CC BY
38
УДК 667.769
Оптимизация технологических режимов получения продуктов быстрого приготовления
на основе пророщенного зерна ржи и гороха
Е.Н. Урбанчик, канд. техн. наук, доцент, А.Е. Шалюта, аспирант, Ю.М. Щудло Могилевский государственный университет продовольствия, Республика Беларусь
В последние годы во всем мире получило широкое признание развитие нового направления в пищевой промышленности - функциональное питание, под которым подразумевается использование таких продуктов естественного происхождения, которые при систематическом употреблении оказывают регулирующее действие на организм в целом или
Разработанная технология позволяет расширить ассортимент функциональных продуктов питания массового потребления и может быть рекомендована для внедрения в промышленных масштабах.
на его определенные системы и органы. Одно из ярких представителей продуктов функционального питания - пророщенное зерно.
При правильно организованном процессе получения пророщенного зерна белки, жиры и углеводы под действием ферментов расщепляются на более простые вещества при значительном увеличении количества витаминов и микроэлементов, что в сочетании с пищевыми волокнами делает пророщенное зерно уникальным пищевым сырьем [1, 2].
В мировой практике пророщенное зерно используют для производства детского и диетического питания, спирта, хлебопекарных изделий, а также кормовых добавок для животных. Употребление пророщенного зерна оказывает общеукрепляющее действие, способствует нормализации обменных процессов, профилактике сердечно-сосудистых заболеваний, повышает иммунитет и работоспособность, предупреждает возникновение опухолей, гиперто-
Ключевые слова: пророщенные зерна ржи и гороха; продукты быстрого приготовления; оптимизация технологических режимов.
Key words: germinated rye and peas, fast food, optimization of technological regimes.
нии, инфаркта миокарда, стенокардии, замедляет процесс старения.
Все большее признание и распространение в мире получает употребление быстрых завтраков в качестве легкого недорогого продукта, позволяющего одновременно удовлетворить потребность организма в энергетике, минеральных веществах, витаминах и не отягощать желудочно-кишечный тракт и другие внутренние органы жирной и плохо усвояемой пищей. Среди широкого ассортимента таких продуктов большой популярностью пользуются зерновые каши, на приготовление которых требуется 3-5 мин [3, 4]. Основной компонент каш - зерновые хлопья. Имеющиеся сегодня на рынке хлопья имеют ряд недостатков: удалены части зерна, содержащие жизненно важные натуральные микроэлементы, минеральные вещества, клетчатку, витамины; состоят в основном из крахмала, который является трудно усвояемым продуктом; остатки микро- и макроэлементов, а также пищевая клетчатка находятся в форме трудно усвояемых соединений; хлопья перед плющением не моют - не обеспечивается полное удаление пыли, грязи и посторонних микроорганизмов. В то время как хлопья из пророщенного зерна имеют ряд достоинств: основной компонент продукта содержит жизненно важные натуральные микроэлементы, минеральные вещества, клетчатку, витамины; упрощенная структура крах-
мала и тепловая денатурация белков облегчают пищеварение; микро- и макроэлементы, пищевая клетчатка находятся в легко усвояемых формах; зерно при проращивании моют и обеззараживают - обеспечивается полное удаление пыли, грязи и посторонних микроорганизмов.
Для решения проблемы дефицита натуральных продуктов питания повышенной биологической ценности в качестве основного сырья для получения зерновых каш предлагается использовать хлопья из пророщен-ного зерна, достоинства которых очевидны.
Согласно выводам, сделанным в ходе количественного исследования рынка продуктов быстрого приготовления, 14,8 % жителей г. Могилева (Республика Беларусь) употребляют крупы быстрого приготовления, каши и хлопья, 37,0 % вообще не употребляют продукты быстрого приготовления, 48,2 % населения употребляет их регулярно или время от времени. Целевой аудиторией для рынка продуктов быстрого приготовления можно считать в этой связи 63 % населения.
Отечественную продукцию предпочитают 59,2 % потребителей. Для чуть более трети населения страна производства продуктов быстрого приготовления не имеет никакого значения и только 4,5 % опрошенных предпочитают исключительно импортную продукцию.
