Технологія заморожених та порошкоподібних дрібнодисперсних добавок і оздоровчих продуктів із інуліновмісної сировини з використанням кріодеструкції та механоактивації: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: 05.18.13 – технологія консервованих і охолоджених харчових продуктів

Abstract

Дисертація присвячена розробці технології заморожених та порошкоподібних дрібнодисперсних добавок із інуліновмісної сировини (топінамбура), що є джерелами пребіотичних речовин, а також натуральними структуроутворювачами та одночасно збагачувачами біологічно активними фітокомпонентами та виробництво яких засновано на використанні процесів кріодеструкціі та механоактивації під час кріогенного «шоко- вого» заморожування та дрібнодисперсного подрібнення. Спільне застосування останніх призводить до часткової деструкції (на 50…70 %) гетерополісахаридів (інуліну, целюло- зи, пектинових речовин), а також білку до їх окремих мономерів (фруктози, цукрів, ɑ -амінокислот, розчинного пектину) та одночасного збільшення (в 2…2,7 рази) масової частки біологічно активних фітокомпонентів (фенольних сполук, дубильних речовин, L-аскорбінової кислоти тощо). Паралельно відбувається інактивація окислювальних ферментів, що дає можливість зберегти отриману високу біологічну цінність добавок та оздоровчих продуктів з їх використанням (комбінованих кисломолочних напоїв і по- рошкоподібних «Instant» нанонапоїв) протягом терміну зберігання. На отримані доба- вки та оздоровчі продукти з їх використанням розроблено нормативну документацію (ТУ), проведено апробацію в промислових умовах, розраховано ТЕО.

Thesis is devoted to the development of technology of frozen and powdered fine- dispersed additives from inulin-containing raw materials (topinambour), which can be simul- taneously the source of prebiotics, natural structure-forming agents and enrichers of biologically active phytocomponents. The production of them is based on the use of processes of cryodestruction and mechanoactivation during cryogenic “shock” freezing and fine- dispersed grinding, the common application of which leads to a partial destruction of heteropolysaccharides (inulin, cellulose), as well as protein, pectin substances to their individual monomers (fructose, sugars, α-amino acids, soluble pectin). Besides it these pro- cesses lead to simultaneous increase of mass fraction of biologically active phytocomponents (phenolic compounds, tannins, L-ascorbic acid, etc.) and the inactivation of oxidative enzymes which allows keeping the high nutritional and biological value of the obtained addi- tives and products with their use for the storage duration. It is investigated that topinambour is a source of a complex of nondigestible food components – prebiotic substances (represented mainly by inulin, as well as cellulose, pectin substances and protein, the total mass fraction of which is 60...65 % of dry matter in the product) and biologically active phytocomponents (phenolic compounds, tannins, L-ascorbic acid, etc.) with antioxidant and immunomodulatory effects. The model researches have shown that the freezing to a temperature -18° C by the traditional way in a freezing chamber and by the cryogenic method using liquid nitrogen leads to an increase of activity of the oxidative enzymes in topinambour 1,3...1,4 times and it is de- termined that the use of cryogenic “shock” freezing to the temperature -32...-35° С and below

inside the product leads to the inactivation of enzymes, the activity of which is not restored with further fine-dispersed grinding. The mechanism of it has been also found. It is revealed that the use of cryodestruction and mechanoactivation during cryogenic "shock" freezing and fine-dispersed grinding leads to the destruction of 50…55 % non-digestible polysaccharide inulin, bound with the other biopolymers in nano- complexes into its individual monomers – easily digestible fructose. It is determined that due to the processes of cryodestruction and mechanoactivation it occurs the more complete removal (3,0...3,5 times) of the total amount of pectin sub- stances from the bound with the other biopolymers state into the free state and a part of protopectin (30…50 %) in topinambour is transformed into a soluble pectin during the cryogenic “shock” freezing and fine-dispersed grinding. It is found that during the cryogenic “shock” freezing and fine-dispersed grinding it occurs the destruction of protein molecules to the individual monomers (amino acids) and their partial transformation (45...55%) from the bound form into a free form during the ob- taining of frozen and powdered fine-dispersed additives. An increase of the mass fraction of α-amino acids is confirmed by the infra-red spectroscopy; It is determined that the use of cryodestruction and mechanoactivation during the cryogenic “shock” freezing and fine-dispersed grinding of topinambour makes it possible to preserve, remove additionally and transform biologically active phytocomponents (phenolic compounds, tannins, L-ascorbic acid, etc.) from the bound with biopolymers in nanocomplexes state to a free state. It allows obtaing the frozen and powdered additives, which contain 1,7...2,2 times more of these substances than the original (fresh) raw materials. The social and economic efficiency of development is proved. The normative doc- umentation (technical specifications) was elaborated for frozen and powdered fine- dispersed additives, as well as for new healthful products with their use. The research re- sults are implemented into production and educational process.