CC BY
45
ИЗВЕ(
664.696.4.002.237
ОБОГАЩЕНИЕ ПРОДУКТОВ ЭКСТРУЗИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРИРОДНЫМИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
Н.К. АРТЕМЬЕВА, Г.А. МАКАРОВА, A.B. АРТЕМЬЕВ
Кубанская государственная академия физической культуры Кубанский государственный технологический университет
В настоящее время в пищевой промышленности в целях увеличения ассортимента и создания биологически полноценных продуктов, не требующих кулинарной обработки, расширяют производство изделий экструзионной технологии (сухих завтраков), полученных из круп злаковых культур в виде хлопьев, взорванных зерен, палочек, колечек, звездочек, подушечек с начинкой [1].
Весьма ценным нетрадиционным сырьем для повышения биологической ценности пищевых продуктов являются продукты соложения зерновых культур, в частности ячменя [2, 3]. В нашей стране и за рубежом известно применение солодовых экстрактов из зерен злаковых культур, которые используются как самостоятельные продукты и в качестве основы для детского и диетического питания. Поскольку процесс экстракции сопровождается дополнительными потерями биологически активных веществ и пищевых волокон, в своей работе мы посчитали целесообразным использование натуральных продуктов соложения ячменя (ячменного солода и ростков, полученных при солодора-щении) после их сушки и тонкого измельчения.
Процесс приготовления муки из продуктов соложения ячменя предусматривает использование всех элементов зерна, включая оболочку, особенно богатую витаминами группы В, микроэлементами и балластными веществами, которые обычно идут в отходы при переработке зерна на крупу и муку.
Особенностью технологии производства солода является гидролиз сложных углеводов и высокомолекулярных белков воздействием только естественных ферментов, повышающих свою активность в процессе соложения исходных зерен, что обеспечивает высокие диетические и даже лечебные свойства конечных продуктов, а также универсальность их применения.
Химический состав зерна в процессе солодора-щения претерпевает значительные изменения. Белковые вещества ячменя, количество которых составляет до 26%, при соложении подвергаются гидролизу протеолитическими ферментами, что способствует образованию свободных аминокислот и низкомолекулярных пептидов, придающих солоду приятный сладковатый вкус и легко усваивающихся организмом. Аминокислотный состав белков в проросшем зерне достаточно сбалансирован и представлен 17 аминокислотами, в том числе и незаменимыми, которые находятся как в связанном, так и в свободном состоянии [2] (табл. 1). Из приведенных данных видно, что прорастание зерна значительно увеличивает содержание аминокислот в солоде.
Содержание крахмала в солодовой муке составляет 65-70%. При соложении ячменя крахмал подвергается гидролизу с образованием простых углеводов — глюкозы, арабинозы, ксилозы, которые придают продукту сладковатый вкус и легко усваиваются организмом. Кроме названных углеводов в состав солодовой муки входят пищевые волокна (пектин и целлюлоза) — 3,5-7,0.
Количество жиров и липоидов в ячменной солодовой муке составляет 2-3%. Это жирные кислоты, богатые энергией, и фосфолипиды, участвующие в построении клеточных мембран, которые обладают эмульгирующими свойствами и способствуют повышению физической активности.
Ячменные солодовые продукты богаты витаминами С, группы В, РР, Е, которые также накапливаются в процессе солодоращения. Из минеральных веществ, присутствующих в солодовых продуктах в оптимальных количествах, необходимо указать К, Са, Ее и др. — 2,4-3,3%.
Таблица 1
Аминокислота Содержание аминокислот, мг/100 г
в зерне ячменя после соложения
Аланин 12,3 37
у-Аминомасляная кислота 5,7 32
Аргинин 2,2 33
Аспарагиновая кислота 12,7 57
Глютаминовая кислота 12,1 37
Глицин 2,7 8
Изолейцин 1,3 22
Лейцин 1,1 48
Лизин 0,3 26
Фенилаланин 2,3 52
Пролин 6,1 339
Треонин 1,6 26
Тирозин 1,8 47
Валин 1,7 49
Серин+аспарагин* 1561 965
Кроме того, в ячменном солоде в активной форме содержатся ферменты: а- и /?-амилазы (при проращивании зерна их активность увеличивается в 3-4 раза), протеазы, пептидазы, мальтаза, фита-за, каталаза, пероксидаза и другие; в состав его
входя чески а так логич Му собой росик ных \ ладае1 тичес арома рост» жир і чатка'1 Ам лода <j гичесі
Аі
Лизин
Треоні
Метио
Валин
Изолеі
Лейци:
Фенил
Триптс
Крс
ми гр; содер: фосфс органі ная, > сах б: Дис ков и питан: ми СВ| стью, \ куато{ мен в стиму способ тки
И ПИЙ
сусле I
Для в каче вок пі брана] гии, і очень ности традш
Про логии, ние К[ ной, р] сравне ячмені
(
р2.237
\іИ
МИ
I ■
:остав-шмал ростых \ котолегко [ угле-щевые
і соло-кисло-ствую->торые рособ-
ггами-(апли-ераль-к про-одимо
міща I
/100 г
жения
[ВНОЙ
(при ается }>ита-в его
входят нуклеотиды, выполняющие роль простети-ческих групп в формировании ферментных систем, а также фитогормоны, обладающие высокой биологической активностью.
