В результате поиска новых источников сырья для спиртовой промышленности установлена перспективность использования топинамбура. Одним из вторичных сырьевых ресурсов комплексной переработки топинамбура на этанол является клетчатка топинамбура, дисперсная фракция, образуемая в результате ферментативного гидролиза и разделения гидролизата на фракции. Данный продукт ферментативного гидролиза топинамбура может быть востребован пищевой промышленностью как ингредиент с высоким содержанием пищевых волокон. Синергия использования клетчатки топинамбура может быть достигнута при производстве продуктов, совмещающих в себе традиционные пищевые качества и дополнительные функциональные свойства, что отвечает основным тенденциям развития пищевой промышленности. Среди такой продукции популярностью пользуются продукты, готовые к употреблению и произведенные по экструзионной технологии, например снеки и каши. Традиционно основным сырьем для экструдированных продуктов являются крахмалсодержащие ингредиенты благодаря особенностям их морфологической структуры и способности формировать пористую структуру в результате экструзионной переработки. Крахмалистое сырье после высокотехнологичной обработки содержит недостаточное количество биологически активных соединений и требует дополнительного обогащения путем добавления функциональных ингредиентов. В исследовании была изучена возможность включения клетчатки топинамбура, дисперсной фракции образуемой при его комплексной переработке на спирт, в состав экструдированных продуктов и его влияние на технологические свойства экструдатов. Объектами исследования были рисовые экструдаты с содержанием высушенной клетчатки топинамбура до 9%. Готовили смеси рисовой крупы с различным содержанием клетчатки, которые экструдировали на лабораторном двухшнековом экструдере Werner&Phleiderer Continua 37 при фиксированных режимных параметрах. По результатам проведения процесса оценивали изменение зависимых параметров экструзии, таких как крутящий момент, давление, температура. В экструдатах определяли структурно-механические свойства, коэффициент расширения, твердость, количество микроразломов, гидратационные свойства и изменение цветовых характеристик. Добавление и повышение содержания клетчатки топинамбура до 9% в экструдируемых смесях не повлияли на изменение режимов экструзии и удельного расхода электроэнергии. Значение температуры изменялось в диапазоне 165–166 °С, давление 3,3–3,5 МПа. С увеличением содержания клетчатки топинамбура отмечены значимые изменения структурно-механических свойств. Квадратичный коэффициент расширения и твердость образцов снизились с 11,2 до 7,8 и 13,2 Н до 5,4 Н, соответственно, количество микроразломов, характеризующее пористость, увеличилось с 6,7 до 11,2. Гидратационные свойства образцов, влагоудерживающая способность, растворимость изменялись незначимо. Установлено увеличение набухаемости с 7 до 8,5 см3/г. Количественное содержание клетчатки в рецептурах оказало значительное влияние на цвет образцов, с увеличением ее дозировкии цвет становился темнее и приобретал коричневый оттенок. Проведенные исследования показывают, что повышение содержания клетчатки топинамбура до 9 % в смеси оказывает влияние в большей части на структурно-механические свойства экструдатов, значимые при разработках снековой продукции. Гидратационные свойства, экструдатов, используемых как основа для готовых к употреблению каш, инстант-продуктов, от содержания дозировки клетчатки топинамбура не зависят.

1. Бахарев В.В., Воронина М.С., Гуляева А.Н., Нафикова О.А. и др. Исследование физико-химических показателей свекольных выжимок после их дегидратации с последующей экструзией // Индустрия питания. 2022. Т. 7, № 3. С. 25–31. doi: 10.29141/2500–1922–2022–7–3–3

2. Шариков А.Ю., Соколова Е.Н., Волкова Г.С., Куксова Е.В. и др. Процессы биокатализа и термопластической экструзии в технологии готовых к употреблению продуктов с использованием жмыхов плодово-ягодного сырья // Биотехнология. 2022. Т. 38. № 4. С. 67–71. doi: 10.56304/S0234275822040135

3. Скиданова М.А., Цветкова Е.Э., Биньковская О.В. Значение топинамбура в пищевой промышленности // Новое слово в науке: перспективы развития. 2016. № 3. С. 59–60. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp? id=26508274

