CC BY
72
ному составу лучше по сравнению с контролем, усвоя- БСП «Сахарок» и аскорбиновой кислоты, получено са-
емость такого белка выше [3]. нитарно-эпидемиологическое заключение.
Таким образом, применение БСП «Сахарок» позволяет не только повысить биотехнологические свойства ЛИТЕРАТУРА
хлебопекарных дрожжей, но и значительно снизить за- 1. Сборник технологических инструкций для производст-
траты традиционного сырья и энергоресурсов при про- вахлебобулочных изделий. - М.: ^еттеураншзд^ 1989 - 493 а изводстве хлеба, а также расширить сырьевую базу 2. Пащенко лп ИнтенсиФикация ?иотехнологических
_ w процессов в хлебопечении. - Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1991.
хлебопекарной промышленности и ассортимент хле- -205с
бобулочных изделий. На основе проведенных исследо- 3. Пащенко л.п., Жаркова И.М. Рациональное использо-
ваний разработана рецептура и технология производ- вание растительного белоксодержащегосы1рья в технологиихлеба.-ства хлеба «Богатырский» (ТУ 9114-226-02069036 Воронеж:ФГупипФ<<Воронеж>>,20°3.-239с.
-2007) из муки пшеничной 1-го сорта с применением Поступила 21.02.0S г.
PRODUCTS OF PROCESSING OF OATS GRAIN - PERSPECTIVE RAW MATERIALS FOR THE BAKING INDUSTRY
V.V. RUMYANTSEVA, T.N. SHELAMOVA, DA. OREHOVA
Oryol State Technical University,
29, Naugorsky highway, Oryol, 302020; e-mail: [email protected]
Results of investigation of influence biomodified sacchariferous paste (BSP) «Sakharok» are presented on yeast barmy activity. Possibility and expediency of decrease prescription quantities of yeast on 60% are established at use BSP «Sakharok» for their activation. Influence BSP «Sakharok» on change of quantity restored yeast glutathione in the test, qualitative and quantity indicators of gluten and gas-retaining abilities of the test were investigated. Intensification of yeast allocation is established, therefore gluten elastic properties are weakened, the weight of hydrated gluten decreases that leads to reduction of gas-retaining ability of the test. Researches of influence various dosages of ascorbic acid on process strengthening of gluten elastic properties are carried out, the expediency of use ascorbic acid in number of 0,02% to a flour for the purpose of strengthening of gluten elastic properties is established.
Key words: biomodified sacchariferous paste (BSP) «Sakharok», baking yeast, activation, quality indicators, gluten.
664.788.232
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ ЗЕРНА РЖИ
Т.А. БАХИТОВ Е.Я. ЧЕЛНОКОВА Л.В. ЗАЙЦЕВА2, В.В. КОЛПАКОВА2
1 Оренбургский государственный университет,
460018, Оренбург, пр. Победы, 13 •ударственныш университет пищев 125080, Москва, Волоколамское шоссе, 11; тел.: (495) 158-71-23, электронная почта: [email protected]
2Московский государственный университет пищевых производств,
Разработаны ресурсосберегающие способы переработки зерна ржи с получением продуктов ферментативного гидролиза полисахаридов и белкового продукта. Определены оптимальные режимы отдельных стадий переработки, выполнен анализ физико-химических показателей качества сырья, промежуточных и конечных продуктов (экструдаты, гидролизаты, сахарный сироп, белковый препарат и остаточный продукт) и выявлены пути применения последних в производстве пищевых изделий и комбикормов.
Ключевые слова: рожь, экструзия, ферментативный гидролиз, белковый продукт.
