vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2020-58-1-116-126vestiag-482Research ArticleПЕРАПРАЦОЎКА І ЗАХАВАННЕ СЕЛЬСКАГАСПАДАРЧАЙ ПРАДУКЦЫІPROCESSING AND STORAGE OF AGRICULTURAL PRODUCTIONРазработка составов эмульсий и сухих смесей для изготовления полуфабрикатов с использованием аддитивных технологийDevelopment of formulations for emulsions and dry mixes for production of semi-finished products using additive technologiesМелещеняА. В.MeliashcheniaA. V.

Мелещеня Алексей Викторович – кандидат экономических наук, доцент, директор

Партизанский пр., 172, 220075 Минск

Alexey V. Meliashchenia  –  Ph.  D.  (Economics), Assistant Professor

172 Partizanski Ave., Minsk 220075

aleksmel@tut.byКалтовичИ. В.KaltovichI. V.

Калтович Ирина Васильевна – кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник отдела технологий мясных продуктов

Партизанский пр., 172, 220075 Минск

Irina V. Kaltovich – Ph. D. (Engineering), Assistant Professor

172 Partizanski Ave., Minsk 220075

irina.kaltovich@inbox.ruИнститут мясо-молочной промышленности, Национальная академия наук БеларусиInstitute for the Meat and Dairy Industry, National Academy of Sciences of Belarus202010022020581116126Copyright © Мелещеня А.В., Калтович И.В., 20202020Мелещеня А.В., Калтович И.В.Meliashchenia A.V., Kaltovich I.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/482

В развитии аддитивных технологий в сфере производства пищевых продуктов актуальным является изучение возможностей использования различных видов сырья в качестве наполнителей для пищевых 3D-принтеров. В настоящее время в мире наиболее изучены свойства и широко используются ингредиенты для кондитерского производства, вместе с тем большой интерес представляют технологические свойства сырья животного происхождения, в частности мясного, как одного из основных источников белка. С этой целью были изучены технологические возможности мясного сырья для создания эмульсий или смесей, подходящих для использования в качестве сырьевого материала для пищевого 3D-принтера. Разработаны составы эмульсий и сухих смесей на основе мяса цыплят-бройлеров, а также комбинации мяса цыплят-бройлеров и свинины, свинины и говядины (в соотношениях 1 : 1) для изготовления полуфабрикатов, а также технологии их производства. Установлено, что структурообразующие компоненты целесообразно вносить в состав эмульсий в сухом виде, при котором обеспечиваются улучшенные функционально-технологические и структурно-механические показатели по сравнению с внесением в гидратированном виде и в виде гель-форм. Определено, что использование 15 % гидролизованной соединительной ткани или 10 % гидролизованной свиной шкурки позволяет снизить содержание структурообразующих компонентов в рецептурах эмульсий, а также оказывает положительное влияние на снижение себестоимости эмульсий при сохранении рациональных функционально-технологических и структурно-механических показателей. Выявлено, что внесение в рецептуры эмульсий 6–12 % КСБ-УФ-80, 5–10 % сухой сыворотки или 4–8 % сухого обезжиренного молока позволяет обеспечить снижение содержания структурообразующих ингредиентов в рецептурах. Использование данных смесей и эмульсий в качестве сырья для пищевых 3D-принтеров позволит обеспечить производство инновационной группы мясных продуктов с использованием аддитивных технологий в Республике Беларусь.

Study of possibilities of using various types of raw materials as fillers for food 3D printers is relevant for development of additive technologies in the field of food production. Currently, the properties are studied to the greatest extent and the ingredients are widely used for confectionery production in the world and, at the same time, the process properties of raw materials of animal origin, in particular meat raw material, as one of the main sources of protein are of greater interest. Process capabilities of meat raw material were studied for this purpose for formulating emulsions or mixtures suitable for use as a raw material for food 3D printer. Formulations of emulsions and dry mixes are developed based on broiler chicken meat, as well as combinations of broiler chicken meat and pork, pork and beef (ratio 1 : 1) for manufacture of semi-finished products, as well as production technologies. It was determined that it is advisable to add structure-forming components to formulations of emulsions in a dry form, which provides improved functional-and-process and structural-and-mechanical indicators in comparison with hydrated and gel forms. It was determined that 15% of hydrolyzed connective tissue or 10 % of hydrolyzed pork skin can reduce the level of structure-forming components in emulsion formulations, and also has a positive effect on reducing the cost price of emulsions while maintaining rational functional-and-process and structural-and-mechanical parameters. It has been revealed that adding 6-12 % of WPS-UF-80, 5-10 % of dry whey or 4-8 % of fat free milk powder into emulsion formulations allows reducing the level of structure-forming ingredients in the formulations. These mixtures and emulsions used as raw materials for food 3D printers will ensure production of innovative group of meat products using additive technologies in the Republic of Belarus.

