному спо- в продукты питания достаточно технологично5. собу производства, так как наличие стадии пере- Довольно известным и широко изученным про- мешивание продукта после сквашивания, которая биотиком признаны кефирные грибки. Другим отсутствует в термостатном способе, способству- распространённым ингредиентом в технологии ет более равномерному распределению раститель- функциональных напитков являются наполните- ных компонентов в продукте и придаёт готовому ли из растительного сырья, в частности фруктов продукту менее вязкую консистенцию. Основой и овощей, как корректоры органолептических по- на выработки кисломолочных функциональных казателей продукта и источники витаминов и ми- напитков послужила пахта в качестве сырья, и в неральных веществ. дальнейшем после технологической обработки в качестве опытного образца. Вспомогательными Цель исследования в данной работе представляет компонентами послужили закваска на кефирных собой создание напитка кисломолочного функци- грибках и фруктово-овощное пюре. ональной направленности путем обогащения его 5 Войтенко, О. С. (2019). Технология пробиотиков и продуктов на их основе: Учебное пособие. ХИПС №2 – 2021 111

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Все методики исследований готовых образцов сырья обусловлено благоприятным воздействием напитков проводились согласно принятым госу- на работу желудочно-кишечного тракта и поддер- дарственным отраслевым стандартам в молочной жание деятельности сердечно-сосудистой системы промышленности. Полученные данные обрабаты- человека из-за наличия в составе минеральных вались методами математической обработки дан- веществ, витаминов А, С и группы B, β-кароти- ных, сравнительного анализа, сопоставления и на, пищевых волокон. Органолептическая и фи- графической визуализации. зико-химическая оценка вспомогательного сырья представлена в Таблицах 1 и 2, соответственно. Результаты и их обсуждение Фруктово-овощное пюре из шпината, сельдерея, яблока и банана имеет привлекательные сенсор- Главным функциональным компонентом для от- ные характеристики и богато содержанием сухих работки рецептур функционального кисломо- веществ. Рецептура контрольного образца напит- лочного продукта на основе пахты послужило ка из пахты и разработанные рецептуры опытных фруктово-овощное пюре, приготовленное из шпи- напитков на основе пахты с содержанием 10%, ната, сельдерея, яблока и банана в соотношении 25% и 40% смеси фруктово-овощного пюре, в ка- 1:2:4:3. Использование вышеуказанного фрукто- честве опытного образца 1, 2 и 3, соответственно, во-овощного пюре в качестве вспомогательного приведены в Таблице 3. Таблица 1 Органолептические показатели фруктово-овощного пюре Наименование показателя Характеристика Внешний вид, консистенция однородная пюреобразная текучая масса без частиц, волокон, семян Вкус и запах хорошо выраженные, свойственные фруктами и овощам, прошед- шим тепловую обработку, из которых изготовлено пюре Цвет желто-зеленый, однородный по всей массе Таблица 2 Значение показателя Физико-химические показатели фруктово-овощного пюре 0,1 Наименование показателя 14,2 Массовая доля этилового спирта в пюре, % 0,2 Массовая доля, %: отсутствуют - растворимых сухих веществ - титруемых кислот Посторонние примеси Таблица 3 Рецептура кисломолочных напитков на основе пахты Наименование сырья Расход сырья, г/кг Пахта контроль- опытный опытный опытный Кефирная закваска ный образец образец 1 образец 2 образец 3 Пюре фруктово-овощное: шпинат 970 870 720 570 сельдерей 30 30 яблоко отсутствует 30 30 400 банан - 100 250 40 Итого 80 1000 10 25 160 25 50 120 40 100 1000 30 75 1000 1000 ХИПС №2 – 2021 112

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ После всех технологических этапов производства ем 25% смеси и опытного 3 с добавлением 40% сме- кисломолочных напитков согласно рецептуре, был си. Полученные данные представлены на Рисунке 1. поведён сравнительный анализ органолептических показателей полученного контрольного и опытных Из данных Рисунка 1 можно сделать вывод, что при образцов, который представлен в Табл­ ице 4. повышении доли вводимого растительного ингре- диента пропорционально возрастает содержание В результате полученных данных из Таблицы 4 составляющих пищевую ценность продукта ком- можно сделать вывод, что опытный образец под понентов в следующем порядке: пищевые волокна, номером 3 наиболее полно передает органолепти- углеводы, жиры. Содержание белка вследствие за- ческие характеристики полученного кисломолоч- мены молочного сырья растительными компонен- ного напитка из пахты. тами снижается. Максимальное значение пищевой и энергетической ценности отмечаются у опытно- В ходе работы были проведены эксперименталь- го образца 3 с содержание 40% фруктово-овощного ные исследования показателей массовой доли пюре. Опираясь на нормы потребления питатель- сухих веществ и титруемой кислотности кон- ных веществ, указанных в методических рекомен- трольного и опытных образцов, которые отобра- дациях МР 2.3.1.2432 - 087, был произведён расчёт жены в Таблице 5. покрытия средней суточной потребности (СПП) в основных питательных веществах. Результаты Вышепредставленные в таблице 5 физико-хими- представлены в графическом виде на Рисунке 2. ческие показатели соответствуют нормам, ука- занным в технической документации на пахту и Опираясь, на данные Рисунка 2, сделан вывод о напитки на её основе6. Это показатель того, что том, что значительно возросло удовлетворение вносимое фруктово-овощное пюре позволяет по- СПП в пищевых волокнах. Для опытного образца лучить качественный кисломолочный напиток, не 3 данная цифра приближается к 28%. Это свиде- препятствуя процессу сквашивая. тельствует о том, что выработанный кисломолоч- ный напиток с содержанием 40% растительного Далее был исследован химический состав, в сово- сырья, обладает скорректированной функциональ- купности отражающий пищевую ценность, образца ной направленностью. без наполнителей и представляющий собой кон- троль, опытного образца 1 с добавлением 10% смеси В результате, опираясь на вышеизложенные показа- фруктово-овощного пюре, опытного 2 с добавлени- тели, оптимальным вариантом рецептуры напитка Таблица 4 Органолептическая характеристика Показатель Характеристики Консистенция и внешний вид контрольный образец опытный образец 1 опытный образец 2 опытный образец 3 однородная, Вкус и запах в меру вязкая однородная, в меру однородная, в меру однородная, в меру вязкая, без ощуща- вязкая, с ощущаемы- вязкая, с четко ощу- Цвет чистые, кисломолоч- емых частиц расти- ми частицами расти- щаемыми частица- ные, без посторонних тельных компонентов тельных компонентов ми растительных привкусов и запахов компонентов чистые, кисломолоч- чистые, кисломо- равномерный по ные, без посторонних лочные, без посто- чистые, кисломо- всей массе, белый/ привкусов и запахов ронних привкусов лочные, без посто- светло-желтый и запахов, с легким ронних привкусов и равномерный по всей привкусом вкусо- запахов, с выражен- массе, с плавным едва вого наполнителя ным привкусом вку- заметным переходом сового наполнителя желто-зеленого цвета равномерный по всей массе, сла- равномерный по бо зеленого цвета всей массе, ярко зе- леного цвета 6 ГОСТ 34354-2017. (2018). Пахта и напитки на ее основе. Технические условия. М.: Стандартинформ. 7 Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федера- ции. Методические рекомендации (2009). М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. ХИПС №2 – 2021 113

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Таблица 5 Физико-химические показатели Показатель Контроль- Опытный Опытный Опытный ный образец образец 1 образец 2 образец 3 Массовая доля сухо- го вещества, % 8,2 8,25 8,4 8,6 Кислотность, °Т 86 87 88,5 93 кисломолочного из пахты с растительным наполни- Храмцов, Волокитина, & Карпычев, 2014), проведена телем выбран опытный образец 3. Содержание 40% оценка содержания минеральных элементов в кон- фруктово-овощного пюре придаёт продукту мак- трольном и выбранном оптимальном образце на- симальную питательность и функциональную на- питка, а также изучен процент покрытия суточной правленность, а также наиболее предпочтительные потребности в данных нутриентах при употребле- сенсорные характеристики, соответствующие требо- нии 100 г функционального продукта. Эти данные ваниям ТР ТС 033/20138. Именно опытный образец 3 отражены на Рисунках 3 и 4 соответственно. исследован далее в сравнительной характеристике с контрольным образцом без добавок. По данным из Рисунков 3 и 4 можно сделать вы- вод, что при обогащении кисломолочного напитка Опираясь на данные о минеральном составе про- фруктово-овощным пюре в количестве 40%, содер- дуктов (Шалыгина & Калинина, 2013) и сведениях жание серы и хлора в контрольном и опытном на- о нормах СПП в макро- и микроэлементах (Крусь, питках одинаково и удовлетворяют ССП организма Рисунок 1. Пищевая ценность опытных функциональных напитков Рисунок 2. Покрытие среднесуточной потребности в основных питательных компонентах 8 ТР ТС № 033. О безопасности молока и молочной продукции. (2018). Новосибирск: Норматика. ХИПС №2 – 2021 114

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ человека на 3,4% и 4,8% соответственно. При упо- го покрытия СПП в витаминах, представленная на треблении 100 г контрольного образца напитка Рисунке 5. кисломолочного без растительных добавок ССП ор- ганизма человека в железе восполняется на 0,7%, По данным рисунка 5 можно сказать, что употреб­ в магнии на 3,5%, калии на 5,8%, натрии на 3,8%, ление 100 г разработанного напитка кисломо- цинке 2,7%, кальции 12%. Для опытного образца лочного удовлетворят ежедневную потребность в этот же показатель по данным минералам составил питании человека в витаминах следующим обра- в железе 32,4%, магнии 32,8%, калии 37,6%, натрии зом. Потребность β-каротине закроется на 10%, 16,2%, цинке 8,1% и кальции 26,4%. Таким образом, для витамина А этот показатель составил 16,7%, установлено, что в разработанном пробиотическом для витамина С – 13 %, для витамина В1 – 26%, для напитке из пахты благодаря фруктово-овощно- В2 – 51%, для В5 – 20,8%, для витамина В6 потреб- му пюре повышено содержание минералов отно- ность закрывается на 34%. Для контрольного об- сительно контрольного образца в несколько раз. разца этот же показатель составил по витамину А Опытный образец продукта приобретает функци- 9,2%, по β-каротину 0,6%, по витамину В 12,4%, по ональную направленность по содержанию в своём витамину В2 10%, по витамину В5 8%, по витами- составе натрия, магния, калия и железа. нам В6 и С 2,5% для каждого. Таким образом уста- новлено, что внесение в состав кисломолочного После минеральных веществ был изучен следу- напитка из пахты фруктово-овощного пюре по- ющий набор нутриентов – витамины. На основе вышает содержание витаминов в продукте, прида- данных об их содержании в опытных образцах по- вая функциональную направленность по данным строена накопительная гистограмма процентно- нутриентам. Рисунок 3. Содержание макроэлементов (а) и микроэлементов (б) в исследуемых напитках Рисунок 4. Покрытие СПП в минеральных веществах исследуемыми напитками ХИПС №2 – 2021 115

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Рисунок 5. Покрытие СПП в витаминах исследуемыми напитками. Выводы го напитка из пахты сбалансированного по хими- ческому нутриентному составу, актуально. В процессе написания данной работы был обо- снован выбор вносимых компонентов; была от- Благодарности работана рецептура напитка кисломолочного на основе пахты; выявлен отличительный признак Исследования выполнены по гранту Президента полученного продукта, а также изучен процесс РФ для поддержки ведущих научных школ НШ- обогащения напитка кисломолочного раститель- 2542.2020.11. ными компонентами. Установлено, что внесение в состав кисломолочного напитка из пахты фрук- Литература тово-овощного пюре из шпината, сельдерея, ябло- ка и банана в соотношении 1:2:4:3 оптимально в Алыбаева, А. Ж., Елубаева, М. Е., Олейникова, Е. А., & количестве 40%, по сравнению с дозировкой в Елубаева, А. Е. (2019). Синбиотические молочные 10 и 25%, так как, не препятствуя процессу сква- продукты в питании человека. Достижения науки шивания, имеет привлекательные сенсорные ха- и образования, 8(1), 20-24. рактеристики и способствует максимальному содержанию пищевых волокон в готовом кис- Асон, Т. А. (2017). Стратегия импортозамещения ломолочном напитке из пахты. Содержащиеся в в сельскохозяйственном секторе Российской фруктово-овощном пюре нутриенты позволили Федерации. Науковедение, 9(6), 1-7. URL: https:// придать напитку функциональную направлен- naukovedenie.ru/PDF/28EVN617.pdf (дата обраще- ность по пищевым волокнам, закрывая СПП на ния: 18.03.2021). 27,6%, по содержанию, кальция, калия, магния и железа, закрывая СПП на 26,4; 37,6; 32,8% и 32% Воронин, Б. А., Чупина, И. П., Воронина, Я. В., & для каждого минерала соответственно. Придана Чупин, Ю. Н. (2019). Стратегия развития самоо- продукту функциональная направленность и по беспеченности отечественной агропродукцией витаминному составу. При обогащении продукта как залог успешного выполнения доктрины про- растительными компонентами из, приведённых довольственной безопасности. Аграрный вест- к состоянию пюре, фруктов и овощей, увеличива- ник Урала, 181(2), 53-57. https://doi.org/10.32417/ ется количество витаминов таких как витамин С, article_5cb0b3ef16e760.77304470 витамин В6, витамин В1. Полученный продукт представляет собой функциональный кисломо- Дорошенко, Т. Н. (2019). Разработка техноло- лочный напиток, более сбалансированный по пи- гии напитков с функциональными добавками. щевой ценности, по содержанию эссенциальных Сельскохозяйственный журнал, 1, 40-42. элементов в виде минеральных веществ и вита- минов, чем пахта. После всех проведенных иссле- Захарова, Л. М., Пушмина, И. Н., Пушмина, В. В., дований можно сделать вывод, что производство Кудрявцев, М. Д., & Ситничук, С. С. (2019). разработанного функционального кисломолочно- Кисломолочный продукт для спортивного пита- ния. Человек. Спорт. Медицина, 19(S1), 128-136. https://doi.org/10.14529/hsm19s117 ХИПС №2 – 2021 116

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Ковалев, А. А. (2016). Перспективное развитие молоч- ты и молочной сыворотки. Переработка молока, 9, ной перерабатывающей промышленности в ус- 40-45. ловиях реализации стратегии безотходных тех- Пак, В. И., & Сучкова, Е. П. (2018). Оценка функцио- нологий. Вестник Алтайского государственного нальности напитка на молочной основе, содер- аграрного университета, 12, 164-168. жащего пищевые волокна. Новые технологии, 1, 56-62. Козлова, О. А., Тухтарова, Е. Х., & Илинбаева, Е. А. Ребезов, М. Б., Зинина, О. В., Нурымхан, Г. Н., (2017). Методические вопросы оценки устойчи- Нургазезова, А. Н., & Смольникова, Ф. Х. (2016). вости трудоспособного населения к негативно- Вторичное сырье молочной отрасли: современ- му экологическому воздействию. Экономические ное состояние и перспективы использования. АПК и социальные перемены: Факты, тенденции, про- России, 75(1), 150-155. гноз, 10(4), 212-227. https://doi.org/10.15838/ Санникова, И. Н. (2018). К вопросу продовольствен- esc.2017.4.52.12 ной безопасности. Экономика. Профессия. Бизнес, 3, 97-102. https://doi.org/10.14258/201844 Корнен, Н. Н., Викторова, Е. П., & Евдокимова, О. В. Седых, Е. Ю., & Шайахметов, Б. Д. (2019). Пахта как (2015). Методологические подходы к созданию функциональный продукт. Актуальные вопросы продуктов здорового питания. Вопросы питания, 1, совершенствования технологии производства и пе- 95-99. реработки продукции сельского хозяйства, 21, 221- 223. Крусь, Г. Н., Храмцов, А. Г., Волокитина, Э. В., & Трухачев, В. И., Молочников, В. В., Орлова, Т. А., & Карпычев, С. В. (2014). Технология молока и мо- Храмцов, А. Г. (2017). Прогностическая модель лочных продуктов. (Ред.) А. М. Шалыгина. М.: биомембранной технологии молочных продуктов КолосС. нового поколения в реалиях рыночной экономи- ки и членства России в ВТО. Индустрия питания, 2, Ломакин, П. Н. (2017). Обеспечение продовольствен- 34-42. ной безопасности России: внутренние и между- Храмцов, А. Г. (2017). Инновационные приоритеты народные аспекты (Дисс. канд. эконом. наук). М.: модернизации индустрии питания в парадигме МГИМО МИД России. нового (шестого) технологического уклада на при- мере молочной отрасли АПК. Индустрия питания, Макеева, И. А., Пряничникова, Н. С., & Богаты­ 1, 4-11. рев, А. Н. (2016). Научные походы к выбору нетра- Храмцов, А. Г. (2018). Логистика формирования ново- диционных ингредиентов для создания функци- го технологического уклада молочной отрасли пи- ональных продуктов животного происхождения, щевой индустрии АПК в условиях ограниченных в том числе органических. Пищевая промышлен- ресурсов традиционного сырья. Индустрия пита- ность, 3, 34-37. ния, 3(4). 8-24. https://doi.org/10.29141/2500-1922- 2018-3-4-1 Мансуров, А. П., Бочаров, В. А., Пальчиков, Е. В., & Шалыгина, А. М., & Калинина, Л. В. (2013). Общая Ратушный, А. С. (2019). Влияние криопорош- технология молока и молочных продуктов. М.: ка «яблоко» на качество сывороточного напитка КолосС. функционального назначения. Технологии пище- AbdulAlim, T. S., Zayan, A. F., Campelo, P. H., & вой и перерабатывающей промышленности АПК- Barkry, A. M. (2018). Development of new functional продукты здорового питания, 1, 48-55. fermented product: Mulberry-whey beverage. Journal of Nutrition, Food Research and Technology, 1(3), 64-69. Мгебришвили, И. В., Храмова, В. Н., & Короткова, А. А. https://doi.org/10.30881/jnfrt.00013 (2015). Создание функциональных десертных про- Barukčić, I., Jakopović, K. L., & Božanić, R. дуктов с использованием вторичных ресурсов и (2019). Valorisation of Whey and Buttermilk растительного регионального сырья. Известия for Production of Functional Beverages - An Нижневолжского агроуниверситетского комплек- Overview of Current Possibilities. Food Technology са: Наука и высшее профессиональное образование, and Biotechnology, 57(4), 448-460. https://doi. 2, 205-207. org/10.17113/ftb.57.04.19.6460 Chavan, R. S., Shraddha, R. C., Kumar, A., & Nalawade, T. Мельникова, Е. И., & Станиславская, Е. Б. (2019). (2015). Whey Based Beverage: Its Functionality, Применение микропартикулята сывороточ- Formulations, Health Benefits and Applications. ных белков в технологии полутвердых сыров. Journal of Food Processing and Technology, 6(10), 1-8. Хранение и переработка сельхозсырья, 4, 129-140. https://doi.org/10.4172/2157-7110.1000495 https://doi.org/10.36107/spfp.2019.199 Неменущая, Л. А., & Коноваленко, Л. Ю. (2017). Ресурсосберегающие мембранные техноло- гии переработки молочного сырья. Вестник Всероссийского научно-исследовательского инсти- тута механизации животноводства, 3, 98-101. Оносовская, Н. Н., Иванова, Н. В., & Чернягина, С. Н. (2019). Кисломолочные напитки на основе пах- ХИПС №2 – 2021 117