Количественное исследование рынка продуктов быстрого приготовления показало, что большинство потребляют каши один раз в неделю.
Для проведения исследований по разработке способа получения хлопьев из пророщенного зерна использовали зерно ржи и гороха.
Предварительно очищенное от минеральных и органических примесей зерно замачивали и проращивали воздушно-водяным способом в термостате при температуре 18±2 0С и относительной влажности воздуха 90±5 % по ранее разработанным режимам. Для замачивания зерна использовали водопроводную воду температурой 10±2 0С. Основным контролируемым показателем про-рощенного зерна была длина ростка - 0,5-2 мм не менее чем у 75 % зерен. В качестве дезинфектанта для зерна использовали раствор пер-манганата калия, что позволило исключить нежелательные микробиологические процессы в ходе проращивания и получить полноценные пророщенные зерна. Сушку пророщенного зерна проводили на сушильной установке с использованием инфракрасного излучения. Плю-
RESOURCE-SAVING TECHNOLOGIES
щение хлопьев выполняли на вальцовом станке.
Первый этап работы - исследование технологических свойств зерна. Изучены физико-химические и семенные свойства семи партий продовольственного зерна ржи и четырех партий продовольственного гороха, проведен анализ химического состава (табл. 1).
Не все изученные партии зерна ржи характеризовались достаточными показателями энергии прорастания и жизнеспособности, необходимыми для дальнейшего проращивания. Исследования показали, что только 3-, 4- и 6-я партии зерна пригодны для производства пророщен-ного зерна и продуктов повышенной биологический ценности на его основе (жизнеспособность - не менее 75 %).
При выборе режимов проращивания зерна определяли длину ростка. На основании ранее проведенных исследований установлено, что оптимальное значение составляет 0,52,0 мм. При длине ростка более 2,0 мм отмечается снижение биологической ценности готового продукта, зерно теряет сухие вещества, расходуемые на развитие зародыша и принимает морщинистую форму. При длине ростка менее 0,5 мм не достигается необходимой биологической ценности готового продукта, не происходит достаточного расщепления химических веществ.
Исходя из этих сведений определяли продолжительность проращивания зерна, при которой длина ростка у не менее 75 % зерен составит 0,5-2,0 мм (табл. 2).
На основании проведенных исследований установлено, что оптимальное время проращивания зерна ржи составляет от 22 до 26 ч. При этом количество проросших зерен, удовлетворяющим требованиям технологии, оптимально.
Сложность выбора оптимальных технологических режимов получения хлопьев из пророщенного зерна обусловлена значительным количеством факторов, влияющих на качество готовой продукции: время проращивания зерна, время сушки зерна перед плющением, величина межвальцового зазора, время сушки зерна после плющения.
Проведены предварительные исследования с целью определения диапазонов исследуемых режимов (табл. 3).
Для оптимизации режимов плющения пророщенного зерна определяли выход хлопьев при различных зазорах плющильного станка. Установлено, что для пророщенного зер-
Таблица 1
Химический состав и семенные свойства зерна ржи
Номер партии Белок, % Жир, % Крахмал, % Сахара, % Энергия прорастания, % Жизнеспособность, %
1 9,9+0,2 2,2+0,1 58,4+2,5 1,8+0,1 56+2 64+1
2 8,1+0,2 2,0+0,1 62,4+2,1 1,6+0,1 48+3 63+3
3 11,5+0,1 2,3+0,1 57,4+1,5 2,0+0,1 83+4 96+1
4 10,2+0,2 2,2+0,1 58,4+2,5 1,9+0,1 76+2 91+2
5 8,4+0,1 1,8+0,1 61,4+2,0 2,1+0,1 59+2 72+1
6 11,3+0,1 2,0+0,1 59,2+1,9 2,4+0,1 74+3 80+3
7 9,9+0,2 1,6+0,1 57,9+2,6 2,0+0,1 33+4 56+1
Таблица 2
Изменение количества проросших зерен ржи (%) от времени проращивания
Номер партии Время проращивания, ч
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
3 0 0 34 54 68 68 76 79 86 90 92 93 93 93 93
4 0 16 44 49 59 72 73 78 82 84 87 89 89 91 91
6 0 18 54 62 71 71 72 72 75 75 75 76 76 77 79
Условные обозначения
проросших зерен менее 75 %;
длина ростка 0,5-2,0 мм. Проросших зерен - более 75 %;
длина ростка более 2,0 мм.
