История и перспективы развития крахмальной отрасли России и стран СНГ
Покупка
Тематика:
Пищевые производства
Издательство:
ФЛИНТА
Авторы:
Литвяк Владимир Владимирович, Радин Олег Игоревич, Лукин Николай Дмитриевич, Кузина Лидия Борисовна
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 177
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
Дополнительное образование
ISBN: 978-5-9765-5241-8
Артикул: 807919.01.99
Доступ онлайн
250 ₽
В корзину
В книге подробно описана история крахмала и крахмалопродуктов начиная с глубокой древности до современного времени. Приведена подробная характеристика крахмальной отрасли Российской Федерации, Республики Беларусь, Украина, Республики Казахстан и среднеазиатского региона в целом. Приводится подробный обзор современного технологического оборудования для крахмальной отрасли шведской компании LARSSON™ широко представленного на рынке стран СНГ. В книге подробно описаны основные современные технологии глубокой переработки крахмала - целенаправленного изменения физико-химических свойств нативного крахмала под влиянием физических, химических и сочетанных модифицирующих факторов.
Данная книга может быть интересна для пищевых технологов, специализирующихся в крахмалопаточной отрасли, инженеров, экономистов, менеджеров, а также широкого круга читателей интересующихся крахмалом, крахмалопродуктами и современными технологиями их получения.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 19.03.01: Биотехнология
- 19.03.02: Продукты питания из растительного сырья
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ИИссттоорриияя ии ппееррссппееккттииввы ы ррааззввииттиияя ккррааххммааллььнноойй ооттрраассллии РРооссссииии ии ссттрраанн ССННГГ М Моосскквваа ИИззддааттееллььссттввоо ««Ф ФЛЛИИННТТАА»» 22002233
УДК 664.2
ББК 36.851
И90
А в т о р ы :
В.В. Литвяк, докт. техн. наук, канд. хим. наук, доцент;
О.И. Радин, канд. экон. наук;
Н.Д. Лукин, докт. техн. наук, профессор;
Л.Б. Кузина, заведующий лабораторией «Технологии модификации
крахмала», ВНИИ крахмала и переработки крахмалсодержащего сырья –
филиала ФГБНУ «ФИЦ картофеля им. А.Г. Лорха»
Р е ц е н з е н т ы :
Бутрим
Сергей
Михайлович
ведущий научный сотрудник Учреждение БГУ «Научноисследовательский институт физико-химических проблем»,
кандидат химических наук, доцент
Бренч
Андрей
Александрович
декан
инженерно-технологического
факультета
УО
«Белорусский
государственный
аграрный
технический
университет», кандидат технических наук, доцент
История и перспективы развития крахмальной отрасли
России и стран СНГ / В.В. Литвяк, О.И. Радин, Н.Д. Лукин,
Л.Б. Кузина. – Москва : ФЛИНТА, 2023. – 177 c. – ISBN 978-5-
9765-5241-8. – Текст : электронный.
В книге подробно описана история крахмала и крахмалопродуктов
начиная с глубокой древности до современного времени. Приведена
подробная характеристика крахмальной отрасли Российской Федерации,
Республики
Беларусь,
Украина,
Республики
Казахстан
и
среднеазиатского региона в целом. Приводится подробный обзор
современного технологического оборудования для крахмальной отрасли
шведской компании LARSSON™ широко представленного на рынке
стран СНГ. В книге подробно описаны основные современные
технологии глубокой переработки крахмала – целенаправленного
изменения физико-химических свойств нативного крахмала под
влиянием физических, химических и сочетанных модифицирующих
факторов.
Данная книга может быть интересна для пищевых технологов,
специализирующихся
в
крахмалопаточной
отрасли,
инженеров,
экономистов,
менеджеров,
а
также
широкого
круга
читателей
интересующихся крахмалом, крахмалопродуктами и современными
технологиями их получения.
