CC BY
7
УДК 664.742.2
DOI 10.24412/2311-6447-2021-4-180-184
Влияние термической обработки на функционально-технологические свойства жмыха зародышей пшеницы
The effect of heat treatment on the functional and technological
properties of wheat germ cake
Профессор H.C. Родионова, ассистент О.А. Соколова
(Воронежский государственный университет инженерных технологий) кафедра сервиса и ресторанного бизнеса, тел. (473)255-37-72 E-mail: super.sokol-ol@yandex.ru
Professor N.S. Rodionova, Assistant О.A. Sokolova
(Voronezh State University of Engineering Technologies) chair of Service and Restaurant Business, tel. (473)255-37-72 E-mail: super.sokol-ol@yandex.ru
Реферат. При получении ценного масла из зародышей пшеницы образуется побочный продукт -жмых, который используется в основном на кормовые цели. Стоит отметить, что жмых зародышей пшеницы содержит полноценный белок (30-35 %), имеет высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимых (Е, D) и водорастворимых (группы В) витаминов, а также макро - п микроэлементов (Р, Са, К, Mg, Se, Zn). Несмотря на известную пищевую и биологическую ценность жмыха зародышей пшеницы, необходимо изучить его функционально-технологические свойства, которые позволят разработать рациональные пути использования в технологиях пищевых продуктов. Полученная информация о функционально-технологических свойствах жмыха зародышей пшеницы позволит определить оптимальные технологические параметры и режимы его термической обработки, а также способ и последовательность его введения при составлении рецептур пищевых продуктов. Исследования влагосвязывающей и влогоудерживающей способности образцов показали, что наибольший интерес представляют жмыхи зародышей пшеницы со средним размером частиц 0,170 мм (наименьшие потери влагоудерживающей способности) и 0,026 мм (наименьшие потери влагосвязывающей способности). Однако измельченный жмых зародышей пшеницы до размера частиц 0,026 мм после термической обработки не соответствует требуемым органолептическим показателям, имеет мажущую консистенцию и высокую липкость, что снижает качественные и структурные показатели пищевого продукта. Исследования функционально-технологических свойств жмыха зародышей пшеницы показали его эффективность в качестве регулятора качественных и структурных свойств пищевых продуктов.
Summary. When obtaining valuable oil from wheat germ, a by-product is formed - cake, which is used mainly for fodder purposes. It is worth noting that wheat germ cake contains high-grade protein (30-35 %), has a high content of polyunsaturated fatty acids, fat-soluble (E, D) and water-soluble (group B) vitamins, as well as macro - and microelements (P, Са, K, Mg, Se, Zn). Despite the well-known nutritional and biological value of wheat germ cake, it is necessary to study its functional and technological properties, which will allow to develop rational ways of its use in food technologies. The information obtained on the functional and technological properties of wheat germ cake will allow us to determine the optimal technological parameters and modes of its heat treatment, as well as the method and sequence of its introduction when composing food formulations. The conducted studies of the moisture-binding and moisture-retaining abilities of the studied samples showed that the most interesting are wheat germ cakes with an average particle size of 0.170 mm (the least loss of moisture-retaining ability) and 0.026 mm (the least loss of moisture-binding ability). However, the crushed wheat germ cake to a particle size of 0.026 mm after heat treatment does not meet the required organoleptic parameters, has a smearing consistency and high stickiness, which reduces the qualitative and structural indicators of the food product. The conducted studies of the functional and technological properties of wheat germ cake have shown its effectiveness as a regulator of the qualitative and structural properties of food products.
Ключевые слова: жмых зародышей пшеницы, функционально-технологические свойства, водо-связывающая способность, влагоудерживающая способность, жироудерживающая способность, эмульгирующая способность, дисперсность.
Keywords: wheat germ cake, functional and technological properties, water-binding ability, moisture-retaining ability, fat-retaining ability, emulsifying ability, dispersion.
© H.C. Родионова, O.A. Соколова, 2021
ПИТАНИЯ ¿^Ш
В настоящее время при получении денного масла из зародышей пшеницы образуется побочный продукт - жмых, который используется в основном на кормовые дели. Стоит отметить, что жмых зародышей пшеницы (ЖЗП) содержит полноценный белок (30-35 %), имеет высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимых (Е, О) и водорастворимых (группы В) витаминов, а также макро - и микроэлементов (Р, Са, К, Эе, Zn) [1].
Несмотря на известную пищевую и биологическую ценность ЖЗП, необходимо изучить его функционально-технологические свойства (ФТС), которые позволят разработать рациональные пути использования в технологиях пищевых продуктов (мясных, молочных, хлебобулочных, кондитерских и т.д.).
