Анотація до роботи:

Полумбрик М.О. Дослідження та створення раціональних композицій цукрозамінників для виробництва сирцевих пряників з низьким глікемічним індексом: - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.01 - зберігання і технологія переробки зерна, виготовлення зернових і хлібопекарських виробів та комбікормів – Національний університет харчових технологій, Київ, 2008.

Робота присвячена дослідженню і створенню раціональних композицій цукрозамінників для виробництва сирцевих пряників з низьким глікемічним індексом для профілактики захворювань, повязаних з порушеннями ендокринної системи.

Запропоновано метод визначення гідратних чисел моно- та дисахаридів у водних розчинах, який грунтується на використанні ЕПР спектроскопії і нітроксильного радикала в якості спінової мітки.

Вперше встановлено, що процес ретроградації крохмалю в сирцевих пряниках досягає певного максимуму, після чого відбувається зворотній процес, який характеризується швидкою втратою вологи, і є причиною черствіння сирцевих пряниках. Показана перспективність методу фізичного маятника для оцінювання адгезійних властивостей тіста.

Проведено промислову апробацію технології нових видів сирцевих пряників. Використання розроблених цукрозамінників сприяє одержанню тіста з поліпшеними технологічними властивостями і пряників з низьким глікемічним індексом.

Наведені у дисертації теоретичні узагальнення та практичне вирішенння проблеми створення раціональних композицій цукрозамінників для виробництва низькоглікемічних сирцевих пряників дозволяють зробити наступні висновки.

1. На основі теоретичних та експериментальних досліджень гідратаційної здатності моно- та дисахаридів розроблені нові композиції цукрозамінників для виробництва низькоглікемічних сирцевих пряників. Проведено в клінічних умовах їх глюкозотолерантне тестування, результати якого свідчать про перспективність застосування розроблених цукрозамінників і пряникових виробів з ними для дієтопрофілактичного харчування людей з порушеннями ендокринної системи. Проведено промислове випробування нових видів низькоглікемічних сирцевих пряників. Готові вироби мають подовжений термін зберігання і поліпшені фізико-хімічні та органолептичні показники.

2. Запропоновано універсальний метод визначення гідратних чисел простих вуглеводів у їх водних розчинах, який ґрунтується на використанні ЕПР спектроскопії і нітроксильного радикалу в якості спінової мітки. Вперше визначені гідратні числа сахарози, глюкози, лактози та фруктози у їх водних розчинах у широкому інтервалі значень концентрації й температури. Кількість молекул води, які входять до складу гідрату простого вуглеводу, збільшується в ряду глюкоза-фруктоза-сахароза.

3. Обраховані термодинамічні параметри (ентальпія -6…-20 кДжмоль^-1 та ентропія -12…-100 Джмоль^-1К^-1) утворення цих гідратів. Встановлено, що стабільність гідратів збільшується в ряду сахароза-глюкоза-фруктоза. Здатність сахарози, фруктози і глюкози до самоасоціації збільшується в ряду фруктоза-сахароза-глюкоза.

4. На основі квантово-хімічних розрахунків методом молекулярної динаміки у напівемпіричному наближенні РМ3 підтверджено існування груп надмолекулярних структур у водних розчинах сахарози. Описано просторову будову сахарози в її водних розчинах.

5. За допомогою методу РФА встановлено, що здатність моно- та дисахаридів руйнувати кристалічну структуру крохмалю при замішуванні тіста в БКВ збільшується в ряду сахароза-глюкоза-фруктоза. Показано, що процес ретроградації крохмалю в пряниках на глюкозі проходить більш інтенсивно, ніж в пряниках на сахарозі і фруктозі.

6. Вперше встановлено, що процес ретроградації крохмалю в БКВ досягає певного максимуму, після чого виявлений зворотній, що характеризується швидкою втратою вологи і є причиною черствіння БКВ.

7. Розроблені нові композиції цукрозамінників, в яких 40…50 % сахарози заміщено на суміш із 11..18 % фруктози, 9…11 % лактози, 7 % сорбіту і 13…15 % олігофруктози, використання яких в БКВ призводить до зниження ГІ з 88 для пряника “Фигурный” до 37 та 43 для пряників “Почайненські” і “Либідьські” відповідно.

8. Показана перспективність застосування метода фізичного маятника для оцінки адгезійних властивостей тіста пряників. Встановлено, що використання розроблених композицій цукрозамінників сприяє отриманню тіста з поліпшеними технологічними властивостями (зменшенням міцності адгезії та часу відлежування тіста перед формуванням на 40…50 %).

9. Запропонована нова методика визначення терміну зберігання сирцевих пряників, яка базується на визначенні адгезійної міцності готових виробів у тонкій плівці з використанням фізичного маятника. Використання запропонованих композицій цукрозамінників дозволило збільшити адгезійну міцність м'якушки пряників з 0,2 кПа до 1,4 кПа на протязі 28 днів зберігання.