УДК 664.2
ББК 36.851
ISBN 978-5-9765-5241-8
© Коллектив авторов, 2023
© Издательство «ФЛИНТА, 2023
И90
СС О О ДД ЕЕ РР Ж Ж АА НН ИИ ЕЕ ВВЕДЕНИЕ........................................................................................... 5 1. ИСТОРИЯ КРАХМАЛА И КРАХМАЛОПРОДУКТОВ............. 8 2. ХАРАКТЕРИСТИКА КРАХМАЛО-ПАТОЧНОЙ ОТРАСЛИ РОССИЙСКОЙ ФЁДЕРАЦИИ...................................................... 23 3. ХАРАКТЕРИСТИКА КРАХМАЛО-ПАТОЧНОЙ ОТРАСЛИ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ........................................................... 44 4. ХАРАКТЕРИСТИКА КРАХМАЛО-ПАТОЧНОЙ ОТРАСЛИ УКРАИНЫ........................................................................................ 87 5. ХАРАКТЕРИСТИКА КРАХМАЛО-ПАТОЧНОЙ ОТРАСЛИ КАЗАХСТАНА И СРЕДНЕАЗИАТСКОГО РЕГИОНА............. 97 6. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ КРАХМАЛЬНОЙ ОТРАСЛИ ШВЕЦКОЙ КОМПАНИИ LARSSON™...................................... 105 7. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ГЛУБОКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ КРАХМАЛА...................................................... 134 ВЫВОДЫ.......................................................................................... 150 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................... 154 ПРИЛОЖЕНИЯ: Планы размещения технологического оборудования крахмальных заводов Республики Беларусь...... 157 П.1. Планы размещения технологического оборудования ОАО «Рогозницкий крахмальный завод»:............................................... 158 П.1.1. Главный корпус, 1 этаж.................................................................... 158 П.1.2. Главный корпус, 2 этаж..................................................................... 159 П.1.3. Главный корпус, 3 этаж..................................................................... 160 П.2. Планы размещения технологического оборудования РУП «Пищевой комбинат «Веселово»...................................................... 161 П.3. Планы размещения технологического оборудования ОАО «Любанский крахмальный завод»...................................................... 162 П.4. Планы размещения технологического оборудования ОАО «Сновский крахмальный завод»:...................................................... 163 П.4.1. Тёрочный цех, 1 этаж........................................................................ 163 П.4.2. Тёрочный цех (2 этаж) и цех сушки крахмала (1 этаж)................... 164 П.5. Планы размещения технологического оборудования ОАО «Борковский крахмальный завод»...................................................... 165 П.6. Планы размещения технологического оборудования Бродницкий крахмальный завод.......................................................................... 166 П.7. Планы размещения технологического оборудования ОАО «Верховичский крахмальный завод»:............................................... 167 П.7.1. Главный корпус, 2 этаж........................................................................ 167 П.7.2. Главный корпус, 1 этаж........................................................................ 168
П.8. Планы размещения технологического оборудования ОАО «Гольшанский крахмальный завод»............................................... 169 П.9. Планы размещения технологического оборудования ОАО «Поречский крахмальный завод»................................................... 170 П.10. Планы размещения технологического оборудования «Радуньский крахмальный завод» ОАО «Лидапищеконцентраты»...................... 171 П.11. П.11. Планы размещения технологического оборудования ОАО «Толочинский крахмальный завод»............................................... 172 Авторы............................................................................................ 173
В В Е Д Е Н И Е Как хрустит он хорошо – Этот белый порошок. Он в блины идёт, в кисель. Очень вкусно, ты поверь. Ты уж, верно, угадал? То – конечно же крахмал. Согласно современным научным представлениям нативный крахмал является природным полимерным органическим соединением, у которого мономеры (остатки α-D-глюкопиранозы) связаны α-(1→4)-глюкозидными связями – образуя амилозу (полисахарид линейного строения) и α-(1→4)- и α-(1→6)-глюкозидными связями – образуя амилопектин (полисахарид разветвленного строения), которые компактно упакованы в крахмальные зерна (или гранулы) с образованием кристаллических и аморфных участков. В настоящее время обнаружено 3 полиморфных модификации крахмала. Крахмал зерен злаков образует так называемую А-структуру, клубневой крахмал – В-структуру, а крахмал, выделенный из корней и стеблей растений – С-структуру, которая является комбинацией А- и Вструктур. Кристаллические структуры А- и В-типов принадлежат амилозной части крахмала и состоят из параллельно скрученных правых двойных спиралей, упакованных антипараллельно. Каждый виток спирали содержит шесть остатков α-D-глюкозы. Конформации двойной спирали амилозы в А- и В-структурах одинаковы, однако А-структуре присуща элементарная ячейка