Проблема обеспечения производства пищевых про- жащего сырья (картофель, кукуруза), к сожалению, в
дуктов современными ингредиентами требует разра- последние годы резко сократилось, к тому же цены, на-
ботки новых технологических процессов комплексной пример, на картофель, в 1,5-2 раза выше, чем на зерно-
переработки сельскохозяйственного сырья [1]. Пище- вое сырье. Для России, с учетом ее географического
вые ингредиенты с высокими показателями качества, положения и климатических условий, перспективным
взамен импортных, необходимы для создания продук- сырьем для получения указанных выше продуктов яв-
тов питания различной калорийности, обогащенных ляется рожь, прежде всего некондиционная, потенциал
белком и т. д., обязательно с высокими технологиче- которойнасегоднявостребованнев полноймере [2].К
скими показателями качества. тому же рожь одна из самых холодостойких культур, не
С учетом дефицита крахмальной патоки, свекло- очень требовательных к плодородию почв и рано со-
вичного сахара и белковых препаратов, все большее зревающих. Белок ржи (8-16%) лучше сбалансирован
внимание уделяется переработке нетрадиционного сы- по составу незаменимых аминокислот, чем белок пше-
рья. Так, производство традиционного крахмалосодер- ницы и ячменя, включая треонин и лизин [3].
Известные способы переработки зерна ржи на крахмал, муку, спирт ориентированы, как правило, на получение одного продукта высокого качества и максимального выхода. Однако многокомпонентность состава зерна (крахмал, пентозаны, клетчатка, белок и т. д.) обусловливает необходимость создания технологий комплексной его переработки с получением надлежащего экономического эффекта.
Цель настоящего исследования - разработка способов переработки зерна ржи, прежде всего некондиционного, с одновременным получением сахаросодержащего сиропа и белкового продукта за счет применения постадийного ферментативного гидролиза крахмала и гемицеллюлоз после предварительной обработки зерна ржи методом пластической экструзии. Использовали зерно ржи с числом падения 72 с, ферментные препараты Глюкаваморин Г20х с амилолитической способностью (АС) 1000 ед./см3, Термамил 120Л с АС 400 ед./см3, Глюкозим Л 400 с ГлС 5500 и Шеарзим 500 Л с грибной ксиланазной активностью (ГКА) 500 ед./г.
Для анализа химического состава сырья, полупродуктов и готовых изделий применяли общепринятые методы [4, 5], для определения аминокислотного состава белков - ионообменную хроматографию и аминокислотный анализатор Т-339 (Чехия) [6]. Массовую долю белка определяли методом Кьельдаля, сахаров -методом Бертрана, декстринов - методом М.П. Попова и Е.Ф. Шаненко [7], крахмала, гемицеллюлоз, пентоза-нов и клетчатки - методами [4].
Особенностью химического состава зерна ржи является наличие слизеобразующих пентозанов, способных набухать и образовывать гелеобразные структуры даже при комнатной температуре. Кроме того, араби-ноксилановая фракция слизей формирует стойкие комплексы с белком и крахмалом, приводящие к возникновению малоподвижных мицелл, затрудняющих процесс выделения крахмала и белка. Учитывая, что к значительным изменениям в структуре биополимеров приводит экструзия, для предварительной обработки зерна данным методом подобрали оптимальные условия: степень измельчения частиц, влажность, температуру и давление.
Исследования химического состава ржи до и после экструзии показали, что наибольшим изменениям подвергалась углеводная фракция (табл. 1). Так, массовая доля крахмала сокращалась на 16% с одновременным увеличением почти в 10 раз количества декстринов и уменьшением на 46% количества клетчатки. Вероятно, что вода зерновки в процессе влаготермообработки переходила в пар, давление которого разрушало микроструктуру и разрывало межмолекулярные связи между крахмалом, белком, обеспечивая деструкцию полисахарида с одновременным освобождением его от амилопектиновых оболочек.
