WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

ПОЛУНИНА Ольга Анатольевна

РАЗРАБОТКА РЕЦЕПТУРЫ И ТОВАРОВЕДНАЯ ОЦЕНКА

ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ СВОЙСТВ ХЛЕБА

С СЕРЕБРЯНЫМ НАНОБИОКОМПОЗИТОМ

Специальность 05.18.15

Товароведение пищевых продуктов

и технология продуктов общественного питания

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Новосибирск 2007

Работа выполнена на кафедрах естественных наук и экспертизы товаров

Сибирского университета потребительской кооперации

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Михайлов Юрий Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Романов Александр Сергеевич

кандидат технических наук, доцент

Степанова Елена Николаевна

Ведущая организация: Сибирский филиал

Государственного научного

учреждения Всероссийского

научно-исследовательского

института зерна и продуктов

его переработки

Защита диссертации состоится 26 октября 2007 г. в 12-00 часов на заседании диссертационного совета К 513.003.02 при Сибирском университете потребительской кооперации по адресу:

630087, Новосибирск – 87, пр. К. Маркса, 26/2, зал заседаний диссертационных советов.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского университета потребительской кооперации

Автореферат разослан 26 сентября 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

кандидат технических наук,

доцент Т.В. Плотникова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В настоящее время наметилась устойчивая тенденция по использованию продуктов здорового питания для профилактики болезней и оздоровления населения. Особый дефицит наблюдается в производстве изделий для специального питания, которые могли бы обеспечить потребность организма человека в необходимых химических элементах. К числу таких изделий можно отнести хлеб и хлебобулочные изделия специального назначения, ассортимент которых в России явно недостаточен.

Несомненный интерес представляет использование в пищевой промышленности природных минералов – цеолитов, которые применяются с 90-х годов ХХ века для получения пищевых добавок в лечебно-профилактическом питании (Благитко Е.М., Бгатов В.И., Новоселова Т.И., 2000). Но применение цеолитов в пищевой промышленности находится, главным образом, на стадии подготовки сырья и потенциал их как биокорректоров состава электролитных сред организма и энтеросорбентов используется не в полной мере (Хорунжина С.И., 1994).

Кроме того, в последнее время резко усилился интерес к природному антисептику – серебру, что объясняется широким антибактериальным спектром его действия в отношении патогенной микрофлоры, наличием вирулоцидной и фунгицидной активности и относительно низкой стоимостью. В патентной литературе приведены примеры успешного применения серебряной воды в хлебопечении для изготовления хлебобулочных изделий с антимикробными и целебными свойствами (Коротков Ю.А., Коваль И.В., Коваль Д.И., 1996).

В тоже время в мире наблюдается резкий всплеск интереса к нанотехнологиям и наноматериалам, так как частицы металлов в нанодисперсном состоянии (на уровне 10 9 м) обладают рядом уникальных характеристик, поскольку изменяются их фундаментальные свойства.

Все указанное выше определило целесообразность разработки специального продукта питания – хлеба с добавкой серебряного нанобиокомпозита. Этот подход к производству специальных продуктов питания является новым и отвечает современным тенденциям в научных и практических исследованиях.

Цель и задачи исследования. Целью работы явилась разработка рецептуры хлеба для профилактического питания с добавкой биокомпозита в виде наночастиц серебра на поверхности минерального сорбента и его товароведная оценка.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи:

• провести физико-химическое исследование реакции термического разложения ацетата серебра в качестве прекурсора для получения наноразмерных частиц серебра;

• синтезировать биокомпозит в виде наночастиц серебра на поверхности природного минерального сорбента - цеолита;

• определить растворимость стабилизированных цеолитами наночастиц серебра в жидких средах различного состава;

• исследовать антимикробную и антибактериальную активности стабилизированных цеолитом наночастиц серебра в сравнении с известными препаратами серебра;

• разработать рецептуру хлеба с серебряным нанобиокомпозитом, обеспечивающего восполнение суточной потребности организма человека в микроэлементе серебре и увеличение срока его хранения;

• изучить технологические свойства и пищевую ценность хлеба с серебряным нанобиокомпозитом;

• разработать техническую документацию для производства хлебобулочных изделий с добавкой серебряного нанобиокомпозита.

