Анотація до роботи:

Мельник О.Ю. Дослідження технологічних властивостей модифікованих крохмалів і доцільність їх використання при виготовленні концентратів швидкого приготування. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.01 – технологія хлібопекарських продуктів та харчових концентратів. – Національний університет харчових технологій, Київ,2005.

Роботу присвячено науковому обґрунтуванню доцільності використання модифікованих крохмалів для виготовлення харчових концентратів швидкого приготування.

Проведене широкомасштабне дослідження фізико-хімічних та структурно-механічних властивостей модифікованих крохмалів. Встановлено, що модифікація крохмальної сировини призводить до появи нових функціональних властивостей крохмалів, що дозволяє використовувати їх при виготовленні харчових концентратів швидкого приготування: перших обідніх страв та кулінарних соусів на основі зшитих крохмалів картоплі та кукурудзи, концентратів солодких страв на основі окислених крохмалів. Досліджено комплекс технологічних властивостей нових виробів, обґрунтовано умови та терміни зберігання розробленої продукції.

Розроблено та затверджено нормативну документацію на харчові концентрати швидкого приготування з використанням модифікованих крохмалів.

1. Проведений аналіз вітчизняних та зарубіжних літературних джерел показав, серед добавок, які використовуються в харчовій промисловості, модифіковані крохмалі посідають особливе місце і застосування їх в сучасних харчових технологіях, як структуроутворюючих добавок, дозволяє створити широкий асортимент структурованих і текстурованих продуктів емульсійної і гелевої природи. Огляд літератури показав відсутність достатньої кількості праць і розробок по вивченню властивостей модифікованих крохмалів і встановленню змін, які відбуваються в крохмальній молекулі під час оброблення.

2. Дослідження функціональних властивостей модифікованих крохмалів було проведено за допомогою фізико-хімічних методів і встановлено, що процес модифікації нативного крохмалю призводить до зміни зовнішнього вигляду (розміру та форми) крохмальних зерен, що веде до формування нових властивостей біополімеру. Після модифікації крохмалю дещо змінюється відносний ступінь кристалічності, що призводить до кращої атакованості крохмалю ферментами. Встановлено режими, при яких доцільно проводити оброблення крохмальної сировини. Для картопляного крохмалю температурний оптимум знаходиться у межах від 50 до 145 С, а для кукурудзяного – від 50 до 135 С. Досліджено процес взаємодії крохмалю з водою і встановлено, що процес структуроутворення відбувається за рахунок водневих зв’язків.

3. Дослідження структурно-механічних характеристик модифікованого крохмалю показало, що після оброблення нативних крохмалів різними способами (екструдування, окислення, зшивання), відбуваються перетворення в структурі крохмальної молекули: змінюється фракційний склад крохмалю, кількісне та якісне співвідношення різних фракцій. Після окислення крохмалів майже повністю зникає фракція амілопектину, а під час екструдування кількість високомолекулярної фракції зменшується, однак відбувається зростання кількості низькомолекулярних сполук (декстринів). Зміна фракційного складу впливає на здатність крохмалю утворювати клейстери та гелі. Зменшення кількості амілопектину робить клейстери менш тягучими.

4. Вперше проведено визначення оптимальної концентрації розчинника для отримання продукту необхідної структури двома новими методами: метод вільних крутильних коливань маятника і діелектричний метод. Співставлення механічних та діелектричних кривих дало можливість визначити оптимальну концентрацію крохмалю у розчині, яка становить для ацетильованого дикрохмаль адипату восковидної кукурудзи – 4,0 %, а для окисленого картопляного крохмалю – 6,0 %.

5. Встановлено, що не всі модифіковані крохмалі здатні утворювати драглі. Найбільш інтенсивно процес утворення драглів відбувається для нативних і окислених крохмалів картоплі і кукурудзи (гранична напруга зсуву становить відповідно 1,65; 2,8 кПас – для нативних крохмалів, 3,77 кПас – для окислених). Такі крохмалі можна використовувати для желеподібних продуктів, а зшиті крохмалі, які не утворюють драглів є промисловим вирішенням при виробництві кетчупів та соусів.

