Зразок роботи
3. Характеристика картоплі як сировини для виробництва пектину
Пектин - один із самих розповсюджених полісахаридів, що міститься у достатній кількості в рослинній сировині — плодах, овочах, корене- та бульбоплодах, яблучних та цитрусових вичавках та інших вторинних ресурсах.
Проте, на сьогодні існує парадоксальна ситуація: пектин не став дешевим та доступним. Вартість пектину на світовому ринку сягає 15 доларів США за кілограм, що не дає можливості у достатній кількості використовувати його у продуктах оздоровчого призначення з метою профілактики захворювань і на виробництво пастило-мармеладних, желейних виробів, джемів, консервів [6].
Пектин в Україні не виробляється та імпортується з Європи., а тому вартість його висока. Вирішити проблему нестачі в Україні пектину, можна впровадженням його власного виробництва із дешевої вітчизняної сировини.
У світовій практиці для виробництва комерційного пектину використовується в основному яблучні вичавки та шкірка цитрусових. В нашій країні цінною сировиною для виробництва пектину крім яблучних вичавок може бути буряковий жом — відхід бурякоцукрового виробництва. Відомо, що картопляна мезга, відхід від виробництва крохмалю з картоплі, містить пектин (вміст 2 – 5,4 %), капустяні овочі, яких чимала кількість переробляється в Україні, морква — усе це може бути сировиною для промислового виробництва пектину.
Дана курсова робота присвячена виробництву пектину з картоплі. Харчова цінність картоплі зумовлена високим вмістом крохмалю (14 – 25 %). Розмір крохмальних зерен досить великий, чим пояснюється добра розсипчастість картоплі після кулінарної обробки, а також досить проста технологія виробництва крохмалю. Чим вищий вміст крохмалю, тим кращий смак картоплі.
На рис.3.1 представлено поперечний розріз бульби картоплі.
Рис.3.1 – Поперечний розріз бульби картоплі
1 — шкірочка; 2 — кора; З — камбіальне кільце; 4 — зовнішня серцевина; 5 — внутрішня серцевина
На поверхні шкірочки розміщені вічка, в яких знаходяться бруньки (3…5 бруньок в одному очку). При пророщуванні бруньки дають кільчик. Під шкірочкою міститься м’якоть, яка складається з декількох шарів: кори, камбіального кільця, зовнішньої і внутрішньої серцевини, клітини яких заповнені зернами крохмалю (рис. 3.1).
У таблиці 3.1 представлено хімічний склад картоплі. Потрібно зазначити, що хімічний склад картоплі коливається і залежить від ботанічного сорту картоплю, кліматичних умов, місця вирощування й т.д.
Таблиця 3.1
Хімічний склад картоплі
Назва елементу Вміст,%
1 2
Вода 75,0
Сухі речовини, з них: 25,0
Крохмаль 18,5
Азотні речовини 2,0
Клітковина 1,0
Мінеральні речовини 0,9
Цукор 0,8
Жир 0,2
Пектинові речовини 1,6
Цінний хімічний склад картоплі є беззаперечним фактом виробництва пектину. Дослідники Пастух Г.С. та Грабовський Є.О. провели дослідження способів отримання пектину із різної рослинної сировини і вивчення його властивостей [6].
В роботі було досліджено різні види сировини на предмет вилучення пектинових речовин. Отримано зразки бурякового, яблучного, картопляного, капустяного та гарбузового пектинів та визначено їх характеристики.
Вихід та аналітичні характеристики отриманого пектину — вміст метоксильних та вільних карбоксильних груп, уронідну складову визначали титрометричним методом.
Вилучення пектину здійснювали шляхом проведення послідовних операцій кислотного гідролізу, екстрагування, відокремлення та очищення пектинового екстракту, осадження пектину та зневоднення пектинового коагуляту, висушування та подрібнення готового пектину.
Було проведено серію досліджень кінетики процесу екстрагування пектину з використанням у якості гідролізуючого агенту щавлевої та хлоридної кислот концентрацією відповідно 3 та 1,4 % за гідромодуля 1:2 при температурі 75 °С.
З аналізу дослідних даних встановили, що ефективніше накопичення пектинових речовин у гідролізатах відбувається при використанні для гідролізу хлоридної кислоти.
Отримані результати фізико-хімічних досліджень показників капустяного, бурякового, яблучного, цитрусового і картопляного пектинів представлені в таблиці 3.2.
Таблиця 3.2
Порівняльна характеристика фізико-хімічних показників якості пектину [6]
Вид
пектину Фізико-хімічні показники
Вміст галактоуронової
кислоти, % Вміст ацетильних груп, % Ступінь еритифікації, % Вихід пектину, %
Цитрусовий 94,39 - 77,4 25
Буряковий 91,56 0,12 43,3 15
Яблучний 93,72 0,02 78,2 22
Капустяний 73,63 0,15 64,9 12
Картопляний 64,5 0,1 69 10
Гарбузяний 68,5 0,6 65 10,5
Аналіз фізико-хімічних показників отриманих зразків порошків пектину показав, що пектини з різних видів сировини мають різні властивості, що пов’язано із метоксильною складовою.
Високоетерифіковані яблучні, капустяні, цитрусові та картопляні пектини мають високу драглеутворювальну здатність і можуть використовуватись як структуроутворювачі у харчових продуктах. Низькоетеріфіковані бурякові пектини мають понижені драглеутворювальні Властивості, проте високу сорбційну здатність і можуть бути використані у якості біологічно активних добавок до їжі.
Високий вихід пектину із досліджених видів сировини (до 10 %) свідчить про ефективність її промислового перероблення для отримання цінного продукту - пектину.
Картопля вирощується більш ніж у 130 країнах світу і займає четверте місце у світі за обсягами вирощування (після рису, пшениці та кукурудзи). Середній щорічний світовий урожай картоплі становить 367,75 млн. тонн. Значна частина картоплі надходить на виробництво картопляного крохмалю, який широко використовується у харчовій та фармацевтичній промисловості.
Щорічно маса відходів картоплекрохмального виробництва – картопляної мезги лише у країнах Європи становить понад 1 млн. тонн. Загалом, відходи виробництва крохмалю використовують як корм худобі, проте вони можуть бути промисловим джерелом такої цінної харчової добавки, як пектин.
Залежно від регулювання технологічного процесу, з картопляної мезги можна отримати три цільові продукти для харчової промисловості: пектин із крохмалем, пектин та клітковину. Із літературних джерел відомо, що картопляна мезга містить від 15 до 30% пектинових речовин і розглядається як потенційно нова сировина для їх отримання.
Пектинові полісахариди, які є основними полісахаридами клітинних стінок картоплі, мають унікальну структуру, вони багаті рамногалактуронаном І (RG I, 75%) та гомогалактуронаном (HG, 20%).
Вищенаведені дані літературних джерел та досліджень науковців свідчать про перспективу використання картоплі як сировини для виробництва пектину.
Магістр