Анотація до роботи:

Сабадаш Н.І. Удосконалення технології високомальтозних сиропів із кукурудзяного крохмалю. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.05 – технологія цукристих речовин та продуктів бродіння. Національний університет харчових технологій, Київ, 2009.

Дисертаційна робота присвячена удосконаленню технології високомальтозних сиропів із кукурудзяного крохмалю шляхом використання комплексу амілолітичних ферментних препаратів. В дисертаційній роботі представлено теоретичні та експериментальні результати досліджень щодо закономірностей процесу зцукрювання крохмалю при використанні різних комбінацій ферментних препаратів та отримання сиропів з високим вмістом мальтози. Розроблено математичні моделі і визначено оптимальні параметри процесу зцукрювання розріджених крохмальних гідролізатів до мальтози з метою отримання високомальтозних сиропів. Запропоновано ряд способів комбінування ферментних препаратів для отримання мальтозних сиропів прогнозованого вуглеводного складу.

Удосконалено технологічну схему очищення ферментативних гідролізатів крохмалю від нерозчинних та розчинних домішок. Обґрунтовано ефективність використання природного сорбенту сапоніт для попереднього видалення завислих домішок та покращення процесу фільтрування. Удосконалено схему адсорбційного очищення гідролізатів крохмалю від барвних речовин.

Розроблено апаратурно-технологічну схему одержання високомальтозних сиропів із кукурудзяного крохмалю, наведено результати виробничих досліджень.

На підставі системного аналізу літературних даних, теоретичних та експериментальних досліджень, визначено технологічні умови і кінетичні закономірності ферментативного зцукрювання розрідженого крохмалю до мальтози та технологічні умови очищення гідролізатів, які дозволяють удосконалити технологію виробництва високомальтозних сиропів та зробити наступні висновки.

1. Досліджено кінетику процесу ферментативного зцукрювання розрідженого крохмалю ферментними препаратами -амілази, пуллуланази та грибної -амілази, які використовували окремо один від одного та у різних комбінаціях і встановлено, що найбільша швидкість зцукрювання крохмалю до мальтози досягається за витрат -амілази 0,03 од.ЗА/г СР крохмалю, пуллуланази – 0,0006 од.АП/г СР крохмалю та грибної -амілази – 9 од.АА/г СР крохмалю.

2. Внаслідок проведеної обробки дослідних даних встановлено, що витрата грибної -амілази та момент її введення у технологічний процес від початку процесу зцукрювання має переважний вплив на накопичування мальтози в гідролізатах. Використання комплексу ФП -амілази, пуллуланази для проведення процесу зцукрювання з наступним додаванням ФП грибної -амілази через 9 год. від початку зцукрювання дає можливість отримувати високомальтозні сиропи з вмістом мальтози до 80 % до маси РР.

   Шляхом математичного оброблення експериментальних даних отримано математичну модель процесу ферментативного зцукрювання кукурудзяного крохмалю з метою отримання високомальтозного гідролізату (понад 70 % мальтози до маси РР). На основі отриманих рівнянь з відносною похибкою 5 % встановлено оптимальні технологічні параметри зцукрювання: витрати b-амілази з розрахунку 0,03 од.ЗА/г СР крохмалю; витрати пуллуланази і грибної a-амілази відповідно 0,0006 од.АП/г та 9 од.АА/г СР крохмалю; грибну a-амілазу необхідно вводити у гідролізат через 9 год. від початку процесу зцукрювання. Максимальний вміст мальтози в гідролізаті спостерігається через 40±2 год. зцукрювання.

   Визначено, що послідовність введення зцукрюючих ферментних препаратів у гідролізат має суттєвий вплив на формування вуглеводного складу сиропу, а саме на співвідношення кількостей мальтози, глюкози, та олігосахаридів. Для отримання мальтозного сиропу з вмістом мальтози вище 70 % і глюкози близько 16 % необхідно перший етап зцукрювання проводити протягом 24 год. з використанням ФП грибної a-амілази з розрахунку 6 од.АА/г СР крохмалю з подальшим введенням комплексу ФП -амілази та пуллуланази у кількостях 0,03 од.ЗА/г та 0,0006 од.АП/г СР крохмалю відповідно.

   На основі експериментальних досліджень встановлено, що використання поліакриламідних флокулянтів та природних сорбентів для видалення нерозчинних домішок із гідролізатів крохмалю значно інтенсифікує процес їх фільтрування та підвищує ефект очищення сиропів.