Функционально-технологические свойства (влагосвязывающая (ВСС), влаго-удерживающая (ВУС), жироудерживающая (ЖУС), эмульгирующая (ЭС) способности и стабильность эмульсии (СЭ) позволяют спрогнозировать влияние нового компонента в рецептурах пищевых продуктов на конечные их структурно-механические, физико-химические характеристики. Полученная информация о ФТС ЖЗП позволит определить оптимальные технологические параметры и режимы его термической обработки, а также способ и последовательность его введения при составлении рецептур пищевых продуктов. Однако термическая обработка белкового компонента ЖЗП влияет на изменение его функционально-технологических свойств и показателей качества [2].
Цель работы - исследование влияния режимов предварительной термической обработки на функционально-технологические свойства жмыха зародышей пшеницы с учетом степени его дисперсности.
Объектами исследования являлись образцы ЖЗП различной степени дисперсности (средний размер частиц 5,3; 0,17; 0,12; 0,026 мм). Термическую обработку объектов проводили при температуре 150 °С. Продолжительность термической обработки исследуемых образцов составляла: 210, 390, 500, 750 с [3].
Функционально-технологические свойства определяли по методике [4]. Степень дисперсности определяли по ГОСТ 27560-87.
Важным качественным показателем пищевых продуктов, который обеспечивает конечные его свойства такие, как консистенция и сочность, является влагосвязывающая способность.
Проведенные исследования (рис. 1) показали, что ВСС белкового компонента ЖЗП зависит не только от продолжительности термической обработки, но и от степени дисперсности его частиц. При повышении степени дисперсности происходит увеличение ВСС, которая является максимальной для ЖЗП со средним размером частиц 0,026 мм (78,8 %). Стоит отметить, что снижение ВСС отмечалось у всех исследуемых образцов в течение всего периода термической обработки.
-•-Средний размер часшц 0,026 мм -»-Средний размер частиц 0,12 мм ЖЗП рОЗЛИЧНОй диСПерСНОСПШ, %
—•—Среднийразмер чисти. 0,17 мм Средний размер частиц 5,3 мм
Результаты исследований (рис. 1) показали, что наибольшее снижение показателя ВСС (на 24,6 %) отмечено при обжаривании ЖЗП со средним размером частиц 5,3 мм в течение 12,5 мин. При увеличении степени дисперсности (средний размер частиц 0,026 мм) ЖЗП наблюдалось минимальное изменение его ВСС с 78,8 до 74,2 % (на 4,6 %) на протяжении всего периода термического воздействия, что связано со степенью измельчения, которое приводит к увеличению поверхности частиц, а следовательно, способствует большему связыванию влаги [3, 4].
Таким образом, измельченный ЖЗП до среднего размера частиц 0,026 мм при введении в рецептуры пищевых систем позволит обеспечить в конечном продукте однородную и монолитную структуру при минимальных потерях ВСС.
Свойство сырьевого компонента удерживать влагу в процессе термической обработки характеризуется таким показателем, как ВУС. Информация о ВУС ингредиента позволит спрогнозировать его содержание в рецептуре пищевых продуктов, что обеспечит их реологические свойства и повысит технологический выход.
Из полученных результатов (рис. 2) видно, что на ВУС, как и на ВСС влияет степень измельчения ЖЗП. Чем меньше средний размер частиц, тем больше ВУС. Наибольшей ВУС без проведения термической обработки обладает ЖЗП со средним размером частиц 0,026 мм (75,4 %). Отмечено, что при термической обработке у всех исследуемых образцов происходит незначительное снижение значений ВУС (на 4,0-5,2 %), что обусловлено разрушением полипептидных цепей в белках за счет высокой температуры, а следовательно, потерей их способности к гидратации [2, 3, 4]. Минимальными потерями ВУС в течение всего периода термической обработки обладает ЖЗП со средним размером частиц 0,17 мм (4 %).
80 78 76 74
68 66 64 62 60 58
0 3,5 6,5 8,5 12,5
Время, мин
^^^С'редний размер частиц 0.026 мм "»"Средний размер частиц 0.12 мм "•"Средний размер частиц 0,1.7 мм Средний размер частиц 5.3 мм
Рис. 2. Влияние продолжительности термической обработки на влагоудерживающую способность жмыха зародышей пшеницы разной дисперсности, %
Исследования ВСС и ВУС образцов показали, что наибольший интерес представляют ЖЗП со средним размером частиц 0,17 мм (наименьшие потери ВУС) и 0,026 мм (наименьшие потери ВСС). Однако измельченный ЖЗП до размера частиц 0,026 мм после термической обработки не соответствует требуемым органолептиче-ским показателям, что снижает качественные и структурные показатели пищевого продукта. Таким образом, дальнейшие исследования ФТС (стабильность эмульсии (СЭ), жироудерживающая (ЖУС) и эмульгирующая (ЭС) способность) проводили для образца ЖЗП со средним размером частиц 0,17 мм.
