CC BY
0Т.С. Козлова, канд. техн. наук, доц.
М.Х. Марзаева, канд. техн. наук, ст. преподаватель, e-mail: marzaevamarina@ gmail. com
Д.Л. Первушин, канд. техн. наук Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ
УДК 664.71-12:664.76
РАЗРАБОТКА НОВЫХ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ РЖИ И СОЗДАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ НА ИХ ОСНОВЕ
На основе исследований влияния влаготепловой обработки с использованием конвективно-кондуктивного способа передачи тепла и новых решений при подготовке ржи к переработке были разработаны ресурсосберегающие технологии получения новых продуктов переработки ржи. На основе этих продуктов были созданы функциональные продукты питания.
Ключевые слова: рожь, функциональные продукты, ржаная мука, ржаная крупа, комбинированные биопродукты, макаронные изделия из ржи.
T.S. Kozlova, Cand. Sc. Engineering, Assoc. Prof.
M.Kh. Marzaeva, Cand. Sc. Engineering, Senior Teacher D.L. Pervushin, Cand. Sc. Engineering
DEVELOPMENT OF NEW RYE BY-PRODUCTS AND FUNCTIONAL FOOD ON THEIR BASIS
On the basis of the moisture-heat treatment studies with the use of convectional and conduction heat transfer method and new solutions in the rye preparation, resource-recovery technologies have been created for new rye by-products manufacture. New functional foods based on them have been developed.
Key words: rye, functional foods, whole wheat flour, rye barley, combined organic food, rye pasta.
Стратегической задачей современной пищевой технологии является функциональное питание, обеспечивающее поддержание и активизацию жизненно важных функций человека, повышение общей сопротивляемости организма агрессивным условиям среды жизнедеятельности. Особую роль в функциональном питании ученые отводят злаковым культурам и продуктам их переработки. Рожь является важнейшей продовольственной культурой, особенно в районах с ограниченным возделыванием пшеницы. Она имеет ряд преимуществ -содержит больше пищевых волокон за счет высокого содержания гемицеллюлоз, которые снижают риск кардиологических заболеваний и злокачественных новообразований прямой кишки, регулируют физиологические и биохимические процессы в органах пищеварения, улучшают моторную деятельность кишечника. В России издавна считали, что употребление изделий из ржаной муки помогает противостоять депрессии и способствует повышению жизненного тонуса. В тибетской медицине зерно ржи использовали как слабительное, очищающее и отхаркивающее средство [1]. Отличительной особенностью ржи является высокое содержание слизей (2,5-7,2%), которые положительно влияют на состав микрофлоры кишечника, выводят радионуклиды, желчные кислоты, уменьшают содержание холестерина за счет связывания с ним [11]. Также слизи легко набухают в воде и дают чрезвычайно вязкие растворы, вязкость которых в несколько раз выше вязкости раствора желатина той же концентрации [11].
В настоящее время производство ржи, ее переработка и потребление продуктов из нее заметно снизились. Согласно рекомендации Института питания РАМН, в среднем на душу населения необходимо из общей массы муки использовать 35-45% ржаной муки в год. Фактическое же потребление в несколько раз ниже. В большей степени это связано с узким ассортиментом ржаных продуктов и относительно невысокими потребительскими свойствами.
В связи с этим разработка новых технологий продуктов переработки зерна ржи и создание на их основе функциональных продуктов питания, соответствующих современным требованиям, является актуальной задачей.
Для исследований была взята рожь рядовая и сортовая «Онохойская» разных годов урожая, выращенная в Республике Бурятия. В работе использовались стандартные и общепринятые методики.
Авторами были разработаны ресурсосберегающие технологии продуктов переработки зерна ржи, которые позволяют получить новые продукты, обладающие хорошими потребительскими и одновременно функциональными свойствами.