пищевая промышленностьаддитивные технологиисырье для 3D-принтеровэмульсиисмеси сухиемясноеколлагенсодержащее сырьемолочное сырьеструктурообразующие компонентыфункционально-технологические показателиструктурно-механические показателиfood industryadditive technologiesraw materials for 3D printersemulsionsdry mixesmeatcollagen-containing raw materialsmilk raw materialsstructure-forming componentsfunctional-and-process parametersstructural-and-mechanical parametersИсследования проведены в рамках государственной программы научных исследований «Качество и эффективность агропромышленного производства», 2016–2020 годы, подпрограмма 3 «Продовольственная безопасность».The research was carried out as part of the state program of scientific research “Quality and Efficiency of Agroindustrial Production for 2016-2020”, subprogram 3 “Food security”.ReferencesКолмыкова, О. Н. Научно-технический прогресс как фактор повышения уровня жизни населения / О. Н. Колмыкова, Т. В. Кудрявцева // Соц.-экон. явления и процессы. – 2011. – № 5–6 (27–28). – С. 127–129.Kolmykova O. N., Kudryavtseva T. V. Scientific and technical progress as the factor of increase of the standard of living of the population. Sotsial’no-ekonomicheskie yavleniya i protsessy = Social and Economic Phenomena and Processes, 2011, no. 5-6 (27-28), pp. 127-129 (in Russian).Морозов, А. В. Перспективы развития инновационного технологического уклада / А. В. Морозов, P. P. Низамов // Вестн. Казан. технол. ун-та. – 2013. – Т. 16, № 20. – С. 331–334.Morozov A. V., Nizamov R. R. Prospects for the development of an innovative technological paradigm. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta [Bulletin of Kazan Technological University], 2013, vol. 16, no. 20, pp. 331-334 (in Russian).Королёнок, К. С. Перспективы использования аддитивных технологий в экономике / К. С. Королёнок // Мировая экономика и бизнес-администрирование малых и средних предприятий : материалы 15 Междунар. науч. семинара, г. Минск, Респ. Беларусь, 24–25 янв. 2019 г. / Белорус. нац. техн. ун-т. – Минск, 2019. – С. 122–123.Korolenok K. S. Prospects for the use of additive technologies in the economy. Mirovaya ekonomika i biznes-administrirovanie malykh i srednikh predpriyatii: materialy 15 Mezhdunarodnogo nauchnogo seminara, 24-25 yanvarya 2019 g., g. Minsk, Respublika Belarus’ [The world economy and business administration of small and medium-sized enterprises: proceedings of the 15th international scientific seminar, January 24-25, 2019, Minsk, Republic of Belarus]. Minsk, 2019, pp. 122-123 (in Russian).Новые технологии в индустрии питания – 3D-печать / А. С. Гришин [и др.] // Вестн. ЮУрГУ. Сер. Пищевые и биотехнологии. – 2016. – Т. 4, № 2. – С. 36–44. https://doi.org/10.14529/food160205Grishin A. S., Bredikhina O. V., Pomoz A. S., Ponomarev V. G., Krasulya O. N. New technologies in food industry – 3D printing. Vestnik YuUrGU. Seriya Pishchevye i biotekhnologii = Bulletin of the South Ural State University. Ser. Food and Biotechnology, 2016, vol. 4, no. 2, pp. 36-44 (in Russian). https://doi.org/10.14529/food160205Оболенская, Ю. В. Мировой рынок 3D-технологий как основа инновационного развития экономики страны / Ю. В. Оболенская, Р. Г. Абакумов, А. Е. Наумов // Инновац. экономика: перспективы развития и совершенствования. – 2018. – Т. 2, № 7 (33). – С. 90–95.Obolenskaya Yu. V., Abakumov R. G., Naumov A. E. Global market 3D-technologies as a basis for innovative development of the country economy. Innovatsionnaya ekonomika: perspektivy razvitiya i sovershenstvovaniya [Innovative economy: prospects for development and improvement], 2018, no. 7, vol. 2 (33), pp. 90-95 (in Russian).