Таблица 1
Показатель Рожь исходная Рожь экструдированная
Размер частиц зерна ржи, мкм 700-750 1200
Константа скорости набухания, К 0,014 0,093
Константа скорости реакции, Яч -1 0,0246 0,0498
Порядок реакции, п 0,5314 0,4942
Константа Михаэлиса-Ментена, Км 9,27 62,81
Массовая доля влаги, % 13,0 5,0
Массовая доля, % СВ:
крахмал 45,49 39,00
декстрины 0,60 35,30
восстанавливающие сахара 0,22 0,79
клетчатка 1,39 0,95
белок 9,82 9,26
жир 1,76 1,70
Показано, что суспензия из экструдированной ржи обладала более высокими вязкостью и скоростью набухания (табл. 1), что обусловливалось способностью декструктурированного крахмального комплекса клей-стеризоваться при более низкой температуре. Амилазы в экструдированном сырье разрушались и влияние их на крахмальный комплекс зерна отсутствовало.
Использование эструдированной массы зерна для осахаривания ферментами, в частности Глюкавамори-ном Г20х, повышало константу Михаэлиса-Ментена в 6 раз по сравнению с константой гидролиза крахмала суспензии из исходного зерна (табл. 2). Процесс гидролиза эструдированного продукта осахаривающими ферментами проходил в несколько этапов. В первые 2 ч активность ферментов наблюдалась высокой, в результате резко снижалась вязкость системы из-за декструк-ции крахмального геля со степенью гидролиза 32% (табл. 2). Далее продукты гидролиза вновь укрупнялись и гель переходил в более структурированное состояние. При этом сахарогенная активность фермента не снижалась, так как одновременно установлено накопление сахаров, вероятно, в пространстве трехмерной структуры клейстеризованного геля.
Таблица 2
Время Массовая доля Восстанавливаю-
ферментативного щие сахара в гид-
а, ма ах кр
а, з и л о ги е, ат з и л о р
0 59,97/28,28 4,76 0 0 0
2 59,55/19,23 5,43/32,00 8,00/15,73
4 54,40/13,20 13,59/53,30 11,74/20,22
6 50,98/11,69 19,04/58,67 10,51/23,76
8 44,98/7,54 28,56/73,33 14,52/40,85
10 38,55/4,52 38,78/84,01 18,03/66,73
12 36,41/0,75 42,12/97,33 22,03/68,10
14 34,70/0 44,89/97,35 26,05/68,00
16 29,98 0 52,39/- 26,07/68,12
18 29,13/0 53,79/- 25,22/-
20 28,70 0 54,42/- 28,31/-
22 28,27 0 55,10/- 30,31/-
24 27,84 0 55,78/- 35,84/-
Примечание: числитель - исходная рожь; знаменатель - экструдированная.
По достижении 8-9 ч степень гидролиза крахмала зерновой суспензии достигала 73%, а к 12 ч - 97,33%, тогда как для исходной зерновой массы - только 42%, а за 24 ч гидролиза не превышала 56%. Содержание восстанавливающих сахаров в конечных гидролизатах исходной и экструдированной масс ржи при этом равнялось 26 и 68% соответственно (табл. 3). Таким образом, экструзионная обработка зерна ржи сокращала время и увеличивала степень гидролиза в два раза.
Разработаны два варианта способа ферментативной обработки экструдированного зерна ржи. Первый включал использование двухстадийного ферментативного гидролиза крахмала ржи с получением сахаросодержащего сиропа и остаточного продукта, второй -трехстадийный гидролиз гемицеллюлоз и крахмала с выделением белкового продукта, сахаросодержащего сиропа и жома. Сахаросодержащий сироп уваривался до содержания сухих веществ (СВ) 50-55 и 70-75% соответственно. Физико-химические показатели, например, сиропа, полученного по способу I, в сравнении с крахмальной и мальтозной патокой представлены в табл. 3. Уваренный сироп имел сладкий вкус, ароматный ржаной запах и цвет от светло-коричневого до коричневого. Химический состав сиропа приближался к химическому составу мальтозной патоки.