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Functional Sour Milk Drink Based on Butter Ol'ga P. Serova Volgograd State Technical University 28, Lenin Ave., Volgograd, 400005, Russian Federation E-mail: [email protected] Sabina V. Chernavina Volgograd State Technical University 28, Lenin Ave., Volgograd, 400005, Russian Federation E-mail: [email protected] Ivan F. Gorlov Volgograd State Technical University 28, Lenin Ave., Volgograd, 400005, Russia, Volga Region Scientific Research Institute of Meat-and-Milk Production and Processing 6, Rokossovsky str., Volgograd, 400131, Russian Federation E-mail: [email protected] Marina I. Slozhenkina Volgograd State Technical University 28, Lenin Ave., Volgograd, 400005, Russia, Volga Region Scientific Research Institute of Meat-and-Milk Production and Processing 6, Rokossovsky str., Volgograd, 400131, Russian Federation E-mail: [email protected] Svetlana A. Brekhova Volga Region Scientific Research Institute of Meat-and-Milk Production and Processing 6, Rokossovsky str., Volgograd, 400131, Russian Federation E-mail: [email protected] The study is dedicated to the creation of a functional milk drink based on the strata by correcting the mineral- vitamin one by the introduction of a mixture of fruit-vegetable puree. Experimental work was carried out in the laboratory of the Department of Food Products Technology Volgograd State Technical University. Experimental samples of fermented acid beverages were made: a control - an acidic drink from the stuff without additives, prototype 1 - contains a 10% mixture of fruit-vegetable puree, an experimental 2 - 25% mixture and an experimental 3 - 40% mixture. Evaluation of the nutritional value of the samples showed that the experimental samples increased the content of dietary fibers, carbohydrates, slightly fats, in contrast to the control sample. Based on the data carried out by the physicochemical and organoleptic assessment, the sample is optimal for the production of probiotic drink 3. This sample contained the pointer and 40% mixture of fruit-vegetable puree. For this acidic drink, a vitamin and mineral composition was evaluated. It has been established that the content of nutrients is increased in the developed ferocular drink: Fe 46 times, Mg is 9 times, to 6 times, Na 4 times, Zn 3 times, Ca 2 times; β-carotene is 16 times, vitamin B6 is 13 times, vitamin B1 is 11 times, vitamins B2 and from 5 times, vitamin B5 2.6 times, vitamin A 1.8 times compared with the control sample. The obtained data substantiates the viability of creating a new line of functional dairy products based on the stitch, kefir fright and a mixture of fruit and vegetable puree. This approach expands the possibilities of recycling the strata with minimal investment and without the use of high-tech processes. Keywords: functional nutrition, probiotics, technology, amino acids, dietary fiber ХИПС №2 – 2021 118

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Acknowledgments ekologicheskomu vozdeistviyu [Methodological issues of assessing the resilience of the work- Studies completed under the grant of the President ing-age population against negative environmen- of the Russian Federation to support the leading tal impacts]. Ekonomicheskie i sotsial’nye peremeny: scientific schools NSh-2542.2020.11. Fakty, tendentsii, prognoz [Economic and Social Changes: Facts, Trends, Forecast], 10(4), 212-227. References https://doi.org/10.15838/esc.2017.4.52.12 Kornen, N. N., Viktorova, E. P., & Evdokimova, O. V. Alybaeva, A. Zh., Elubaeva, M. E., Oleinikova, E. A., (2015). Metodologicheskie podkhody k sozdaniyu & Elubaeva, A. E. (2019). Sinbioticheskie mo- produktov zdorovogo pitaniya [Methodological ap- lochnye produkty v pitanii cheloveka [Synbiotic proaches to the creation of healthy food]. Voprosy dairy products in human nutrition]. Dostizheniya pitaniya [Nutritional Issues], 1, 95-99. nauki i obrazovaniya [Achievements in Science and Krus’, G. N., Khramtsov, A. G., Volokitina, E. V., & Education], 8(1), 20-24. Karpychev, S. V. (2014). Tekhnologiya moloka i molochnykh produktov [Milk and Dairy Products Ason, T. A. (2017). Strategiya importozameshcheni- Technology]. (Ed.) A. M. Shalygina. Moscow: KolosS. ya v sel’skokhozyaistvennom sektore Rossiiskoi Lomakin, P. N. (2017). Obespechenie prodovol’stvennoi Federatsii [The strategy of import substitution in bezopasnosti Rossii: vnutrennie i mezhdunarodnye the agricultural sector of the Russian Federation]. aspekty (Diss. kand. ekonom. nauk) [Ensuring food Naukovedenie [Science], 9(6), 1-7. URL: https://nau- security in Russia: internal and international aspects kovedenie.ru/PDF/28EVN617.pdf (data obrash- (Master’s thesis)]. Moscow: MGIMO MID Rossii. cheniya: 18.03.2021). Makeeva, I. A., Pryanichnikova, N. S., & Bogatyrev,  A.  N. (2016). Nauchnye pokhody Voronin, B. A., Chupina, I. P., Voronina, Ya. V., & k vyboru netraditsionnykh ingredientov dlya Chupin, Yu. N. (2019). Strategiya razvitiya samoo- sozdaniya funktsional’nykh produktov zhivot- bespechennosti otechestvennoi agroproduktsiei nogo proiskhozhdeniya, v tom chisle organich- kak zalog uspeshnogo vypolneniya doktriny pro- eskikh [Scientific approaches to the choice of dovol’stvennoi bezopasnosti [Strategy of devel- some non-traditional ingredients in the process opment of self-sufficiency of agricultural prod- of creating functional products of animal origin, ucts as the key to successful implementation including organic]. Pishchevaya promyshlennost’ of the doctrine of food security]. Agrarnyi vest- [Food Industry], 3, 34-37. nik Urala [Agrarian Bulletin of the Urals], 181(2), Mansurov, A. P., Bocharov, V. A., Pal’chikov, E. V., & 53-57. https://doi.org/10.32417/article_5cb0b3e- Ratushnyi, A. S. (2019). Vliyanie krioporoshka f16e760.77304470 «yabloko» na kachestvo syvorotochnogo napitka funktsional’nogo naznacheniya [Influence of apple Doroshenko, T. N. (2019). Razrabotka tekh- cryopowder on the quality of the functional whey nologii napitkov s funktsional’nymi dobavka- drink]. Tekhnologii pishchevoi i pererabatyvayush- mi [Development of technology of drinks with the chei promyshlennosti APK-produkty zdorovogo pi- functional additives]. Sel’skokhozyaistvennyi zhur- taniya [Technologies of Food and Processing Industry nal [Agricultural Magazine], 1, 40-42. Agroindustrial Complex - Healthy Food Products], 1, 48-55. Zakharova, L. M., Pushmina, I. N., Pushmina, V. V., Mgebrishvili, I. V., Khramova, V. N., & Korotkova, A. A. Kudryavtsev, M. D., & Sitnichuk, S. S. (2019). (2015). Sozdanie funktsional’nykh desertnykh pro- Kislomolochnyi produkt dlya sportivnogo pi- duktov s ispol’zovaniem vtorichnykh resursov taniya [Fermented milk product for sports nu- i rastitel’nogo regional’nogo syr’ya [Creation trition]. Chelovek. Sport. Meditsina [Person. Sport. of functional dessert products using second- The Medicine], 19(S1), 128-136. https://doi. ary resources and regional vegetable raw materi- org/10.14529/hsm19s117 als]. Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetsk- ogo kompleksa: Nauka i vysshee professional’noe Kovalev, A. A. (2016). Perspektivnoe razvitie mo- obrazovanie [Bulletin of the Nizhnevolzhsky Agro- lochnoi pererabatyvayushchei promyshlennos- University Complex: Science and Higher Professional ti v usloviyakh realizatsii strategii bezotkhodnykh Education], 2, 205-207. tekhnologii [Prospective development of milk pro- Mel’nikova, E. I., & Stanislavskaya, E. B. (2019). cessing industry in context of waste-free technol- Primenenie mikropartikulyata syvorotochnykh ogy strategy implementation]. Vestnik Altaiskogo belkov v tekhnologii polutverdykh syrov gosudarstvennogo agrarnogo universiteta [Altai [Application of microparticulates of whey pro- State Agrarian University Bulletin], 12, 164-168. Kozlova, O. A., Tukhtarova, E. Kh., & Ilinbaeva, E. A. (2017). Metodicheskie voprosy otsenki ustoichi- vosti trudosposobnogo naseleniya k negativnomu ХИПС №2 – 2021 119

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ teins in the technology of semi-hard cheeses]. duktov novogo pokoleniya v realiyakh rynochnoi Khranenie i pererabotka sel’khozsyr’ya [Storage ekonomiki i chlenstva Rossii v VTO [Expectation and Processing of Farm Products], 4, 129-140. Model of Biomembrane Technology of the New https://doi.org/10.36107/spfp.2019.199 Generation Dairy Products in the Market Economy Nemenushchaya, L. A., & Konovalenko, L. Yu. (2017). and WTO Membership Reality]. Industriya pitaniya Resursosberegayushchie membrannye tekhnologii [Food Industry], 2, 34-42. pererabotki molochnogo syr’ya [The resource-sav- Khramtsov, A. G. (2017). Innovatsionnye prioritety ing membrane technologies of milk raw]. Vestnik modernizatsii industrii pitaniya v paradigme no- Vserossiiskogo nauchno-issledovatel’skogo insti- vogo (shestogo) tekhnologicheskogo uklada na tuta mekhanizatsii zhivotnovodstva [Bulletin of primere molochnoi otrasli APK [Innovative priori- the All-Russian Research Institute of Livestock ties of the food industry modernization in the par- Mechanization], 3, 98-101. adigm of the new (sixth) technological mode: the Onosovskaya, N. N., Ivanova, N. V., & Chernyagina, S. case of the dairy sector of the agricultural com- N. (2019). Kislomolochnye napitki na osnove pa- plex]. Industriya pitaniya [Food Industry], 1, 4-11. khty i molochnoi syvorotki [Fermented milk drinks Khramtsov, A. G. (2018). Logistika formirovaniya no- based on buttermilk and milk whey]. Pererabotka vogo tekhnologicheskogo uklada molochnoi otras- moloka [Milk Processing], 9, 40-45. li pishchevoi industrii APK v usloviyakh ogranichen- Pak, V. I., & Suchkova, E. P. (2018). Otsenka funktsion- nykh resursov traditsionnogo syr’ya [Logistics of the al’nosti napitka na molochnoi osnove, soderzhash- Dairy Sector New Technological Structure Formation chego pishchevye volokna [Evaluation of the func- of the Food Industry of the Agroindustrial Sector in the tionality of a milk-based drink containing dietary Conditions of the Limited Traditional Raw Materials fiber]. Novye tekhnologii [New Technologies], 1, 56-62. Resources]. Industriya pitaniya [Food Industry], 3(4). Rebezov, M. B., Zinina, O. V., Nurymkhan, G. N., 8-24. https://doi.org/10.29141/2500-1922-2018-3- Nurgazezova, A. N., & Smol’nikova, F. Kh. (2016). 4-1 Vtorichnoe syr’e molochnoi otrasli: sovremennoe Shalygina, A. M., & Kalinina, L. V. (2013). Obshchaya sostoyanie i perspektivy ispol’zovaniya [Secondary tekhnologiya moloka i molochnykh produktov raw materials of the dairy industry: current state [General technology of milk and dairy products]. and prospects of use]. APK Rossii [Agroindustrial Moscow: KolosS. Complex of Russia], 75(1), 150-155. AbdulAlim, T. S., Zayan, A. F., Campelo, P. H., & Sannikova, I. N. (2018). K voprosu prodovol’stven- Barkry, A. M. (2018). Development of new func- noi bezopasnosti. [On the issue of food secu- tional fermented product: Mulberry-whey bev- rity]. Ekonomika Professiya. Biznes [Economy. erage. Journal of Nutrition, Food Research and Profession. Business], 3, 97-102. https://doi. Technology, 1(3), 64-69. https://doi.org/10.30881/ org/10.14258/201844 jnfrt.00013 Sedykh, E. Yu., & Shaiakhmetov, B. D. (2019). Pakhta Barukčić, I., Jakopović, K. L., & Božanić, R. kak funktsional’nyi product [Buttermilk as a func- (2019). Valorisation of Whey and Buttermilk tional product]. Aktual’nye voprosy sovershen- for Production of Functional Beverages - An stvovaniya tekhnologii proizvodstva i pererabot- Overview of Current Possibilities. Food Technology ki produktsii sel’skogo khozyaistva [Topical Issues and Biotechnology, 57(4), 448-460. https://doi. of Improving the Technology of Production and org/10.17113/ftb.57.04.19.6460 Processing of Agricultural Products], 21, 221-223. Chavan, R. S., Shraddha, R. C., Kumar, A., & Nalawade, Trukhachev, V. I., Molochnikov, V. V., Orlova, T. A., & T. (2015). Whey Based Beverage: Its Functionality, Khramtsov, A. G. (2017). Prognosticheskaya mod- Formulations, Health Benefits and Applications. el’ biomembrannoi tekhnologii molochnykh pro- ХИПС №2 – 2021 120

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ УДК 664.681 https://doi.org/10.36107/spfp.2021.223 Сдобное печенье повышенной пищевой ценности Алексеенко Елена Викторовна ФГБОУ ВО «Московский Государственный Университет пищевых производств» Адрес: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11 E-mail: [email protected] Белявская Ирина Георгиевна ФГБОУ ВО «Московский Государственный Университет пищевых производств» Адрес: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11 E-mail: [email protected] Зайцева Лариса Валентиновна Всероссийский научно-исследовательский институт кондитерской промышленности - филиал ФГБУН «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН Адрес: 107023, г. Москва, ул. Электрозаводская, д. 20, стр.3 E-mail: [email protected] Уварова Анна Георгиевна ФГБОУ ВО «Курская государственная сельскохозяйственная академия имени И.И. Иванова» Адрес: 305021, г. Курск, ул. Карла Маркса, д. 70 E-mail: [email protected] Приоритетным направлением в разработке новых видов сдобного печенья является модификация традиционных рецептур и использование инновационных ингредиентов, обеспечивающих повышение пищевой ценности готовых изделий и формирующих их функциональную направленность. Проведен комплекс исследований по экспериментальному обоснованию, разработке рецептуры и технологических решений с целью получения сдобного печенья повышенной пищевой ценности на основе муки пшеничной из цельносмолотого зерна и жирового продукта энзимной переэтерификации с омега-3 жирными кислотами с добавлением микроводоросли спирулины. Изучено влияние выбранных ингредиентов на органолептические, физико-химические показатели и пищевую ценность готовых изделий. Показано, что разработанный вид сдобного печенья имеет достойные потребительские свойства, по физико-химическим показателям - соответствует требованиям ГОСТ 24901-2014 при некотором снижении показателя намокаемости. Доказано, что разработанное изделие характеризуется улучшенным липидным профилем: в составе жирных кислот содержится значительное количество ненасыщенных жирных кислот (55%) по сравнению со сдобным печеньем, полученным по традиционной рецептуре, выявлено наличие γ-линоленовой кислоты, отмечается десятикратное увеличение содержания эссенциальной линолевой кислоты; печенье может быть позиционировано как изделие, являющееся источником незаменимых омега-3 жирных кислот (альфа-линоленовой более 0,2 г/100 г). Установлено, что сдобное печенье, полученное по усовершенствованной рецептуре, является источником пищевых волокон (5,87 г/100 г продукта), магния (20% средней суточной потребности на 100 г) и железа (23% средней суточной потребности на 100 г) при низком содержании натрия (соли) (42,3 мг/100г). Разработан комплект ТД (ТУ, ТИ) (проект) на новое обогащенное сдобное печенье. Ключевые слова: сдобное печенье, мука пшеничная из цельносмолотого зерна, жировой продукт энзимной переэтерификации, спирулина, органолептические и физико-химические показатели, пищевая ценность Введение Изделия отличаются приятным вкусом, привлека- тельным внешним видом и представлены в широ- Мучные кондитерские изделия находятся в сег- ком ассортименте: печенье, галеты, кексы, вафли, менте особых потребительских предпочтений. пряники и другие. ХИПС №2 – 2021 121

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Производство и потребление мучных кондитер- ская & Васюкова, 2019; Шпис А. А. & Шпис А. Н, ских изделий в Российской Федерации неуклонно 2016; Назимова, Захаренко, & Марков, 2020; Ша- растет. По данным Росстата индекс потребления бурова & Кулькова, 2019; Захарова, Козубаева, Его- мучных кондитерских изделий достиг 25,2 кг на рова, 2019; Захарова, Кузьмина, & Егорова, 2020). человека, и на период с 2019 по 2023 гг. в России ожидается дальнейший рост их производства при- Продемонстрирована возможность полной за- мерно на 1,8 – 2,3% в год. Причем, из ассортимен- мены пшеничной муки тритикалевой мукой в та мучных кондитерских изделий прогнозируется производстве песочно-сдобного печенья (Маго- ощутимый рост производства печенья, которое яв- медов, Малютина, Зацепилина, Шапкарина, & Лы- ляется наиболее доступным в ценовой категории гин, 2016). Разработанные изделия имели высокие кондитерским изделием. По мнению экспертов, потребительские свойства и функциональную на- производство данной категории продукции также правленность. будет увеличиваться за счет расширения ее ассор- тимента, на формирование которого будет ока- Выявлено оптимальное соотношение муки пше- зывать влияние возрастающий с каждым годом ничной высшего сорта, ржаной обдирной и три- спрос на продукты здорового питания, мотивиру- тикалевой (50:30:20 и 40:30:30) в производстве ющие отрасль на выпуск изделий с пониженным сдобного печенья типа «Лимонное» (Лаптева, 2013, содержанием критически значимых ингредиен- с. 35). Установлено повышение пищевой ценности тов - жиров, сахаров, соли и обогащенных полез- полученных изделий (по содержанию пищевых ными для здоровья человека эссенциальными и волокон, минеральных веществ - калия, магния, минорными компонентами, что отвечает целям железа) и биологической ценности (по содержа- Стратегии формирования здорового образа жизни нию незаменимых аминокислот - лизина, вали- населения, профилактики и контроля неинфекци- на, треонина). онных заболеваний на период до 2025 г.1 и Стра- тегии повышения качества пищевой продукции в Разработаны композитные смеси на основе пше- Российской Федерации до 2030 г.2, утвержденных ничной муки высшего сорта, пшенной и греч- Правительством РФ. невой муки при производстве сдобного печенья (Хлюдзинская, 2019). Показано, что пшенная и Анализ научно-технической литературы и патент- гречневая мука влияют на органолептические ных источников показывает, что доминирующим свойства продукта. Введение в состав рецепту- направлением в разработке новых сортов муч- ры пшенной муки позволяет получить продукт ных кондитерских изделий, в том числе сдобно- с рыхлой текстурой, а использование гречневой го печенья, является модификация традиционных муки наделяет продукт более выраженным аро- рецептур и использование инновационных ин- матом и вкусом. Установлено, что гречневая мука гредиентов, обеспечивающих повышение пище- замедляет процессы черствения печенья и увели- вой ценности готовых изделий и формирующих чивает сроки его хранения. их функциональную направленность (Резни- ченко & Устинова, 2020). Разработки в этом на- Перспективы применения гречневой муки при правлении развиваются по пути частичной или производстве печенья сдобного продемонстри- полной замены основных рецептурных ингреди- рованы в работе (Иванова, 2019). Показано, что по ентов - муки пшеничной высшего сорта и жиро- органолептическим и физико-химическим показа- вой основы альтернативными ингредиентами телям лучшими признаны образцы печенья с 10 и (Магомедов, Малютина, Зацепилина, Шапкари- 30% заменой муки пшеничной на муку гречневую. на, & Лыгин, 2016; Лаптева & Митькиных, 2013) и дополнительного введения в состав рецептуры Разработана рецептура сдобного печенья функ- обогащающих компонентов растительного про- ционального назначения, включающая смесь исхождения и биологически активных добавок. муки пшеничной и каштановой в соотношении Вместе с этим решаются вопросы, касающиеся 4:1, позволяющая получить продукт с повышен- продления сроков годности мучных кондитер- ной пищевой ценностью и улучшенными органо- ских изделий и сохранения их свежести (Журав- лептическими показателями3. 1 Приказ Министерства здравоохранения РФ от 15 января 2020 г. N 8 «Об утверждении Стратегии формирования здорового образа жизни населения, профилактики и контроля неинфекционных заболеваний на период до 2025 года» URL: https://www. garant.ru/products/ipo/prime/doc/73421912/ (дата обращения: 15.05.2021) 2 Распоряжение Правительства РФ от 29.06.2016 N 1364-р “Об утверждении Стратегии повышения качества пищевой продук- ции в Российской Федерации до 2030 года” URL: https://docs.cntd.ru/document/420363999 (дата обращения: 15.05.2021) 3 Болгова, Д. Ю., & Тарасенко, Н. А. (2017). РФ Патент № 2616788. Сдобное печенье функционального назначения. ХИПС №2 – 2021 122