К использованию трехмерной печати пищевых продуктов, одежды / В. З. Крученецкий [и др.] // Вестн. Алмат. технол. ун-та. – 2016. – № 3 (112). – С. 18–25.Kruchenetskii V. Z., Kulazhanov T. K., Kizatova M. Zh., Kruchenetskii V. V. By using three-dimensional printing pro-food products, clothing. Vestnik Almatinskogo tekhnologicheskogo universiteta = The Journal of Almaty Technological University, 2016, no. 3 (112), pp. 18-25 (in Russian).Потеха, В. Л. Аддитивные технологии в пищевой отрасли / В. Л. Потеха, А. В. Потеха // Инновационные технологии в пищевой промышленности : материалы ХV Междунар. науч.-практ. конф., Минск, 5–6 окт. 2016 г. : в 2 ч. / Нац. акад. наук Беларуси, Науч.-практ. центр Нац. акад. наук Беларуси по продовольствию ; ред.: В. Г. Гусаков [и др.]. – Минск, 2016. – Ч. 1. – С. 9–10.Potekha V. L., Potekha A. V. Additive technology in the food industry. Innovatsionnye tekhnologii v pishchevoi promyshlennosti: materialy XV Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Minsk, 5-6 oktyabrya 2016 g. [Innovative technologies in the food industry: proceedings of the XV international scientific and practical conference, Minsk, October 5-6, 2016]. Minsk, 2016, pt. 2, pp. 9-10 (in Russian).Шварцев, С. Л. Есть ли будущее у аддитивных технологий? / С. Л. Шварцев // Вестн. Рос. акад. наук. – 2017. – Т. 87, № 6.– С. 538–547.Shvartsev S. L. Evolution in nonliving matter: Nature, mechanisms, complication, and self-organization. Herald of the Russian Academy of Sciences, 2017, vol. 87, no. 6, pp. 518-526. https://doi.org/10.1134/s1019331617050069Родионова, О. И. 3D-печать пищевой продукции как инновационная технология / О. И. Родионова, А. В. Алешков, В. А. Синюков // Вестн. Хабар. гос. ун-та экономики и права. – 2019. – № 2 (100). – С. 119–124.Rodionova O. I., Aleshkov A. V., Sinyukov V. A. 3D printing of food products as an innovative technology. Vestnik Khabarovskogo gosudarstvennogo universiteta ekonomiki i prava [Bulletin of the Khabarovsk State University of Economics and Law], 2019, no. 2 (100), pp. 119-124 (in Russian).Максакова, Е. С. Аддитивные технологии в производстве кулинарных изделий / Е. С. Максакова, А. А. Гажур // Инновации: перспективы, проблемы, достижения : материалы VII Междунар. науч.-практ. конф., Москва, 15 мая 2019 г. / Рос. экон. ун-т. – М., 2019. – С. 18–31.Maksakova E. S., Gazhur A. A. Additive technology in the food production. Innovatsii: perspektivy, problemy, dostizheniya: materialy VII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, Moskva, 15 maya 2019 g. [Innovations: prospects, problems, achievements: proceedings of the VII international scientific and practical conference, Moscow, May 15, 2019]. Moscow, 2019, pp. 18-31 (in Russian).Перспективы развития промышленного производства на основе аддитивных технологий / А. Е. Бром, Ж. Швандер, О. В. Белова, Ю. А. Белоносов // Экономика и упр.: проблемы, решения. – 2018. – Т. 1, № 2. – С. 48–58.Brom A. E., Shvander Zh., Belova O. V., Belonosov Yu. A. Prospects of development of industrial production on the basis of additive technologies. Ekonomika i upravlenie: problemy, resheniya, 2018, vol. 1, no. 2, pp. 48-58 (in Russian).Дресвянников, В. А. Анализ применения аддитивных технологий в пищевой промышленности / В. А. Дресвянников, Е. П. Страхов, А. С. Возмищева // Продовольств. политика и безопасность. – 2017. – Т. 4, № 3. – С. 133–139. https://doi.org/10.18334/ppib.4.3.38500Dresvyannikov V. A., Strakhov E. P., Vozmishcheva A. S. Analysis of application of additive technologies in the food industry. Prodovol’stvennaya politika i bezopasnost’ = Food Policy and Security, 2017, vol. 4, no. 3, pp. 133-139 (in Russian). https://doi.org/10.18334/ppib.4.3.38500Сульдина, В. В. Напечатать будущее: применение 3D-печати / В. В. Сульдина // Новое слово в науке: стратегии развития : сб. материалов II Междунар. науч.