CC BY
50
УДК 664:8:658.5.012
Крупяные изделия повышенной пищевой и биологической ценности
для производства пищеконцентратов
Е.Б. Обухов, доц., В.М. Рукосуев, канд. воен. наук, доц., С.М. Доценко, д-р техн. наук, проф. ВНИИ сои, г. Благовещенск
Т.К. Каленик, д-р биол. наук, проф., Л.Н. Федянина, д-р мед. наук, доц. Институт пищевых технологий и товароведения Тихоокеанского государственного экономического университета, г. Владивосток
Крупа и крупяные изделия занимают значительное место в рационе питания человека, однако, являясь богатым источником углеводов, они содержат мало белков и жиров (от 7,0 до 12,6 % и от 0,6 до 5,8 % соответственно) [1]. При этом белки не всех круп комплементарны по содержанию аминокислот, что снижает их биологическую ценность.
Используя принципы взаимообогащения и сочетаемости определенных видов сырья посредством специаль-
ных способов и технологических приемов можно получить крупяные изделия повышенной пищевой и биологической ценности, удовлетворяющие потребности организма человека в необходимых нутриентах [1].
Соя служит богатым источником белка, жиров, витаминов, минеральных и других пищевых веществ. Создавая крупяные композиции определенного состава, на основе биотехнологи-чески модифицированного соевого сырья можно повысить биологическую
Мука: пшеничная: ячменная; просяная; рисовая; кукурузная: гречневая; овсяная
Ключевые слова: технология; пище-концентраты; крупяные изделия; математические модели; факторы; параметры; рецептура.
ценность крупяных изделии, а также концентратов первых и вторых блюд с их использованием.
При этом отсутствие научных данных в области создания продуктов питания указанного ассортимента не позволяет разрабатывать рецептуры первых и вторых обеденных блюд на основе таких крупяных изделиИ, имеющих повышенную пищевую и биологическую ценность.
На рис. 1 представлена схема биотехнологического процесса производства крупяных изделии повышеннои пищевой и биологической ценности, элементы которои признаны изобретением [2].
По результатам проведения многофакторного эксперимента с использованием физического моделирования установлены зависимости показателей процесса термообработки соевого зерна от его технологических и режимных параметров: активной кислотности водной среды - Х;(рН), продолжительности варки - X2(tB), коэффициента водонасыщения соевого зерна при замачивании - X3(kB) с учетом уровней и интервалов варьирования для трёх-факторного эксперимента по композиционному трехуровневому плану в виде уравнения регрессии органолеп-тической оценки термообработанного соевого зерна и полученного на его основе соевого теста - У0(Ы0)\
в кодированном виде:
У0 = 20,823 + 1,630Х -
0,862Х22 - 1,031 Х32 ^ max; (1)
в натуральном виде:
N0= - 520,90 +1,630рН +2,069tB+
+ 453,8kB - 3,448tB2-
- 1,031kB2^ max. (2)
В результате решения данного уравнения определены оптимальные значения факторов: активная кислотность водной среды рН = 8,0 ед.; продолжительность варки соевого зерна tB = 30 мин; коэффициент водонасыщения соевого зерна kB = 2,2.
Адекватность моделей (1-2) оценена с помощью критерия Фишера неравенством Fr> Ft. После реализации эксперимента проведена обработка полученных данных и построены математические модели процесса сушки крупяных изделий в виде уравнений регрессии (3-9). Адекватность моделей оценена с помощью критерия Фишера Fr> Fr
RAW MATERIALS AND ADDITIVES
N = - 217,85 + 3,870 W + 2,285t° + + 1,518 tc + 1,125ff- 6,450 W2-9,353(Г)3 - 4,418С^ max; (3)
N2 = - 52,88 - 1,23 W + 2,137t° -3,320 tc + 6,250 t°tc + 2,052 W2 -
- 8,416(t°)2 + 3,407 tc2 ^ max; (4) N3 = - 138,00 + 2,988 W + 2,009t° -
- 1,311tc+2,750t°tc - 1,075(t°)2
- 3,625Ctc2 ^ max3 (5) N4 = - 4С00,00 + 3,505 W + 4,545t° + + 3,288tc+ 1,250t°tc- 5,842 W2 -
- 1,799 (f)2 - 7,1973 > max; (6) N5 = - 258,91 + 3,084 W + 2,6501t° + + 2,771 tc - 5,141 W2- 9,465(t°) -
- 3,7863 > max; (7) N6 = - 345,70 + 3,567 W + 3,724t°+ 3,083tc + l,250 Wtc - 6,675 W2-
- 1,330и°)2 - 4,643Ctc2 ^ max; (8) N7 = - 127,29 + 2,710 W + l,082t° + 1,545tc - 2,500 Wtc + 7,500t°tc -
- 3 156 W2 - 4,503C(t°)2-
- 2,478tc2^ max, (9)
где W- начальная влажность гранул, %; t - температура сушки, °C; tc-продолжительность сушки, мин.
На основе моделей процесса получения крупяных изделий методом неопределенных множителей Лагранжа решена задача и получено оптимальное сочетание значений параметров и режимов сушки крупяных изделий семи наименований.