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Разработан способ приготовления тестовой массы & Васюкова, 2019)]. Показана возможность расши- для изготовления печенья сложной рецептуры на рения ассортимента песочно-выемного сдобного основе смеси из пшеничной и спельтовой муки печенья на основе замены 20% пшеничной муки (Бессмертная, & Васильченко, 2018). Представле- на муку овсяных отрубей и применения порошка на технологическая схема производства продукта. мякоти тыквы, что позволяет сократить количе- ство сахарной пудры в рецептуре печенья на 20% С применением методов математического пла- (Шабурова & Кулькова, 2019). Разработана рецеп- нирования разработана рецептура сдобного пе- тура с использованием инулин содержащего сы- ченья на основе муки тритикалевой обдирной и рья (пюре топинамбура) (Киселева & Насырова, муки из проростков семян нута (Тертычная, Мажу- 2017). Показано, что применение пектина и полу- лина, Горбунова, & Синельникова, 2019). Готовый обезжиренной муки из семян тыквы в количестве продукт отличается повышенным содержанием 1,4 и 20% к общей массе муки в рецептурной смеси белка, пищевых волокон, минеральных веществ, сдобного печенья придает изделию необходимую витаминов и может быть рекомендован для ле- разрыхленность, позволяет повысить содержание чебно-профилактических целей. белка, пищевых волокон, минеральных веществ, каротиноидов (Калинкина & Егорова, 2019). Представлены результаты исследований по при- менению кедровой обезжиренной муки в количе- Таким образом, представленные в литературе све- стве 20% (Кузьмина, Козубаева, & Гайсина, 2015) дения демонстрируют перспективные направления и подсолнечной муки из жмыха в количестве 17% в развитии технологий сдобного печенья, ориен- взамен пшеничной муки при производстве сдоб- тированные на использование нетрадиционных ного печенья (Гайсина, Козубаева, & Кузьмина, ингредиентов, нативный состав и функциональ- 2017). Показано, что использование нетрадицион- но-технологические свойства которых позволяют ных ингредиентов позволяет получить продукт с создавать изделия с высокими потребительскими достойными потребительскими свойствами и по- характеристиками, повышенной пищевой и био- вышенной пищевой ценностью по содержанию логической ценности, пониженной калорийности белка, пищевых волокон и др. и профилактической направленности. Большое внимание уделяется разработке новых ви- дов сдобного печенья с использованием плодово-я- Теоретическое обоснование годного и овощного сырья регионального значения и продуктов их переработки - ягод брусники и пло- В структуре кондитерского рынка сдобное печенье дов ирги (Захарова, Козубаева, & Егорова, 2019; За- занимает лидирующие позиции. Потребительская харова, Кузьмина, & Егорова, 2020), порошка ягод привлекательность этой категории мучных конди- шиповника (Назимова, Захаренко, & Марков 2020), терских изделий обусловливает высокий спрос на клюквы и черной смородины (Меренкова & Поля- нее со стороны различных слоев населения. кова, 2018; Колбина, 2018), облепихи (Шпис А. А. & Шпис, А. Н., 2016); плодов черемухи (Захарова, Проведенный анализ литературных источников Кузьмина, & Егорова, 2020), боярышника и топи- позволил выявить приоритетные направления в намбура (Дерканосова, Курчаева, Пащенко, & Ка- совершенствовании технологий сдобного печенья. лашникова, 2018), виноградных выжимок (Клочко, Одним из эффективных технологических прие- Короткова, Ксандопуло 2017). Авторы отмечают, что мов является модификация рецептурного состава разработанные изделия имеют привлекательный сдобного печенья, направленная на гармонизацию внешний вид, приятный вкус и аромат. Примене- потребительских свойств изделия, критериев без- ние натуральных растительных добавок позволяет опасности, пищевой и биологической ценности. существенно улучшить пищевой профиль готовых изделий при обеспечении регламентируемых фи- Традиционная рецептура сдобного печенья пред- зико-химических показателей качества. полагает использование классических ингре- диентов, среди которых наиболее значимыми в Широкий спектр исследований проводится в сфе- количественном отношении являются мука пше- ре разработок рецептур сдобного печенья с при- ничная высшего сорта и жировой продукт. Поэтому менением пищевых волокон, результаты которых при усовершенствовании рецептуры целесообраз- убедительно демонстрируют перспективность это- но варьировать именно этими ингредиентами. го направления. Доказана целесообразность ис- пользования в качестве рецептурных ингредиентов В ряде работ продемонстрирована возможность за- отрубей пшеничных, ржаных, овсяных (Журавская мены части пшеничной муки высшего сорта аль- ХИПС №2 – 2021 123

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ тернативным сырьем – цельнозерновой мукой, эссенциальными жирными кислотами, включая де- которую получают путем однократного измельче- фицитные для россиян омега-3 жирные кислоты. ния зерна злаковых культур без дальнейшего его просеивания. Такой способ обработки зерна по- Масложировой продукт энзимной переэтерифика- зволяет более полно сохранить в муке пищевые ции, содержащий омега-3 жирные кислоты, успеш- компоненты, содержащиеся в оболочке зерна- пи- но апробирован при производстве хлебобулочных щевые волокна, белок, минеральные вещества, ви- и мучных кондитерских изделий, включая изде- тамины (Матвеева, Юдина, Дешко, & Дудник, 2011). лия специализированной направленности (Зай- цева, Белявская, & Юдина, 2013; Зайцева, Юдина, Установлена целесообразность применения сме- & Рубан 2017; Зайцева, Юдина, Рубан, Бессонов, & сей муки пшеничной высшего сорта и цельнозер- Мехтиев, 2020; Матвеева & Корячкина, 2009; Цы- новой разных видов при производстве сахарного ганова, Нечаев, Зайцева, Грекова, & Иовлева, 2016). печенья, что позволяет увеличить в готовых из- Установлено, что готовые изделия характеризуют- делиях содержание пищевых волокон, белка и ся улучшенным пищевым профилем, физико-хи- фосфора в 1,5-2,0 раза, магния - почти в 30 раз. мическими и органолептическими показателями Разработана рецептура сахарного печенья для качества, более длительными сроками годности. детского питания, обеспечивающая получение продукта с содержанием жира менее 18%, саха- В пищевой индустрии успешно развивается на- ра - менее 22%, соли - менее 0,3 г/100 г, пищевых правление, аккумулирующее полезные свойства волокон - более 3,0 г/100 г (Талейсник, Щербако- спирулины как биологически активной добавки ва, Герасимов, & Мизинчикова, 2019). и реализуемое в технологиях продуктов питания (Smertina, Fedyanina, Lyakh, Chadova, & Vershinina Рассмотрена возможность использования цель- 2016; Soni, Sudhakar, & Rana, 2017; Morsy, Sharoba, нозерновой пшеничной муки, а также отрубей EL-Desouky, Bahlol, & Abd El Mawla, 2014). (пшеничных, овсяных, ржаных) при производ- стве мучных кондитерских изделий (Могильный Микроскопическая водоросль спирулина (Spirulina & Шалтумаев, 2017). Выявлено положительное platensis) обладает уникальным составом и содер- влияние применяемых ингредиентов на процес- жит комплекс полезных для здоровья человека фи- сы черствения и усыхания при хранении готовых тонутриентов, которые могут быть использованы в изделий: установлено, что изделия теряют влагу в технологиях продуктов питания: белковые вещества среднем на 30 - 35% меньше по сравнению с тра- с набором эссенциальных аминокислот (до 60% с.в), диционными технологиями. ПНЖК, в том числе, линолевая, витамины группы В, РР, токоферолы, каротиноиды, минеральные веще- В технологии песочно-сдобного печенья предло- ства (Бобылева, 2018; Petrova & Zhateva, 2018). жено использовать тритикалевую муку сеяную сорта «Укро» и муку из цельносмолотого зерна Для спирулины выявлены антиоксидантные свой- тритикале сорта «Укро» (Магомедов, Малютина, ства (Кравченко, Гладких, & Гмошинский, 2005) и Зацепилина, Шапкарина, & Лыгин, 2016). Разра- установлено ее противовирусное действие: спи- ботанные изделия характеризуются высокими по- рулина Spirulina platensis и её водные экстракты требительскими свойствами и функциональной способны подавлять репликацию вируса имму- направленностью. нодефицита человека 1 типа, а также некоторых других оболочечных вирусов (Ромай, Гонсалес, Перспективным ингредиентом при производстве Ледон, Ремирес, & Римбау, 2003). Фармакологиче- сдобного печенья следует рассматривать жировой ские эффекты компонентов спирулины, безуслов- продукт энзимной переэтерификации раститель- но, могут быть реализованы в продуктах питания. ных масел, содержащий омега-3 жирные кислоты. При этом способе модификации растительных ма- Продемонстрирована эффективность применения сел изменяется консистенция конечного продукта спирулины в технологиях хлебобулочных изделий при сохранении его жирнокислотного состава и то- функционального назначения (Белявская, 2017) и коферолов, удается избежать накопления атероген- освещены перспективы ее применения как ингреди- ных транс-изомеров жирных кислот, приводящих к ента в технологиях кондитерских изделий (Smertina, возникновению сердечно-сосудистых, онкологиче- Fedyanina, Lyakh, Chadova, & Vershinina, 2016). ских и других заболеваний, гарантируется полная безопасность и экологическая чистота. При энзим- Таким образом, проведенный анализ позволил ар- ной переэтерификации создаются оптимальные гументированно подойти к выбору рецептурных условия для обогащения масложирового продукта ингредиентов, применение которых при получе- ХИПС №2 – 2021 124

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ нии сдобного печенья позволит получить продукт ских технологий» ФГБОУ ВО «Московский госу- повышенной пищевой ценности по содержанию дарственный университет пищевых производств». эссенциальных компонентов, наделить продукт полезными для здоровья свойствами и расширить Материалы ассортиментную линейку данного вида мучного кондитерского изделия. Объектами исследования являлись образцы сдоб- ного печенья, выпеченные в лабораторных ус- Цель исследований - экспериментальное обосно- ловиях с применением муки пшеничной из вание и разработка технологических решений по цельносмолотого зерна (далее цельнозерновой получению сдобного печенья на основе цельно- муки), масложирового продукта энзимной пе- зерновой пшеничной муки и жирового продукта реэтерификации, содержащего омега-3 жирные энзимной переэтерификации, содержащего оме- кислоты, и биологически активной добавки спи- га-3 жирные кислоты, с добавлением микроводо- рулины. В качестве контрольного образца исполь- росли спирулины. зовали образцы сдобного печенья, полученные по традиционной рецептуре без применения вы- В соответствии с поставленной целью определе- шеназванных ингредиентов. ны задачи исследования: Для проведения исследования было использовано – изучить влияние цельнозерновой пшеничной следующее сырье: мука пшеничная хлебопекарная муки и жирового продукта энзимной переэ- высшего сорта, мука пшеничная из цельносмоло- терификации, содержащего омега-3 жирные того зерна СТО 00934033-017-2015; сахар белый кислоты, при использовании их в качестве ГОСТ 33222-20154; маргарин ГОСТ 32188-20135, за- рецептурных ингредиентов при получении менитель молочного жира энзимной переэтери- сдобного печенья на его органолептические фикации с обязательным содержанием омега-3 и физико-химические показатели; жирных кислот по ГОСТ 31648-20126; гидрокар- – разработать рецептуру сдобного печенья с бонат натрия ГОСТ 32802-20147; соль пищевая применением вышеназванных ингредиентов ГОСТ Р 51574-20188; углекислый аммоний ГОСТ Р и спирулины; дать характеристику готовому 55580-20139; вода питьевая по ГОСТ Р 5123210 или изделию по органолептическим и физико-хи- СанПиН 2.1.4.107411; микроводоросль Spirulina мическим показателям; platensis сухая биомасса «СПИРУЛИНА» ТУ 9284- – проанализировать пищевую ценность разра- 011-17230230-15. ботанного изделия; – разработать технологические решения и про- Органолептическую оценку выпеченных образ- ект технической документации (ТУ, ТИ) на но- цов сдобного печенья проводили в соответствии вое обогащенное сдобное печенье. с ГОСТ 5897-9012. Определение показателей на- мокаемости - по ГОСТ 10114-8013, щелочности - ГОСТ 5898-8714. Материалы и методы Методы Исследования проводили на кафедрах «Биотехно- логия и технология продуктов биоорганического Определение массовой доли влаги проводили по синтеза» и «Зерна, хлебопекарных и кондитер- ГОСТ 5900-201415, общего сахара - ГОСТ 5903-8916, 4 ГОСТ 33222-2015. (2019). Сахар белый. Технические условия. М.: Стандартинформ. 5 ГОСТ 32188-2013. (2014). Маргарины. Общие технические условия. М.: Стандартинформ. 6 ГОСТ 31648-2012. (2012). Заменители молочного жира. Технические условия. М.: Стандартинформ. 7 ГОСТ 32802-2014. (2015). Добавки пищевые. Натрия карбонаты Е500. Общие технические условия. М.: Стандартинформ. 8 ГОСТ Р 51574-2018. (2018). Соль пищевая. Общие технические условия. М.: Стандартинформ. 9 ГОСТ Р 55580-2013. (2014). Добавки пищевые. Аммония карбонаты Е503. Общие технические условия. М.: Стандартинформ. 10 ГОСТ Р 51232-98. (1998). Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества. М.: Госстандарт России. 11 СанПиН 2.1.4.1074. (2002). Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М.: Минздрав России. 12 ГОСТ 5897-90. (2012). Изделия кондитерские. Методы определения органолептических показателей качества, размеров, мас- сы нетто и составных частей. М.: Стандартинформ. 13 ГОСТ 10114-80. (2012). Изделия кондитерские мучные. Метод определения намокаемости. М.: Стандартинформ. 14 ГОСТ 5898-87. (2012). Изделия кондитерские. Методы определения кислотности и щелочности. М.: Стандартинформ. 15 ГОСТ 5900-2014. (2019). Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ. М.: Стандартинформ. 16 ГОСТ 5903-89. (2012). Изделия кондитерские. Методы определения сахара. М.: Стандартинформ. ХИПС №2 – 2021 125

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Таблица 1 Рецептура сдобного песочно-выемного печенья Наименование сырья Содержание Расход сырья на 1 т готового продукта, кг сухих веществ, % Мука пшеничная высшего сорта в натуре в сухих веществах Маргарин 85,50 Сахар белый 84,00 643,51 550,20 Соль пищевая 99,85 Гидрокарбонат натрия 96,50 276,10 213,92 Углекислый аммоний 50,00 Итого: 0,00 214,38 214,06 Выход: Потери, % - 2,40 2,32 95,00 2,99 1,50 - 1,36 0,00 1140,74 1000,00 1000,00 950,00 - 50,00 золы - ГОСТ Р 51411-99 (ИСО 2171-93)17, липидов - мельчен в ступке до однородной массы в тече- по методике, изложенной в руководстве18. ние 2 – 3 минут). В просеянную муку вносили гидрокарбонат натрия, углекислый аммоний Определение качественного состава жирных кис- и пищевую соль, перемешивали в течение 1 – лот в виде метиловых эфиров проводили методом 2 минут до равномерного распределения всех ГЖХ в соответствии с ГОСТ 31663-201219, группо- компонентов. вого состава липидов по методике, изложенной в руководстве16. Спирулину измельчали в ступке до порошкообраз- ного состояния и перемешивали с питьевой во- Минеральный состав определяли методом атом- дой в соотношении 1:3. но-эмиссионной спектроскопии с индуктив- но-связанной плазмой, используя оптический Для приготовления теста взбитую жировую массу эмиссионный спектрометр iCAP 6300 Duo (Thermo вливали в мучную смесь. На этом этапе в экспери- Fisher Scientific, США)20. ментальные образцы сдобного печенья добавляли суспензию спирулины. Замес теста осуществляли Расчет пищевой ценности образцов сдобного пе- в течение 5-7 минут до необходимой рассыпчатой ченья проводили по методике, разработанной консистенции, при которой тесто не будет лип- ФГАНУ НИИХП. нуть к рукам и легко собираться в комок. Процедура исследования Полученное тесто раскатывали в пласт 2 – 3 мм, вырезали формочкой полуфабрикат, после чего Для приготовления лабораторных образцов сдоб- выпекали в печи при температуре 190 – 200 °С в ного печенья в качестве базовой была выбрана ре- течение 17 минут. цептура сдобного песочно-выемного печенья21, представленная в Таблице 1. После выпекания готовые изделия охлаждали до комнатной температуры. Приготовление теста проводили следующим об- разом: предварительно размягченный при ком- Полученные образцы оценивали по органолепти- натной температуре жировой продукт взбивали ческим, физико-химическим показателям и пи- миксером с измельченным сахаром белым (из- щевой ценности. 17 ГОСТ Р 51411-99. (1999). Зерно и продукты его переработки. Определение зольности (общей золы). М.: Госстандарт России. 18 Нечаев, А. П., Дубцова, Г. Н., Алексеенко, Е. В., Суслянок, Г. М., & Соколова, О. С. (2015). Практическое руководство к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Пищевая химия» (Белки, липиды, углеводы). М.: ЦНТБ пищевой промышленности. 19 ГОСТ 31663-2012. (2013). Масла растительные и жиры животные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров жирных кислот. М.: Стандартинформ. 20 Лесс, В. Р. (2011). Практическое руководство для лаборатории. Специальные методы. СПб.: Профессия. 21 Кузнецова, Л. С., & Сиданова, М. Ю. (2002). Технология приготовления кондитерских изделий: Учеб. пособие. М.: Мастерство. ХИПС №2 – 2021 126