10. Соціальний ефект від впровадження нових типів цукрозамінників і розробленої технології сирцевих пряників полягає у збереженні і поліпшенні здоров'я людей, розширенні асортименту виробів оздоровчого призначення, які б знижували ризик захворювань, пов'язаних з порушенням обміну вуглеводів.

Публікації автора:

1. Метод спінового зонда і деякі проблеми технологій харчових продуктів / І.С. Гулий, А.І. Українець, Л.С. Дегтярьов, М.О. Полумбрик // Наук. праці УДУХТ.-2000.-№8. - С.34-35.

   Полумбрик М.О., Дегтярьов Л.С., Українець А.І. / Дослідження енергетики утворення гідратних структур у розчинах цукрози // Наук. праці НУХТ.-2003.-№14. - С.44-45.

   Полумбрик М.О., Дегтярьов Л.С., Українець А.І. / Гідратні структури і самоасоціати глюкози: дослідження методом парамагнітного спінового зонда // Наук. праці НУХТ.-2004.-№15. - С.91-93.

   Дослідження гідратоутворення у водних розчинах фруктози. Використання фруктози в технологіях кондитерських виробів. / М.О. Полумбрик, А.І. Українець, Л.С. Дегтярьов, В.В. Дорохович // Наук. праці НУХТ.-2005.-№16.-С.40-42.

   Поліцукридні добавки та цукрозамінники уповільнюють черствіння пряників / А. Українець, А. Дорохович, В. Фоменко, М. Полумбрик // Хлібопекарська і кондитерська промисловість України.-2007.-№2. - С.18-19.

   Черствіння модельних пряників / А. Українець, А. Дорохович, В. Фоменко, М. Полумбрик // Харчова і переробна промисловість. -2007.-№3 (331).-С.20-23.

   Як відбувається ретроградація крохмалю в пряниках залежно від умов їх зберігання / А. Українець, А. Дорохович, М. Полумбрик, В. Піддубний Хлібопекарська і кондитерська промисловість України.-2007.-№7-8 (32-33).-С.10-11.

   Полумбрик М.О. / Дослідження будови надмолекулярних структур сахарози з водою методом молекулярної механіки// Харчова промисловість.-2004.- додаток до №3. - С.103-104.

   Пат. № 48782 А, Україна, ⁷МПК G 01 N 24/10. Спосіб визначення вільної і зв'язаної води сахаридів у водних розчинах / А.І. Українець, М.О. Полумбрик, Л.С. Дегтярьов - 2001128437; Заявл. 07.12.2001; Опубл. 15.08.02. Бюл. №8. - С. 4.

   Полумбрик М.О., Українець А.І., Дегтярьов Л.С. / Вивчення ефектів гідратації сахарози методами комп'ютерної хімії і парамагнітного спінового зонда // Тези 67-ї наукової конференції студентів, аспірантів і молодих вчених.-К.: НУХТ.-2001-Ч.II.-С.11.

   Полумбрик М.О., Дегтярьов Л.С., Українець А.І. / Дослідження конформаційних станів водних розчинів сахарози методом молекулярної динаміки// Міжнародна наукова конференція молодих вчених, аспірантів і студентів. – К.: НУХТ, 2002, ч. II, С. 5.

   Полумбрик М.О., Українець А.І., Дегтярьов Л.С. / Дослідження гідратації глюкози і фруктози методом спінового зонда та ЕПР-спектроскопії // Тези 70-ї наукової конференції студентів, аспірантів і молодих вчених.-К.: НУХТ.-2004 - Ч.II.-С.76.

   Полумбрик М.О., Дегтярьов Л.С., Українець А.І. / Дослідження ефектів гідратації глюкози методом парамагнітного спінового зонда // V Всеукраїнська конференція студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. -К.: КНУ ім. Т.Г. Шевченка.-2004. - С.116.

   Полумбрик М.О., Дорохович В.В. / Дослідження методом ЕПР спектроскопії ефектів гідратації фруктози і лактози // VII Всеукраїнська конференція студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. -К.: КНУ ім. Т.Г. Шевченка.-2006.-С. 200.

   Полумбрик М.О., Дорохович В.В., Українець А.І. / Дослідження рухливості спінового зонда в звичайній і талій воді // Тези 72-ї наукової конференції студентів, аспірантів і молодих вчених. - К.: НУХТ.-2006-Ч.II.-С.50.

   16. Полумбрик М.О., Українець А.І., Дегтярьов Л.С. / Дослідження ефектів гідратації фруктози методом парамагнітного спінового зонда// Тези 71-ї наукової конференції студентів, аспірантів і молодих вчених. -К.: НУХТ.-2005-Ч.II.-С.75.

   17. Полумбрик М.О., Ігнатченко Д.Ю. / Дослідження адгезійних властивостей пряничних тістових мас // Тези 73-ї наукової конференції молодих учених аспірантів і студентів.-К.: НУХТ.-2007-Ч.II. - С.68.

   Особистий внесок здобувача - приймав участь в обробці і узагальненні експериментальних досліджень та виробничих і клінічних випробувань, підготовці матеріалів до публікації (1-8), у проведенні патентного пошуку (9), у підготовці тез доповідей (10-17).