Таблица 3
Показатель Патока крахмальная (высш. сорт) Патока мальтозная Сахаросодержащий сироп
Массовая доля СВ, % 78,0 78,0 50,0-55,0
Массовая доля восстанавливающих сахаров, % СВ 38,0-42,0 65,0 69,0-70,0
Массовая доля золы, % СВ 0,40 1,2 1,95
Кислотность, 1 моль/дм3 КаОН на 100 г СВ 25,0 9,5 5,1
рН 4,6 5,5 4,9
Остаточный продукт в среднем содержал % СВ: белка 17,6; крахмала 7,6; восстанавливающих сахаров 45; гемицеллюлоз 10; пентозанов 8,5; клетчатки 6,5; декстринов 2,2; липидов 2-при влажности 79%. Белки характеризовались высоким содержанием незаменимых аминокислот - 16,4 против 6,67% в исходной ржи, включая дефицитные треонин и метионин. В количестве 20% продукт может использоваться для интенсификации процесса кислотонакопления в ржаных заквасках, для ускорения созревания теста на 30-45 мин и производства комбикорма для рыб.
Сахаросодержащий сироп предлагается использовать взамен патоки в рецептурах ржано-пшеничных, ржаных и пшеничных сортов хлеба. Доказана возмож-
ность применения его для активации прессованных дрожжей в опарном и безопарном способах приготовления пшеничного теста, взамен патоки при изготовлении помадных конфет, щербета и желейного мармелада. Все изделия приобретали приятный вкус и аромат, а мармелад - более плотную и непрозрачную консистенцию.
Использование ферментного препарата Шеарзим 500 в способе II дополнительно обеспечивало получение белкового препарата с выходом белка 95-97% от общего содержания его в сырье. Эндоксиланаза, расщепляя гликозидные связи в арабиноксиланах, облегчала доступ растворителя к белковым веществам, а амилолитических ферментов - к декстринам и крахмалу, в результате повышалось качество сиропа из-за предотвращения реакции меланоидинообразования между белками и восстанавливающими сахарами, которая в способе I приводила к его потемнению. Суммарное содержание восстанавливающих сахаров в сахарном сиропе повышалось с 78 до 95-97%.
Белковый препарат, обладая комплексом функциональных свойств, может быть использован как влаго-, жироудерживающий агент, пенообразователь и эмульгатор в хлебопекарной, кондитерской и макаронной промышленности.
Таким образом, разработаны способы переработки зерна ржи, основанные на предварительном повышении доступности биополимеров с помощью экструзии с последующим двух- или трехстадийным ферментативным гидролизом и разделением гидролизата на сахаросодержащий сироп, белковый препарат и остаточный продукт. Способы комплексной переработки зерна ржи направлены на ресурсосбережение основных компонентов сырья и эффективное их использование.
ЛИТЕРАТУРА
1. Основы управления инновациями в пищевых отраслях АПК / Под ред. В.И. Тужилкина. - М.: Издат. комплекс МГУПП, 1998.-844 с.
2. Андреев Н.Р. Научное обеспечение комплексной переработки ржи на крахмал, корма и спирт / Хранение и переработка сельхозсырья. - 1999. -№ 1.- С. 28-29.
3. Рядчиков В.Г. Улучшение зерновых белков и их оценка / Под ред. М.И. Хаджинова. - М.: Колос, 1978. - 368 с.
4. Методы биохимического исследования растений / Под ред. А.И. Ермакова. - М.: Агропромиздат, 1987. - 430 с.
5. Пучкова Л.И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства. - СПб.: ГИОРД, 2004. - 264 с.
6. Козаренко Т.Д., Зуев С.Н., Муляр Н.Ф. Ионообменная хроматография аминокислот. - Новосибирск: Изд-во Наука, Си-бир. отд., 1981. -231 с.
7. Пищевая химия: Лабораторный практикум. Пособие
для вузов / Под ред. А.П. Нечаева. - СПб.: ГИОРД, 2006. - 304 с.
Поступила 02.06.08г.