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Анализ Таблица 2 Состав пшеничной цельнозерновой муки Обработку результатов исследований произво- дили с применением статистического метода об- Компонент Содержание, в 100 г работки экспериментальных данных, определяя средние значения вычисляемой величины на ос- Макронутриенты, г нове не менее трех повторных определений. белки 14,5 Результаты и их обсуждение жиры 1,6 Для изучения влияния количественной заме- ны пшеничной муки высшего сорта мукой пше- углеводы 73,2 ничной цельнозерновой на показатели качества сдобного печенья проводили пробные лабора- Пищевые волокна, г торные выпечки тестовых полуфабрикатов, в ре- цептуре приготовления которых варьировали клетчатка 3,7 содержанием пшеничной цельнозерновой муки22, состав которой представлен в Таблице 2. Витамины: Как свидетельствуют представленные результа- В (тиамин), мг 0,2 ты, мука характеризуется высоким содержанием клетчатки, белков; отличается повышенным со- В (рибофлавин), мг 0,2 держанием витаминов и минеральных веществ по сравнению с мукой пшеничной высшего сорта В , мкг 0,4 (Таблица 2). Е (альфа-токо- 32,0 Замену пшеничной муки высшего сорта мукой ферол), мг пшеничной цельнозерновой осуществляли в ко- личествах 25%, 75% и 100%. Рецептуры тестовых Минеральные вещества: полуфабрикатов представлены в Таблице 3. кальций, мг 30,8 железо, мг 5,8 фосфор, мг 0,5 личением ее количества в составе рецептуры (Таб­ лица 4). На показатели «форма» и «вид в изломе» внесение цельнозерновой пшеничной муки ни- как не отразилось: полученные образцы сохраняли форму независимо от количества внесенной цель- нозерновой муки и идеально пропекались, не имея дефектов. Вкус и запах, свойственный цельнозерно- вой пшеничной муке, усиливался с увеличением ее содержания в рецептуре теста (Таблица 4). Экспериментальные образцы сдобного печенья Анализ физико-химических показателей экспе- оценивали по органолептическим и физико-хи- риментальных образцов сдобного печенья пока- мическим показателям качества (Таблицы 4-5). зал, что замена пшеничной муки высшего сорта на цельнозерновую муку в рецептуре сдобного печенья Как видно из полученных результатов, внесение приводит к снижению показателя намокаемости цельнозерновой пшеничной муки влияет на такие (в абсолютном выражении на 12-53% относительно показатели, как состояние поверхности и цвет. Дан- контроля), которое напрямую коррелирует с коли- ный вид муки придает шероховатость поверхности чеством внесенной цельнозерновой муки. Показа- изделия за счет своей структурной особенности, а тель намокаемости - важный показатель качества также серый оттенок, который усиливается с уве- изделия, характеризующий его внутреннюю струк- Таблица 3 Соотношение сортов пшеничной муки в экспериментальных образцах сдобного печенья Расход сырья на 100 г Контрольный образец Образцы с использованием цельнозерновой муки готовой продукции, г (по традиционной рецептуре) Замена 25% Замена 75% Полная Мука пшеничная 64,35 муки в/с муки в/с замена муки в/с высшего сорта Мука пшеничная 0,00 48,26 19,09 0,00 цельнозерновая 16,09 48,26 64,35 22 Химический состав российских пищевых продуктов: Справочник. (2002). (Ред.) И. М. Скурихина, В. А. Тутельяна. М: ДеЛи принт. ХИПС №2 – 2021 127

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Таблица 4 Органолептические показатели образцов сдобного печенья с использованием цельнозерновой пшеничной муки Контрольный образец (по Образцы с использованием цельнозерновой муки традиционной рецептуре) Показатель Замена 25% Замена 75% Полная муки в/с муки в/с замена муки в/с Форма Поверхность Не расплывчатая, без повреждений Цвет Вкус и запах Гладкая Слегка шероховатая Шероховатая Вид в изломе Равномерный, Равномерный, светло-серый Равномерный, серый светло-соломенный Соответствуют вкусу и запаху рецептурных компонентов Пропеченное, имеет пористую структуру туру и обусловливающий такие свойства как гигро- Для изучения влияния количественной замены скопичность и пористость. Снижение намокаемости маргарина заменителем молочного жира с оме- свидетельствует о более плотной структуре печенья, га-3 жирными кислотами, полученного путем эн- что, по всей видимости, можно объяснить исполь- зимной переэтерификации растительных масел зованием цельнозерновой муки, содержащей зна- (ЗМЖ-ЭП), на показатели качества сдобного пе- чительные количества грубых пищевых волокон, а ченья проводили пробные лабораторные выпечки также водо- и солерастворимых белков. тестовых полуфабрикатов, в рецептуре приготов- ления которых варьировали содержанием ЗМЖ- Показатели щелочности и массовой доли влаги не ЭП, состав которого представлен в Таблице 6. превышают регламентируемых значений (Таблица 5). Жировой продукт характеризуется высоким со- Респонденты (15 человек в возрасте от 21 до держанием моно- и полиненасыщенных жирных 25 лет), участвующие в дегустации, дали высокую кислот (ПНЖК), близким к оптимальному соот- оценку экспериментальным образцам печенья со ношением ПНЖК семейств ω-6 и ω-3 (Таблица 6) 100% заменой муки в/с по показателям вкуса, цве- (Зайцева, 2013, с. 15), при содержании омега-3 та, запаха и внешнего вида, оценив их с контроль- жирных кислот более 1,3 г/100 г ЗМЖ-ЭП. Сохра- ным образцом. нению ПНЖК способствует присутствие в нем токоферолов в значительных количествах 53,0 ± Таким образом, замена пшеничной муки высшего 6,0 мг/100 г. сорта на цельнозерновую позволяет сохранить вы- сокие потребительские свойства готовых изделий, Жировой продукт вводили в рецептуру в количестве что подтверждает результаты исследований авто- 25, 75 и 100% от количества маргарина (Таб­лица 7).­ ров (Магомедов, Малютина, Зацепилина, Шапка- рина, & Лыгин, 2016; Могильный & Шалтумаев, По органолептическим показателям эксперимен- 2017) по применению цельносмолотой муки раз- тальные образцы сдобного печенья не уступали личных зерновых культур при производстве муч- контрольному образцу и соответствовали требо- ных кондитерских изделий. ваниям ГОСТ 24901-201423 (Таблица 8). Таблица 5 Физико-химические показатели образцов сдобного печенья с использованием цельнозерновой пшеничной муки Норма по Контрольный об- Образец с использованием цельнозерновой муки ГОСТ разец (по традици- Показатель онной рецептуре) Замена 25% Замена 75% Полная заме- 24901-2014 муки в/с муки в/с на муки в/с Массовая доля 8,3 влаги, % Не более 16,0 7,6 6,9 6,4 Намокаемость, % Не менее 150 151 139 110 98 Щелочность, град. Не более 2,0 1,30 1,30 1,30 1,30 23 ГОСТ 24901-2014. (2019). Печенье. Общие технические условия. М.: Стандартинформ. ХИПС №2 – 2021 128

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Таблица 6 Дегустационная оценка не выявила наличия от- Характеристика ЗМЖ-ЭП рицательных эффектов замены жирового про- Наименование показателя Значение дукта. Сравнительная оценка потребительских Насыщенные ЖК 46,0 характеристик по показателям вкуса, цвета, запа- ха, внешнего вида экспериментальных образцов Мононенасыщенные ЖК 36,8 установила их идентичность с контрольным. Та- Полиненасыщенные ЖК: 17,1 ким образом, полученные результаты свидетель- ω-3 : ω-6 1:12 ствуют о возможности замены маргарина ЗМЖ-ЭП КЧ, мг КОН/г 0,2 в рецептуре сдобного печенья, сохранении высоких ПЧ, ммоль ½ акт. О/кг 0,6 органолептических характеристик и регламенти- транс-изомеры: руемых физико-химических показателей. К подоб- 9-транс 18:1 ным выводам пришли авторы, аргументирующие - целесообразность использования ЗМЖ-ЭП в рецеп- 11-транс 18:1 0,1 турах хлебобулочных изделий (Зайцева, Белявская Σ токоферолов, мг токо- 53,0 ± 6 & Юдина, 2013; Зайцева, Юдина, Рубан, Бессонов & феролацетата/100 г Мехтиев, 2020; Цыганова, Нечаев, Зайцева, Грекова & Иовлева, 2016), ржаных лепешек (Зайцева, Юдина Анализ физико-химических показателей опытных & Рубан, 2017), а также сдобного печенья (Матвее- образцов сдобного печенья выявил их полное со- ва, Юдина, Дешко & Дудник, 2009). ответствие регламентируемым значениям. При- чем следует отметить, что увеличение содержания Для повышения пищевой и биологической ценно- ЗМЖ-ЭП в рецептуре тестового полуфабриката сти разрабатываемого сдобного печенья в состав способствует повышению показателя намокае- рецептуры дополнительно вводили спирулину, ха- мости готового печенья (Таблица 9). Таким об- рактеристика которой представлена в таблице 10 разом, применение ЗМЖ-ЭП в составе рецептуры (Пучкова, Белявская & Ломакин, 2008; Алексеен- печенья может компенсировать снижение показа- ко, Белявская & Глебова, 2018). теля намокаемости, обусловленное использовани- ем цельнозерновой пшеничной муки при условии Принимая во внимание специфичность спирули- их совместного применения. ны как ингредиента (прежде всего, насыщенный Таблица 7 Расход жировых продуктов в экспериментальных образцах сдобного печенья Расход сырья на 100 г Контрольный Образцы печенья с использованием ЗМЖ-ЭП готовой продукции, г образец (по тради- ционной рецептуре) Замена 25% Замена 75% Полная маргарина маргарина замена маргарина Мука пшеничная 64,35 64,35 64,35 64,35 высшего сорта Маргарин 27,61 20,71 6,90 0,00 ЗМЖ-ЭП 0,00 6,90 20,71 27,61 Таблице 8 Органолептические показатели образцов сдобного печенья, полученные с использованием ЗМЖ-ЭП Контрольный обра- Образцы печенья с использованием ЗМЖ-ЭП зец (по традицион- Показатель Замена 25% Замена 75% Полная ной рецептуре) маргарина маргарина замена маргарина Форма Поверхность Не расплывчатая, без повреждений Цвет Вкус и запах Гладкая Вид в изломе Равномерный, светло-соломенный Соответствуют вкусу и запаху рецептурных компонентов Пропеченное, имеет пористую структуру ХИПС №2 – 2021 129

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Таблица 9 Физико-химические показатели образцов сдобного печенья с использованием ЗМЖ-ЭП Норма по Контрольный образец (по Образцы печенья с использованием ЗМЖ-ЭП ГОСТ традиционной рецептуре) Показатель Замена 25% Замена 75% Полная заме- 24901-2014 8,3 маргарина маргарина на маргарина Массовая доля Не бо- 151 8,0 6,7 7,6 влаги, % лее 16,0 1,30 Намокаемость, % Не менее 150 157 169 174 1,29 1,29 1,29 Щелочность, град. Не более 2,0 темно-зеленый цвет, нейтральный вкус), при выбо- ный, с серо - зеленым оттенком. При характеристи- ре дозировки ориентировались на результаты ра- ке вида в изломе печенья отмечали равномерную нее проведенных исследований по ее применению пористую структуру без пустот и следов непроме- при производстве хлебобулочных изделий (Беляв- са (Таб­лица 11). ская, 2017). При получении сдобного печенья спи- рулину вносили в количестве 1% к массе муки. Таблица 11 Органолептическая характеристика сдобного пе- Учитывая рекомендации Всемирной организации ченья на основе цельнозерновой муки и ЗМЖ-ЭП с здравоохранения по потреблению соли для про- добавлением спирулины филактики гипертонии и снижения риска разви- Показатель Описание тия болезней сердца и инсульта среди взрослого населения скорректировали рецептуру сдобного Форма Не расплывчатая, без по- печенья в сторону сокращения хлорида натрия. вреждений края С учетом полученных результатов разработана ре- Поверхность Шероховатая, с вкраплениями ча- цептура сдобного печенья на основе цельнозерно- Цвет стиц спирулины, не подгорелая вой муки и ЗМЖ-ЭП, с добавлением спирулины. Вкус и запах Равномерный, серо-зеленый оттенок Предложенная рецептура предполагает полную за- Выраженные, свойственные вку- мену маргарина и пшеничной муки высшего сорта. Вид в изломе су и запаху, данному виду печенью Пропеченное печенье с по- Полученные изделия имели выраженные вкус и за- ристой структурой пах, свойственные входящим в рецептуру печенья Физико-химические показатели сдобного печенья компонентам. При оценке формы сдобного пече- соответствуют требованиям ГОСТ 24901-2014, но нья расплывчатости и вмятин не наблюдалось. По- отмечается снижение показателя намокаемости. верхность характеризовалась как шероховатая, с В таблице 12 представлены результаты исследо- вкраплениями частиц спирулины; цвет – равномер- ваний физико-химических показателей экспе- риментального образца печенья в сравнении с Таблица 10 контрольным. Характеристика Spirulina platensis Проведен расчет пищевой ценности разработан- Наименование компонента Содержание, 100 г ного сдобного печенья на основе цельнозерновой Белок, г 70,00 пшеничной муки и ЗМЖ-ЭП с добавлением спи- Фикоцианин, г 1,90 рулины (Таблица 13). Никотиновая кислота, мг 11,80 Как свидетельствуют представленные резуль- β-каротин, мг 170,00 таты, использование в рецептуре сдобного пе- Пантотеновая кислота, мг ченья цельнозерновой пшеничной муки дает Кобаламин, мг 1,10 возможность существенно увеличить в нем Токоферол, мг 0,16 содержание пищевых волокон (5,87 г/100 г Тиамин, мг 0,19 продукта), что позволяет позиционировать раз- Линолевая кислота, мг 5,50 работанное сдобное печенье в качестве источ- 1235,20 ника пищевых волокон. ХИПС №2 – 2021 130

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Таблица 12 Физико-химические показатели качества сдобного печенья, полученного по традиционной и разработан- ной рецептурам Физико-химические показатели Норма по ГОСТ Значение Печенье по 24901-2014 новой рецептуре Массовая доля влаги, % Контрольный образец Намокаемость, % Не более 16,0 (по традиционной рецептуре) 6,9 Щелочность, град. Не менее 150 107 Массовая доля жира, % Не более 2,0 8,3 1,3 Массовая доля общего са- Не более 40,0 151 23,5 хара (по сахарозе), % 1,3 Массовая доля золы, % Не более 45,0 16,0 18,3 Не более 1,0 19,7 0,93 0,59 Таблица 13 Состав сдобного печенья на основе цельнозерновой пшеничной муки и ЗМЖ-ЭП с добавлением спирулины Наименование Содержание, в 100 г Наименование Содержание, в 100 г Белки 7,7 Общий сахар 18,3 Жиры 23,5 Зола 0,93 Углеводы 59,3 Вода 6,9 Пищевые волокна 5,87 468 Энергетическая ценность, ккал Исследован групповой состав липидов разрабо- явлено наличие минорного компонента селена, танного сдобного печенья, который представлен который обладает иммуномодулирующей и выра- глико- и фосфолипидами, моноациал-, диацил- и женной антиоксидантной активностью (Таблица 15). триацилглицеринами, свободными жирными кис- лотами и стеринами. Принимая во внимание условия, позволяющие ис- пользовать в маркировке пищевой продукции ин- С использованием метода ГЖХ установлено, что формации об ее отличительных признаках (ТР ТС в составе жирных кислот липидов разработанного 022/2011 «Пищевая продукция в части ее марки- сдобного печенья содержится значительное коли- ровки»24), произведенное сдобное печенье можно чество моно- и полиненасыщенных жирных кис- позиционировать как изделие, являющееся источ- лот (55%). По сравнению со сдобным печеньем, ником магния (20% средней суточной потребности полученным по традиционной рецептуре, выяв- на 100 г) и железа (23% средней суточной потреб- лено наличие γ-линоленовой кислоты (ω-6), а так- ности на 100 г) с низким содержанием натрия (пи- же эссенциальной α-линоленовой кислоты (ω-3) щевой соли, хлорида натрия) (42,3 мг/100 г). в количестве более 1,3 г/100 г жировой фазы, что при использовании жира в составе разработанной Показатели безопасности (по содержанию свинца, рецептуры в количестве 25% обеспечивает ее при- кадмия, мышьяка) разработанного сдобного пече- сутствие в готовом изделии на уровне источника нья не превышают допустимых значений (ТР ТС (более 0,2 г/100 г). Также отмечено десятикратное 021/2011 «О безопасности пищевой продукции»). увеличение содержания эссенциальной линолевой кислоты (Таблица 14). Таким образом, применение цельнозерновой пше- ничной муки, ЗМЖ-ЭП и спирулины в рецептурной Результаты анализа минерального состава пока- комбинации при получении сдобного печенья обе- зывают, что сдобное печенье содержит широкий спечивает существенное повышение его пищевой спектр минеральных веществ и отличается высо- ценности, которое обусловлено уникальным соста- ким содержанием таких макроэлементов, как калий, вом применяемых ингредиентов, что нашло отра- кальций, натрий, магний, фосфор и микроэлемен- жение в работах, демонстрирующих эффективность тов - медь, железо, марганец, цинк, кремний; вы- их использования при производстве хлебобулочных 24 ТР ТС 022/2011. (2018). Пищевая продукция в части ее маркировки. URL: https://docs.cntd.ru/document/902320347 (дата обраще- ния: 14.05.2021). ХИПС №2 – 2021 131

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Таблица 14 Состав жирных кислот липидов сдобного печенья, полученного по традиционной рецептуре, и на основе цельнозерновой пшеничной муки, ЗМЖ-ЭП с добавлением спирулины Наименование жирной кислоты %, от суммы всех жирных кислот %, от суммы всех в контрольном образце жирных кислот в сдобном С6:0 Капроновая печенье по новой рецептуре С8:0 Каприловая (по традиционной рецептуре) С10:0 Каприновая - С12:0 Лауриновая 0,456 0,205 С14:0 Миристиновая 0,995 0,184 С14:1 Миристолеиновая 1,158 2,522 С15:0 Пентадекановая 0,614 1,544 С16:0 Пальмитиновая 1,402 С16:1 цис-9-Пальмитолеиновая 1,802 - С17:0 Гептадкановая 0,046 С18:0 Стеариновая - 34,739 С18:1 цис-9-Олеиновая 23,584 18:2 цис-9,12-линолевая 0,139 C20:0 Арахиновая 0,217 0,098 С18:3 цис-9,12,15-гамма Линоленовая - 4,677 С20:1 цис-11-Гондоиновая 34,745 С18:3 цис-9,12,15 Линоленовая 9,745 18,942 С22:0 Бегеновая 57,879 0,370 1,845 0,131 0,769 0,186 1,317 - 0,155 0,936 - - Таблица 15 Минеральный состав сдобного печенья по разработанной рецептуре Наименование элемента Содержание, мг/кг Наименование элемента Содержание, мг/кг Серебро 0,0081 Литий 0,6630 Алюминий 1,4558 Магний 802,00 Кальций 264,94 19,0947 Кобальт 0,0054 Марганец 423,00 Хром 0,0747 Натрий 0,2655 Медь 1,7832 Никель 22,55 Железо 32,11 Фосфор 1,0648 Калий 1698,00 Сера 1,1203 Кремний 2,1103 Сурьма 1,0644 Ванадий 0,0029 18,58 Кадмий 0,0178 Стронций 0,2705 Мышьяк 0,0078 Цинк 0,0007 Свинец Селен и мучных кондитерских изделий (Талейсник, Щер- Выводы бакова, Герасимов & Мизинчикова, 2019; Белявская, 2017; Зайцева, Белявская, & Юдина, 2013; Зайцева, В результате проведенных исследований разра- Юдина, Рубан, Бессонов, & Мехтиев, 2020; Цыганова, ботаны рецептура и технологические решения по Нечаев, Зайцева, Грекова, & Иовлева, 2016; Зайце- получению сдобного печенья на основе цельно- ва, Юдина, & Рубан, 2017; Матвеева, Юдина, Дешко, зерновой пшеничной муки и жирового продукта & Дудник, 2009). энзимной перетерификации с омега-3 жирными ХИПС №2 – 2021 132

