CC BY
9
Научная статья УДК 664.788
DOI 10.52653/РР1.2021.11.11.019
Производство крупы из биоактивированного зерна голозерного ячменя
Сергей Васильевич Зверев1, Ольга Владимировна Политуха2, Алевтина Павловна Филиппова3, Людмила Витальевна Ванина4, Ольга Владимировна Волкова5
2' 3' 4 5ВНИИ зерна и продуктов его переработки - филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, Москва zverevsv@yandex.ru
Аннотация. Биоактивированное или, проще, пророщенное зерно и продукты из него пользуются спросом у некоторых поборников здорового питания. Однако производство таких продуктов ограничивается домашними условиями. В статье приводятся результаты апробации возможности получения целой крупы из голозерного биоактивированного ячменя сортов Омский 1, Омский 2, Омский 4 (Россия, ФГБНУ «Омский АНЦ» и ООО «Никольские проростки», г. Ижевск) урожая 2017-2020 гг. в промышленных условиях. В результате шлифования зерна ячменя различной степени биоактивации (проращивание 18-30 ч) удалось получить качественную крупу с достаточно хорошим выходом и небольшим количеством дробленой крупы. С точки зрения технологии производства процесс переработки пророщенного ячменя в крупу не отличается от традиционного, за исключением предварительных операций проращивания и подсушивания. В производственных условиях потребуется корректировка режимов обработки. С технологической точки зрения предпочтение можно отдать сорту Омский 4 - высокая производительность шлифования при сопоставимом выходе дробленой крупы. Целесообразное время биоактивации составляет 24 ч.
Ключевые слова: ячмень, биоактивация, проращивание, крупа
Для цитирования: Зверев С. В., Политуха О. В., Филиппова А. П., Ванина Л. В., Волкова О. В. Производство крупы из биоактивированного зерна голозерного ячменя // Пищевая промышленность. 2021. № 11. С. 70-73.
Original article
Production of cereals from bioactivated grain of naked barley
Sergey V. Zverev1, Ol'ga V. Politukha2, Alevtina P. Filippova3, Lyudmila V. Vanina4, Ol'ga V. Volkova5
'' 2 3' 4 5All-Russian Scientific-Research institute of Grain and its Processing Products - Branch of V. M. Gorbatov Federal Scientific Center of Food Systems RAS zverevsv@yandex.ru
Abstract. Bioactivated or, more simply, sprouted grain and products from it are in demand among some advocates of a healthy diet. However, the production of such products is limited to home conditions. The article presents the results of testing the possibility of obtaining whole cereals from bare bioactivated barley varieties Omsk 1, Omsk 2, Omsk 4 (Russia, FGBNU «Omsk ANC» and LLC «Nikolsky sprouts», Izhevsk) harvest 2017-2020 in industrial conditions. As a result of grinding barley grain of various degrees of bioactivation (germination of 18-30 hours), it was possible to obtain high-quality cereals with a fairly good yield and a small amount of crushed cereals. From the point of view of production technology, the process of processing sprouted barley into cereals does not differ from the traditional one, with the exception of preliminary germination and drying operations. In production conditions, adjustment of processing modes will be required. from a technological point of view, preference can be given to the Omsk 4 variety -high grinding performance with a comparable output of crushed cereals. The appropriate bioactivation time is 24 hours.
Keyword: barley, bioactivation, germination, cereals
For citation: Zverev S. V., Politukha O. V., Filippov A. P., Vanina L. V., Volkova O. V. Production of cereals from bioactivated grain of naked barley // Food processing industry. 2021;(11):70-73 (in Russ.).
Автор, ответственный за переписку: Сергей Васильевич Зверев, zverevsv@yandex.ru Corresponding author: Sergey V. Zverev, zverevsv@yandex.ru
© Зверев С. В., Политуха О. В., Филиппова А. П., Ванина Л. В., Волкова О. В., 2021
Введение. Биоактивация зерна (по-другому ферментативная деполимеризация зерна или проращивание, проклевы-вание) - это процесс влагонасыщения зерен, сопровождающийся под действием воды, тепла и воздуха началом прорастания, в ходе которого трудноусвояемые соединения переходят в более простые, образуется дополнительное количество витаминов, аминокислот, минеральных веществ, легкоусвояемых углеводов [1, 2].
Процесс биоактивации имеет место при подготовке зерна для производства цельнозернового хлеба [3]. Биоактивированное зерно используется и при производстве ряда других зернопродуктов, в том числе крупы из пленчатого ячменя [4, 5, 6, 7].
Голозерный ячмень обладает рядом существенных преимуществ перед пленчатым ячменем [8]. В производстве биоактивированной целой крупы из зерна голозерного ячменя важнейшими операциями, определяющими во многом ее качество и эффективность производства, являются биоактивация (проращивание) и шлифование абразивными кругами.