Мука из ростков ячменного солода представляет собой измельченные зародышевые корешки проросшего зерна после удаления их на росткоотбивных машинах и предварительной сушки. Она обладает высокой биологической активностью, диетическими свойствами, имеет приятный вкус и аромат. Химический состав ячменных солодовых ростков по [2]: вода 10,0; азотистые вещества 24,4; жир 2,0; безазотистые вещества 42,2; сырая клетчатка 14,2; зола 7,2.
Аминокислотный состав ростков ячменного солода обусловливает их достаточно высокую биологическую ценность (табл. 2).
Таблица 2
Аминокислота
Аминокислотный
состав, г
скор, %
Лизин 5,87 107
Треонин 4,29 107
Метионин+цистин 0,54 15
Валин 7,10 142
Изолейцин 3,13 78
Лейцин 7,93 113
Фенилаланин+тирозин 9,10 152
Триптофан 0,67 67
Кроме того, солодовые ростки богаты витаминами группы В, С, Е, имеют в своем составе высокое содержание соединений серы, кальция, калия, фосфора, отличаются повышенной концентрацией органических кислот, таких как яблочная, янтарная, уксусная, лимонная, участвующих в процессах биологического окисления [4].
Диетологи рекомендуют проросшие зерна злаков и их экстракты для диетического и лечебного питания, поскольку они обладают бактерицидными свойствами, высокой биологической активностью, способствуют улучшению пищеварения, эва-куаторной функции кишечника, оптимизируют обмен веществ, стабилизируют нервную систему, стимулируют рост, повышают физическую работоспособность. Широкое применение солодовые ростки нашли в фармакологической промышленности и пивоварении для питания дрожжей в пивном сусле [5].
Для исследования возможностей использования в качестве пищевых биологически активных добавок продуктов соложения ячменя нами была избрана группа продуктов экструзионной технологии, не требующих кулинарной обработки, что очень важно для сохранения биологической активности веществ, входящих в состав вводимого нетрадиционного сырья.
Производство продуктов экструзионной технологии, как правило, предусматривает использование круп различных злаков, в частности кукурузной, рисовой, пшеничной, овсяной [6]. Однако при сравнении их химического состава с составом ячменной крупы (по [3]) видно, что последняя
выгодно отличается от остальных, а продукты соложения ячменя обладают более высокой активностью (табл. 3).
Таблица 3
Показатели
Крупы
куку- рузная рисо- вая пше- ничная овся- ная
ячмен-
ная
Белок, % Незаменимые
10,3 7,5 12,5 10,0 15,8
аминокислоты, мг/100 г: ... 3151 2572 3478 3328 5020
залин : 416 400 518 606 789
изолейцин 312 283 440 414 586
лейцин 1282 689 840 722 1102
лизин 247 290 340 384 664
метионин 120 150 180 156 281
треонин 247 260 360 332 549
триптофан 67 90 150 152 221
фенилаланин 460 410 650 562 828
Заменимые аминокислоты, мг/100 г 6795 4550 8620 5966 10527
Таблица 4
Сырье Расход сырья на 1 т, кг
контроль новый продукт
Крупа: Корпус
рисовая 338,7 338,7
овсяная 170,0 170,0
пшеничная 324,0 324,0
Сахар-песок 213,2 106,6
Ячменная солодовая мука — 106,6
Молоко сухое 95,0 95,0
Соль поваренная 13,5 13,5
Итого 1154,4 1154,4
Начинка
Сахарная пудра
Мука из ячменных ростков
Крахмал кукурузный
Масло растительное
Молоко сухое
Эмульгатор
Итого
С учетом этого при разработке нового изделия, за прототип которого были избраны сухие завтраки, имеющие форму подушечек с молочной начинкой (корпус готового изделия составляет 40%, начинка — 60%), были использованы продукты
483,3 377,0
— 106,3
118,8 118,8
336,6 336,6
134,8 134,8
3,2 3,2
1076,7 1076,7
соложения ячменя. В традиционном варианте данный продукт экструзионной технологии имеет высокое содержание сахара, что придает изделию слегка приторный вкус и может вызывать ряд неблагоприятных изменений в гомеостазе, в частности повышение уровня глюкозы в сыворотке крови. Кроме того, смесь зерновых культур в корпусе подушечек представлена рисовой, овсяной и пшеничной крупами, которые не отличаются высокой биологической ценностью. Энергетическая ценность такого сухого завтрака 518 ккал/ на 100 г продукта.