Область исследования. Содержание диссертационной работы соответствует области исследования п. 7 «Разработка прогрессивных технологий с обеспечением качества и количества товаров на разных этапах технологического цикла, путем учета формирующих и регулирования сохраняющих факторов» Паспорта номенклатуры специальностей научных работников (технические науки).

Научная новизна результатов исследования. Разработана рецептура хлеба для профилактического питания с добавкой серебряного нанобиокомпозита и выполнена его товароведная оценка. Достижение указанной цели стало возможным в результате получения следующих новых результатов:

– получены новые данные по реакции термического разложения ацетата серебра. Установлен состав твердого и газообразных продуктов его разложения, определены кинетические параметры реакции, выявлены режимы проведения реакции с целью получения металлического серебра в нанодисперсном состоянии;

– синтезирован серебряный нанобиокомпозит из частиц серебра на поверхности минерального сорбента-цеолита для пищевых продуктов;

– определена растворимость и динамика растворения стабилизированных цеолитом серебряных наночастиц в растворах различного состава;

– выполнено сравнительное исследование антибактериальной активности наночастиц серебра на поверхности цеолита и его известных препаратов. Выявлена повышенная, в сравнимых условиях, активность серебра в нанодисперсном состоянии;

– подтверждена антибактериальная активность серебряного нанобиокомпозита в составе исходного сырья для производства хлеба;

– обоснована возможность использования серебряного нанобиокомпозита в производстве специализированных хлебобулочных изделий.

Практическая значимость и реализация результатов. Разработанный серебряный нанобиокомпозит защищен патентом РФ 2245151 и реализован в практике в качестве антисептического средства. Разработана техническая документация на хлеб из пшеничной муки I сорта с серебряным нанобиокомпозитом (ТУ 9115-054-01597951-07 и РЦ8РФ № 1). На технологический процесс его изготовления разработана технологическая инструкция. Разработанная технология внедрена в хлебопекарне Мукомольного ОАО «Авангард» г. Новосибирска (акт о внедрении от 19 апреля 2007 г., № 95/1). Материалы работы используются в учебном процессе по специальностям: 080401.65 «Товароведение и экспертиза товаров»; 110305.65 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции»; 260501.65 «Технология продуктов общественного питания» Сибирского университета потребительской кооперации (справка о внедрении от 15 июня 2007 г., № 30-626).

Апробация результатов. Основные положения и результаты диссертации представлены и обсуждены на Научно-практической конференции с международным участием «Товароведение в ХХI веке» (Новосибирск, 2002); IX Международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах» (Кемерово, 2004); Научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы коммерции и маркетинга в потребительской кооперации» (Новосибирск, 2004); Международной научно-практической конференции «Потребительский рынок: качество и безопасность товаров и услуг» (Орел, 2004); Научно-практической конференции с международным участием «Серебро и висмут в медицине» (Новосибирск, 2005); Всероссийских научно-практических конференциях «Региональные аспекты развития рынка потребительских товаров» (Хабаровск, 2005) и «Товарный консалтинг и аудит потребительского рынка» (Бийск, 2006); 13th international Conference of Radiation Physics and Chemistry of Inorganic Materials (Tomsk, 2006); 8-ой межрегиональной научно-практической конференции «Современное хлебопекарное производство, перспективы его развития» (Екатеринбург, 2007); Второй всероссийской конференции по наноматериалам «НАНО-2007» (Новосибирск, 2007), Международной научно-практической конференции «Роль инноваций в современном обществе» (Петропавловск-Камчатский, 2007).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 15 печатных работ, отражающих ее основное содержание, в том числе одна в рецензируемом журнале, рекомендованном ВАК РФ. Общий объем публикаций составляет 4,1 п.л, в том числе авторских 2,6.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, библиографического списка, включающего 220 наименований (из них 27 на иностранных языках), и приложений. Текст работы изложен на 141 странице, содержит 26 таблиц, 23 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе приведены сведения о цеолитах, описаны их свойства и использование в различных областях практики. Рассмотрены виды препаратов серебра, их антибактериальные свойства и применение. Дано определение термину «нанобиокомпозиты», рассмотрены способы их получения и перспективы применения. Приведены сведения о пищевых добавках, используемых в хлебопечении для обогащения и сохранения их качества.