При этом кроме основного продукта (целой крупы) образуются дробленая крупа и мучка с отрубями и мелкой дробленой крупой. Дробленая крупа является побочным пищевым, но менее ценным, чем основной, продуктом, поэтому желательно минимизировать ее содержание.
Объекты и методы исследований.
В качестве объекта использовалось зерно голозерного ячменя российских сортов Омский 1, Омский 2, Омский 4 (Россия, ФГБНУ «Омский АНЦ» и ООО «Никольские проростки», г. Ижевск) урожая 2017-2020 гг.
Распределение зерен по ширине и толщине определялось путем рассева на круглых и продолговатых ситах ГОСТ Р ИСО 5223-99 (Сита лабораторные для анализа зерновых культур. Технические требования). Длина зерна измерялась с помощью штангенциркуля.
Масса 1000 зерен определялась в соответствии с ГОСТ iSO 520-2014 Зерновые и бобовые. Определение массы 1000 зерен, натура - по ГОСТ 10840-2017 Зерно. Метод определения натуры, стекловидность общая - по методике ВНИИЗ, зольность -по ГОСТ 10847-2019 Зерно. Методы определения зольности, число падения - по методике ВНИИЗ, влажность - по ГОСТ 13586.5-2015 Зерно. Метод определения влажности. Выров-ненность зерна определялась суммированием сходов двух смежных сит с максимальным значением сходов.
Проращивание голозерного ячменя проводили при комнатной температуре около 20 °С. Навеску зерна массой
200 г увлажняли в открытой кювете с перфорированным днищем, выложенным тканью, увлажняемой водой нижней кюветы капиллярным способом. Время биоактивации составляло 18, 24 и 30 ч.
Биоактивированое зерно подсушивали до 10-16 % в восходящем потоке теплого воздуха в предварительно прогретой лабораторной сушилке ЛСА в течение 2,0-2,5 ч. Шлифование проводилось на голлендре ТМ-05 Satake (Япония) с рабочим ситом с продолговатыми отверстиями 01,0 х15 мм. На выходе из голлендра имели крупу (целую и дробленую) и смесь мучки, отрубей и мелкой дробленой крупы. Из крупы просеиванием через сито 02,5 мм и последующим дополнительным отбором визуально вручную отсортировывалась дробленая крупа. Мучка, отруби и мелкая дробленая крупа выделялись путем рассева на ситах 01,5 мм и 00,63 мм.
В качестве сравнительной оценки эффективности технологического процесса использовали выход целой крупы, долю дробленой крупы при сопоставимом общем ее выходе, выход побочных продуктов (отруби, мучка, мелкая дробленая крупка) и время шлифования при равном выходе побочных продуктов. Выход побочных продуктов характеризует степень удаления поверхностного слоя зерна и обуславливает сенсорные показатели полученной крупы, в частности, ее визуальную потребительскую привлекательность - белизну. Величина общего выхода крупы задается производителем или заказчиком, исходя из сорта крупы и торгово-ценовой политики.
Результаты и их обсуждение. На рис. 1 приведена принципиальная технологиче-
Очищенное зерно
ь.
X/
\
т
ш 1
3
Асп. откосы
¿■к
Крупа Крупа
дробл. целая
Рис. 1. Принципиальная схема производства крупы из зерна голозерного ячменя: 1 - бункер, 2 - магнитный сепаратор, 3 - шелушитель, 4 - воздушный сепаратор, 5 - триер
Рис. 2. Зависимость выхода побочных продуктов крупы (зерно ООО «Никольские проростки», г. Ижевск) от влажности зерна (время шлифования - 60 с)
2
4
5
2
Таблица 1
Общий выход крупы, доля дробленой крупы (к общему выходу) и время шлифования зерна до общего выхода 80% для различных сортов ячменя (время биоактивации - 24 ч, шлифования - 60 с).
Сорт зерна Выход целой крупы, % Выход дробленой крупы, % Время шлифования (выход крупы 80%), с
Омский 1 80,1 4,30 60
Омский 2 84,5 1,00 83
Омский 4 81 1,70 60
ООО «Никольские проростки» 85,3 0,97 88
Таблица 2
Влияние биоактивации на химический состав крупы из голозерного ячменя (зерно ООО «Никольские проростки»)
Время биоактивации, ч Время шлифования, с Влажность, % Содержание, %
крахмала сырого жира протеина (с.в.)