Предложенная нами рецептура сухих, завтраков отличается тем, что в корпусе 50% сахара заменяется на ячменную солодовую муку, а в молочной начинке 22% сахарной пудры заменяется мукой из ячменных ростков (табл. 4). Такая замена способствует снижению сахароемкости и повышению биологической ценности готовых изделий.
Установлены следующие допустимые пределы замены сахара на продукты соложения ячменя в новом продукте экструзионной технологии, %:
В корпусе Ячменная солодовая мука Крупа: рисовая овсяная пшеничная Сахар
Молоко сухое Соль поваренная
В начинке Мука из ячменных ростков Сахарная пудра Крахмал кукурузный Масло растительное Молоко сухое Эмульгатор
Приведенные данные являются оптимальными, поскольку уменьшение количества вводимых добавок нецелесообразно по причине снижения биологической ценности готового продукта, а увеличение оказывает отрицательное влияние на органолептические показатели его качества: гасится взрывность, становится неправильной форма, появляется характерный солодовый привкус и темно-бежевый цвет с серым оттенком.
Экструзионная технология предусматривает приготовление начинки путем смешивания компонентов, включая муку из ячменных ростков, при комнатной температуре. Переработка смеси зерновых культур, содержащей ячменную солодовую муку, при изготовлении корпуса осуществлялась в течение 6-8 мин при относительно низких температурных режимах и невысокой влажности. При формовании готовых изделий максимальная температура начинки во время технологического процесса достигала 40°С, что позволяло сохранить биологическую активность природных добавок.
Как показали полученные данные, качество выработанных по новой рецептуре, изделий с добавкой муки из ячменного солода и солодовых ростков
соответствует качеству стандартных продуктов, при этом технологический процесс практически не затрудняется. Новые изделия по сравнению со стандартными имеют более : высокую биологическую. ценность, так как введенные в рецептуру продукты соложений ячменя обладают повышенной ферментативной активностью, содержат большое количество легкоусвояемых углеводов, низко-молекулярных пептидов, свободных аминокислот, витаминов и минеральных соединений.
Анализ химического состава исходной рецептуры продуктов экструзионной технологии показывает, что они перегружены углеводами: белки 6,0; жиры 24,0; углеводы 68,9%; энергетическая ценность 518 ккал /100 г, поэтому соотношение в них основных пищевых веществ 1:4,0:11,5 не соответствует требованиям нутрициологии.
После введения продуктов соложения ячменя соотношение белков, жиров и углеводов (6,2, 24,0 и 63,8%; энергетическая ценность 497 ккал/100 г) приближается к оптимальному 1:3,8:10,3, соответствующему формуле сбалансированного питания 1:1,0:4,0.
Таким образом, режимы экструзионной технологии позволяют приблизить химический состав готовых продуктов к формуле рационального питания путем дополнительного введения в состав рецептурных композиций растительного биологически активного сырья.
Новые продукты экструзионной технологии по показателям качества соответствуют ГОСТ 15113— 3—77, имеют пониженное содержание сахара, повышенную биологическую ценность, приятный вкус и могут быть рекомендованы для детского и диетического питания.
Энергетическая ценность предлагаемого сухого завтрака несколько снижена по сравнению с прототипом и составляет 497 ккал/на 100 г продукта. Более низкая стоимость продуктов соложения ячменя по сравнению с сахаром обеспечивает снижение себестоимости нового продукта (по сырью) ориентировочно на 8,0%.
’ . , выводы
1. Продукты соложения ячменя могут использоваться при производстве изделий экструзионной технологии с целью расширения ассортимента. При замене сахара на нетрадиционное растительное сырье биологическая ценность готовых продуктов повышается.
2. Технологические режимы обработки рецептурных смесей в экструдерах позволяют сохранить биологическую ценность используемых компонентов, что дает возможность рекомендовать их для детского и диетического питания.
3. Введение продуктов соложения ячменя в рецептуру сухого завтрака дает возможность снизить себестоимость готового изделия по затратам на сырье.
; ' / ; ЛИТЕРАТУРА
1. ТУ £¡1,96-0371119-013-92. Сухие продукты экструзионнЬй;:
технологии. ,
2. Булгаков Н.И. Биохимия солода и пива. —. М.: Пищевая ,
пром-сть, 1976. - 368 с.