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ кислотами с добавлением спирулины. Получены ризма и гостеприимства в России: Материалы результаты, демонстрирующие влияние выбран- Всероссийской студенческой научной конференции (с. ных ингредиентов на органолептические, физи- 499-504). М.: Изд-во ГЦОЛИФК. ко-химические показатели сдобного печенья и Зайцева, Л. В., Белявская, И. Г., & Юдина, Т. А. (2013). его пищевую ценность. Показано, что усовершен- Применение переэтерифицированных жиров в тех- нологии хлебобулочных изделий. М.: МГУПП. ствованная рецептура позволяет получать сдобное печенье с достойными потребительскими свой- Зайцева, Л. В., Юдина, Т. А., & Рубан, Н. В. (2017). ствами, по физико-химическим показателям со- Качество ржаных лепешек с добавлением муки ответствующее требованиям ГОСТ 24901-2014 при чиа и масложирового продукта энзимной переэ- некотором снижении показателя намокаемости. терификации. Хранение и переработка сельхозсы- При этом печенье по новой рецептуре по сравне- рья, 5, 31-34. нию с традиционным изделием характеризуется Зайцева, Л. В., Юдина, Т. А., Рубан, Н. В., Бессонов, В. В., повышенной пищевой ценностью (источник оме- & Мехтиев, В. С. (2020). Современные подходы к га-3 жирных кислот, пищевых волокон, магния и разработке рецептур безглютеновых хлебобулоч- железа) и позволяет расширить ассортиментную ных изделий. Вопросы питания, 89(1), 77-85. линейку сдобного печенья. Иванова, О. В. (2019). Экспертиза качества печенья Разработан комплект ТД (ТУ, ТИ) (проект) на но- сдобного, выработанного с применением муки вое обогащенное сдобное печенье. гречневой. В Вклад молодых ученых в аграрную на- уку: Материалы международной научно-практи- ческой конференции (с. 508-511). Кинель: Изд-во СГСА. Литература Захарова, А. С., Козубаева, Л. А., & Егорова, Е. Ю. Алексеенко, Е. В., Белявская, И. Г., & Глебова, П. С. (2019). Мучные кондитерские изделия с брусни- кой. Ползуновский вестник, 4, 17-20. https://doi. (2019). Перспективные ингредиенты для полу- org/10.25712/ASTU.2072-8921.2019.04.004 чения сдобного печенья повышенной пище- Захарова, А. С., Кузьмина, С. С., & Егорова, Е. Ю. (2020). вой ценности. В Кондитерские изделия XXI века: Использование дикорастущего сырья Алтайского Материалы докладов XII Международной конферен- края при производстве печенья. Ползуновский ции (с. 52-62). М.: Международная промышленная вестник, 2, 12-17. https://doi.org/10.25712/ академия. ASTU.2072-8921.2020.02.003 Белявская, И. Г. (2017). Хлебобулочные изделия функ- Калинкина, Н. О., & Егорова, Е. Ю. (2019). Обогащение ционального назначения с использованием ми- сдобного печенья белком и пищевыми волок- кроводоросли спирулины. Кондитерское и хлебопе- нами. Ползуновский вестник, 1, 17-22. https://doi. карное производство, 9-10, 17-19. org/10.25712/ASTU.2072-8921.2019.01.003 Бессмертная, И. А., & Васильченко, Н. В. (2018). Киселева, М. Ю., & Насырова, Ю. Г. (2017). Влияние Некоторые аспекты технологии печенья из смеси инулинсодержащего сырья на качество печенья пшеничной и спельтовой муки. В Материалы VI сдобного. Успехи современной науки, 11, 221-224. Международного Балтийского морского форума (с. Клочко, А. В., Короткова, Т. Г., & Ксандопуло, С. Ю. 31-37). Калининград: Изд-во КГТУ. (2017). Использование порошка из виноградных Бобылева, А. В. (2018). Перспективы использования выжимок при производстве мучных кондитер- нетрадиционного растительного сырья в произ- ских изделий. КубГАУ, 129, 381-390. водстве мучных кондитерских изделий функцио- Колбина, А. Ю. (2018). Технология производства сдоб- нального назначения. Евразийское научное объеди- ного печенья с натуральными растительными нение, 12-1, 63-67. добавками. В Аграрная наука в инновационном Гайсина, В. А., Козубаева, Л. А., & Кузьмина, С. С. развитии АПК: Сборник научных статей междуна- (2017). Пищевая ценность сдобного печенья с под- родного молодежного аграрного форума (с. 119-126). солнечной мукой. Ползуновский вестник, 2, 19-22. Мичуринск: Изд-во МГАУ. Дерканосова, Н. М., Курчаева, Е. Е., Пащенко, В. Л., & Кравченко, Л. В., Гладких, О. Л., & Гмошинский, И. В. Калашникова, С. В. (2018). Использование компо- (2005). Сравнительное изучение антиоксидант- зитных смесей функциональной направленности ных свойств фикоцианина и селенфикоцианина в в производстве печенья. Вестник Воронежского го- модельных системах окисления. В Материалы IX сударственного аграрного университета, 2, 116-123. Международного съезда Фитофарм (с. 161). СПб. https://doi.org/10.17238/issn2071-2243.2018.2.116 Кузьмина, С. С., Козубаева, Л. А., & Гайсина, В. А. Журавская, А. В., & Васюкова, А. Т. (2019). (2015). Перспективы использования кедро- Использование пищевых волокон в производ- вой муки при производстве сдобного печенья. стве сдобного печенья. В Тенденции развития ту- Вестник Алтайской науки, 1, 415-418. ХИПС №2 – 2021 133

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Лаптева, Н. К., & Митькиных, Л. В. (2013). ропротективным действием. Нынешняя наука о Оптимальное соотношение пшеничной, ржаной белках и пептидах, 4, 207-216. и тритикалевой муки в производстве сдобного пе- Талейсник, М. А., Щербакова, Н. А., Герасимов, Т. В., & ченья. Аграрная наука Евро-Северо- Востока, 3, 35- Мизинчикова, И. И. (2019). Принципы создания 38. специализированного сахарного печенья для дет- Магомедов, Г. О., Малютина, Т. Н., Зацепили­ ского питания. Научные труды КубГТУ, 9, 217-224. на,  Н.  П., Шапкарина, А. И., & Лыгин,  В.  В. (2016). Тертычная, Т. Н., Мажулина, И. В., Горбунова, Е. А., & Использование тритикалевой муки в производ- Синельникова, О. В. (2019). Натуральные биологи- стве песочно-сдобного печенья. Кондитерское про- чески активные добавки при производстве сдоб- изводство, 5, 38-40. ного печенья. Известия Тимирязевской сельскохо- Матвеева, И. В., Юдина, Т. А., Дешко, О. В., & Дудник, зяйственной академии, 1, 127-137. Е. Е. (2009). Новый жировой продукт для произ- Хлюдзинская, Е. В. (2019). Анализ воздействия пше- водства сдобного печенья. Хлебоп­ ече­ние России, 6, ничной и гречневой муки на основные показа- тели свойств сдобного печенья. В Молодежь и на- 20-21. ука: шаг к успеху: Сборник научных статей 3-й Матвеева, Т. В., & Корячкина, С. Я. (2011). Мучные кондитерские изделия функционального назначе- Всероссийской научной конференции перспектив- ния. Научные основы, технологии, рецептуры. Орел: ных разработок молодых ученых (с. 260-263). Курск: ФГОУ ВПО «Госуниверситет – УНПК». Изд-во ЗАО «Университетская книга». Меренкова, С. П., & Полякова, Е. Л. (2018). Экспер­ и­ Цыганова, Т. Б., Нечаев, А. П., Зайцева, Л. В., Грекова, А. ментальное обоснование применения ягодно- Ю., & Иовлева, К. В. (2016). Влияние жировых про- го сырья в технологии обогащенных мучных кон- дуктов на качество и сохранение свежести сдоб- дитерских изделий. Вестник Южно-Уральского ных хлебобулочных изделий длительного хране- государственного университета, 2, 20-29. https:// ния. Хлебопродукты, 7, 60-63. doi.org/10.14529/food180203 Шабурова, Г. В., & Кулькова, Ю. С. (2019). Применение Могильный, М. П., & Шалтумаев, Т. Ш. (2014). Роль ре- овсяных отрубей и овощного сырья в рецептуре цептурных компонентов в повышении качества сдобного печенья. Инновационная техника и тех- мучных кондитерских изделий. Известия высших нология, 3, 36-41. учебных заведений. Пищевая технология, 2, 63-66. Шпис, А. А., & Шпис, А. Н. (2016). Использование обле- Назимова, Е. В., Захаренко, М. А., & Марков, А. С. пихового порошка при производстве сдобного пе- (2020). Применение продуктов переработки ши- ченья в ИП Радченко. В Приоритетные направле- повника в производстве сдобного печенья. В ния развития пищевой индустрии: Сборник научных Инновационные технологии пищевых производств: статей конференции (с. 655-658). Ставрополь: Изд- Сборник тезисов докладов II Всероссийской науч- во СГАУ. но-практической конференции студентов, аспиран- Morsy, O. M., Sharoba, A. M., EL-Desouky, A. I., тов и молодых ученых (с. 46). Севастополь: Изд-во Bahlol,  H.  E. M., & Abd El Mawla, E. M. (2014). ФГАОУ ВО СГУ. Production and evaluation of some extruded food Пучкова, Л. И., Белявская, И. Г., & Ломакин, А. А. (2008). products using Spirulina algae. Annals of Agricultural Science, Moshtohor, 52(4), 495-510. Повышение пищевой ценности хлеба на основе биологически активной добавки микроводоросли Petrova, M., & Zhateva, D. (2018). Spirulina algae as спирулина альга ляменсис алакрис. В Сборник ма- a source of phytonutrients for food enrichment. териалов VI Международной научно-практической В Церевитинские чтения- 2018: Материалы V конференции (ч. 2, с. 302-307). М.: МГУПП. Международной конференции (с. 50-53). М.: Изд-во Резниченко, И. Ю., & Устинова, Ю. В. (2020). Новые РЭУ им. Г.В. Плеханова. тенденции в технологии мучных кондитерских Smertina, E., Fedyanina, L., Lyakh, V., Chadova,  T., & изделий функциональной направленности. В Vershinina, A. (2016). Modern tendencies and Актуальные направления научных исследований: prospects of using Algae as an ingredient for Технологии, качество и безопасность: Сборник ма- bakery products. Research Journal of Pharmaceutical, териалов Национальной (Всероссийской) конферен- Biological and Chemical Sciences, 2, 989-997. ции (с. 99-101). Кемерово: Изд-во КГУ. Soni, R. A., Sudhakar, K., & Rana, R. S. (2017). Spirulina Ромай, Г., Гонсалес, Р., Ледон, Н., Ремирес, Д., & from growth to nutritional product: A review. Trends Римбау, В. (2003). Фикоцитин: Билинпротеин с ан- in Food Science & Technologe, 69(A), 157-171. https:// тиоксидантным, противовоспалительным и ней- doi.org/10.1016/j.tifs.2017.09.010 ХИПС №2 – 2021 134

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Butter Cookies of High Nutritional Value Elena V. Alekseenko Moscow State University of Food Production 11, Volokolamskoe highway, Moscow, 125080, E-mail: [email protected] Irina G. Belyavskaya Moscow State University of Food Production 11, Volokolamskoe highway, Moscow, 125080 E-mail: [email protected] Larisa V. Zaitseva VNIKP is a branch of FGBNU «FNTS of food systems after V.M. Gorbatov» RAS p. 3, bld. 20, Elektrozavodskaya str., Moscow, 107023 E-mail: [email protected] Anna G. Uvarova Kursk State Agricultural Academy named after I.I. Ivanov 70, Karl Marx str., Kursk, 305021 Email: [email protected] The priority direction in the development of new types of butter cookies is the modification of traditional recipes and the use of innovative ingredients that increase the nutritional value of finished products and form their functional orientation. A complex of studies on experimental substantiation, formulation development and technological solutions was carried out in order to obtain butter cookies of increased nutritional value based on wheat flour from whole-ground grain and a fat product of enzyme transesterification with omega-3 fatty acids with the addition of spirulina microalgae. The influence of the selected ingredients on the organoleptic, physico-chemical parameters and nutritional value of the finished products was studied. It is shown that the developed type of butter cookies has decent consumer properties, in terms of physical and chemical parameters-meets the requirements of GOST 24901-2014 with a slight decrease in the wetness index. It is proved that the developed product is characterized by an improved lipid profile: the composition of fatty acids contains a significant amount of unsaturated fatty acids (55%), compared with the butter cookies obtained according to the traditional recipe, the presence of ω-6 γ-linolenic acid is revealed, there is a tenfold increase in the content of essential ω-6 linoleic acid; cookies can be positioned as a product that is a source of essential omega-3 fatty acids (alpha-linolenic more than 0.2 g/100 g). It was found that the butter cookies obtained according to the improved recipe are a source of dietary fiber (5.87 g/100 g of the product), magnesium (20% of the average daily requirement per 100 g) and iron (23% of the average daily requirement per 100 g) with a low content of sodium (salt) (42.3 mg/100 g). Developed a set of TD (TU, TI) (project) for a new enriched butter cookies. Keywords: butter cookies, whole wheat flour, fat product of enzyme transesterification, spirulina, organoleptic and physico-chemical parameters, nutritional value References konferentsii «Konditerskie izdeliya XXI veka» [Proceedings of XII international conference Alekseenko, E. V., Belyavskaya, I. G., & Glebova, P. S. “Confectionery products of the 21th century”] (2019). Perspektivnye ingredienty dlya po- (pp.  52-62). Moscow: Mezhdunarodnaya pro- lucheniya sdobnogo pechen’ya povyshennoi myshlennaya akademiya. pishchevoi tsennosti [Promising ingredients for Belyavskaya, I. G. (2017). Khlebobulochnye izdeli- obtaining rich cookies of increased nutritional ya funktsional’nogo naznacheniya s ispol’zo- value]. In Materialy dokladov XII Mezhdunarodnoi vaniem mikrovodorosli spiruliny [Functional bakery products with the use of microalgae spi- ХИПС №2 – 2021 135

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ rulina]. Konditerskoe i khlebopekarnoe proizvod- Zaitseva, L. V., Yudina, T. A., Ruban, N. V., Bessonov, V. V., stvo [Confectionery and Bakery Production], 9-10, & Mekhtiev, V. S. (2020). Sovremennye podkhody k 17-19. razrabotke retseptur bezglyutenovykh khlebobu- Bessmertnaya, I. A., & Vasil’chenko, N. V. (2018). lochnykh izdelii [Modern approaches to the devel- Nekotorye aspekty tekhnologii pechen’ya iz sme- opment of recipes for gluten-free bakery products]. si pshenichnoi i spel’tovoi muki [Some aspects Voprosy pitaniya [Nutrition Issues], 89(1), 77-85. of the technology of cookies made from a mix- Ivanova, O. V. (2019). Ekspertiza kachestva pechen’ya ture of wheat and spelt flour]. In Materialy VI sdobnogo, vyrabotannogo s primeneniem muki Mezhdunarodnogo Baltiiskogo morskogo foru- grechnevoi [Examination of the quality of but- ma [Proceedings of the 6th International Baltic Sea Forum] (pp. 31-37). Kaliningrad: Izd-vo KGTU. ter cookies produced with the use of buckwheat flour]. In Materialy mezhdunarodnoi nauchno-prak- Bobyleva, A. V. (2018). Perspektivy ispol’zovaniya ne- ticheskoi konferentsii «Vklad molodykh uchenykh v agrarnuyu nauku» [Proceedings of the internation- traditsionnogo rastitel’nogo syr’ya v proizvodstve muchnykh konditerskikh izdelii funktsional’no- al scientific and practical conference “Contribution go naznacheniya [Prospects for the use of non-tra- of young scientists to agricultural science”] (pp. 508- ditional vegetable raw materials in the production 511). Kinel’: Izd-vo SGSA. of flour confectionery products for functional pur- Zakharova, A. S., Kozubaeva, L. A., & Egorova, E. Yu. poses]. Evraziiskoe nauchnoe ob”edinenie [Eurasian (2019). Muchnye konditerskie izdeliya s brus- Scientific Association], 12-1, 63-67. nikoi [Flour confectionery products with lingon- Gaisina, V. A., Kozubaeva, L. A., & Kuz’mina, S. S. berries]. Polzunovskii vestnik [Polzunovsky Bulletin], (2017). Pishchevaya tsennost’ sdobnogo pechen’ya 4, 17-20. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072- s podsolnechnoi mukoi [Nutritional value of but- 8921.2019.04.004 ter cookies with sunflower flour]. Polzunovskii vest- Zakharova, A. S., Kuz’mina, S. S., & Egorova,  E.  Yu. nik [Polzunovsky Bulletin], 2, 19-22. (2020). Ispol’zovanie dikorastushchego syr’ya Derkanosova, N. M., Kurchaeva, E. E., Pashchenko, V. L., Altaiskogo kraya pri proizvodstve pech- & Kalashnikova, S. V. (2018). Ispol’zovanie kom- en’ya [The use of wild raw materials of the pozitnykh smesei funktsional’noi napravlennos- Altai Territory in the production of cook- ti v proizvodstve pechen’ya [The use of functional ies]. Polzunovskii vestnik [Polzunovsky Bulletin], composite mixtures in the production of cookies]. 2, 12-17. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072- Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo 8921.2020.02.003 universiteta [Bulletin of the Voronezh State Agrarian Kalinkina, N. O., & Egorova, E. Yu. (2019). Oboga­ University], 2, 116-123. https://doi.org/10.17238/ shchenie sdobnogo pechen’ya belkom i pish- issn2071-2243.2018.2.116 chevymi voloknami [Enriching butter cookies Zhuravskaya, A. V., & Vasyukova, A. T. (2019). with protein and dietary fiber]. Polzunovskii vest- nik [Polzunovsky Bulletin], 1, 17-22. https://doi. Ispol’zovanie pishchevykh volokon v proizvod- stve sdobnogo pechen’ya [The use of dietary fiber org/10.25712/ASTU.2072-8921.2019.01.003 in the production of butter cookies]. In Materialy Kiseleva, M. Yu., & Nasyrova, Yu. G. (2017). Vliyanie Vserossiiskoi studencheskoi nauchnoi konferentsii «Tendentsii razvitiya turizma i gostepriimstva v Rossii» inulinsoderzhashchego syr’ya na kachestvo pech- [Proceedings of the All-Russian Student Scientific en’ya sdobnogo [Influence of inulin-contain- Conference “Trends in the development of Tourism ing raw materials on the quality of butter cook- and Hospitality in Russia”] (pp. 499-504). Moscow: ies]. Uspekhi sovremennoi nauki [Achievements of Modern Science], 11, 221-224. Izd-vo GTsOLIFK. Klochko, A. V., Korotkova, T. G., & Ksandopulo, S. Yu. Zaitseva, L. V., Belyavskaya, I. G., & Yudina, T. A. (2017). Ispol’zovanie poroshka iz vinogradnykh (2013). Primenenie pereeterifitsirovannykh zhi- vyzhimok pri proizvodstve muchnykh konditerskikh rov v tekhnologii khlebobulochnykh izdelii [The Use izdelii [The use of grape pomace powder in the pro- of Transesterified Fats in the Technology of Bakery duction of flour confectionery products]. KubGAU Products]. Moscow: MGUPP. [Kuban State Agrarian University], 129, 381-390. Zaitseva, L. V., Yudina, T. A., & Ruban, N. V. (2017). Kolbina, A. Yu. (2018). Tekhnologiya proizvodstva Kachestvo rzhanykh lepeshek s dobavleniem muki sdobnogo pechen’ya s natural’nymi rastitel’nymi chia i maslozhirovogo produkta enzimnoi per- dobavkami [Technology of production of but- eeterifikatsii [Quality of rye tortillas with the ad- ter cookies with natural vegetable additives]. In dition of chia flour and fat-and-oil product of Sbornik nauchnykh statei mezhdunarodnogo molo- enzyme transesterification]. Khranenie i pere- dezhnogo agrarnogo foruma «Agrarnaya nauka v in- rabotka sel’khozsyr’ya [Storage and Processing of novatsionnom razvitii APK» [Collection of scientif- Agricultural Raw Materials], 5, 31-34. ic articles of the international Youth Agrarian Forum ХИПС №2 – 2021 136