При этом оптимальные значения факторов находятся на следующем уровне: начальная влажность крупяных изделий W = 25-30 %; температура сушки t° = 136...150 °C; продолжительность сушки в зависимости от вида крупяных изделий tc = 30-40 мин.
В табл. 1 представлены химический состав и энергетическая ценность сырья и крупяных изделий повышенной пищевой и биологической ценности, а также соотношение белков (Б), жиров (Ж) и углеводов (У) в них.
Анализ данных табл. 1 показывает, что крупяные изделия комбинированного состава по содержанию белка превосходят традиционные крупы в 1,58-2,05 раза и в 1,5-5,4 раза по жиру. При этом содержание углеводов в крупяных изделиях несколько ниже, чем в сырье, а энергетическая ценность выше, чем у традиционных круп. На полученный ассортимент крупяных изделий разработана техническая документация (ТУ и ТИ). Данные крупяные изделия использованы в пищевых концентратах первых и вторых обеденных блюд в соответствии с разработанными рецептурами, которые отвечают требованиям, предъявляемым к этому типу продуктов питания.
Обоснование режимов и параметров технологии пищевых концентратов, а также показателей их качества осуществляли в соответствии с полученными в результате разработки технологии зависимостями и моделями (1-9).
Таблица 1
Химический состав (%) и энергетическая ценность (ккал/100 г)
Комбинированные крупяные изделия на основе Вода Белки Ли-пиды Углеводы Минеральные вещества Энергетическая ценность Соотношение БЖ:У
моно- и ди-сахариды крахмал клетчатка
Соевой пасты и 10,0 25,6 14,9 3,26 40,4 2,74 3,1 382,9 1:0,58:1,8
овсяной муки
Соевой пасты и 10,8 22,6 12,4 3,42 46,9 1,74 2,14 393,0 1:0,55:2,3
рисовой муки
Соевой пасты и 10,8 23,9 13,1 3,66 44,0 1,82 2,72 391,8 1:0,55:2,1
гречневой муки
Соевой пасты и 10.8 23,9 12,52 2,74 46,5 1,48 2,06 395,2 1:0,52:2,12
кукурузной муки
Соевой пасты и 10,8 25,4 11,52 2,72 46,0 1,48 2,08 392,4 1:0,45:1,98
пшеничной муки
Соевой пасты и 10,8 26,2 12,8 3,6 42,6 1,46 2,54 392,6 1:0,49:1,82
просяной муки
Соевой пасты и 10,8 25,2 12,5 3,6 43,8 1,96 2,14 390,0 1:0,49:1,96
ячменной муки
Таблица 2
Рецептура пищевых концентратов на основе крупяных изделий повышенной пищевой и биологической ценности
Концентраты и Вариа нт рецептур, %
компоненты 1 2 3 4 5 6 7
Супы
Крупяные изделия 44,85 61,75 53,05 54,75 49,85 52,75 58,35
Мясной фарш 12,0 10,0 10,0 12,0 12,0 12,0 10,0
Сушеный картофель 13,0 - 11,0 - 13,0 - -
Сушеные овощи 2,0 2,0 2,5 2,0 2,0 2,5 2,5
Сушеная зелень 1,0 1,2 1,0 1,2 1,0 1,2 1,0
Соль 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0
Пряности 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1
Лавровый лист 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05
Морковь - 3,0 - 3,0 - 3,0 3,0
Жир+имбирь 11,5 11,4 11,8 11,4 11,5 12,9 14,5
Глютаминат натрия 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Лук 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Грибы сушеные 5,0 - - 5,0 - 5,0
Папоротник 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Каши
Крупяные изделия 70,5 70,0 69,5 70,0 70,5 69,0 69,5
Фарш мясной 8,0 8,0 9,0 8,0 8,0 9,0 9,0
Жир+имбирь 12,0 12,5 12,0 12,5 12,0 12,5 12,0
Лук 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
Соль 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0
Папоротник 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Глютаминат натрия 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5
Таблица 3
Химический состав (%) и энергетическая ценность (ккал/100 г)
Вариант рецептуры Супы на основе крупяных изделий Каши на основе крупяных изделий
белки жиры углеводы клетчатка мине-раль-ные вещества энергетическая ценность белки жиры углеводы клетчатка мине-раль-ные вещества энер-гети-ческая ценность
1 18,1 12,7 47,4 5,0 6,8 396,3 14,9 12,0 53,1 4,9 5,1 398,8
2 18,2 12,6 47,0 4,9 7,3 398,8 15,0 12,5 53,0 4,5 5,0 402,5
3 20,4 12,0 46,1 4,5 7,0 392,0 15,5 12,0 53,2 4,3 5,0 398,8
4 16,3 12,9 49,2 4,4 7,2 395,1 13,2 12,5 54,4 4,6 5,3 391,3
5 18,9 12,3 47,7 4,2 6,9 393,9 16,8 12,0 52,2 4,1 4,9 390,4
6 21,1 14,2 41,5 6,1 7,1 402,6 18,1 12,5 48,7 5,4 5,3 391,3
7 20,9 13,7 46,8 4,6 5,0 402,1 16,8 12,0 51,5 4,5 5,2 399,2
схема производства пищевых концентратов (рис. 2).