   Встановлено, що на етапі очищення гідролізатів від нерозчинних домішок ефективним є використання природного сорбенту сапоніт. Внаслідок адсорбції на сапоніті нерозчинних речовин швидкість фільтрування сиропів підвищується у 5,2 рази, а ефект очищення зростає на 6 %.

   В результаті оптимізації дослідних даних щодо технологічних параметрів очищення високомальтозних гідролізатів за допомогою сорбенту сапоніт отримано математичні залежності ефекту очищення гідролізатів від витрат та тривалості контакту сорбенту за певних температури та рН гідролізату. За допомогою узагальненого критерію оптимізації визначено значення оптимальних параметрів даного процесу: витрати сапоніту – 1,5 % до маси СР гідролізату, тривалість оброблення 15 хв. за температури 95 С та рН гідролізату 4,75.

   Встановлено, що попереднє видалення жиро-білкових домішок шляхом використання сорбенту сапоніт в кількості 1,5 % до маси сухих речовин гідролізату дає можливість зменшити витрати високовартісного активного вугілля для знебарвлення гідролізатів на 20…25 %. Адсорбційне очищення активним вугіллям доцільно проводити за температури 70 С протягом 20 хв, ефект знебарвлення сиропів при цьому буде становити 90 %.

   Дослідно-промислові випробування удосконаленої технології високомальтозної патоки на Звягінському крохмальному заводі підтвердили її ефективність. Запропоновані технологічні параметри проведення зцукрювання розрідженої суспензії кукурудзяного крохмалю та очищення гідролізатів забезпечують отримання сиропів з високим вмістом мальтози (до 80 % до маси РР), значне покращення фільтраційних властивостей гідролізатів, підвищення якості готової продукції.

   Проведено виробничі випробування щодо використання високомальтозної патоки у виробництві помадних цукерок та заварних видів хліба. Визначено, що використання цієї патоки при виготовленні окремих сортів помадних цукерок дозволяє повністю замінити патоку карамельну, та до 70 % рецептурної кількості меду у медових цукерках.

   Встановлено, що у заварних видах хліба можлива заміна рецептурної кількості цукру на високомальтозну патоку. Розрахунок економічного ефекту від впровадження рецептур на виробництво заварних видів хлібу з використанням високомальтозних сиропів як замінників цукру показав можливість збільшення прибутку підприємства за рахунок зменшення витрат на виробництво продукції на 102000 грн на рік за такими позиціями хлібопекарських виробів: хліб “Київський заварний”, “Старокиївський”, “Гроно”.

Публікації автора:

1. Грабовська О.В. Особливості кристалізації глюкози / О.В. Грабовська, Н.І. Штангеєва, Н.І. Гордійчук (Сабадаш) // Цукор України. – 2003. – №3. – С. 23-24.

Особистий внесок: приймала участь у проведенні досліджень та обробці експериментальних даних.

2. Грабовська О.В. Вивчення впливу гідратації глюкози на її кристалізацію / О.В. Грабовська, Н.І. Штангеєва, Н.І. Гордійчук (Сабадаш) // Цукор України. – 2006. – №5. – С. 30-31.

Особистий внесок: приймала участь у проведенні досліджень та обробці експериментальних даних.

3. Вивчення кінетики зцукрювання крохмалю до мальтози шляхом застосування комбінацій ферментних препаратів / Н.І. Гордійчук (Сабадаш), О.В. Грабовська, Н.І. Штангеєва, Є.В. Розборський // Цукор України. – 2006. – №6. – С. 26-29.

Особистий внесок: приймала участь у підборі і аналізі літературних джерел, у плануванні та проведенні експериментальних досліджень, обробці результатів експерименту та оформленні статті.

4. Розроблення технології сухих порошкоподібних продуктів на основі гідролізатів крохмалю / О.В. Грабовська, Н.І. Штангеєва, Н.І. Гордійчук (Сабадаш), О.М. Майданець, К.Д. Малецька, Н.Б. Сильнягіна // Цукор України. – 2007. – №4. – С. 29-31.

Особистий внесок: приймала участь у проведенні досліджень, обробці результатів експерименту та у підготовці матеріалів до публікації.

5. Дослідження процесу розпилювального зневоднення дисперсій гідролізованого крохмалю / К.Д. Малецька, Н.Б. Сильнягіна, О.В. Грабовська, Н.І. Штангеєва, Н.І. Гордійчук (Сабадаш), О.М. Майданець // Цукор України. – 2007. – №5-6. – С. 39-40.