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ “Agricultural science in the innovative development role of prescription components in improving the of the agro-industrial complex”] (pp. 119-126). quality of flour confectionery products]. Izvestiya Michurinsk: Izd-vo MGAU. vysshikh uchebnykh zavedenii. Pishchevaya tekh- Kravchenko, L. V., Gladkikh, O. L., & Gmoshinskii, I. V. nologiya [News of Higher Educational Institutions. (2005). Sravnitel’noe izuchenie antioksidantnykh Food Technology], 2, 63-66. svoistv fikotsianina i selenfikotsianina v mod- Nazimova, E. V., Zakharenko, M. A., & Markov, A. S. el’nykh sistemakh okisleniya [Comparative study (2020). Primenenie produktov pererabotki shi- of the antioxidant properties of phycocyanin and povnika v proizvodstve sdobnogo pechen’ya selenphycocyanin in model oxidation systems]. [Application of rosehip processing products in In Materialy IX Mezhdunarodnogo s”ezda Fitofarm the production of butter cookies]. In Sbornik tez- [Proceedings of the 9th International Congress of isov dokladov II Vserossiiskoi nauchno-praktich- Phytopharm] (p. 161). S-Petersburg. eskoi konferentsii studentov, aspirantov i molodykh Kuz’mina, S. S., Kozubaeva, L. A., & Gaisina, V. A. uchenykh «Innovatsionnye tekhnologii pishchevykh proizvodstv» [Collection of abstracts of the 2nd (2015). Perspektivy ispol’zovaniya kedrovoi muki All-Russian scientific and Practical Conference pri proizvodstve sdobnogo pechen’ya [Prospects of students, postgraduates and Young scientists for the use of cedar flour in the production of but- “Innovative technologies of food production”] (p. 46). ter cookies]. Vestnik Altaiskoi nauki [Bulletin of the Sevastopol’: Izd-vo FGAOU VO SGU. Altai Science], 1, 415-418. Lapteva, N. K., & Mit’kinykh, L. V. (2013). Optimal’noe Puchkova, L. I., Belyavskaya, I. G., & Lomakin, A.  A. sootnoshenie pshenichnoi, rzhanoi i tritikalev- (2008). Povyshenie pishchevoi tsennosti kh- oi muki v proizvodstve sdobnogo pechen’ya [The leba na osnove biologicheski aktivnoi dobavki optimal ratio of wheat, rye and tritical flour in mikrovodorosli spirulina al’ga lyamensis alakris the production of butter cookies]. Agrarnaya nau- [Increasing the nutritional value of bread based ka Evro-Severo- Vostoka [Agricultural Science of the on a dietary supplement microalgae spiruli- Euro-North-East], 3, 35-38. na alga lamensis alacris]. In Sbornik materialov VI Magomedov, G. O., Malyutina, T. N., Zatsepilina, N. P., Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii Shapkarina, A. I., & Lygin, V. V. (2016). [Proceedings of the 6th International Scientific and Ispol’zovanie tritikalevoi muki v proizvodstve pe- Practical Conference] (vol. 2, pp. 302-307). Moscow: sochno-sdobnogo pechen’ya [The use of tritical- MGUPP. ic flour in the production of shortbread cookies]. Reznichenko, I. Yu., & Ustinova, Yu. V. (2020). Novye Konditerskoe proizvodstvo [Confectionery and bakery production], 5, 38-40. tendentsii v tekhnologii muchnykh konditerski- kh izdelii funktsional’noi napravlennosti [New Matveeva, I. V., Yudina, T. A., Deshko, O. V., & Dudnik, trends in the technology of flour confectionery E. E. (2009). Novyi zhirovoi produkt dlya proizvod- products of functional orientation]. In Sbornik ma- stva sdobnogo pechen’ya [A new fat product for terialov Natsional’noi (Vserossiiskoi) konferentsii the production of butter cookies]. Khlebopechenie «Aktual’nye napravleniya nauchnykh issledovanii: Rossii [Bread Making in Russia], 6, 20-21. Tekhnologii, kachestvo i bezopasnost’» [Proceedings of the National (All-Russian) Conference “Current Matveeva, T. V., & Koryachkina, S. Ya. (2011). directions of scientific research: Technologies, Muchnye konditerskie izdeliya funktsional’nogo naz- Quality and Safety”] (pp. 99-101). Kemerovo: Izd- nacheniya. Nauchnye osnovy, tekhnologii, retseptury [Flour confectionery products for functional purposes. vo KGU. Scientific bases, technologies, recipes]. Orel: FGOU Romai, G., Gonsales, R., Ledon, N., Remires, D., & VPO «Gosuniversitet – UNPK». Rimbau, V. (2003). Fikotsitin: Bilinprotein s an- Merenkova, S. P., & Polyakova, E. L. (2018). Eksperi­ tioksidantnym, protivovospalitel’nym i neiro- mental’noe obosnovanie primeneniya yagod- protektivnym deistviem [Phycocytin: Bilinprotein nogo syr’ya v tekhnologii obogashchennykh with antioxidant, anti-inflammatory and neuro- protective effects]. Nyneshnyaya nauka o belka- muchnykh konditerskikh izdelii [Experimental substantiation of the use of berry raw materi- kh i peptidakh [The Current Science of Proteins and als in the technology of enriched flour confec- Peptides], 4, 207-216. tionery products]. Vestnik Yuzhno-Ural’skogo Taleisnik, M. A., Shcherbakova, N. A., Gerasimov, T. V., gosudarstvennogo universiteta [Bulletin of the & Mizinchikova, I. I. (2019). Printsipy sozdaniya South Ural State University], 2, 20-29. https://doi. spetsializirovannogo sakharnogo pechen’ya dlya org/10.14529/food180203 detskogo pitaniya [Principles of creating special- Mogil’nyi, M. P., & Shaltumaev, T. Sh. (2014). Rol’ ized sugar cookies for baby food]. Nauchnye trudy KubGTU [Scientific Works Kuban State Technological retsepturnykh komponentov v povyshenii University], 9, 217-224. kachestva muchnykh konditerskikh izdelii [The ХИПС №2 – 2021 137

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ Tertychnaya, T. N., Mazhulina, I. V., Gorbunova, E. A., tekhnologiya [Innovative Equipment and Technology], & Sinel’nikova, O. V. (2019). Natural’nye biolog- 3, 36-41. icheski aktivnye dobavki pri proizvodstve sdob- Shpis, A. A., & Shpis, A. N. (2016). Ispol’zovanie nogo pechen’ya [Natural biologically active addi- oblepikhovogo poroshka pri proizvodstve sdobno- tives in the production of butter cookies]. Izvestiya go pechen’ya v IP Radchenko [The use of sea buck- Timiryazevskoi sel’skokhozyaistvennoi akademii thorn powder in the production of butter cookies [News of the Timiryazev Agricultural Academy], 1, in IP Radchenko]. In Sbornik nauchnykh statei kon- 127-137. ferentsii «Prioritetnye napravleniya razvitiya pish- chevoi industrii» [Compilation of scientific articles of Khlyudzinskaya, E. V. (2019). Analiz vozdeistviya psh- the conference “Priority directions of development of enichnoi i grechnevoi muki na osnovnye poka- the food industry”] (pp. 655-658). Stavropol’: Izd- zateli svoistv sdobnogo pechen’ya [Analysis of vo SGAU. the impact of wheat and buckwheat flour on the Morsy, O. M., Sharoba, A. M., EL-Desouky, A. I., Bahlol, main indicators of the properties of butter cook- H. E. M., & Abd El Mawla, E. M. (2014). Production ies]. In Sbornik nauchnykh statei 3-i Vserossiiskoi and evaluation of some extruded food products nauchnoi konferentsii perspektivnykh razrabot- using Spirulina algae. Annals of Agricultural Science, ok molodykh uchenykh «Molodezh’ i nauka: shag Moshtohor, 52(4), 495-510. k uspekhu» [Compilation of scientific articles of the Petrova, M., & Zhateva, D. (2018). Spirulina algae 3rd All-Russian Scientific Conference of Promising as a source of phytonutrients for food enrich- Developments of Young Scientists “Youth and ment. In Materialy V Mezhdunarodnoi konferen- Science: A step to success”] (pp. 260-263). Kursk: tsii «Tserevitinskie chteniya- 2018» [Proceedings Izd-vo ZAO «Universitetskaya kniga». of the 5th International Conference “Tserevitinsky Readings-2018”] (pp. 50-53). Moscow: Izd-vo REU Tsyganova, T. B., Nechaev, A. P., Zaitseva, L. V., im. G.V. Plekhanova. Grekova,  A. Yu., & Iovleva, K. V. (2016). Vliyanie Smertina, E., Fedyanina, L., Lyakh, V., Chadova, T., zhirovykh produktov na kachestvo i sokhranenie & Vershinina, A. (2016). Modern tendencies and svezhesti sdobnykh khlebobulochnykh izdelii dli- prospects of using Algae as an ingredient for bak- tel’nogo khraneniya [The influence of fat products ery products. Research Journal of Pharmaceutical, on the quality and freshness of long-term bakery Biological and Chemical Sciences, 2, 989-997. products]. Khleboprodukty [Bread Products], 7, 60-63. Soni, R. A., Sudhakar, K., & Rana, R. S. (2017). Spirulina from growth to nutritional product: A Shaburova, G. V., & Kul’kova, Yu. S. (2019). review. Trends in Food Science & Technologe, 69(A), Primenenie ovsyanykh otrubei i ovoshchnogo 157-171. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2017.09.010 syr’ya v retsepture sdobnogo pechen’ya [The use of oat bran and vegetable raw materials in the rec- ipe of butter cookies]. Innovatsionnaya tekhnika i ХИПС №2 – 2021 138

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ УДК 631.563.2:621.565.93 https://doi.org/10.36107/spfp.2021.179 Конические решетки в устройствах для обеззараживающей обработки зерна Максименко Владимир Андреевич Северо-Кавказский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Аграрный научный центр «Донской» (СКНИИМЭСХ ФГБНУ «АНЦ «Донской») Адрес: 347740, г. Зерноград, Ростовская область, ул. им. Ленина, д. 14 E-mail: [email protected] Исходя из ранее выявленной эффективности применения комбинированных обеззараживающих воздействий для обработки семян зерновых культур предложено их выполнение в одном устройстве. Выполнен анализ возможных конструктивных вариантов установок для обеззараживания зерна на основе обработок низкочастотными магнитными полями или электромагнитными полями сверхвысокой частоты в сочетании с воздействием конвективного тепла, по результатам которого сделан выбор в пользу разработки устройства для этапа обработки зерна обеззараживающими газовыми агентами, оснащенного коническими решетками, с разработкой его технологической схемы. Обоснована конструктивно-технологическая схема установки комбинированного обеззараживания семян зерновых культур и разработана методика определения параметров ее элементов и режимов функционирования.Рассмотрены условия рационального соотношения газового и зернового потоков в устройстве и предложены основные математические выражения для определения их расходов. Считая определяющим расход потока зерна в зоне электрофизического воздействия по предложенным выражениям могут определяться основные размеры конических решеток и их расположение относительно друг друга, а также время пребывания зерна под воздействием обеззараживающего газового потока. На основе предложенных выражений возможно также решение обратных задач – подбора параметров потоков для рационального использования имеющихся размеров решеток. Представленные зависимости и методические рекомендации могут применяться при проектировании оборудования для комбинированного электрофизического обеззараживания зерна с использованием конических решеток. Ключевые слова: зерно, газ, поток, решетка, конус, слой, обеззараживание Введение Цугленок,Цугленок, &Шахматов, 1989; Червяков, Курзенков, Циркунов, & Крупенин, 2008)выявлена Предыдущими исследованиями (Пахомов, Мак- эффективность комбинации тепловых, магнитных, сименко, Буханцов, &Ватутина, 2020; Cwiklinski, высокочастотных электромагнитных и химиче- Hörsten, Lücke, & Wolf, 2001; Дубровин, 2017; Ва- ских обеззараживающих воздействий на зерновой сильев, 2018; Андреев, 1987; Пахомов, В.И., Па- семенной материал. Это позволяет считать вы- хомов, А. И., & Максименко, 2015;Сюсюра, 2003; годным их выполнение одним устройством.1,2,3,4,5,6,7 1 Пахомов, А. И. (2014). Отчет о НИР. № 215011250078. Разработка нового технологического процесса высокоинтенсивной обра- ботки сельскохозяйственных материалов с использованием комбинированных электрофизических воздействий и экологически чи- стых препаратов для их обеззараживания. Зерноград: ФГБНУ СКНИИМЭСХ. 2 Пахомов, А. И. (2015). Отчет о НИР. № 215121620023. Разработка технологии эффективной обработки сельскохозяйственных материалов с использованием обеззараживающих препаратов и комбинированных электрофизических воздействий. Зерноград: ФГБНУ СКНИИМЭСХ. 3 Пахомов, А. И. (2011). Отчет о НИР. № 104-11.2. Разработка улучшенных энергосберегающих технологий и исходных требований на разработку новых технических средств высокоинтенсивной обработки сельскохозяйственных материалов с использованием комбинированных электрофизических воздействий на основе аналитических и технико-экономических исследований. Зерноград: ГНУСКНИИМЭСХ. 4 Klaptchuk, P. (2005). CA Patent № 2521786. Procede de destruction des semences. Regina, SK: Furman & Kallio. 5 Пахомов, В. И., Пахомов, А. И., Буханцов, К. Н., & Максименко, В. А. (2013). Патент № 2496291 РФ. Способ обеззараживания зерна и семян сельскохозяйственных культур. Зерноград: ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии. 6 Фисинин, В. И., Лачуга, Ю. Ф., Пахомов, В. И., Пахомов, А. И., & Буханцов, К. Н. (2015). Патент № 2550479 РФ. Способ комби- нированного обеззараживания зерна и семян с использованием электромагнитного поля сверхвысокой частоты. Зерноград: ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии. 7 Болотов, Н. А., & Кашкин, Е. Е. (2004). Патент № 2222133 РФ. Способ обеззараживания семян зерновых культур. Воронеж: Воро- нежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки, ООО НПФ «Айболит». ХИПС №2 – 2021 139

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ В технологиях обработки зерновых материалов имного перемещения его зёрен и другие. Газовый довольно широко используют воздействия на поток характеризуется расходом активного аген- них газообразных агентов. Это, например, сушка, та, который зависит от скорости потока, площа- при которой сухой подогретый воздух проходит ди его проходного сечения концентрации в нем через слой зерна. Использование при этом озо- активного агента но-воздушной смеси ускоряет отбор влаги. Сама озоно-воздушная смесь, при различных пара- Скорость обеспечивается в том числе и давлением метрах ее воздействия, способствует снижению газа на входе в зерновой поток. Используемые для зараженности зерна и улучшает его посевные ка- этого вентиляторы часто не развивают больших чества (Голубкович, Тимошек, & Чеботарев, 2002; давлений, достижение которых довольно затратно. Глущенко & Глущенко, 2003; Голубкович & Чижи- Газовый поток тормозится слоем зерна. Величина ков, 2005; Baskakov, Orobinsky, Gulevsky, Gievsky, & торможения, то есть уменьшение расхода потока, Chernyshov, 2020; Raila et al., 2006; Андрющенко напрямую зависит от толщины продуваемого зер- & Буханцов, 2007; Максименко, Андреев, Грома- нового слоя. Уменьшением этой толщины, увели- кова, & Парапонов, 2009; Пахомов & Буханцов, чением площади слоя можно увеличивать расход 2011; Пахомов, Газалов, & Буханцов, 2019; Пахо- газового потока до необходимого. мов, Максименко, & Буханцов, 2013; Буханцов, 2012; Savi, Piacentini, Bittencourt, & Scussel, 2014). Основное технологическое требование к пото- ку зерна состоит в обеспечении получения от- По отношению к обрабатываемому продукту про- дельными зернами необходимой, заданной дозы цессы можно подразделить на непрерывные и пе- активного агента за время пребывания в зоне пе- риодические. Непрерывные процессы как правило ресечения потоком газа. Достижению этого будет требуют существенно меньших капитальных за- способствовать поддержание заданной толщи- трат на технические средства их обеспечения, но ны слоя, одинаковость путей продвижения зе- достижение технологического воздействия сопря- рен и одинаковость их времени пребывания под жено с качественным поддержанием режимов что воздействием, что по сумме факторов обеспечит приводит к увеличению затрат на квалифициро- одинаковость усвоения зернами газового агента. ванный обслуживающий персонал и некоторое Естественным условием обработки слоя является увеличение затрат на автоматизацию. его нахождение на решетчатой поверхности с до- статочно малым сопротивлением газовому пото- Каждая конкретная ситуация реализации техно- ку. Такие поверхности изготавливаются либо из логического процесса имеет свое наиболее раци- перфорированных листов, либо из плетеных се- ональное решение. Рациональность возрастает с ток. Если технологический процесс не предполага- увеличением широты выбора, то есть количества ет скольжение зерна по решетке (транспортерная возможных вариантов. Для случая обработки зер- лента, например), то оба варианта решет принци- на газами предлагается вариант в виде устройства пиально одинаковы. Скольжение же зерна по ре- непрерывного действия, шетке, сделанной из сетки, в каждом конкретном случае будет иметь разные характеристики, зави- в котором путем пересечения потоков зерна и га- сящие и от сетки и от зерна. Скольжение зерна зового агента осуществляется их взаимодействие. по перфорированному листу близко по своим ха- Практическая реализация сводится при этом к со- рактеристикам к скольжению по гладкому метал- гласованию двух упомянутых потоков ссохране- лу. Это сближение увеличивается с уменьшением нием тенденций к минимизации и капитальных отверстий в решетке, уменьшением их густоты и и эксплуатационных затрат. Из этих соображений увеличением среднего размера зерновок в обра- представляются выгодными самотечные потоки батываемом потоке. зерна. Однажды поднятое зерно может проходить несколько зон воздействия. Далее задача сводит- Важным в создании устройства для обработки ся к обеспечению характеристик потоков, которые слоя зерна газами является выбор принципа по- будут соответствовать наилучшим технологиче- лучения самого слоя заданной толщины. Плоский ским результатам. слой, например на транспортерной ленте, впол- не успешно задается подачей зерна на неё через Анализ возможных конструктивно-технологи- щель. Для поточной обработки зерна газами такие ческих решений взаимодействия газовых и зер- потоки весьма пригодны хотя и требуют дополни- новых потоков. К характеристикам зернового тельных устройств для заполнения щели и наобо- потока относятся его расход, скорость, толщина рот сбора плоского потока в цилиндрический если слоя, форма сечения и его площадь, наличие вза- того требует следующая операция. ХИПС №2 – 2021 140