6. Досліджено вплив різних добавок на реологічні характеристики. Встановлено, що внесення в рецептуру продуктів кислоти і цукру послаблює процеси структуроутворення в заварених клейстерах, а внесення солі - навпаки, інтенсифікує процеси утворення структури клейстеру.

7. Розроблені рецептури з використанням модифікованих крохмалів. Для виробництва желе і желейних кремів запропоновано використання окисленого крохмалю, для загущення супів і томатних соусів – використання зшитих крохмалів. Встановлені оптимальні співвідношення сухого концентрату і води для отримання продуктів високої якості: співвідношення концентрату і води для желе становить – 1:2; для желейного крему – 1:2,5; для супу – 1:6.

8. Встановлено, що досліджувані крохмалі відповідають санітарно-гігієнічним вимогам. Зшиті крохмалі мають низький ступінь заміщення (для ацетильованого дикрохмаль фосфату С_еф = 0,22 % СР, а для ацетильованого дикрохмаль адипату восковидної кукурудзи С_еф = 0,489 % СР ) і не потребують високих енергетичних затрат у процесі перетравлювання їжі.

9. Показано, що модифіковані крохмалі, як і нативні в процесі ферментативного гідролізу здатні утворювати резистентні крохмалі. Це дає можливість використовувати їх у виробництві продуктів профілактичного призначення. Екструдовані крохмалі, в яких утворюється найбільше резистентних крохмалів, доцільно застосовувати при виробництві продуктів оздоровчого призначення.

10. Технологічні випробування модифікованих крохмалів показали, що вони легко розмішуються з водою, не утворюючи згустків, що важливо при варінні великих кількостей продукту. При зберіганні готові продукти не розріджуються і не загущуються; на поверхні їх не утворюється плівка. Це робить модифіковані крохмалі незамінними при виробництві продуктів швидкого приготування, салатних приправ, начинок для випікання та інших.

Публікації автора:

1. Мельник О.Ю., Ковбаса В.М. Дослідження зміни фізико-хімічних властивостей крохмалю в процесі екструзійного оброблення // Зернові продукти і комбікорми. – 2001. – №3. – с.34-35.

Особистий внесок: здобувач приймав участь у проведенні експерименту і обробці отриманих результатів.

2. Мельник О.Ю., Ковбаса В.М., Ковалевська Є.І. Дослідження впливу добавки цукру на реологічні властивості клейстерів модифікованих крохмалів // Наукові праці ОДАХТ. – 2002. – №24. – с.291-294.

Особистий внесок: здобувачем досліджено властивості систем крохмаль-вода і побудовано графіки впливу на ці властивості різних концентрацій цукру.

3. Мельник О.Ю., Ковбаса В.М., Ковалевська Є.І. Сіль і реологічні характеристики модифікованих крохмалів // Харчова і переробна промисловість. – 2002. – №12. – с.17-18.

Особистий внесок: здобувачем досліджено властивості систем крохмаль-вода і побудовано графіки впливу на ці властивості різних концентрацій солі.

4. Дослідження структури і кількісний аналіз функціональних груп модифікованих крохмалів / О.Ю. Мельник, В.М. Ковбаса, В.М. Руденко, О.Б. Бовсуновська // Наукові праці НУХТ. – 2003. – №14. – с.62-64.

Особистий внесок: здобувачем проведений аналіз літературних джерел, підготовка об’єктів дослідження, організація експерименту і обробка одержаних результатів.

5. Мельник О.Ю., Ковбаса В.М., Фоменко В.В. Дослідження кристалічності нативних і модифікованих крохмалів картоплі та кукурудзи // Харчова промисловість. – 2004. – №3. – с.53-55.

Особистий внесок: здобувач приймав участь у плануванні і проведенні досліджень, узагальненні результатів і підготовці матеріалів до друку.