Как показали результаты исследований (рис. 3), значение ЖУС ЖЗП находится в прямой зависимости от продолжительности его термической обработки. С увеличением продолжительности термической обработки ЖЗП наблюдается снижение значения ЖУС с 84 до 78 %, что связано с началом деструкции белкового компонента ЖЗП и, следовательно, снижением его способности удерживать молекулы жиров.
182
3,5 6,5
Время, мин
12,5
Рис. 3. Влияние продолжительности термической обработки на жироудерживающую способность жмыха зародышей пшеницы, %
Результаты исследований (рис. 4) показали, что при увеличении продолжительности термической обработки ЖЗП повышается значение его ЭС. Наибольшим значением ЭС (59 %) обладает ЖЗП после термической обработки в течение 12,5 мин. Данный факт свидетельствует о деструкции высокомолекулярного крахмала, с образованием большого количества декстринов, которые обладают высокой эмульгирующей способностью.
60
6.5
Время. МИН
Рис. 4. Влияние продолжительности термической обработки на эмульгирующую способность жмыха зародышей пшеницы, %
Проведенные исследования СЭ на основе ЖЗП (рис. 5) показали, что ее значение в процессе термической обработки повышается с 6 до 34 %. Следовательно, введение ЖЗП в рецептуры пищевых продуктов с высоким содержанием жира позволит добиться стабилизирующего эффекта при образовании устойчивой эмульсии и снизить потери при термической обработке.
6,5
Время, мин
Рис. 5. Влияние термической обработки на стабильность эмульсии подсолнечного масла
на основе жмыха зародышей пшеницы
у 183
Таким образом, проведенные исследования функционально-технологических свойств жмыха зародышей пшеницы со средним размером частиц 0,17 мм показали перспективность его использования в рецептурах пищевых систем как эффективного стабилизатора их структурных и технологических свойств, а также показателей качества.
ЛИТЕРАТУРА
1. Родионова, Н.С. Перспектива использования муки зародышей пшеницы в коррекции биопотенциала продуктов питания [Текст] / Н.С. Родионова, О.А. Соколова / / Материалы междунар. научно-практической конф. «Системный анализ и моделирование процессов управления качеством в инновационном развитии АПК» -Воронеж 2015. - С. 166-167.
2. Родионова, Н.С. Изучение процесса стабилизации свойств жмыха зародышей пшеницы при различных режимах хранения [Текст] / Н.С. Родионова, О.А. Соколова / / Материалы II международной научно-технической конференции «Продовольственная безопасность: научное, кадровое и информационное обеспечение». - Воронеж 2015 - С. 175-178.
3. Родионова, Н.С. Влияние термической обработки на формирование аромата муки зародышей пшеницы [Текст] / Н.С. Родионова, О.А. Соколова, Т.А. Кучменко, Р.У. Умарханов // Журнал «Вестник ВГУИТ». - Воронеж 2015. - № 2 - С. 117-121.
4. Антипова, Л.В Методы исследования мяса и мясных продуктов [Текст]: Учебник для вузов / Л. В. Антипова, И. А. Глотова, И. А. Рогов. - Изд-во М.: Колос, 2004. -571 с.
REFERENCE
1. Rodionova, N. S. Perspektiva of use of flour of germs of wheat in correction of biopotential of food [Text] / N. S. Rodionova, O. A. Sokolova // Materials междунар. scientific and practical конф. "The system analysis and modeling of processes of management of quality in innovative development of agrarian and industrial complex" - Voronezh 2015. - Page 166-167.
2. Rodionova, N. S. Studying of process of stabilization of properties of cake of germs of wheat at various modes of storage [Text] / N. S. Rodionova, O. A. Sokolova //. Materials II of the international scientific and technical conference "Food security: scientific, personnel and information support" - Voronezh 2015 - Page 175-178.
3. Rodionova, N. S. Influence of heat treatment on formation of aroma of flour of germs of wheat [Text] /. N. S. Rodionova, O. A. Sokolov, T.A. Ivuchmenko, R. U. Umarkhanov // VGUIT Bulletin Magazine. - Voronezh 2015. - No. 2 - Page 117-121.
4. Antipova, L.V Methods of research of meat and meat products [Text]: The textbook for higher education institutions / L. V. Antipova, I. A. Glotov, I. A. Rogov. - M.'s publishing house: Ear, 2004. - 571 pages.