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Однако использование перфорированной транс- Материалы и методы исследования портерной ленты не представляется рациональ- ным из-за сложностей подачи через нее газа, Объектом исследования являлся рабочий процесс необходимости привода и других причин. Более комбинированного обеззараживания семян зер- приемлем плоский поток, движущийся под дей- новых культур электрофизическими воздействи- ствием собственного веса по наклонной решетке. ями и обработкой газо-воздушными смесями в Для практической реализации такого потока не- установках с гравитационным движением зерна. обходимо обеспечить достаточную одинаковость его толщины. Как уже отмечалось задать толщину Материалами исследования являлись возможные в начале потока можно высотой питающей щели. варианты выполнения механизмов этих воздей- Далее слой будет двигаться под действием соб- ствий, конструктивного исполнения элементов ственного веса, скользя по решетке. Если соблю- разрабатываемого устройства. дается условие установки решетки на угол больше угла скольжения зерна по нему, но меньше угла Методами исследования являлись логические по- его естественного откоса, то при наличии подпо- строения и анализы с использованием известных ра внизу на выходе потока толщина слоя по всей закономерностей механики процессов движения его длине будет сохраняться. Условие такого под- и взаимодействия потоков зерна и газа на кони- пора можно записать как: ческих решетках. Qв ≥ Qк, (1) где Qв – максимально возможный расход в нача- Результаты и их обсуждение ле потока, кг/c, Для разрабатываемой установки обработки се- Qк – фактический расход в конце потока, кг/c. менного зерна комбинированным воздействи- ем конвективного тепла, озонированного воздуха Одной из важнейших механических характери- и низкочастотного магнитного поля в цилиндри- стик зерна как сыпучего материала является угол ческом магнитном зазоре из возможных вариан- естественного откоса (Трисвятский, 1986). Вели- тов технологического взаимодействия потоков как чина эта достаточно устойчива для того или иного наиболее выгодный напрашивается один – сколь- вида материала. Такой же устойчивой величиной жение слоя зерна по конической решетке продува- является коэффициент трения зерна по стали ос- емой снизу подогретым воздухом. Решеток должно новному материалу для сельхозтехники. Однако быть как минимум две – верхняя распределяющая элементы технологических устройств, например и ниже под ней собирающая (Рисунок 1). решетки, вследствие перфорированности повы- шают коэффициент трения в сравнении с глад- Устройство, задающее фактический расход потоков кой поверхностью. Тем не менее, как показывает по всем элементам установки может иметь различ- опыт, у решеток с круглыми отверстиями в пол- ное конструктивное исполнение в зависимости от тора – два раза меньшими толщины зерен угол конкретных условий и состава технологической ли- скольжения их слоя существенно меньше угла нии. В представленном простейшем варианте (Рису- естественного откоса. Благодаря этому по такой нок 1) им является сменный выпускной тормозящий поверхности слой зерна будет скользить не осы- конус с выпускным отверстием необходимого диаме- паясь, то есть сохраняя свою толщину. тра. Этот диаметр, задавая расход, определяет время пребывания зерна в магнитном поле создаваемом Его фактический расход в конце потока вполне трехфазным электромагнитом. В его цилиндриче- может задаваться последующим устройством. Та- ский магнитный зазор зерно попадает из верти- ким образом конечное устройство на выходе всей кального канала заполняющегося через выпускное установки может задавать скорость движения сло- отверстие собирающей конической решетки. На эту ев на всех наклонных решетках установки. решетку зерно попадает через дозирующую щель между ней и верхней, распределяющей решеткой, Цель исследования которая в свою очередь заполняется через дозирую- щую щель патрубка питающего бункера. Обосновать конструктивно-технологическую схе- му установки комбинированного обеззаражива- Механику образования слоя зерна на конических ния семян зерновых и методику определения решетках удобнее всего рассмотреть с конца, то параметров ее элементов и режимов функцио- есть с выпускного отверстия собирающей кони- нирования. ческой решетки. ХИПС №2 – 2021 141

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ поток зерна поток газа Рисунок 1. Схема устройства магнитно-газовой обработки зерна с коническими решетками: 1 – при- емная воронка, 2 – формирующий слой патрубок, 3 – слой зерна, 4 – верхняя коническая решетка, 5 –общий кожух, 6 – нижняя коническая решетка , 7 – соединительный патрубок, 8 – кожух электро- магнита, 9 – выпускной поток задающий конус собирающей решетки. После этого приторможенный слой приобретает толщину питающего зазора. Опускаясь вниз и расширяясь слой постоянно попол- няется и поддерживает свою толщину за счет осыпания под углом естественного откоса Первоначально, при закрытом выпуске установки, по решетной поверхности, не имея возможности производится ее заполнение зерном. Выпускной уменьшаться по высоте. конус, магнитный зазор и вертикальный канал над ним заполняются полностью и создают под- Движение зерна по распределяющей конической пор зерну на выпускном отверстии собирающей решетке представляет собой обратную картину. решетки. На её поверхности образуется слой на- Через кольцевой зазор на верхушке образуется чинающий притормаживать поступление зерна слой скользящий к нижней кромке и притормажи- через питающую щель. вающийся зерном находящимся на поверхности Притормаживание потока при открытом отвер- Важным условием поддержания толщины слоя стии выпускного конуса задаёт скорость, посту- является существенное превышение пропускной пления зерна на собирающую решетку. способности слоеобразующих щелей над пропуск- ной способностью выпускного конуса. Движение зерна вниз происходит, образно го- воря, вследствие последовательного заполнения Другим важным требованием к движению зер- высвобождающихся объемов начиная с выпускно- на по коническим решеткам является достаточ- го отверстия. Поддержание толщины слоя обеспе- ная одинаковость времени его пребывания на них, чивается тем, что элементы его объема скользят то есть, в зоне пересечения газообразным пото- ХИПС №2 – 2021 142

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ком. Это достижимо точностями изготовления и прежде всего будет влиять продолжительность установки конической решетки относительно цен- воздействия, температуры зерна и газа, концен- тральной вертикали обеспечивающих одинако- трация в газе активного вещества, наличие и ко- вый по контуру выпускного отверстия сход зерна личество сопутствующих примесей. В случае не и одинаковое его поступление на нижестоящую высокой стоимости газового агента для повыше- коническую решетку. ния надежности процесса желательна избыточ- ность его прохода через зерно. Условием рационального технологического воз- действия в проточном устройстве является Из перечисленных факторов влияющих на усвое- некоторое необходимое соотношение взаимодей- ние агента главным является продолжительность ствующих потоков материалов. воздействия газа на зерно Его тесное взаимодей- ствие с многими другими факторами должно быть В случае обработки потока зерна газовой смесью учтено при экспериментальном определении ко- это условие можно выразить безразмерным соот- эффициента усвоения газового агента. ношением G =(Mз · t)/(Mаг · t) = Qз /Qаг, Масса газа прошедшего через слой зерна за еди- (2) ницу времени может быть выражена через кон- где t – время взаимодействия потоков (далее при- центрацию газового агента в нем. нято за 1 ед.), с, Mг = Mаг /c, кг/c, (5) M3 – масса зерна, побывавшая в потоке за время t, кг, Маг – масса активного газового агента прошедше- где с – концентрация газового агента в газе в долях. го через зерно за время t, кг Q3, Qаг – расходы потоковзерна и газового агентов Это позволяет определить расход потока газа Фг соответственно, кг/с. через вентилятор его подачи в зависимости от плотности газа на выходе из него γг, которая как Это соотношение в рациональном варианте техно- функция развиваемого давления находится по логического процесса имеет вполне определенные уравнению Менделеева-Клапейрона8. значения и может быть принято по результатам (6) экспериментальных исследований скорректиро- Фг = (Mа /(c · γг)) · k, м3/с ванных эксплуатационной практикой. Таким образом, отношение (2) принимает вид: Масса обработанного зерна G = (Fз · Vз · γз)/(Фг · c · γг). M3 = F3 · V3 · γ3 · t, кг, (7) (3) где F3 – площадь сечения потока зерна, м3, Определяющим технологическим параметром яв- V3 – скорость потока зерна поданному сечению, м/с, ляется продолжительность взаимодействия газо- γ3 – насыпная плотность зерна, кг/м3, вого и зернового потоков. Это взаимодействие t– время обработки, с. происходит при гравитационном продвижении зерна по конической решетке. В случае расходя- щейся решетки движение замедляется, а сходя- Необходимую для обработки массу газа удоб- щейся – ускоряется. Считая поток зерна в слое но определить с использованием коэффициента непрерывными, по мере продвижения не меняю- усвоения газового агента щимся можно выразить его расход: k = Mаг /Mа, (4) Qз = Mз /t = Fзср · Vзср · γз, кг/с (8) где Маг – масса газового агента прошедшего че- Средняя скорость слоя зерна по конической ре- рез зерно, кг, шетке Ма – масса усвоенного зерном газового агента, кг. (9) Vзср = Qз /(Fзср · γз), м/c Последняя из указанных масс, скорее всего, ве- личина определяемая экспериментально, завися- где Fзср – средняя площадь потока зерна по решет- щая от многих конкретных условий. На усвоение ке, определяемая выражением 8 Гороновский, И. Т, Назаренко, Ю. П., & Некряч, Е. Ф. (1956). Краткий справочник по химии. Киев: Наукова думка. ХИПС №2 – 2021 143

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Fзср = а · Lср, м3 (10) Обозначим последовательность нахождения основных параметров и размеров устройства с коническими ре- где а – толщина слоя зерна движущегося по ре- шетками. шетке, м, Lср – средняя длина окружности образующей сред- 1. На основании исследований (Пахомов, Макси- менко, Буханцов, &Ватутина, 2020) определить нюю площадь сечения потока зерна по конической расход потока зерна. решетке, определяемая через средний диаметр 2. Опытным путем определить коэффициент усвоения газового агента k для выбранных: площади сечения (конического кольца) потока, м. толщине слоя зерна, материала решетки, под- С использованием размерных характеристик ко- пора продуваемого газа, температур, влажно- нуса решетки и некотором упрощении выраже- стей, времени воздействия и других. ние площади кругового сечения потока по конусу 3. Определить расход потока газа (6). имеет вид: 4. По выбранному времени воздействия газа, Fзср = а · π · l · sin 0,5ψ, м3, толщине слоя зерна, расходе его потока, с ис- (11) пользованием (2), (3), (4), (12), (13) определить размеры конических решеток. где ψ – угол конуса обеспечивающий скольжение зерна по решетной поверхности без осыпания Работоспособность рассмотренного устройства под углом естественного откоса то есть он боль- для газового воздействия проверена в разрабо- ше угла скольжения ϕ0, но меньше угла естествен- танной установке9 «СИГМА-1» (Максименко, Бу- ного откоса ϕ, град.; ϕ0 > 90 – ψ/2 > ϕс. ханцов, Громакова, 2014; Буханцов, 2015; Ванурин, Максименко, Буханцов, 2015; Пахомов, 2016; Па- Длиной пути зерна по зоне воздействия газово- хомов, Максименко, &Буханцов, 2017) осущест- го агента с достаточной точностью можно считать вляющей обеззараживание СВЧ полем, действие длину образующей конуса усеченного выпускным которого усиливается предварительным конвек- отверстием. Например, для нижней сходящейся тивным подогревом зерна от охлаждаемых магне- решетки: тронов, а также в экспериментальной установке l = (dв – dн)/(2 · sin 0,5ψ), м, комбинированного обеззараживания низкоча- где dв – верхний диаметр конуса, м, (12) стотным магнитным полем и теплом выделяемым электромагнитами балластными резисторами (Па- хомов, Максименко, Буханцов, &Ватутина, 2020). dн – нижний диаметр конуса – диаметр выпускно- Выводы го отверстия, м. Время пребывания зерна в упомянутой зоне воздей- Для комбинированных электрофизических воз- ствия газового агента выраженное через среднюю ско- действий рационально использовать устройства рость: с продуваемыми коническими решетками. В них достижимо эффективное, достаточно одинако- t = (π · a · γз ·(dв – dн)2)/Qз·(2·sin 0,5ψ)2, с (13) вое усвоение зерном газового агента. Предложен- ные зависимости позволяют определять основные По сути, задача его определения сводится к многофактор- параметры и режимы работы установки с кони- ному выбору режимов движения зерна и конструктивных ческими решетками для комбинированных обе- параметров конусов и их взаиморасположения. Заданным ззараживающих электрофизических и газовых фактором является общий расход потока зерна и угол воздействий на зерно. между образующими конуса в вертикальном его сечении. К задаваемым (выбираемым), и рассчитываемым следует Финансирование отнести толщину слоя, диаметры и угол между напротив расположенными образующими конуса решетки. Работа выполнена в рамках Программы фун- даментальных научных исследований госу- По аналогии определяются конструктивные размеры дарственных академий наук на 2019-2021 гг. распределяющей, верхней конической решетки. 9 Пахомов, В. И., Паховом А. И., Буханцов, К. Н., & Максименко, В. А. (2018). Патент № 2640288 РФ. Способ комбинированного обеззараживания зерна и семян с использованием СВЧ-энергии. Зерноград: ФГБНУ СКНИИМЭСХ. ХИПС №2 – 2021 144

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ «Фундаментальные проблемы и принципы раз- тельский институт сельского хозяйства Северо- работки интенсивных технологий и энергонасы- Востока им. Н. В. Рудницкого. щенной техники нового поколения производства Голубкович, А. В., & Чижиков, А. Г. (2005). Сушка основных групп продовольствия» (шифр темы семян и зерна озоно-воздушной смесью. НИР 0706-2019-0006 «Разработать новые техно- Техника в сельском хозяйства, 1, 37-40. логические принципы, процессы и технические Дубровин, А. В. (2017). Технологически или эко- средства в системе переработки и обеззаражива- номически оптимальные инфракрасная и кон- ния зерна и семян»). дуктивная сушка и озонирование при обезза- раживании зерна и комбикормов для птицы. Литература Вестник ВИЭСХ, 2, 32-44. Максименко, В. А., Андреев, А. И., Громакова, Л. В., Андреев, С. А. (1987). Установка для СВЧ-обработ­ &Парапонов А.А. Оценка влияния электро- ки семян (Автореферат дисс. … канд. техн. наук). физических обработок семян пшеницы на М.: МИИСП им. В.П. Горячкина. прочность соломы. В Ресурсосберегающие технологии: возделывание и переработка сель- Андрющенко, Ю. А., Буханцов, К. Н. (2007). Иссле­ скохозяйственных культур: Сборник научных дование процесса обеззараживания зерновых трудов инновационные проекты в АПК (с. 243- материалов от плесневых грибов разными спо- 249). Зерноград: ВНИПТИМЭСХ. собами на основе озонирования. В Экология и Максименко, В. А., Буханцов, К. Н., & Громако­ сельскохозяйственная техника: Сборник научных ва,  Л.  В. (2014). Особенности автоматиза- трудов по Материалам 5-й Междунарадной на- ции СВЧ-модуля на бытовых магнетронах учно-практической конференции (т. 2, с. 216-225). «СИГМА-1». Инновации в сельском хозяйстве, 4, СПб.: Северо-Западный НИИМЭСХ РАСХН. 128-134. Пахомов, А. И. (2016). Комбинированная техноло- Буханцов, К. Н. (2015). Математическая модель гия обеззараживания зерна. Хранение и перера- процесса обеззараживания увлажненного во- ботка зерна, 2, 27-29. дой зерна сочетанием конвективного нагрева и Пахомов, А. И., Максименко, В. А., Буханцов, К. Н., обработки электромагнитным полем сверхвы- & Ватутина, Н. П. (2020). Комбинированный сокой частоты. Электротехнические комплексы конвективно-магнитный метод обеззаражи- и системы управления, 1, 9-23. вания семенных материалов в АПК. Техника и оборудование для села, 3, 33-36. https://doi. Буханцов, К. Н. (2012). Озон и аэроионы: возмож- org/10.33267/2072-9642-2020-3-33-36 ности и проблемы использования для сушки Пахомов, А. И., Максименко, В. А., & зерна. Хранение и переработка сельхозсырья, 9, Буханцов,  К.  Н. (2017). Энергетическая оцен- 13-16. ка комплекта нового оборудования для конвек- тивно-сверхвысокочастотного и низкоконцен- Ванурин, В. Н., Максименко, В. А., & Буханцов, К. Н. трационного химического обеззараживания (2015). Выбор привода отгрузочного шнека зерна и семян. Техника и оборудование для села, установки СВЧ-обеззараживания «СИГМА-1». 11, 27-31. Вестник АПК Ставрополья, 4, 18-23. Пахомов, В. И., & Буханцов, К. Н. (2011). Реализация технологий комбинированной суш- Васильев, А. А. (2018). Обоснование режимов по- ки, обеззараживания и стимулирования по- слеуборочного обеззараживания зерна с исполь- севных свойств зерна и семян на базе уста- зованием поля СВЧ (Дисс. канд. техн. наук). М.: новки «ЭЛЕКТА-1». В Научно-технический Всероссийский научно-исследовательский ин- прогресс в сельскохозяйственном производстве: ститут электрификации сельского хозяйства. Материалы Международной научно-практиче- ской конференции (т. 1, с. 196-207). Минск: РУП Глущенко, Л. Ф., & Глущенко, Н. А. (2003). НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского Интенсификация процессов пищевых и сельско- хозяйства. хозяйственных производств озоно-воздушны- Пахомов, В. И., Газалов, В. С., &Буханцов, К. Н. ми смесями. Великий Новгород: Новгородский (2019). Регрессионная математическая мо- государственный университет им. Ярослава дель двухэтапной комбинированной электро- Мудрого. технологии высокотемпературной конвектив- ной сушки и озоновоздушной обработки зерна. Голубкович, А. В., Тимошек, А. С., & Чеботар­ Тракторы и сельхозмашины, 1, 81-95. https://doi. ёв, В. П. (2002). Особенности комбинированной org/10.31992/0321-4443-2019-1-81-95 сушки зерна с применением озоно-воздушных смесей. В Здоровье - питание - биологические ре- сурсы: Материалы Международной научно-прак- тической конференции посвященной. 125-летию со дня рождения акад. Н. В. Рудницкого (т. 2, с. 140-146). Киров: Зональный научно-исследова- ХИПС №2 – 2021 145