0 10,2 64,24 2,51 15,06
п 45 10,2 69,73 1,63 13,13
0 60 10,2 70,73 1,25 12,81
75 10,2 75,80 1,15 12,19
0 13,0 64,83 2,31 15,19
18 45 13,0 69,05 1,38 13,06
60 13,0 70,33 1,17 11,63
0 14,7 63,88 2,38 16,13
24 45 14,7 72,96 1,38 14,63
60 14,7 73,3 1,15 13,19
0 15,0 64,33 1,75 15,13
30 45 15,0 72,88 1,20 12,44
60 15,0 74,75 0,61 12,04
ская схема производства целой и дробленой крупы из зерна ячменя.
Влияние влажности на технологические показатели
Зависимость выхода побочных продуктов крупы и доли дробленой крупы от влажности в виде графиков представлена на рис. 2, 3.
Как можно видеть из графиков рис. 2 и 3, с ростом влажности в интервале 10-14 % выход побочных продуктов несколько возрастает (выход крупы, соответственно, падает). При дальнейшем росте влажности наблюдается резкое снижение выхода побочных продуктов, что, вероятно, связано с засаливанием абразивного круга. В то же время доля дробленой крупы в общем ее выходе снижается.
Влияние времени шлифования
Для исходного зерна зависимость выхода побочных продуктов времени шлифования вплоть до 25 % имеет линейный характер. Аналогичные зависимости для биоактивированного ячменя из ООО «Никольские проростки» при разном времени биоактивации носят слабо выраженный нелинейный характер, что свидетельствует об изменении абразивной стойкости зерна по глубине. Аналогичный характер зависимости имеет место и для сортов Омский 1, Омский 2, Омский 4. При этом с учетом слабой зависимости выхода от влажности в диапазоне 12-15 %, при возрастании времени биоактивации выход побочных продуктов увеличивается (исключение составляет зерно сорта Омский 2). То есть биоактивация деструктивно действует на зерно, снижая его абразивную износостойкость и повышая производи-
тельность шлифования. Соответственно, сокращается время шлифования до заданного выхода крупы.
Зависимость доли дробленой крупы от общего выхода крупы при времени биоактивации 24 и 18 ч в интервале общего выхода крупы 80-90 % носит убывающий линейный характер с интенсивностью 0,2 %/%. То есть, чем меньше общий выход крупы, тем больше в ней дробленой крупы.
В табл. 1 даны общий выход крупы, доля дробленой крупы (к общему выходу) и время шлифования зерна до общего выхода 80% для различных сортов ячменя (время биоактивации - 24 ч, шлифования - 60 с).
Оценка питательной ценности биоактивированной крупы
В табл. 2 представлены результаты биохимических анализов крупы.
Из анализа химического состава зерно-продуктов (табл. 5) следует, что по мере сошлифовывания поверхностного слоя зерна содержание белка и сырого жира в крупе убывает, а крахмала возрастает. Максимальное содержание белка в крупе наблюдается при времени активации 24 ч.
На рис. 4 дана фотография продуктов переработки биоактивированного зерна ячменя (зерно ООО «Никольские проростки»).
Заключение. Из табл. 3 видно, что с учетом дисперсии общего выхода крупы
Рис. 4. Продукты переработки биоактивированного зерна ячменя (зерно ООО «Никольские проростки»)
в экспериментах, равной 0,39 %, выход крупы для различных сортов зерна при равном времени шлифования различается. Однако выход крупы определяется требованиями к ее качеству (обычно белизна) и оговаривается заказчиком. При фиксированном выходе крупы различным будет время шлифования, как это видно из табл. 3. При этом, учитывая
зависимость выхода дробленой крупы от ее общего выхода (рис. 6), содержание дробленой крупы у сортов Омский 2 и ООО «Никольские проростки» несколько возрастет. С учетом сказанного, с технологической точки зрения предпочтение можно отдать сорту Омский 4 - высокая производительность шлифования при сопоставимом выходе дробленой крупы. Целесообразное время биоактивации составляет 24 ч.
список источников
1. Бутенко Л. И., Лигай Л. В. Исследования химического состава пророщенных семян гречихи, овса, ячменя и пшеницы // Фундаментальные исследования. 2013. № 4-5. С. 1128-1133; URL: http:// fundamenta1-research.ru/ru/artic1e/ view?id=31374 (дата обращения: 21.07.2021). ISSN 1812-7339
2. Мячикова Н. И., Сорокопудов В. Н., Биньковская 0. В., Думачева Е. В. Про-рощенные семена как источник пищевых и биологически активных веществ для организма человека // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 5. URL: http://science-education.ru/ru/artic1e/ view?id=7007 (дата обращения: 21.07.2021). ISSN 2070-7428.
3. Корячкина С. Я. [и др.] Совершенствование технологии хлеба из проросшего зерна пшеницы // Вестник Белгородского университета кооперации, экономики и права. 2006. № 5. С. 372-376.