Одной из таких технологий является технология ржаной муки «Житная», базирующаяся на научно обоснованных режимах влаготепловой обработки (ВТО), заключающейся в увлажнении зерна, отволаживании и обработке в аппарате с конвективно-кондуктивным способом передачи тепла. Новизна технических решений подтверждена патентом [9]. Как показали исследования, при оптимальных режимах ВТО зерно ржи резко изменяет свой цвет -исчезают серые, зеленые и темно-коричневые оттенки, зерно становится ровного светло-коричневого цвета. Оптимальные режимы ВТО существенно изменяют структурно-механические, биохимические свойства и химический состав зерна. Происходят умеренная декстринизация крахмала, увеличение содержания декстринов и сахаров, снижение содержания клетчатки, частичная денатурация белков, что повышает перевариваемость и усвояемость пищевых продуктов из такого зерна. Часть крахмала при ВТО теряет свою первоначальную структуру и образует амилозу, которая придает крахмалу резистентные свойства [10]. ВТО приводит к снижению грибковой и бактериальной микрофлоры на 99%, что увеличивает продолжительность хранения муки. Исследования показали, что с повышением температуры обработки общий выход муки увеличивается на 3-19% по сравнению с традиционным холодным кондиционированием, а белизна муки снижается, что связано с попаданием в муку периферийных частей зерна. Однако это происходит без ухудшения потребительских свойств муки до определенного предела. Она приобретает светло-кремовый цвет без сероватых оттенков. В результате разрыхления эндосперма при его тепловой обработке в аппарате конвективно-кондуктивным способом передачи тепла происходит снижение затрат энергии на измельчение на 2,5-8% при помоле муки.
На основе проведенных исследований разработана технология новых продуктов переработки ржи: мука «Житная №1», «Житная №2» и «Житная» (рис. 1).
Рис. 1. Технологическая схема получения ржаной муки «Житная»
В таблице 1 приведены выход и качество ржаной муки из термообработанного зерна. Новые сорта ржаной муки отличаются от традиционной светло-кремовым цветом, приятным ароматом, большим содержанием минеральных веществ, пищевых волокон.
Было доказано, что мука «Житная №1» может быть использована как улучшитель при производстве пшеничного хлеба из муки 1-го сорта с содержанием ее в рецептуре до 30%. На основе муки «Житная» разработана технология ржано-пшеничного хлеба из смеси с мукой 1 сорта в соотношении 50:50, без использования заквасок.
Таблица 1
Выход и показатели качества муки
Показатель «Житная № 1» «Житная № 2» «Житная» Сеяная
Общий выход муки, % 55,3±1,3 16,9±0,7 72,2±1,5 63
Зольность, % на с.в. 0,88 1,68 1,07 не>0,75
Белизна, ед.прибора БПЛ 37 - 22 не<50
Белок, % на с.в. 9,5 12,9 10,2 8,7
Крахмал, % на с. в. 70,9 57,2 67,7 75,4
Декстрины, % 0,98 0,77 0,93 -
Клетчатка, % на с. в. 0,77 1,17 0,86 0,58
Жиры, % на с. в. 1,7 2,3 1,86 1,64
Пектины, % на с. в. 0,57 0,78 0,60 -
Число падения, с 330 308 326 не<160
Медико-биологические исследования, проведенные в Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН на молодняке белых крыс линии Wistar, показали, что мука, отруби из термообработанной ржи и хлеб с добавлением такой муки обладают функциональными свойствами, так как снижают содержание сахара в крови и стимулируют прирост массы тела у молодняка.
Использование ВТО с конвективно-кондуктивным нагревом зерна позволило разработать технологию еще одного нового продукта из зерна ржи - целой ржаной крупы 2-х номеров, при этом оптимальные режимы обработки соответствовали тем, что использовались при получении житной муки. Технология целой крупы включает очистку зерна от примесей, очистку поверхности зерна, влаготепловую обработку, шелушение, шлифование и сортирование продуктов шелушения в рассевах [2]. Целую ржаную крупу разделили на 2 сорта, их различия связаны с разными режимами влаготепловой обработки и шелушения (табл. 2, 3).