на ржи при межвальцовом зазоре плющильного станка менее 0,4 мм происходит чрезмерное дробление зерна с ухудшением формы готового продукта. При межвальцовом зазоре более 0,6 мм наблюдается неравномерное плющение зерна и при дальнейшей сушке инфракрасным излучением неравномерное просушивание продукта.
Оптимизация времени сушки зерна перед плющением включала исследования изменения выхода хлопьев в зависимости от времени сушки пророщенного зерна. При сушке пророщенного зерна менее 120 с процесс плющения зерна был затруднен, занимал больше времени, выход хлопьев составил 80-85 %. При сушке зерна в течение более 600 с наблюдали дробление зерна. Поэтому для оптимизации времени сушки зерна был выбран диапазон от 120 до 600 с.
Проведены исследования скорости удаления влаги из продукта. При влажности зерна ржи перед плющением от 37 до 19 % выход хлопьев был максимальным. Плющение зерна с влажностью менее 19 и более 37 % приводило к резкому снижению выхода готовой продукции. Зерно после плющения сушили с помощью инфракрасного излучения до влажности 6-7 %.
На основании установленных интервалов проведен комплексный эксперимент для определения оптимальных режимов проращивания, сушки и плющения зерна с использованием программы 51а1дгарЫсБ.
Таблица 3
Режимы плющения зерна
Параметр процесса Диапазон значений Обоснование режима
Зазор плющильного станка, мм 0,3-0,5 <0,3 - дробление зерна >0,6 - неравномерное плющение
<120 - налипание
Время сушки, с 120-600 зерна на вальцы >600 - дробление зерна
Влажность зерна, % 19-37 <19 - снижение выхода> 37 - снижение выхода
Были спланированы эксперименты для всех исследуемых партий зерна.
В результате статистической обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии, описывающие изменение выхода готовой продукции под влиянием исследуемых факторов:
у3 = -178,1 + 2,6х1+1118,2х2-
- 0,5х12 +2,5x^-1156,3 х22, (1) у4 = -162,1 + 3,1х + 987,2х2-
- 0,5х12 +2,3х1х2-1201,0 х22, (2)
у6 = -169 + 2,7х1 + 1208,4х2-
- 0,2х12 +1,9х1х2-997,9 х22, (3)
где у- выход ржаных хлопьев из зерна образцов 3, 4, 6, %; х1 - время сушки, с; х2 - межвальцовый зазор, мм.
Анализ уравнений позволил выделить факторы, в большей степени влияющие на выход готовой продукции. На выход хлопьев наибольшее влияние оказывает величина меж-
ржи. Аналогично получены оптимальные режимы производства хлопьев из пророщенного зерна гороха (табл. 4).
По разработанным режимам проведены лабораторные испытания и получены опытные партии продуктов. Выход хлопьев составил 95,8 и 96,8 % для ржи и гороха соответственно. Полученные отходы могут быть использованы как сырье для комбикормовой промышленности, что позволяет характеризовать раз-
Таблица 5
Химический состав хлопьев из пророщенного зерна
Таблица 4
Оптимальные режимы получения хлопьев из пророщенного зерна ржи
Сырье Время про-ращи- ва-ния, ч Время сушки зерна перед плющением, с Межвальцовый зазор, мм Время сушки зерна после плющения, с
Рожь продо- 22-26 240-300 0,5 300
вольственная
Горох продо- 26-30 280-340 0,6 340
вольственный
Хлопья Белок, % Жир, % Сахара, % Крахмал, % Клетчатка, % Энергетическая ценность
кДж ккал
Ржаные 6,9 0,9 4,1 43,8 3,3 945,7 240,5
Гороховые 18,4 2,0 18,9 38,4 4,0 1380,0 329,6
Овсяные (контроль) 11,0 6,2 1,1 48,9 1,3 1250,9 305,0
вальцового зазора, изменение времени сушки зерна оказывает меньшее влияние. Все факторы положительно влияют на выход готовой продукции (коэффициенты регрессии при линейных членах положительны). Анализ поверхности отклика показал, что время сушки зерна перед плющением 180-240 с и межвальцовый зазор от 0,48 до 0,52 мм приводят к значительному увеличению выхода готовой продукции. Дальнейшее увеличение времени сушки (свыше 240 с) и межвальцового зазора (свыше 0,52 мм) вызывает существенное уменьшение выхода хлопьев.