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Пахомов, В. И., Максименко, В. А., & Буханц­ логии для АПК России» (с. 262-272). Зерноград: ов, К. Н. (2013). Энергосберегающая технология ВНИПТИМЭСХ. высокотемпературной конвективной сушки и Baskakov, I. V., Orobinsky, V. I., Gulevsky, V. A., Gievsky, озоновоздушной обработки зерна. Хранение и переработка сельхозсырья, 5, 19-25. A. M., & Chernyshov, A. V. (2020). Influence of ozonation in seed storage on corn grain yield Пахомов, В. И., Пахомов, А. И., & Максименко, В. А. and its quality. In IOP Conference Series: Earth (2015). Новая технология обеззаражива- and Environmental Science. Russian Conference ния зерна с применением СВЧ-энергии. on Technological Solutions and Instrumentation Хлебопродукты, 9, 63-65. for Agribusiness (TSIA-2019) (vol. 488, 012007). Сюсюра, Н. А. (2003). Обоснование параметров электроактивированного раствора и режимов Bristol, UK: IOP Publishing Ltd. https://doi. org/10.1088/1755-1315/488/1/012007 работы без диафрагменного электроактивато- Cwiklinski, M., von Hörsten, D., Lücke, W., & Wolf, ра в технологии предпосевной обработки семян G. (2001). Alternativen zur chemischen Beizung. зерновых культур(Автореферат дисс. … канд. Saatgutbehandlung mit Mikrowellen- und Hochfrequenzenergie. Landtechnik, 56(1), 28-29. техн. наук). Зерноград: АЧГАА. Трисвятский, Л. А. (1986). Хранение зерна (5-е изд., https://doi.org/10.15150/lt.2001.1697 перераб). М.: Агропромиздат. Raila, A., Lugauskas, A., Steponavicius, D., Цугленок, Н. В., Цугленок, Г. И., & Шахматов С.Н. Railiene,  M., Steponaviciene, A., & Zvicevicius, (1989). Интенсификация тепловых процессов E. (2006). Application of ozone for reduction of подготовки семян к посеву энергией ВЧ и СВЧ. М.: mycological infection in wheat grain. Annals of ВО Агропромиздат. Agricultural and Environmental Medicine, 13(2), Червяков, А. В., Курзенков, С. В., Циркунов, А. С., 287-294. & Крупенин, П. Ю. (2008). Экспериментальное Savi, G. D., Piacentini, K. C., Bittencourt, K. O., & исследование распределения температурного Scussel, V. M. (2014). Ozone treatment efficiency поля в зерновом материале при обработке СВЧ- on fusarium graminearum and deoxynivalenol полем. В Инновационные технологии и техниче- degradation and its effects on whole wheat grains ские средства в полеводстве юга России: Сборник (TriticumAestivum L.) quality and germination. научных трудов Международной научно-прак- Journal of Stored Products Research, 59, 245-253. тической конференции «Инновационные техно- https://doi.org/10.1016/j.jspr.2014.03.008 ХИПС №2 – 2021 146

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Conic Floors in the Seeds Treatment Devices Vladimir A. Maksimenko Northern-Caucasian Scientific Research Institute of Mechanization and Electrification of Agriculture Federal State Budgetary Scientific Institution «Agricultural research center «Donskoy» (NCRIMEA FSBSI «ASC «Donskoy») 14, Leninastr., Zernograd, Rostov region, 347740, Russian Federation E-mail: [email protected] On the basis of the previously revealed efficiency of grain crops compound aseptic influences, it is suggested their fulfillment in a single device. The analysis of the possible constructive variants of the units for grain disinfection was carried out on the basis of treatments with low-frequency or super-high frequency magnetic fields in aggregate with convection heat action. By the results of this analysis the choice has been made in favour of a unit designed for grain treatment period with decontaminating gas agents and equipped with conical grids. Its process flowsheet has been worked out too. The constructive-process flowsheet of the unit for combined crops grain disinfection has been validated and either its elements’ method of characterization or modes of operation have been worked out. Conditions of rational correlation of gas and grain flows in a unit have been considered, and main mathematical expressions have been suggested for estimation of their charges. If grain flow discharge is considered to bea determining factor in the area of electro physical influence, as the main sizes of conical grids and their positional relationship as time of grain staying under influence of decontaminating gas flow can be determined according to offered expressions. Inverse solutions can be made on the basis of these expressions, for example, flows parameters matching for rational use of available grids of certain sizes. Presented dependences and methodic guidelines will be useful at designing the equipment with conic floors. Keywords: grain, gas, flow, floor, cone, layer, disinfection References vysokoi chastity [A mathematical model of moist- Andreev, S. A. (1987). Ustanovka dlya SVCh-obrabotki ened grain disinfection process by combination semyan (Avtoreferat diss. … kand. tekhn. nauk) of convective heating and treatment with elec- [Installation for the SHF treatment of seeds tromagnetic field of microwave frequency]. (Abstract of PhD)]. Moscow: MIISP im. V.P. Elektrotekhnicheskie kompleksy i sistemy upravleni- Goryachkina. Moskva. ya [Electro technical complexes and control systems], 1, 9-23. Andryushchenko, Yu. A., Bukhantsov, K. N. (2007). Bukhantsov, K. N. (2012). Ozon i aeroiony: vozmozh- Issledovanie protsessa obezzarazhivaniya zer- nosti i problemy ispol’zovaniya dlya sushki zerna novykh materialov ot plesnevykh gribov raznymi [Ozon and air ions: their capabilities and problems sposobami na osnove ozonirovaniya [The research for grain dryer]. Khranenie i pererabotka sel’khoz- of grain materials’ disinfection process for molds syr’ya [Storage and Processing of Farm Products], 9, with different methods on the basis of ozoniza- 13-16. tion]. In Ekologiya i sel’skokhozyaistvennaya tekh- Vanurin, V. N., Maksimenko, V. A., & Bukhantsov, K. N. nika: Sbornik nauchnykh trudov po Materialam 5-i (2015). Vybor privoda otgruzochnogo shneka Mezhdunaradnoi nauchno-prakticheskoi konferen- ustanovki SVCh-obezzarazhivaniya «SIGMA-1» tsii [Ecology and agricultural technics: Collected pa- [Choice of dispatch screw drive for the disinfection pers of the 5th International theoretical and practi- UHF module “SIGMA-1”]. Vestnik APK Stavropol’ya cal conference] (vol. 2, pp. 216-225). S-Petersburg: [Agricultural Bulletin of Stavropol Region], 4, 18-23. Vasil’ev, A. A. (2018). Obosnovanie rezhimov posleubo- Severo-Zapadnyi NIIMESKh RASKhN. Bukhantsov, K. N. (2015). Matematicheskaya mod- rochnogo obezzarazhivaniya zerna s ispol’zovaniem polya SVCh (Diss. kand. tekhn. nauk) [The vali- el’ protsessa obezzarazhivaniya uvlazhnennogo vodoi zerna sochetaniem konvektivnogo nagre- dation of afterharvesting grain disinfection modes va i obrabotki elektromagnitnym polem sverkh- using SHF field (PhD dissertation)]. Moscow: ХИПС №2 – 2021 147

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ Vserossiyskiy nauchno-issledovatel’skiy institut sume magnetrons “SIGMA-1”]. Innovatsii v elektrifikatsii sel’skogo khozyaystva. sel’skom khozyaistve [Agricultural Innovation], 4, Glushchenko, L. F., & Glushchenko, N. A. (2003). 128-134. Intensifikatsiya protsessov pishchevykh i sel’skok- Pakhomov, A. I. (2016). Kombinirovannaya tekh- hozyaistvennykh proizvodstv ozono-vozdushnymi nologiya obezzarazhivaniya zerna [A combined smesyami [Intensification of food and agricultur- technology of grain disinfection]. Khranenie i pere- al production processes with ozone-air mixtures]. rabotka zerna [Grain Storage and Treatment], 2, 27- Velikii Novgorod: Novgorodskii gosudarstvennyi 29. universitet im. Yaroslava Mudrogo. Pakhomov, A. I., Maksimenko, V. A., Bukhantsov, K. N., Golubkovich, A. V., Timoshek, A. S., & Chebo­ & Vatutina, N. P. (2020). Kombinirovannyi kon- tarev,  V.  P. (2002). Osobennosti kombinirovannoi vektivno-magnitnyi metod obezzarazhivani- sushki zerna s primeneniem ozono-vozdushnykh ya semennykh materialov v APK [Combined con- smesei [Features of combined drying of grain us- vective-magnetic method of seeds’ material ing ozone-air mixtures]. In Zdorov’e - pitanie - bi- disinfection in AIC]. Tekhnika i oborudovanie dlya ologicheskie resursy: Materialy Mezhdunarodnoi sela [Machinery and equipment for rural areas], 3, nauchno-prakticheskoi konferentsii posvyash- 33-36. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2020- chennoi. 125-letiyu so dnya rozhdeniya akad.  N.  V. 3-33-36 Rudnitskogo [Health - Nutrition - Biological Pakhomov, A. I., Maksimenko, V. A., & Bukhant­ Resources. The International theoretical and practi- sov,  K.  N. (2017). Energeticheskaya otsen- cal conference materials to. 125th anniversary of the ka komplekta novogo oborudovaniya dlya birth of Acad. N.V. Rudnitsky] (vol. 2, pp. 140-146). konvektivno-sverkhvysokochastotnogo i nizko­ Kirov: Zonal’nyi nauchno-issledovatel’skii insti- kont­s­ entratsionnogo khimicheskogo obezzaraz- tut sel’skogo khozyaistva Severo-Vostoka im. N. V. hivaniya zerna i semyan [Energy estimation of Rudnitskogo. the new equipment set for convective microwave Golubkovich, A. V., & Chizhikov, A. G. (2005). Sushka and low-concentration chemical disinfection of semyan i zerna ozono-vozdushnoi smes’yu grain and seeds]. Tekhnika i oborudovanie dlya sela [Drying of seeds and grains with an ozone-air mix- [Machinery and equipment for rural areas], 11, 27-31. ture]. Tekhnika v sel’skom khozyaistva [Agricultural Pakhomov, V. I., & Bukhantsov, K. N. (2011). Machinery], 1, 37-40. Realizatsiya tekhnologii kombinirovannoi su- Dubrovin, A. V. (2017). Tekhnologicheski ili ekonomi- shki, obezzarazhivaniya i stimulirovaniya pos- cheski optimal’nye infrakrasnaya i konduktivnaya evnykh svoistv zerna i semyan na baze ustanovki sushka i ozonirovanie pri obezzarazhivanii zer- «ELEKTA-1» [Implementation of combined drying, na i kombikormov dlya ptitsy [Technologically disinfection and stimulation of grain and seeds or economically optimal infrared and conductive sowing characteristics technologies on the ba- drying and ozonization at grain disinfection and sis of «ELEKTA-1» unit]. In Nauchno-tekhnicheskii combined feed for birds]. Vestnik VIESKh [Bulletin progress v sel’skokhozyaistvennom proizvodstve: All-Russian Research Institute of Agricultural Materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi Electrification], 2, 32-44. konferentsii [Scientific-technical progress in agricul- Maksimenko, V. A., Andreev, A. I., Gromakova, L. V., & tural production: The International theoretical and Paraponov A.A. Otsenka vliyaniya elektrofizich- practical conference materials] (vol. 1, pp. 196-207). eskikh obrabotok semyan pshenitsy na proch- Minsk: RUP NPTs NAN Belarusi po mekhanizatsii nost’ solomy [The evaluation of wheat seeds sel’skogo khozyaistva. electro-physical treatment influence on straw Pakhomov, V. I., Gazalov, V. S., & Bukhantsov, K. N. strength]. In Resursosberegayushchie tekhnologii: (2019). Regressionnaya matematicheskaya mod- vozdelyvanie i pererabotka sel’skokhozyaistvenny- el’ dvukhetapnoi kombinirovannoi elektrotekh- kh kul’tur: Sbornik nauchnykh trudov innovatsionnye nologii vysokotemperaturnoi konvektivnoi proekty v APK [Alternative technologies: agricultur- sushki i ozonovozdushnoi obrabotki zerna [A re- al crops cultivation and treatment: Collected scien- gression mathematical model of two-stage com- tific papers of the International Scientific Technical bined high-temperature convective dryer, us- Conference: «Alternative technologies and inno- ing electrical technology, and ozone-air grain vative designs in AIC»] (pp. 243-249). Zernograd: treatment]. Traktory i sel’khozmashiny [Tractors VNIPTIMESKh. and agricultural machines], 1, 81-95. https://doi. Maksimenko, V. A., Bukhantsov, K. N., & Gromako­ org/10.31992/0321-4443-2019-1-81-95 va, L. V. (2014). Osobennosti avtomatizatsii SVCh- Pakhomov, V. I., Maksimenko, V. A., & Bukhant­ modulya na bytovykh magnetronakh «SIGMA-1» sov,  K.  N. (2013). Energosberegayushchaya tekh- [Automation features of the UHF module at con- nologiya vysokotemperaturnoi konvektivnoi su- ХИПС №2 – 2021 148

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ shki i ozonovozdushnoi obrabotki zerna [The Instrumentation for Agribusiness (TSIA-2019) energy-efficient technics of high-temperature (vol. 488, 012007). Bristol, UK: IOP Publishing Ltd. convective dryer and ozone-air crop treatment]. https://doi.org/10.1088/1755-1315/488/1/012007 Khranenie i pererabotka sel’khozsyr’ya [Storage and Chervyakov, A. V., Kurzenkov, S. V., Tsirkunov, A. S., & Processing of Farm Products], 5, 19-25. Krupenin, P. Yu. (2008). Eksperimental’noe issle- Pakhomov, V. I., Pakhomov, A. I., & Maksimenko, V. A. dovanie raspredeleniya temperaturnogo polya v (2015). Novaya tekhnologiya obezzarazhivani- zernovom materiale pri obrabotke SVCh-polem ya zerna s primeneniem SVCh-energii [A new [Experimental study of temperature field’s distri- technique of grain disinfection with SHF energy]. bution in grain material at SHF field treatment]. Khleboprodukty [Bread produce], 9, 63-65. In Innovatsionnye tekhnologii i tekhnicheskie sredst- Syusyura, N. A. (2003). Obosnovanie parametrov elek- va v polevodstve yuga Rossii: Sbornik nauchnykh tru- troaktivirovannogo rastvora i rezhimov raboty dov Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konfer- bezdiafragmennogo elektroaktivatora v tekhnologii entsii «Innovatsionnye tekhnologii dlya APK Rossii» predposevnoi obrabotki semyan zernovykh kul’tur [Innovation techniques and technical means in field (Avtoreferat diss. … kand. tekhn. nauk) [The vali- husbandry of Russia’s South: Collected scientific pa- dation of electroactivated solution parameters and pers of The International theoretical and practi- diaphragmless electro activator’s operating regime cal conference «Innovation techniques for the AIC of in the technology of grain seeds preplant treatment Russia»] (pp. 262-272). Zernograd: VNIPTIMESKh. (Abstract of PhD]. Zernograd: AChGAA. Cwiklinski, M., von Hörsten, D., Lücke, W., & Wolf, G. Trisvyatskii, L. A. (1986). Khranenie zerna [Grain stor- (2001). Alternativen zur chemischen Beizung. age] (5th ed.). Moscow: Agropromizdat. Saatgutbehandlung mit Mikrowellen- und Tsuglenok, N. V., Tsuglenok, G. I., & Shakhmatov S.N. Hochfrequenzenergie. Landtechnik, 56(1), 28-29. (1989). Intensifikatsiya teplovykh protsessov pod- https://doi.org/10.15150/lt.2001.1697 gotovki semyan k posevu energiei VCh i SVCh Raila, A., Lugauskas, A., Steponavicius, D., Railie­ [Intensification of heat processes of seeds prepa- ne, M., Steponaviciene, A., & Zvicevicius, E. (2006). ration for sowing with HF and SHF]. Moscow: VO Application of ozone for reduction of mycological infection in wheat grain. Annals of Agricultural and Agropromizdat. Baskakov, I. V., Orobinsky, V. I., Gulevsky, V. A., Environmental Medicine, 13(2), 287-294. Gievsky, A. M., & Chernyshov, A. V. (2020). Savi, G. D., Piacentini, K. C., Bittencourt, K. O., & Influence of ozonation in seed storage on corn Scussel, V. M. (2014). Ozone treatment efficien- grain yield and its quality. In IOP Conference cy on fusarium graminearum and deoxynivalenol Series: Earth and Environmental Science. Russian degradation and its effects on whole wheat grains Conference on Technological Solutions and (TriticumAestivum L.) quality and germination. ХИПС №2 – 2021 149

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ УДК 004.9:633.853.494:631.363 https://doi.org/10.36107/spfp.2021.224 Использование информационных технологий для оптимального проектирования экструзионной техники при обработке семян рапса Зубкова Татьяна Михайловна ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет» Адрес: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13 E-mail: [email protected] Токарева Марина Афанасьевна ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный университет» Адрес: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13 E-mail: [email protected] Описано преимущество использования экструзии для технологического процесса получения рапсового масла и жмыха с учетом требований к качеству. Приведена математическая модель процесса экструдирования с оттоком жидкой фазы. Представлены теоретические и практические исследования шнеков экструдера с различными геометрическими размерами. Приведенные результаты исследования проб образцов полученного нерафинированного рапсового масла показывают возможность его использования как качественного сырья для производства биодизельного топлива. С другой стороны, включение в рацион кормления сельскохозяйственных животных экструдированного рапса позволяет решить проблему низкой продуктивности сельскохозяйственных животных из-за неполноценного кормления по белку и аминокислотам, так как жмых является эффективным источником энергии, аминокислот и минеральных веществ. Таким образом, экструзия является фактически идеальным безотходным технологическим процессом. Представлены результаты вычислительного эксперимента для получения технико-экономических параметров процесса экструдирования по определенным значениям конструктивных, геометрических и реологических параметров малогабаритного пресс-экструдера ПЭШ-30/4. Описан процесс оптимизации шнека экструдера по методу рабочих характеристик. На основании построенных зависимостей мощности от производительности и относительной производительности по маслу от производительности экструдера, зависимости кпд от производительности построены оптимальные области при изменении шага, высоты и толщины лопастей шнека. Эти области позволили обоснованно выбрать геометрические размеры и диапазон скорости вращения шнека для обеспечения максимального кпд работы одношнекового экструдера с учетом требований к готовой продукции. Использование разработанного программного обеспечения позволяет рассчитывать технико-экономические параметры процесса и проводить оптимизацию рабочих органов экструдера в целях повышения эффективности технологического оборудования. Ключевые слова: экструзия, одношнековый экструдер, вычислительный эксперимент, оптимизация геометрических параметров; высота, толщина, шаг лопасти шнека Введение Современное шнековое экструзионное оборудо- вание позволяют перерабатывать в большом ас- В последнее время возрос интерес к получению сортименте сырье растительного происхождения, источников энергии из растительного сырья. как без оттока, так и с оттоком жидкой фазы (Мар- Рапсовое масло можно использовать как альтер- тынова, 2016). нативу дизельному топливу и смазочным мате- риалам, так как оно оптимально по доступности Применение экстузионной техники позволяет и стоимости (Марченко & Семенов, 2001). Жмых, осуществлять безотходный технологический про- который получается в результате экструдирова- цесс по производству сырья для биотоплива и кор- ния, используется в животноводстве для корм- мовых добавок для животных и птицы (Пристач, ления сельскохозяйственных животных и птицы Н. В & Пристач, Л. Н., 2017; Останин, 2014; Бузо- (Лисицын, Быкова, Давиденко, & Минасян, 2007). веров, 2019; Горб, 2019). ХИПС №2 – 2021 150