RESOURCE-SAVING METHOD OF RYE GRAIN PROCESSING
T.A. BAHITOV E.YA. CHELNOKOVA1, L.V. ZAITSEVA2, V.V. KOLPAKOVA2
1 Orenburg State University,
13, Pobeda avenu, Orenburg, 460018
2 Moskow State University of Food Production,
11, Volokolamskoye highway, Moscow, 125080; ph.: (495) 158-71-23, e-mail: [email protected]
The resource-saving method of rye grain processing with production enzyme hydrolysates of polysaccharides and protein are designed. Optimal regimes of different prosessing stages are defined, analysis of physico-chemical quality parameters of raw materials, medium and final products (extruded articles, hydrolysates, sugar syrup, protein and residue product) are executed, the ways for use obtained products in production of food and mixed fodder are recommended.
Key words: rye, extrusion, enzyme hydrolysis, protein product.
547.458.88+637.5
МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА ЗАГУСТИТЕЛЕЙ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МЯСОПРОДУКТОВ
Г.И. КАСЬЯНОВ А.А ЗАПОРОЖСКИЙ1, С.А. ЛЕВЧЕНКО2, Е.А. ШЕПИЛО3, В.В. САДОВОЙ2
1 Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; факс: (861) 259-65-92, электронная почта: [email protected]
2 Ставропольский государственный аграрныш университет,
355017, г. Ставрополь, пер. Зоотехнический, 12; ф>акс:(865) 234-58-70, электронная почта: [email protected]
3 Северо-Кавказский государственный технический университет,
355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2; (факс: (865) 294-59-10, электронная почта: [email protected]
Изучены молекулярные свойства и выполнен анализ распределения электронной плотности натуральных загустителей на основе полисахаридов животного происхождения. Обоснована возможность использования растворов хитозана в молочной сыворотке при производстве пищевых продуктов с повышенной активной кислотностью (рН > 6,0). Исследовано влияние продуктов переработки хитина на исходные функционально-технологические и структурно-механические свойства соевых концентратов и мясного сырья.
Ключевые слова: натуральные загустители, молекулярная структура, мясные продукты, функционально-технологические свойства.
В пищевой промышленности в качестве веществ, изменяющих консистенцию пищевых продуктов, используют природные полисахариды, одним из которых является хитозан. Его используют в качестве эмульгатора, загустителя и структурообразователя для продуктов диетического питания, способствующих выведению радионуклидов из организма.
Хитозан - природный катионный полиамин. Такая структура крайне редко встречается среди природных веществ и уникальна среди полисахаридов. По химическому строению хитозан представляет собой Р-(1-4)-2-амино-2-дезокси-.0-гликополисахарид.
При низких значениях рН (< 6,3) аминогруппа про-тонизирована, и хитозан представляет собой катионный водорастворимый полиэлектролит. В кислой среде хитозаны, дезацетилированные на 75% и более, растворяются быстро, образуя прозрачные, гомогенные и вязкие растворы. Достаточно высокая термическая устойчивость растворов хитозана позволяет использовать его в колбасном производстве.
В прикладной программе НурегСЪет разработаны модели фрагментов молекул (рис. 1, а) и распределение электронной плотности (рис. 1, б).
Результаты моделирования свидетельствуют, что наибольшая плотность распределения отрицательного электростатического потенциала сосредоточена в области атомов азота. Это обусловливает возможность присоединения протона к атому азота в среде с невысокой активной кислотностью. На этом свойстве основана способность хитозана растворяться в органических кислотах с получением коллоидных растворов и их использование для производства пищевых продуктов с целью придания им соответствующих органолептических, реологических и физических характеристик.
На кафедре прикладной биотехнологии Северо-Кавказского государственного технического университета была установлена возможность использования молочной сыворотки в качестве растворителя хитозана с целью получения коллоидного раствора. Подобная технология имеет ряд преимуществ. Прежде
а
Рис. 1