4. Junko T., Toshio N. Preparation of dried chips from Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus) tubers and analysis of their functional properties // Food Chemistry. 2011. V. 1263. P.922–926. doi: 10.1016/j.foodchem.2010.11.080

5. Сербаева Э.Р., Якупова А.Б., Магасумова Ю.Р., Фархутдинова К.А. и др. Инулин: природные источники, особенности метаболизма в растениях и практическое применение // Биомика. 2020. Т. 12(1). С. 57–79. doi: 10.31301/2221–6197.bmcs.2020–5 ISSN 2221–6197

6. Newlove A.A. Jerusalem artichoke (Helianthus tuberoses) dietary fiber powder functionality // Heliyon. 2022. V. 812. e12426. doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e12426

7. Ceylan H., Bilgiçli N., Cankurtaran, T. Improvement of functional cake formulation using Jerusalem artichoke flour as inulin source and resistant starch (RS4) // LWT – Food Science and Technology. 2021. V. 145. P. 111301. doi: 10.1016/j.lwt.2021.111301

8. Ободеева О.Н., Крикунова Л.Н. Изучение динамики трансформации летучих компонентов дистиллятов из топинамбура в процессе их выдержки (отдыха) // Актуальные вопросы индустрии напитков. 2018. № 2. С. 87–89. doi: 10.21323/978–5–6041190–3–7–2018–2–87–89

9. Туршатов М.В., Соловьев А.О., Волкова Г.С., Никитенко В.Д. Комплексная переработка топинамбура с получением пищевых функциональных продуктов // Актуальная биотехнология. 2022. № 1. С. 255.

10. Yang L., He Q., Corscadden K., Udenigwe C. The prospects of Jerusalem artichoke in functional food ingredients and bioenergy production // Biotechnology Reports. 2015. V. 5. P. 77–88. doi: 10.1016/j.btre.2014.12.004

11. Hu J.F., Qiu S.Y. Research process in ethanol production by the fermentation of Jerusalem artichoke // Liq. Mark. Sci Technol. 2009. V. 182. P. 100–104.

12. Дерканосова Н.М., Шеламова С.А., Василенко О.А., Пальчикова С.С. Изучение потенциала продуктов переработки топинамбура как обогащающих пищевых ингредиентов // Технологии и товароведение сельскохозяйственной продукции. 2022. № 1(18). С. 5–11. doi: 10.53914/issn2311–6870_2022_1_5

13. Соловьев А.О. Изучение реологических свойств замеса при получении спирта из топинамбура // Пищевая промышленность. 2023. № 5. С. 39–41. doi: 10.52653/PPI.2023.5.5.010

14. Li L., Li L., Wang Y., Du Y., Qin S. Biorefinery products from the inulin containing crop Jerusalem artichoke // Biotechnology Letters. 2013. V. 35. P. 471–477.

15. Скурихин И.М., Тутельян В.А. Химический состав российских продуктов питания. ДеЛи принт, 2002. 236 с.

16. Ainsworth P., İbanoğlu Ş., Plunkett A., İbanoğlu E. et al. Effect of brewers spent grain addition and screw speed on the selected physical and nutritional properties of an extruded snack // Journal of Food Engineering. 2007. V. 81. № 4. P. 702709. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2007.01.004

17. Stojceska V., Ainsworth P., Plunkett A., İbanoğlu S. The advantage of using extrusion processing for increasing dietary fibre level in gluten free products // Food Chemistry. 2010. V. 1211. P. 156–164 doi: 10.1016/j.foodchem.2009.12.024

18. Moraru C.I., Kokini J.L. Nucleation and Expansion During Extrusion and Microwave Heating of Cereal // Comprehensive reviews in food science and food safety. 2003. V. 2. P. 120–138.

19. Afoakwah N.A. Jerusalem artichoke (Helianthus tuberoses) dietary-fiber powder functionality // Heliyon. 2022. V. 8. №. 12.

20. Manokhina A.A., Dorokhov A.S., Kobozeva T.P., Fomina T.N. et al. Jerusalem artichoke as a strategic crop for solving food problems // Agronomy. 2022. V. 12. №. 2. P. 465.