4. Шнейдер Д. Макаронные изделия из цельносмолотого и пророщенного зерна пшеницы // Хлебопродукты. 2010. № 8. С. 46-47.
5. Патент 2464813 Российской Федерации. Способ получения хлопьев из пророщенных
злаковых культур. № 2011102599/13, за-явл. 25.01.2011, опубл. 27.10.2012. Бюл. № 30.
6. Леонова С., Нигматьянов А., Фазылов М. Разработка технологии национального крупяного продукта из пророщенного зерна // Хлебопродукты. 2010. № 9. С. 48-49.
7. Зверев С. В., Панкратьева И. А., Поли-туха 0. В., Нагайникова Ю. Р. Крупа из биоактивированного зерна ячменя. Инновационные технологии производства и хранения материальных ценностей для государственных нужд: научный сборник. Выпуск XIII / ФГБУ НИИПХ Росрезерва; под общей редакцией С. А. Сучкова. М.: Галлея-Принт, 2020. 314 с. Приложение к информационному сборнику «Теория и практика длительного хранения». С. 89-96.
8. Зверев С. В., Политуха о. В., Панкратьева И. А., Николаев П. Н., Юсова 0. А. Крупа из голозерного ячменя // Хранение и переработка зерна. 2019. № 1 (231). С. 49-51.
REFERENCES
1. Butenko L. I., Ligai L. V. Studies of the chemical composition of sprouted seeds of buckwheat, oats, barley and wheat. Fundamental'nye issledovaniya = Fundamental research. 2 013;4-5:1128-1133. URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/ view?id=31374 (accessed: 07/21/2021). ISSN 1812-7339.
2. Myachikova N. I., Sorokopudov V. N., Binkovskaya O. V., Dumacheva E. V. Sprouted seeds as a source of food and biologically active substances for the human body. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya = Modern problems of science and education.
2012;5. URL: http://science-education.ru/ru/ artic1e/view?id=7007 (accessed: 07/21/2021). ISSN 2070-7428.
3. Koryachkina S. Ya., et al. Improving the technology of bread from sprouted wheat grain. Vestnik Belgorodskogo universiteta kooperacii, ekonomiki i prava = Bulletin of the Belgorod University of Cooperation, Economics and Law. 2006;5: 372-376.
4. Schneider D. Pasta made from whole-ground and sprouted wheat grain. Khleboprodukty = Bread products. 2010;8: 46-47.
5. Patent 2464813 Ros. Federation. Method of obtaining flakes from sprouted cereals. No. 2011102599/13, application 25.01.2011, publ. 27.10.2012. Byul. No. 30.
6. Leonova S., Nigmatyanov A., Fazylov M. Development of technology of the national cereal product from sprouted grain. Khleboprodukty = Bread products. 2010;9: 48-49.
7. Zverev S. V., Pankrafeva I. A., Politukha
0. V., Nagaynikova Yu. R. Cereals from bioactivated barley grain. Innovative techno1ogies of production and storage of materia1 va1ues for state needs: scientific Collection Issue XIII / FSBI NIIPH Rosrezerva; under the general editorship of S. A. Suchkov. Moscow: Halley-Print, 2020. 314 p. Prilozhenie k inform. sborniku «Teoriya i praktika dlitel'nogo hraneniya» = Application to the information Collection «Theory and practice of long-term storage». P. 89-96.
8. Zverev S. V., Politukha O. V., Pankratieva
1. A., Nikolaev P. N., Yusova O. A. Grits from naked barley. Hranenie i pererabotka zerna = Storage and processing of grain. 2019;1(231):49-51.
Информация об авторах
Зверев Сергей Васильевич, д-р техн. наук, профессор, Политуха Ольга Владимировна, Филиппова Алевтина Павловна, канд. с.-х. наук, Ванина Людмила Витальевна, канд. хим. наук, Волкова Ольга Владимировна
ВНИИ зерна и продуктов его переработки - филиал ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова РАН, 127434, Москва, Дмитровское шоссе, д. 11, zverevsv@yandex.ru, vniiz_krup@mai1.ru6, smuvniiz@mai1.ru
Information about the authors
Sergey V. Zverev, Doctor of Technical Sciences, Professor, Ol'ga V. Politukha,
Alevtina P. Filippova, Candidate of Agricultural Sciences, Lyudmila V. Vanina, Candidate of Chemical Sciences, Ol'ga V. Volkova
All-Russian Scientific-Research Institute of Grain and its Processing Products - Branch of V. M. Gorbatov Federal Scientific Center of Food Systems RAS, 11, Dmitrovskoe highway, Moscow, 127434, zverevsv@yandex.ru
Статья поступила в редакцию 05.10.2021; принята к публикации 25.10.2021. The article was submitted 05.10.2021; accepted for publication 25.10.2021.