6. Ковбаса В.М., Мельник О.Ю., Лазаренко М.В. Дослідження процесів набухання крохмалів у воді та визначення оптимальної концентрації // Зернові продукти і комбікорми. – 2005. – №2. – с. 11-13.

7. Деклараційний патент на винахід 59223 А України, МПК⁷ А23L1/48. Суміш порошкоподібного киселю // Мельник О. Ю., Ковбаса В. М. - №20021210230; Заявл. 18.12.2002; Опубл. 15.08.2003, Бюл. №8.

Особистий внесок: здобувачем проведено патентний пошук, організовано експеримент, проведено оформлення матеріалів і написання заявки на отримання патенту України.

8. Деклараційний патент на винахід 61337 А України, МПК⁷ А23L1/22. Суміш порошкоподібного соусу // Мельник О. Ю., Ковбаса В. М. - №2002129968; Заявл. 11.12.2002; Опубл. 17.11.2003, Бюл. №11.

Особистий внесок: здобувачем проведено патентний пошук, організовано експеримент, проведено оформлення матеріалів і написання заявки на отримання патенту України.

9. Деклараційний патент на винахід 69265 А України, МПК⁷ С08В30/08, А23L1/40. Спосіб визначення оптимальної концентрації крохмалю у клейстері // Ковбаса В. М., Лазаренко М. В., Кобилінська О. В., Ромашко О. В., Мельник О. Ю. - №20041008759; Заявл. 24.12.2003; Опубл. 16.08.2004, Бюл. №8.

Особистий внесок: здобувачем здійснений патентний пошук, оброблення експериментальних даних, оформлення заявки на отримання деклараційного патенту України.

10. Мельник О.Ю., Ковбаса В.М., Шутюк В.В. Вивчення змін властивостей модифікованих крохмалів після їх оброблення // Матеріали VIII міжнародної науково-практичної конференції “Наука і освіта 2005”. – Т.69. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2005. – с.64-67.

Особистий внесок: здобувач приймав участь в організації і проведенні експерименту, узагальненні отриманих даних.

11. Мельник О.Ю., Ковбаса В.М., Ковалевська Є.І. Вплив добавки цукру на реологічні властивості клейстерів модифікованих крохмалів // Матеріали 69-тої наукової конференції молодих вчених, аспірантів і студентів “Розроблення, дослідження і створення продуктів функціонального харчування, обладнання та нових технологій для харчової і переробної промисловості”. – Ч.2. – К.: НУХТ. – 2003. – с.103.

Особистий внесок: здобувачем проведено дослідження, узагальнено отримані результати, та підготовлено матеріали до публікації.

12. Дослідження деяких фізико-хімічних властивостей крохмалю / М.В. Лазаренко, С.В. Баглюк, А.М. Король, О.Ю. Мельник, В.М. Ковбаса // Матеріали VIII Всеукраїнської наукової конференції “Фундаментальна та професійна підготовка фахівців з фізики”. – Миколаїв. – 2003. – с.78-79.

Особистий внесок: здобувачем організовано та проведено експериментальні дослідження, проаналізовано отримані результати та оформлено матеріали тез.

13. Мельник О.Ю., Ковбаса В.М., Ковалевська Є.І. Дослідження впливу різних добавок на реологічні властивості клейстерів модифікованих крохмалів // Матеріали Міжнародної науково-технічної конференції “Розроблення та виробництво продуктів функціонального харчування, інноваційні технології та конструювання обладнання для перероблення сільгоспсировини, культура харчування населення України”. – К.: НУХТ. – 2004. – с. 85.

Особистий внесок: здобувач приймав участь в організації і проведенні експерименту, аналізі отриманих результатів, підготовці тез доповіді.

14. Мельник О.Ю., Ковбаса В.Н., Перепелица А.П. Исследование качественного раздела влаги в крахмалах методом ИК-спектроскопии // Тезисы докладов “Техника и технология пищевых производств”. – Могилев. – 2005. –с.65.

Особистий внесок: здобувачем проведений теоретичний аналіз літературних джерел, організований експеримент, проаналізовано отримані результати і підготовлено матеріали до публікації.