3. Результаты исследования и их обсуждение

3.1. Выбор параметров инфракрасного облучения гречневой крупы, определяющих её термодеструкцию

3.1.1. Влияние мощности лучистого потока и исходной влажности крупы на её разрушение

Установлено, что минимальная плотность лучистого потока при проведении интенсивной инфракрасной обработки должна составлять для гречневой крупы 18кВт/м², влажность крупы 14%. Плотность лучистого потока не должна превышать 35 кВт/м², так как при плотности лучистого потока инфракрасного излучения 35- 36кВт/м²и выше происходит изменение цвета и обгорание поверхности круп.

Рисунок 3.1.1.1 Влияние мощности лучистого потока и исходной влажности крупы на её разрушение.

3.1.2. Определение температуры разрушения структуры круп в зависимости от их влажности и мощности облучения.

Критерием оценки внутренних процессов происходящих в крупе при интенсивной инфракрасной обработке является степень разрушения её структуры, что определяется изменением насыпной массы обработанных круп. Глубина изменений биохимических и структурно – механических свойств, прошедших в крупе в результате облучения прямо пропорциональна снижению этого показателя.

Рисунок 3.1.2.1 Определение температуры разрушения структуры круп в зависимости от их влажности и мощности облучения.

3.2 Характеристика крупы, полученной по разработанным параметрам инфракрасной обработки

3.2.1 Влияние термодеструкции на микроструктуру крупы

Микрофотографии центральной части эндосперма гречневой крупы , представленные показывают, что крахмальные гранулы правильной овальной формы при обработке увеличиваются в размерах, разрываются крахмальные цепи, наблюдается разрушение крахмальных гранул и потеря ими монолитной упорядоченной структуры.

Рисунок 3.2.1.1 Микрофотографии среза гречневой крупы до (слева) и после (справа) обработки

3.2.2 Изменение прочности крупы

Исследование прочности и величины деформации гречневой и рисовой круп при размоле проводили по методике Наумова И.А.

На рисунке приведена диаграмма зависимости деформации крупы от разрушающего усилия.

Рисунок 3.2.2.1 График зависимости деформации крупы от разрушающего усилия.

Исследования показали, что прочность круп снижается в 3-4 раза.

3.2.3 Изменение углеводного комплекса обработанной крупы

3.2.1. Клейстеризация и декстринизация крахмала

В процессе интенсивной инфракрасной обработки, вызывающей термодеструкцию крупы, крахмал претерпевает ряд превращений, изменяющих его структуру и свойства.

При температуре 55 – 67°С и наличии воды начинается клейстеризация крахмала, и при 80 – 93°С степень клейстеризации достигает максимального значения. Полная клейстеризация происходит, если на одну часть крахмала приходится 17-кратное количество воды.

Клейстеризация крахмала в условиях недостаточного увлажнения, которые мы имеем в крупе, начинается и протекает при значительно более высокой температуре (около 100°С).

Декстринизация крахмала, т.е. термическая деструкция и разрушение его структуры начинается при сухом нагреве при температуре более 100°С.

В результате исследований влияния интенсивной инфракрасной обработки на степень клейстеризации и декстринизации крахмала гречневой крупы были получены результаты, представленные на следующих диаграммах.

Рисунок 3.2.1.1 Диаграмма влияния инфракрасной обработки на степень декстринизации крахмала

Количество декстринов при ИК-обработке увеличивается до 6,0%.

Рисунок 3.2.1.1 Диаграмма влияния инфракрасной обработки на степень клейстеризации крахмала

Степень клейстеризации после ИК-обработки увеличивается до 30%.

3.3 Микробиологические показатели полученных крупяных продуктов.

Стерилизующее действие инфракрасного нагрева объясняется высокой температурой и скоростью нагрева крупяного сырья. Способность микроорганизмами поглощать энергию инфракрасного излучения более эффективно, чем зерно, отмечалась многими исследователями.

Таблица № 3.3.1 Влияние интенсивной инфракрасной обработки на микрофлору полуфабриката и готового продукта

	КМАФАнМ, КОЕ/г,	Масса продукта (г), в которой не содержится			Плесени, КОЕ/г
		БГКП (колиформы)	Патогенные, в т.ч. салмонеллы
Исходная крупа	3,5·104	1	25	2,0·102
Полуфабрикат после инфракрасной обработки	4·103	5	50	3,0·101
Готовый продукт	-	50	100	3,0

3.4. Влияние разработанного режима обработки крупы на помол

Исследования процесса размола обработанной крупы проводили на размольно-сортирущем агрегате У1-РСА-4.

Полученные данные показали, что при размоле исходной крупы сход с сита №05 для гречневой крупы составлял 8-9%, и представлял собой оболочки с частицами эндосперма. Полученная мука практически не имела семенных оболочек и содержание пищевых волокон в гречневой крупе составляло 1,5-2,0%. Средний размер частиц гречневой крупы 170-180 мкм.

При размоле обработанной крупы, благодаря большому количеству макро- и микротрещин оболочек, разрыхления эндосперма и низкой влажности крупа рассыпается на микрочастицы после первого прохода через вальцы и сход с сита №05 составляет 2-3%. Проход гречневой муки через ажурное шелковое сито №46 с размером ячейки 100мкм составлял 97-98%. Средний размер части муки гречневой 70-80 мкм, удельный расход электроэнергии при этом составил 54кВтч/т, что в 1,5 раза ниже, чем при размоле исходной крупы. При дальнейшем измельчении муки эффективность измельчения снижается, а образующиеся агломераты приводят к увеличению рабочего зазора между вальцами из-за значительного возрастания распорного усилия в зоне измельчения, увеличивается удельный расход электроэнергии.

Таблица № 3.4.1 Сравнительная характеристика структурно-механических свойств муки

Наименование продукта	Удельн. Поверхность см²/г	Угол естеств. Откоса, °	Средний размер частиц, мкм	Сыпучесть, м/с	Сила сцепления, Н/м²
Крупа гречневая традиционная	1540	44	170-180	0,15	31
Крупа гречневая мелкая	3210	50	70-80	0,12	91