В табл. 3 приведен химический состав пищеконцентратов, в табл. 4 - оптимальные значения параметров и режимов разработанной технологии, которые являются базовыми для проектирования и создания технологии производства пищевых концентратов с использованием крупяных изделий разработанного ассортимента.
Таким образом, в результате проведенного комплексного анализа процесса получения крупяных изделий повышенной пищевой и биологической ценности, а также пищеконцент-ратов на их основе разработан научно-методологический подход к созда-
Таблица 4
Основные параметры и показатели качества крупяных изделий и пищеконцентратов
Грибы сушеные Крупяные изделия Овощи и картофель сушеные Фарш мясной сушеный
+ 1
Дозирование Дозирование Дозирование Дозирование
Папоротник
Инспекция и мойка
Приготовление пасты
Размещение слоем »
Сушка
Измельчение
Дозирование
Смешивание
Дозирование
Фасование
Упаковка
Хранение и реализация
Дозирование
Жир
Имбирь 0,5 %
Рис. 2. Технологическая схема производства пищеконцентратов на основе крупяных изделий
Процесс Оптимальные значения режимов, параметров и соотношения компонентов Показатели качества ЭЦ,
Н , м сл' рН, ед. 1 °, С т, мин W, % d, мм ск МБ, % МЖ, % Му, % балл 0, % X М ., % оф ккал/ 100г
Проращивание семян сои 0,10,15 - 28-29 2880 70-75 4,04,5 - 10,0 5,0 10,0 - - - - 125,0
Термообработка - 6,5- 100 30-35 50-55 9,0- - 20-25 10-14 20 23-24 100 - - 250,0
пророщенных семян сои (варка) и 7,0 10,0
приготовление БМП
Приготовление - - - 8-10 34-35 0,01 1,5:1 10-12 8-10 43-46 23-24 100 - - 284,0
белково-углевод-ного теста (соевая паста:мука)
Формование гранул - - - - 34-35 3,0-4,0 - 10-12 8-10 43-46 23-24 100 - - 284,0
Сушка гранул 0,020,03 - 140150 30-35 9,010,0 1,0-2,0 - 22,225,2 11,414,5 50,0 23-24 100 - - 388,0
Измельчение и рассев на фракции 0,1-2,0 10 15,0
Дозирование и смешивание компонен-
тов при производстве пищевых концентратов первых и вторых обеденных блюд:
супы - - - - 9,4 - 12:88 16,5 12,0 55,0 23-24 100 - - 394,0
каши - - - - 10,5 - 80:20 14,8 10,0 58,7 23-24 100 - - 384,0
Примечание. Нсл - высота слоя семян сои; рН - активная кислотность водной среды; - температура; 1 - продолжительность процессов; W - влажность сырья и продуктов; d - диаметр сыпучих продуктов; Ск - соотношение компонентов; МБ - массовая доля белка; Мж - массовая доля жира; М - массовая доля углеводов; N - органолептическая оценка; 0 - однородность смеси; X - степень измельчения; Моф - масса отделяемой фракции (мучной); ЭЦ - энергетическая ценность.
С целью обогащения пищевых концентратов пищевыми волокнами, а также другими нутриентами и биосоединениями в их состав предложено вводить сухой папоротник.
В молодых побегах папоротника обнаружено большое количество белка (до 30 %), содержащего незаменимые аминокислоты, около 50 % углеводов, в состав которых входят клетчатка (20 %), сахара (23 %), крахмал (3 %) и жиры. Орляк содержит до 34 мг витамина С, а также ряд минеральных веществ: фосфор, кальций, магний, медь, никель, серу, марганец, натрий, калий и др. По минеральному составу и содержанию витаминов орляк близок к капусте, а по содержанию белка -
к бобовым. В настоящее время определенный интерес вызывают флавоноид-ные соединения папоротника орляка. В его экстрактах обнаружены астрагалин, изокверцетрин, рутин, а также сескви-терпены, экдизоны, танины и т. д. [3].
В табл. 2 приведена рецептура пищевых концентратов с использованием крупяных изделий. Особенность данных рецептур - включение в состав супов и каш сушеного папоротника, который наряду с соевым компонентом позволяет обогатить данные виды продуктов клетчаткой, флавоно-идными соединениями, витаминами С, Е и т. д.
На основе данных, содержащихся в табл. 2, разработана технологическая
нию продуктов питания нового ассортимента.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гуляев В.Н., Кондратьев В.И., Заха-ренко Т.С., Роенко Т.Ф. Технология крупяных концентратов. - Агропром-издат, 1989.
2. Патент РФ № 2348179 Способ обработки соевого зерна/Доценко С.М. и др. Опубликовано в Б.И. №7 от 10.03.2009. Патентообладатель Всероссийский НИИ сои.
3. Цапалова И.Э. и др. Экспертиза дикорастущих плодов ягод и травяных растений. Качество и безопасность. -Новосибирск, 2005.