орторомбического типа с параметрами а = 1,190 нм, в = 1,770 нм, с = 1,052 нм, в то время как В-структура характеризуется гексагональной элементарной ячейкой с параметрами а = в = 1,85 нм, с = 1,04 нм. Кроме того, комплексы амилозы с липидами в природном крахмале образуют структуры V-типа. Степень кристалличности природного крахмала зависит от его происхождения и составляет 15–45%. На рисунке 2 показана структура Крахмал – безвкусный аморфный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом видны отдельные зёрна; при сжатии порошка крахмала он издаёт характерный скрип, вызванный трением частиц. Крахмал, являясь одним из продуктов фотосинтеза, широко распространён в природе. Для растений он является запасом питательных веществ и содержится в основном в плодах, семенах и клубнях. Наиболее богато крахмалом зерно злаковых растений: риса (до 86%), пшеницы (до 75%), кукурузы (до 72%), а также клубни картофеля (до 24%). Для организма человека крахмал наряду с сахарозой служит основным поставщиком углеводов – одного из важнейших компонентов пищи. Под действием собственных ферментов человека крахмал гидролизуется до
глюкозы, которая окисляется в клетках до углекислого газа и воды с выделением энергии, необходимой для функционирования живого организма. Раствор крахмала в воде является неньютоновской жидкостью. В желудочном тракте человека и животного крахмал поддаётся гидролизу и превращается в глюкозу, которая усваивается организмом. Промежуточными продуктами гидролиза крахмала являются декстринами. Крахмал как пищевая добавка используется для загущения многих пищевых продуктов, приготовления киселей, заправок и соусов. Крахмал является наиболее распространённым углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания. Главными источниками крахмала в мире являются зерновые культуры: рис, пшеница, кукуруза; различные корнеплоды, в том числе картофель, а также маниок. Большинство других крахмалистых продуктов произрастают только в местах с определённым климатом, например: рожь, ячмень, гречиха, овёс, пшено, жёлуди, бананы, каштаны, сорго, батат, плоды хлебного дерева, ямс, таро, чилим, маранта, арракача, канна, колоказия, кандык японский, пуэрария дольчатая, маланга, кислица клубненосная, такка перистонадрезанная, саго, и многие виды бобовых – таких, как чечевица, бобы садовые, маш, горох лущильный, нут. Широко известными блюдами, содержащими крахмал, можно назвать: хлеб, блины, лапшу, макароны, каши, кисели и различные лепёшки, в том числе тортильи. Для пищеварительных ферментов расщепление кристаллического крахмала (класс РК3) представляет некоторую сложность. Сырой крахмал плохо переваривается в двенадцатиперстной и тонкой кишках, а бактериальное разложение будет проходить в основном в толстой кишке. Продукты с большим количеством амилозы хуже перевариваются, чем с амилопектином. При этом даже резистентный (неперевариваемый) крахмал (классов РК2, РК3, РК4) играет свою физиологическую роль: медленная переработка такого крахмала в кишечнике не вызывает гипергликемии (увеличения концентрации глюкозы в крови, что особенно важно для больных сахарным диабетом), образует органические кислоты – основной источник энергии эпителия толстого кишечника, поддерживает иммунитет кишечного тракта, противовоспалительную защиту организма и другое. В целях повышения усваиваемости крахмала его термически обрабатывают. Поэтому, прежде чем люди начали использовать огонь, зерно и другие высококрахмалосодержащие продукты были не самым лучшим способом получения энергии организмом (в отличие от белковой пищи). Термическая обработка изменила это, но это изменение в поступлении энергии из пищи с быстро легкоусваиваемыми углеводами стало одним из факторов развития метаболических синдромов в наше время, включая ожирение и диабет.
Клейстеризация и желатинизация крахмала, например, во время выпечки торта, может быть снижена за счёт сахара, конкурирующего за воду, что улучшает текстуру крахмала, предотвращая «зарезинивание». В мире наибольшее применение крахмал нашёл в целлюлозно бумажной промышленности, насчитывая миллионы метрических тонн ежегодно. В пищевой промышленности крахмал используется для получения глюкозы, патоки, этанола, в текстильной – для обработки тканей, в бумажной – в качестве наполнителя. Кроме того, крахмал входит в состав большинства колбас, майонеза, кетчупа и других продуктов. Модифицированный крахмал является основным компонентом клея для обоев. Применяется в фармацевтической промышленности в качестве наполнителя таблетированных форм лекарственных препаратов, некоторых лекарственных капсул, декстраны (декстрины) используются для приготовления ряда инфузионных растворов для внутривенных вливаний (гемодез, полиглюкин, реополиглюкин и т.д.). Аддукт крахмала с йодом под названием амилойодин использовался в качестве антисептика и при лечении дефицита йода. Крахмал используется для накрахмаливания предметов одежды: воротников, халатов и так далее. Крахмальный клейстер применяется для приклеивания обоев, изготовления папье-маше. Иногда крахмал используется в качестве присыпок.