Таким образом, на основании изучения трех партий зерна ржи получены оптимальные режимы производства хлопьев из пророщенного зерна
работанную технологию как безотходную.
По внешнему виду хлопья были овальными и круглыми, с неровными краями разных размеров. Вкус хлопьев - свойственный зерновым хлопьям без привкуса горечи и посторонних привкусов. Хлопья имели цвет от светло-желтого до светло-коричневого, обладали приятным ореховым запахом.
Влажность полученных хлопьев колебалась от 4,2 до 6,8 %, кислотность - от 3,8 до 6,0 градусов. Раз-вариваемость всех образцов хлопьев не превышала 3 мин.
Определен химический состав и энергетическая ценность полученных хлопьев (табл. 5).
В сравнении с исходным сырьем в хлопьях из пророщенного зерна ржи и гороха наблюдали заметные изме-
нения - уменьшение содержания белка во всех образцах, снижение содержание жира и крахмала, увеличение содержания сахаров.
Содержание клетчатки во всех исследуемых хлопьях практически не менялось. Энергетическая ценность хлопьев на основе пророщенного зерна ниже, чем энергетическая ценность контрольных хлопьев. Все полученные хлопья обладали хорошими органолептическими свойствами.
Разработанная технология позволяет расширить ассортимент функциональных продуктов питания массового потребления и может быть рекомендована для внедрения в промышленных масштабах.
ЛИТЕРАТУРА
1. Урбанчик, Е.Н. Получение продуктов быстрого приготовления на основе пророщенного зерна пшеницы и тритикале/Е.Н. Урбанчик, А.Е. Шалю-та//Хранение и переработка сельхоз-сырья. - 2012. - № 7. - С. 24-26.
2. Кондратенко, Р.Г. Использование пророщенного гороха для получения мучных продуктов питания функционального назначения/Р.Г. Кондратенко, Е.Н. Урбанчик//Сб. материалов Международной научн.-практ. конференции «Инновационные технологии продуктов здорового питания». - Алматы, 2011. - С. 41-43.
3. Донская, Г.А. Пищевые волокна - стимуляторы роста полезной микрофлоры организма человека/ Г.А. Донская, М.Б. Ишмаметьева// Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки. - 2004. - № 1. - С. 21.
4. Аналитические материалы. Рынок продуктов быстрого приготовления. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.abasco.ru/.
SÄ Хлебобулочные изделия из цельнозерновой
муки «Житница»
Хлебобулочные изделия из пшеничной цельнозерновой белково-витаминной муки ТМ «Житница» нашли своего покупателя во многих регионах РФ. В частности, Ачинский зерноперерабатывающий комбинат (Красноярский край) отгружает стабильные объемы весовой муки этой торговой марки в Кемеровскую область своему дистрибутору. Уникальная мука, специально разработанная для производства продуктов линии «Здоровое питание», пользуется особым спросом у производителей хлебобулочных изделий данного региона, а потребители с удовольствием покупают вкусную и полезную выпечку из «Житницы».
Цельнозерновая белково-витаминная мука «Житница» производится только из высококачественного
зерна. Она практически в полном объеме сохраняет витамины, макро- и микроэлементы, которые содержатся в зерне пшеницы. Белково-витаминная мука богата витаминами В,, В2, Е, РР, железом, клетчаткой, содержит большое количество белка. «Житница» -единственная мука, которая содержит витамин Е: в 100 г муки содержится практически половина от суточной нормы потребления этого витамина, т. е. 4,2 из 10 мг.
Мука «Житница» дважды отмечена дипломом и знаком Всероссийской организации качества, а повышенная экологичность этого продукта уже второй раз подтверждена экологическим сертификатом.
♦ ♦ ♦
♦
♦