Во второй главе приведена схема организации работы, дана характеристика объектов и методов исследования, исходя из поставленной цели и задач исследования. Общая структура исследований представлена на рис. 1.

Исследования выполнялись в период с 2002 по 2007 годы на базе научно-исследовательских лабораторий кафедр естественных наук и экспертизы товаров Сибирского университета потребительской кооперации, а также в научно- исследовательских лабораториях Института химии твердого тела и механохимии

Рис. 1. Общая структура исследований

СО РАН, Института неорганической химии СО РАН, Института катализа СО РАН, испытательной лаборатории Сибирского федерального центра оздоровительного питания, Сибирского научно-исследовательского и проектно-технологического института животноводства СО РАСХН, в микробиологических лабораториях Областной клинической больницы г. Новосибирска, ГНЦ ВБ «Вектор».

В качестве объектов на разных этапах исследования, в рамках выполнения данной работы использовались: ацетат серебра и серебряный нанобиокомпозит; мука пшеничная хлебопекарная I сорта; мука пшеничная хлебопекарная I сорта с добавкой серебряного нанобиокомпозита; хлеб пшеничный из муки I сорта; хлеб пшеничный с добавкой серебряного нанобиокомпозита.

В работе использовались общепринятые в научных исследованиях органолептические, физико-химические, химические, микробиологические методы, а также методы рентгенофазового, термического, масс-спектрометрического, текстурного анализа, электронной микроскопии, сканирующей микрокалориметрии, инверсионной вольтамперометрии, газожидкостной хроматографии, атомно-абсорбционной спектроскопии. Математическая обработка результатов исследований проводилась с применением описательной статистики, двухвыборочного t-теста программы «Мicrosoft Excel» и «Origin» (версия 6.1).

В третьей главе «Синтез и физико-химическое исследование свойств серебряного нанобиокомпозита» приведены результаты физико-химического исследования реакции термического разложения ацетата серебра, приготовления серебряного нанобиокомпозита и изучения его свойств.

Данные термогравиметрического анализа показали, что термическое разложение ацетата серебра при скорости нагрева 10 град./мин идет в один этап в интервале температур 170280 оС. Убыль массы образца при разложении с хорошей точностью свидетельствует об образовании металлического серебра. Узкий экзотермический пик при 280 оС соответствует процессу восстановления серебра; плоский пик в интервале температуры 290–330 оС не связан с какой-либо потерей массы и может быть отнесен, например, к укрупнению частиц серебра (рис. 2). Масс-спектр газообразных продуктов реакции термического разложения ацетата серебра указывает на присутствие СО, СО2, H2O, CH3COOН. Результаты рентгенофазового анализа свидетельствуют, что исходным соединением является ацетат серебра, а по ходу реакции появляются и усиливаются рефлексы металлического серебра, которые по завершению реакции являются единственным твердым продуктом (рис. 3). Результаты кинетического анализа показали, что относительное постоянство величин энергии активации наблюдается для интервала степени превращения 0,5 < < 0,9. Получены значения кинетических параметров: энергия активации ЕА =380 кДж/ моль и логарифм предэкспоненциального фактора, равный 36. Аномально высокое значение предэкспоненциального фактора может быть связано с большой величиной активационного объема в исследуемой реакции, а высокое значение ЕА указывает на значительный энергетический барьер для ее протекания. По данным сканирующей электронной микроскопии, исходные кристаллы ацетата серебра имеют вид вытянутых пластин длиной 70100 мкм и толщиной 510 мкм. Данные просвечивающей электронной микроскопии показали, что при температурах 210280 оС ацетат серебра разлагается с образованием частиц серебра, имеющих размер 3050 нм, а при температуре 350 оС идет формирование пористой структуры, состоящей из сросшихся частиц большего размера.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»