-практ. конф. : в 2 т. / Чуваш. гос. ун-т [и др.] ; редкол.: О. Н. Широков [и др.]. – Чебоксары, 2017. – Т. 1. – С. 199–202.Sul’dina V. V. To print the future: applications of 3D printing. Novoe slovo v nauke: strategii razvitiya: sbornik materialov II Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii [A new word in science: development strategies: a collection of papers of the II international scientific and practical conference]. Cheboksary, 2017, vol. 1, pp. 199-202 (in Russian).Кулаков, В. Г. Теоретические предпосылки разработки продуктов питания функциональной направленности с применением аддитивных технологий / В. Г. Кулаков, И. А. Никитин, Е. С. Коровина // Усиление конкурентного потенциала пищевых предприятий путем развития эффективных биотехнологий : сб. материалов науч.-практ. конф., Санкт-Петербург, 15–16 сент. 2016 г. / Науч.-исслед. ин-т хлебопекар. пром-сти, С.-Петерб. фил. ; отв. ред. М. Н. Костюченко. – М., 2016. – С. 67–69.Kulakov V. G., Nikitin I. A., Korovina E. S. Theoretical background for the development of functional food products using additive technologies. Usilenie konkurentnogo potentsiala pishchevykh predpriyatii putem razvitiya effektivnykh biotekhnologii : sbornik materialov nauchno-prakticheskoi konferentsii, 15-16 sentyabrya 2016 g., Sankt-Peterburg [Strengthening the competitive potential of food enterprises through the development of effective biotechnologies: a collection of papers of the scientific and practical conference, September 15-16, 2016, St. Petersburg]. Moscow, 2016, pp. 67-69 (in Russian).3D-принтер для пищевой промышленности / А. Н. Афонин [и др.] // Современные технологии продуктов питания : сб. науч. ст. по материалам 2-й Междунар. науч.-практ. конф., 3–4 дек. 2015 г. / Юго-Зап. гос. ун-т [и др.] ; отв. ред. А. А. Горохов. – Курск, 2015. – С. 17–19.Afonin A.N., Aleinikov A.Yu., Ugol’nikova A.A., Gladyshev A. R. A 3D printer for the food industry. Sovremennye tekhnologii produktov pitaniya: sbornik nauchnykh statei po materialam 2 Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, 3-4 dekabrya 2015 g. [Modern food production technologies: a collection of scientific articles based on the proceedings of the 2nd international scientific and practical conference, December 3-4, 2015]. Kursk, 2015, pp. 17-19 (in Russian).Токарев, Б. Е. Анализ рынка 3D-печати: технологии и игроки / Б. Е. Токарев, Р. Б. Токарев // Практ. маркетинг. – 2014. – № 2 (204). – С. 10–16.Tokarev B. E., Tokarev R. B. Market analysis of 3D printing: technologies and participants. Prakticheskii marketing = Practical Marketing, 2014, no. 2 (204), pp. 10-16 (in Russian).Толкачёв, С. А. Перспективы развития аддитивного производства в США / С. А. Толкачёв, Е. И. Москвитина, Т. М. Цветкова // США и Канада: экономика, политика, культура. – 2016. – № 1 (553). – С. 87–102.Tolkachev S. A., Moskvitina E. I., Tsvetkova T. M. Prospects of additive manufacturing development in USA. SShA i Kanada: ekonomika, politika, kul’tura = USA v Canada: Economics – Politics – Culture, 2016, no. 1 (553), pp. 87-102 (in Russian).Прокофьева, Ю. А. Инновационые возможности 3d-принтера / Ю. А. Прокофьева // Rep. Sci. Soc. – 2014. – № 1 (14). – С. 32–35.Prokofyeva Yu. A. Innovative features of 3D-printer. Reports Scientific Society, 2014, no. 1 (14), pp. 32-35.Антипова, Л. В. Методы исследования мяса и мясных продуктов / Л. В. Антипова, И. А. Глотова, И. А. Рогов. – М. : Колос, 2001. – 571 с.Antipova L. V., Glotova I. A., Rogov I. A. Research methods for meat and meat products. Moscow, Kolos Publ., 2001. 571 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.