Таблица 2
Показатели качества и выход целой ржаной крупы
Показатели качества Сорт крупы
«Стимул» «Аппетитная»
Цвет светло-бежевый, однотонный светло-желтый, однотонный
Запах ярко выражен запах обжаренного зерна ярко выражен запах обжаренного зерна
Вкус обжаренного зерна, чувствуется наличие оболочек обжаренного зерна, мягкий
Влажность, не более, % 8,0 8,0
Крупность: Крупа №1, проход сита 2,2х20, не более, % 0,5 0,5
Крупа №2, проход сита 2,0х20, не более, % 0,5 0,5
Содержание зеленых зерен не допускается не допускается
Содержание желтых зерен, не менее, % 30 90
Содержание зерен со снятой верхушкой, не менее, % 75 100
Выход крупы, % 93,5 88,0
Таблица 3
Химический состав и энергетическая ценность новых видов круп
Показатели Крупа «Стимул» Крупа «Аппетитная»
Крахмал, % на с.в. 66,70 70,18
Белок, % на с.в. 9,48 8,56
Жир, % на с.в. 1,22 0,95
Зольность, % на с.в. 1,68 1,55
Клетчатка, % на с.в. 1,77 0,86
Энергетическая ценность, ккал 293,21 302,5
Исследования химического состава и потребительских свойств показали, что крупа, полученная при температуре влаготепловой обработки 140° С и при шелушении 3 мин, содержит больше белка, жира, клетчатки и минеральных веществ и имеет удовлетворительные кулинарные свойства. Эта крупа получила название «Стимул» и может быть рекомендована для людей, ведущих активный образ жизни.
Крупа, полученная при температуре обработки 160° С и при шелушении 7 мин, содержит больше крахмала, декстринов и меньше клетчатки, имеет приятный аромат и привлекательный внешний вид, поэтому получила название «Аппетитная». Целая ржаная крупа, полученная из термообработанного зерна, может быть отнесена к быстроразваривающейся, поскольку время варки составляет всего 5-10 мин, что значительно ниже времени варки обычных круп. Так, например, для пшена оно составляет 30 мин, а для перловой крупы - 120180 мин [2].
Ассортимент крупяных продуктов из ржи, наряду с целой крупой, пополнила дробленая ржаная крупа 2-х номеров. Эта крупа получена с помощью ресурсо- и энергосберегающей технологий, которая позволяет сохранить биологически ценные периферийные части зерна и одновременно улучшить санитарно-гигиенические и потребительские характеристики, сократить протяженность технологического процесса, не снижая общего выхода продукции [4, 5, 8]. Благодаря этой технологии ржаная крупа обладает функциональными свойствами, подтвержденными медико-биологическими исследованиями на базе Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, которые показали, что ее потребление сдерживает повышение уровня сахара в крови и оказывает благоприятное влияние на липидный обмен у животных, в связи с чем продукты на ее основе могут быть рекомендованы для профилактики сахарного диабета, атеросклероза и заболеваний, связанных с избыточным весом [4].
Таблица 4
Химический состав и пищевая ценность продуктов переработки ржи
Показатели Крупа №1 Крупа №2 Новый сорт муки
Крахмал, % 58,7±1,8 63,6±1,2 73,1±1,5
Белок, % 14,5±0,5 10,6±0,7 7,6±0,2
Клетчатка, % 1,99±0,06 1,66±0,03 0,75±0,02
Пектины, % 0,12±0,04 0,05±0,01 -
Жир, % 2,12±0,06 1,55±0,04 2,1±0,06
Зольность, % 1,74±0,05 1,34±0,02 1,27±0,03
Общие сахара, % 5,18±0,42 5,48±0,36 -
Витамины, мг В! 0,53±0,07 0,43±0,05 -
В2 0,13±0,05 0,071±0,006 -
Степень перевариваемости белков, % 56,9±1,7 59,4±1,6 -
Коэффициент удовлетворения в балластных 0,98 0,70 0,3
веществах
Энергетическая ценность, ккал 284,6±8,5 284,4±6,8 301±7,2
Белизна, ед. прибора БПЛ-3 - - 11±2
Использование новых продуктов переработки ржи при создании функциональных продуктов питания является одним из путей решения проблем сохранения здоровья и улучшения жизни человека. Организация целевого питания подразумевает создание продуктов с определенными свойствами и составом. Этим требованиям отвечают комбинированные продукты функционального питания, которые открывают широкие возможности для повышения пищевой и биологической ценности создаваемых продуктов. Особую важность имеют кисломолочные продукты в комбинации с различными зерновыми компонентами. В качестве последних могут использоваться продукты переработки ржи, в частности ржаная крупа. В качестве заквасочной флоры в кисломолочном биопродукте могут использоваться бифидобактерии, поскольку они составляют основу нормального микробиоценоза кишечника человека, принимают непосредственное участие в процессе пищеварения и витаминообразования. Экспериментально было установлено, что дробленая ржаная крупа является стимулятором роста бифидобактерий, интенсифицирует процесс брожения и сокращает продолжительность ферментации кисломолочного продукта (рис. 2).