8,30-10,15
”28,60-30,77
13,39-15,44
27,88-29,12
10,15-8,30
7,07-8,51
1,13-1,27
9.00-10,40
36.00-34,70 8,92-10,21
31.00-33,43 11,80-13,74
0,29-0,31
1,1999
уктов, ски не ИЮ со ¡огиче-:птуру ышен-г боль-низко-ислот,
цепту-оказы-ш 6,0; я цен-в них ответ-
чменя !, 24,0 і/100 соот-пита-
гехно-
:остав
пита-
юстав
моги-
ии по 5113-
іа, полный ;ого и
ухого : про-(укта. [Я яч-гиже-]рью)
>льзо-
ІННОЙ
¡ента.
тель-
одук-
ецеп-
ІНИТЬ )НЄН-[ для
ня в сни-іатам
знной; девая .
3. Химический состав пищевых продуктов. Кн. 2: Справочные таблицы содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, макро- и микромементов, органических кислот и углеводов. 2-е изд., перераб. и доп. / Под ред. И.М. Скурихина, М.Н. Волгарева. — М.: Агропромиздат, 1987. — 360 с.
4. Основы лечебного питания беременных: Справочное издание / Под ред. Е.П. Самборской, Л.Б. Гутман, A.A. Закревского и др. — Киев: Здоровея, 1989. — 144 с.
5. Ленинджер А. Основы биохимии: Пер. с англ. — М.: Мир, 1985. — 1056 с.
6. Кадымов Ф.М., Акрамова A.C., Бабаев М.У., Абума-жндов Ш.М. Сухой завтрак ’’Талкан” // Информ. сб.: Науч. техн. достижения и передовой опыт в области хлебопродуктов. — Вып. 1-2. — М.: 1992. — С. 10.
Кафедра физиологии и биохимии Кафедра спортивной медицины и реабилитации
Поступила 02.04.98
664.782.063.2
ВЛАГООБМЕН И ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЕ В ЕДИНИЧНЫХ ЗЕРНАХ РИСА ПРИ УВЛАЖНЕНИИ
О.Н. ЧЕБОТАРЕВ
Кубанский государственный технологический университет
До настоящего времени нет единого мнения о путях проникновения влаги в зерно риса и причинах возникновения в нем напряженного состояния и трещинообразования. Существуют гипотезы о равномерном поглощении влаги поверхностью зерна, о преимущественном поглощении влаги отдельными анатомическими частями, о наличии влагонепроницаемого слоя в зерне и т.п. Аналогично имеется несколько гипотез о причинах трещинообразования — образование полей влагосодер-жания, расклинивающее действие влаги, действие тонких слоев воды и др. [1-3].
Нами исследованы влагообменные процессы и трещинообразование в рисе при полном погружении зерна в воду, а также при контакте с влагой ограниченными участками поверхности.
Для этого зерновки риса сорта Краснодарский-424 без цветковых пленок, трещин и повреждений поверхности погружали в воду полностью или зародышевым и противоположным зародышу концом. При ограниченном контакте с влагой погружение в воду производили приблизительно до половины длины зерновки. Чтобы исключить сорбционное увлажнение не погруженных в воду частей, зерновки вставляли в специальные ячейки, вырезанные в пластине из несмачиваемого материала. При этом пластина с ячейками одновременно являлась крышкой бюкса, в котором происходило увлажнение. В свою очередь бюкс с водой помещали в эксикатор.
О механизме поглощения влаги и влагопереносе судили косвенно, определяя во времени изменение влагосодержания зерна и его составных частей термостатно-весовым методом. Для этого зерновки вынимали из ячеек пластины-крышки, удаляли влагу смачивания и расчленяли по длине специальным приспособлением с регулируемым расстоянием между двумя параллельными лезвиями. Это давало возможность расчленять зерновки на приблизительно одинаковые по массовой доле части. При этом доли частей относительно сухого вещества составляли, %: зародышевая — 5-5,5; приза-родышевая — 20-22; центральная — 38-41; часть, противоположная зародышу, — 32-34. Полученные компоненты высушивали до постоянного веса при температуре 105°С й рассчитывали влагосодер-жание.
Изменение содержания трещиноватых зерен за время запаздывания (время от начала процесса увлажнения до появления трещин в зернах) определяли с помощью прибора ДМ-3 [4].
Все опыты были выполнены в пятикратной повторности. По полученным данным построены кинетические кривые изменения влагосодержания составных частей зерновки при погружении в воду зародышевой (рис. 1) и противоположной зародышу (рис. 2) частью (О — целая зерновка, А — зародышевая часть, ф — призародышевая часть, □ — центральная часть, $ — часть, противоположная зародышу) и кинетически кривые изменения трещиноватости (рис. 3: О — полное погружение,