Особистий внесок: приймала участь у проведенні досліджень, обробці результатів експерименту та оформленні статті.

6. Дослідження ефективності способів фракціонування крохмалю і аналіз отриманих продуктів / О.В. Грабовська, Н.І. Штангеєва, О.М. Майданець, Н.І. Гордійчук (Сабадаш) // Наукові праці НУХТ. –2007. – №20. – С. 5-8.

Особистий внесок: приймала участь в організації та проведенні досліджень, обробці експериментальних даних і написанні статті.

7. Дослідження технологічних умов очищення мальтозних гідролізатів крохмалю / Н.І. Гордійчук (Сабадаш), О.В. Грабовська, В.В. Кириченко, Є.В. Розборський // Вісник харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка “Сучасні напрямкми технології та механізації процесів переробних і харчових виробництв”. – Харків: ХНТУСГ, 2007. – Вип. 58.– С. 194-201.

Особистий внесок: приймала участь в пошуку, підборі та теоретичному аналізі літературних джерел, в організації та проведенні досліджень, проаналізувала їх результати та підготувала матеріал до публікації.

8. Дослідження впливу електромагнітного поля НВЧ на процес окиснення крохмалю пероксидом водню / О.В. Грабовська, А.В. Уханова, О.С. Парняков, Н.І. Гордійчук (Сабадаш) // Цукор України. – 2008. – №1. – С. 34-36.

Особистий внесок: приймала участь у підборі і теоретичному аналізі літературних джерел, плануванні і проведенні досліджень, обробленні експериментальних даних та підготовці матеріалів до друку.

9. Оптимізація технологічних параметрів отримання високомальтозних сиропів із крохмалю / Н.І. Сабадаш, О.В. Грабовська, В.О. Мірошник, Є.В. Розборський // Наукові праці НУХТ. – 2008. – №24. – С. 70-73.

Особистий внесок: приймала участь у підборі і теоретичному аналізі літературних джерел, плануванні і проведенні досліджень, обробленні експериментальних даних та підготовці матеріалів до друку.

10. Декл. пат. 70674 А України, МПК⁷ А23G3/00. Спосіб виробництва глюкозної помади / Грабовська О.В., Штангеєва Н.І., Майданець О.М., Кузнєцова І.В., Гордійчук (Сабадаш) Н.І.; заявник і патентовласник Національний університет харчових технологій. – №20031212089; заявл. 23.12.2003; опубл. 15.10.2004, Бюл. № 10.

Особистий внесок: провела патентний пошук, приймала участь в експериментальних дослідженнях, обробці отриманих даних та написанні заявки на патент України.

11. Декл. пат. 70716 А України, МПК⁷ С13К1/06, С12Р19/02. Спосіб виробництва високозцукреного сиропу / Грабовська О.В., Штангеєва Н.І., Майданець О.М., Кузнєцова І.В., Гордійчук (Сабадаш) Н.І.; заявник і патентовласник Національний університет харчових технологій. – №20031212351; зявл. 25.12.2003; опубл. 15.10.2004, Бюл. № 10.

Особистий внесок: провела патентний пошук, приймала участь у організації та проведенні експериментальних досліджень, узагальненні їх результатів, підготовці матеріалів та написанні заявки на патент України.

12. Дослідження впливу мутаротації на швидкість кристалізації глюкози / Н.І. Гордійчук (Сабадаш), Л.О. Григоренко, О.В. Грабовська, В.О. Мірошник // Розроблення, дослідження і створення продуктів функціонального харчування, обладнання та нових технологій для харчової і переробної промисловості: 69-та наукова конференція молодих вчених, аспірантів і студентів, 22-24 квітня 2003 р.: програма і матеріали конференції. – К.: НУХТ, 2003. – Ч.2. – С. 12.

Особистий внесок: приймала участь у проведенні експериментальних досліджень, обробці отриманих даних та написанні тез доповіді.

13. Розроблення технології цукристих крохмалепродуктів з використанням фруктово-ягідної сировини / О.В. Грабовська, Н.І. Штангеєва, О.М. Майданець, Н.І. Гордійчук (Сабадаш) // Перспективные направления развития пищевой промышленности: научно-практическая конференція.: сборник научных статей. – Одесса: ОЦНТЭИ, 2003. – С. 47-49.

Особистий внесок: приймала участь у проведенні досліджень, узагальненні отриманих результатів та оформленні тез доповіді.