500 п
- контроль
- Опыт
9
10
Время сквашивания, час.
Рис. 2. Влияние времени ферментации на содержание молочной кислоты и количество клеток бифидобактерий
В результате проведенных исследований была разработана технология кисломолочного бифидосодержащего биопродукта «Энерджи синбиотик» с использованием ржаной крупы, который обогащен пищевыми волокнами, обладает хорошими потребительскими и структурно-механическими характеристиками и позволяет расширить ассортимент функциональных кисломолочных продуктов, обладающих синбиотическими свойствами [6, 7].
Кроме того, были проведены исследования по использованию дробленой ржаной крупы в приготовлении бурятского национального блюда «саламат». Традиционно саламат готовят из пшеничной или ржаной муки с использованием очень жирных сливок или сливочного масла. Авторами была разработана рецептура саламата, приготовленного с использованием ржаной крупы, который имеет отличные вкусовые свойства, обладает высокой пищевой ценностью, обогащен натуральными пищевыми волокнами и имеет сравнительно невысокую энергетическую ценность (табл. 5) [3].
Таблица 5
Показатели качества саламата
0
2
3
4
5
6
7
8
2
3
4
5
6
7
8
Показатели Значение
Массовая доля сухих веществ, % 44
Массовая доля жира, % 26,54
Массовая доля белка, % 4,76
Массовая доля углеводов, % 10,99
в т. ч. пищевые волокна 0,16
Кислотность, °Т 72
Энергетическая ценность, ккал 293,6
Принимая во внимание функциональные свойства ржи, в настоящее время все чаще включают традиционную ржаную муку обдирную в рецептуру макаронных изделий.
Авторами на основе исследования влияния ввода ржаных продуктов на качество макаронных изделий были разработаны рецептуры макаронных изделий с содержанием от 5 до 25% ржаной муки «Житная» и «Житная №1», а также с содержанием ржаной дробленой крупы до 15%. Полученные макаронные изделия полностью соответствуют требованиям ГОСТа по физико-химическим характеристикам (сохранность формы, переход сухих веществ в варочную воду и др.) и отличаются от макаронных изделий, содержащих обдирную муку с более светлым оттенком.
Проведенные исследования позволили разработать следующие технологии и виды продукции: муку из термообработанного зерна ржи «Житная №1», «Житная №2» и «Житная», крупу ржаную целую «Стимул» и «Аппетитная», крупу дробленую ржаную №1 и №2, кисломолочный биопродукт «Энерджи синбиотик» и саламат с низкой калорийностью на основе дробленой ржаной крупы и макаронные изделия с использованием новых видов ржаной муки и дробленой ржаной крупы.
Библиография
\. Базаром Э.Г. Очерки тибетской медицины. - Улан-Удэ, 1986. - С. 26.
2. Козлова Т.С., Бутко В.П., Кривогорницына Е.С. Разработка технологии получения целой ржаной крупы // Инновационные технологии продуктов здорового питания, их качество и безопасность: материалы междунар. науч.-практ. конф., посвященной 20-летию независимости Республики Казахстан и 20-летию Национальной инженерной академии Республики Казахстан. - Алматы, 2011.
3. Козлова Т.С., Марзаева М.Х. Использование дробленой ржаной крупы для производства мо-лочно-растительного продукта «саламат» // Инновационные технологии продуктов здорового питания, их качество и безопасность: материалы междунар. науч.-практ. конф., посвященной 20-летию независимости Республики Казахстан и 20-летию Национальной инженерной академии Республики Казахстан. - Алматы, 2011. - С. 28-29.
4. Козлова Т.С., Марзаева М.Х. Разработка технологии новых продуктов переработки ржи // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2009. - № 1. - С. 31-33.