1. ИСТОРИЯ КРАХМАЛА И КРАХМАЛОПРОДУКТОВ Впервые крахмал был извлечён в глубокой древности из зёрен пшеницы и риса. С 18 века картофельный крахмал начали производить немцы, в начале 19 века русские и французы, вскоре после этого англичане начали производить рисовый крахмал. В конце 19 века картофельный крахмал появился в Японии, на Мадагаскаре, в Индии. Извлечение крахмала из кукурузной муки долгое время оставалась недоступным. Впервые кукурузный крахмал начали получать американцы. Важным этапом развития крахмалопаточной отрасли явилось открытие русского химик немецкого происхождения Константи́на Сигизму́ндовича Кирхго́фа, который провёл каталитическое расщепление нативного крахмала до патоки и глюкозы. Основанная в 1998 г. Ассоциация предприятий глубокой переработки зерна «СОЮЗКРАХМАЛ» на данный момент объединяет крупнейшие предприятия отрасли, обеспечивающие около 70% объема отечественного производства крахмала и патоки. Ведущим научным центром на постсоветском пространстве разрабатывающим современные высокоэффективные технологии нативного крахмала и крахмалопродуктов является Всероссийский научно-исследовательский институт крахмала и переработки крахмалсодержащего сырья – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха». В настоящее время самыми крупными производителями крахмала являются США, Канада, Германия, Дания, Голландия, Япония, Таиланд. Главный источник энергии для человеческого организма – углеводы [1–12]. В рационе человека на них приходится более 70%. Основной представитель углеводов в питании человека – крахмал. Являясь важнейшим резервным углеводом растений, крахмал принадлежит к числу наиболее распространенных в растительном мире веществ. Образуется он в результате фотосинтеза в зеленных частях растений под действием лучей солнца. Цель исследования – рассмотреть историю крахмала и крахмалопродуктов с древнейших времён до современного времени. Слово «крахмал» вошло в русский язык с петровских времён [13]. Оно заменило старославянское «скроб», существующее до сих пор в чешском и сербско-хорватском языках. Считают, что слово «скроб» имеет звукоподражательный характер: порошок крахмала хрустит, когда его мнут пальцами. «Крахмал» – искажённое немецкое Kraftmehl (состоит из двух корней: Kraft – «сила» и Mehl – «мука»). Производство крахмала было известно в глубокой древности [13]. Ещё с древнейших времён (примерно от 1000 до 500 лет до н.э.) человек постоянной использовал крахмала в своём пищевом рационе [14]. Крахмал был известен еще в 7 веке до нашей эры в Малой Азии, Египте и на Крите [15]. Впервые крахмал был извлечён из зёрен пшеницы и риса [13]. По свидетельству ряда античных писателей, пшеничный крахмал получали на островах Средиземного моря, в Древней Греции и Риме. Зерна пшеницы замачивали подслащенной водой в деревянных чанах, подвергали брожению, после чего разминали ногами, затем массу пропускали через льняную ткань или сито; полученную крахмальную суспензию осаждали в
специальных отстойниках, сырой крахмал намазывали на камни и высушивали на солнце. В Южной Америке инки выращивали картофель еще 13000 лет назад [16]. Во время завоевания Перу и Чили в середине XVI века испанцы обнаружили картофель и привезли его в Европу (рис. 1.1). Несколько десятилетий спустя европейские фермеры начали производить крахмал из картофеля, который они сначала использовали для накрахмаливания льняной одежды. Потом крахмал полюбили придворные – им пудрили парики и лица, и лишь в конце XVIII века крахмал попал на кухню. Картофель Франси́ско Писа́рро-и-Гонсáлес ([1473–1478]–26.06.1541 гг.) Рис. 1.1. – Известный популяризатор картофеля – испанский конкистадор и завоеватель империи инков Франсиско Писарро-и Гонсалес С 18 века картофельный крахмал начали производить немцы, в начале 19 века русские и французы, вскоре после этого англичане начали производить рисовый крахмал. Большим популяризатором в Европе выращивания картофеля как овощной культуры являлся Антуан-Огюстен Пармантье (рис. 1.2). В конце 19 века картофельный крахмал появился в Японии, на Мадагаскаре, в Индии [15]. Важной крахмалсодержащей зерновой сельскохозяйственной культурой в настоящее время является кукуруза, которая была завезена с Американского континента Х. Колумбом и подробно описана в трудах монаха Бернардино де Саагуна (рис. 1.3). Извлечение крахмала из кукурузной муки долгое время оставалась недоступным [16]. Впервые кукурузный крахмал начали получать американцы [15]. В Россию картофель был завезен в начале XVIII века Петром Первым (рис. 1.2) [13]. После повсеместного распространения этой культуры в России из картофеля стали делать крахмал [16]. В России картофельный крахмал в промышленных масштабах начали выпускать в конце XIX века. Для его получения картошку тёрли целыми деревнями (рис. 1.4). Средняя артель за год производила порядка 25 тонн крахмала. Таких производств в
Пётр I Алексе́евич, прозванный Вели́ким (1672–1725 гг.) Антуан-Огюстен Пармантье (1737–1813 гг.) Рис. 2. – Известные популяризаторы картофеля Христофо́р Колу́мб (30.10.1451–20.05.1506 гг.) Бернарди́но де Саагу́н (1499–1590 гг.) Рис. 1.3. – Известные популяризаторы кукурузы и картофеля начале XX столетия насчитывалось более тысячи. Большая часть товара приобреталась текстильными фабриками С.Т. Морозова и С.И. Мамонтова (рис. 1.5). Крупные заводы по производству крахмала появились к 30-м годам прошлого века [16].
Доступ онлайн
250 ₽
В корзину