14. Вплив таутомерних перетворень глюкози на швидкість її кристалізації / Н.І. Штангеєва, О.В. Грабовська, Н.І. Гордійчук (Сабадаш), О.О. Качковський // “Дні науки НаУКМА” 10-та наукова конференція, 26-30 січня 2004 р.: програма. – К.: НаУКМА, 2004.

Особистий внесок: приймала участь у підборі і теоретичному аналізі літературних джерел, в проведенні експериментальних досліджень, обговоренні та узагальненні результатів досліджень, підготовці матеріалів до публікації.

15. Гордійчук (Сабадаш) Н.І. Дослідження технологічних умов кристалізації ангідридної глюкози / Н.І. Гордійчук (Сабадаш), О.В. Грабовська // Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті: 70-та наукова конференція молодих вчених, аспірантів і студентів, 20-21 квітня 2004 р.: програма і матеріали конференції. – К.: НУХТ, 2004. Ч.2.– С. 12.

Особистий внесок: приймала участь у плануванні та проведенні досліджень, проаналізувала їх результати та оформила тези доповіді.

16. Гордійчук (Сабадаш) Н.І. Дослідження технологічних умов ферментативного розріджування крохмалю для виробництва мальтозних сиропів / Н.І. Гордійчук (Сабадаш), А.О. Тихонюк, О.В. Грабовська // Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті: 71-ша наукова конференція молодих вчених, аспірантів і студентів, 18-19 квітня 2005 р.: програма і матеріали конференції. – К.: НУХТ, 2005. Ч.2. – С. 9.

Особистий внесок: приймала участь у проведенні досліджень, обробці експериментальних даних та оформленні матеріалів.

17. Гордійчук (Сабадаш) Н.І. Дослідження впливу дозування ферменту на кінетику зцукрювання мальтозних сиропів / Н.І. Гордійчук (Сабадаш), О.В. Грабовська // Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті: 72-а наукова конференція молодих учених, аспірантів і студентів, 17-18 квітня 2006 р. – К.: НУХТ, 2006. Ч.2. – С. 9.

Особистий внесок: приймала участь у підборі і теоретичному аналізі літературних джерел, проведенні досліджень, в обробленні експериментальних даних і написанні тез доповіді.

18. Гордійчук (Сабадаш) Н.І. Отримання мальтозних сиропів із крохмалю / Н.І. Гордійчук (Сабадаш), О.В. Грабовська, Н.І. Штангеєва // Удосконалення процесів та обладнання харчових та хімічних виробництв.: XI міжнародна наукова конференція, 30 травня-2 червня 2006 р.: Наукові праці – Одеса: ОНАХТ, 2006. – Вип. 28. – Т 2. – С. 318.

Особистий внесок: провела літературний огляд, експериментальні дослідження, проаналізувала і узагальнила їх результати, оформила тези доповіді.

19. Гордійчук (Сабадаш) Н.І. Дослідження впливу ферментного препарату грибної -амілази на вуглеводний склад мальтозних сиропів / Н.І. Гордійчук (Сабадаш), О.В. Грабовська // Нові ресурсо- та енергозберігаючі технології харчових виробництв: Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції, 1-2 березня 2007 р. – Полтава: РВЦ ПУСКУ, 2007. – С. 42-43.

Особистий внесок: приймала участь у підборі і аналізі літературних джерел, в проведенні експериментальних досліджень, проаналізувала їх результати та оформила тези доповіді.

20. Гордійчук (Сабадаш) Н.І. Удосконалення способу очищення мальтозних сиропів від жиро-білкового комплексу / Н.І.Гордійчук (Сабадаш), Є.В. Розборський, О.В. Грабовська // Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті: 73-я наукова конференція молодих учених, аспірантів і студентів, 23-24 квітня 2007 р. – К.: НУХТ, 2007. Ч.1. – С. 145.

Особистий внесок: приймала участь в організації та проведенні досліджень, оформила тези доповіді.

21. Оптимізація технологічних параметрів виробництва високомальтозної патоки / Н.І. Сабадаш, В.В. Кириченко, Є.В. Розборський, О.В. Грабовська, В.О. Мірошник // Наукові здобутки молоді – вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті: 74-а наукова конференція молодих учених, аспірантів і студентів, 21-22 квітня 2008 р. – К.: НУХТ, 2008. – С. 179.

Особистий внесок: приймала участь у плануванні та проведенні експериментальних досліджень, обговоренні та узагальненні результатів досліджень, підготовці матеріалів до публікації.