5. Марзаева М.Х., Козлова Т.С., Жигжитова Е.П. Влияние нового способа обработки на санитарно-гигиенические показатели качества зерна ржи // Технологии и оборудование химической, биологической и пищевой промышленности: материалы всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и мол. ученых. - Бийск, 2008. - С. 150-152.
6. Марзаева М.Х., Козлова Т.С. Разработка комбинированного молочно-растительного продукта с использованием ржаной крупы // Вестник Бурятской сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. - Улан-Удэ, 2008. - № 4 (13). - С. 86-91.
7. Марзаева М.Х., Козлова Т.С., Боронцоев А.А. Исследование показателей качества бифидосо-держащего кисломолочного биопродукта с использованием ржаной крупы // Технологии и оборудование химической, биологической и пищевой промышленности: материалы всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и мол. ученых. - Бийск, 2010. - С. 63-65.
8. Пат. № 2321458 Способ подготовки зерна ржи и пшеницы к переработке / Козлова Т.С., Марзаева М.Х., Батуева И.Н.; заявл. 28.07.2006; опубл. 10.04.2008. Бюл. № 10.
9. Пат. № 2261146 Способ подготовки зерна ржи к помолу / Козлова Т.С., Цыбикова Г.Ц., Первушин Д.Л., Батомункуева В.В.; заявл. 16.02. 2004; опубл. 27.09. 2005. Бюл. № 27.
10. Первушин Д.Л. Разработка технологии инновационных продуктов переработки ржи с функциональными свойствами: автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Улан-Удэ, 2007.
11. Деренжи П. Свойства зерна, используемого в питании человека // Хлебопродукты. - 2001. -
№3.
Bibliography
1. Bazaron E.G. Essays on Tibetan medicine. - Ulan-Ude, 1986. - P. 26.
2. Kozlova T.S., Butko V.P., Krivogornitsyna E.S. Development of technology for whole rye grains // Innovative technologies for healthy foods, their quality and safety: Proceedings of the International scien-
tific-practical conference dedicated to the 20th anniversary of Kazakhstan's independence and the 20th anniversary of the National Engineering Academy of the Republic of Kazakhstan. - Almaty, 2011.
3. Kozlova T.S., Marzaeva M.Kh. Using crushed rye grains for the production of milk-plant food product «Salamat» // Innovative technologies for healthy foods, their quality and safety: Proceedings of the international scientific-practical conference dedicated to the 20th anniversary of Kazakhstan's independence and the 20th anniversary of the National Engineering Academy of the Republic of Kazakhstan. - Almaty, 2011. - P. 28-29
4. Kozlova T.S., Marzaeva M.Kh. Development of new rye by-products technology // Storage and processing of farm products. - 2009. - N 1. - P. 31-33.
5. Marzaeva M.Kh., Kozlova T.S., Zhigzhitova E.P. Influence of the new processing method on hygienic quality of rye // Technology and equipment of chemical, biological and food industries: Materials of all-Russian scientific practical conference of graduate students and young scientists. - Biysk, 2008. -P.150-152.
6. Marzaeva M.Kh., Kozlova T.S. Development of the combined milk-plant product using rye grain // Bulletin of the Buryat Agricultural Academy named after V.R. Filippov. - Ulan-Ude, 2008. - N 4 (13). -P. 86-91.
7. Marzaeva M.Kh., Kozlova T.S., Borontsoev A.A. Study of the quality of fermented bifidum bio product with rye // Technology and equipment of chemical, biological and food industries: Materials of all-Russian scientific practical conference of graduate students and young scientists. - Biysk, 2010. - P. 63-65.
8. Invention patent № 2321458 Method of preparation of rye and wheat for processing / T.S. Kozlova, M.Kh. Marzaeva, J.H. Batueva.
9. Invention patent № 2261146 Method of preparation of rye grain for milling / Kozlova T.S., Tsybikova G.Ts. , Pervushin D.L., Batomunkueva V.V.
10. Pervushin D.L. Technologies of innovative rye by-products with functional properties: Abstract Diss. ... Cand. Sc. Eng. - Ulan-Ude, 2007 .
11. Derenzhi P. Properties of grain used for human nutrition // Hleboprodukty. - 2001. - N 3.
