Якість і безпечність зерноборошняних продуктів - Навчальний посібник (Сирохман І.В., Лозова Т.М. )

10. вплив рІзних чинникІв на якІсть І харчову цІннІсть крупІв

В Україні виробляють різноманітні види крупів, частка яких може коливатися у певних межах (рис. 5).

45\%-і

40\%4-

35\%-г-

30\%-Н

25\%+-

20\%4-

15\%+-

10\%+-

5\%

ПТтт

 

0\%

Крупа гречана

Крупа з пшениці Горох

Крупа ячнева

 

Рис

Крупа Крупа Крупа пшоняна перлова вівсяна

 

Рис. 5. Структура виробництва крупів за видами (в середньому за 2003-2005 рр.)

На якість і споживні властивості крупів впливають різні чинники. Наприклад, італійські вчені встановили, що поступове видалення клітинних шарів з поверхні зерна збільшує відносний вміст р-глюканів як у шліфованому зерні, так і у виділеному матеріалі. Шліфування суттєво знижує вміст токоферолів і токотрі-єнолів у зерні, а їх частка у виділеному зародку і алейроновому шарі є вагомою.

Для виробництва крупів пропонують круглозерну пшеницю.

Одним з напрямів розвитку круп'яної продукції є фасуван-ня її у дрібну тару. Важливим також є підвищення міри готовності продукту до споживання. На ринку зайняли досить суттєву нішу продукти швидкого приготування, які не вимагають затрат часу і особливих умов. Цей сегмент ринку вважається найбільш привабливим для невеликих підприємств.

Запропоновано спосіб отримання крупи із пророщеного зерна (патент 2265372, Росія, 2005). Зерно спочатку промивають, потім замочують протягом 15-16 год за температури 15-20°С, а за годину до закінчення замочування його дезінфікують у однові-дсотковому розчині вапна. Пророщування зерна здійснюють в інкубаторі протягом 2-2,5 год з температурою 25-29°С і відносною вологістю повітря 90-99\%.

На якість пшона значний вплив проявляє зараження рослин проса патогенами, порошковою головнею і меланозом. Головне-вомаране зерно непридатне для перероблення на крупу. Мелано-зні зерна знижують вихід крупи і різко погіршують її органолептичні властивості. Якщо в пшоні міститься понад 2-3 \% ядер, ушкоджених меланозом, тоді каша з такої крупи набуває сіруватого відтінку і неприємного смаку. В зерні проса цінних сортів вміст зіпсованих ядер не повинен перевищувати 0,5 \%. Меланозні ядра мають нижчу механічну міцність, легко руйнуються під час лущення зерна і цим самим знижується вихід крупи.

Іллічів Г.Н. і Шишковська І.Л. (2003) розробили технологію перероблення зерна вівса на крупу з використанням високо-швидкісного переміщення сировини з місткості і режимів гідротермічного оброблення без пропарювання. Завдяки цьому досягнуто високого технологічного ефекту без суттєвої зміни біохімічних показників ядра. Запропонована технологія не передбачає теплової дії, яка є основним чинником, що визначає біохімічні зміни. Гідротермічне оброблення зумовлює глибокі зміни вуглеводного комплексу і цим самим підвищує атакованість крохмалю ферментами. Зменшення розмірів крохмальних гранул внаслідок механічного руйнування їх структури, особливо клейстеризація крохмалю, призводить до підвищення атакованості крохмалю амілолітичними ферментами. Кількість продуктів ферментативного гідролізу крохмалю відображає ступінь руйнування його природної структури під час технологічного процесу. Використання традиційної технології з пропарюванням (при Р 0,35 мПа) дозволяє отримати високу ступінь засвоєння крупи, але це знижує вихід цілої продукції, оскільки висококлейстеризоване зерно вівса подрібнюється під час лущення.

Максимальне набухання колотого ядра вівса досягається зволоженням до 28-30 \% і пропарюванням під тиском пари 0,20,25 мПа протягом 3 хв. У виробництві крупи, що не потребує варіння, з колотого ядра вівса рекомендують такі режими волого-теплового оброблення: зволоження колотого ядра вівса до вологості 28 \%, відволоження протягом 20 хв, пропарювання під тиском 0,2-0,25 мПа протягом 3 хв і сушіння до вологості, що не перевищує 7 \%. Отриманий продукт після відновлення в гарячій воді має приємний, трохи горіховий запах і смак та розсипну консистенцію.

Колоте ядро вівса рекомендують використовувати для виробництва круп'яного продукту, що не потребує варіння (Виноградова І.Л, Іуніхіна В.С., 2003). Для цього його додатково очищують від сторонніх домішок, виділяють крупне ядро і мучку. Потім колоте ядро піддають волого-тепловому обробленню і сушать до вологості не вище ніж 7 \% з одночасним підплющуванням.

Найвища ефективність лущення вівса досягається за вологості зерна близько 30 \%. Сушка ядра вівса агентом з температурою 40-60 °С не завдає суттєвих змін, а при 110 °С змінюється вміст водорозчинних речових (Шишковська І.Л., 2003).

Розроблено спосіб оброблення вівсяної крупи з метою підсилення її аромату, що створюється продуктами реакції Майяра. Для цього крупу попередньо просочують простими цукрами, а потім підігрівають для ініціювання реакції Майяра.

За вмістом незамінних амінокислот кукурудзяні крупи поступаються гречаним і вівсяним, але переважають рисові, ячмінні і пшеничні (Моргун В.А., Фесенко Є.А., 2005). Найбільший вміст ß-каротину характерний для кукурудзяної крупи, але за кількістю біотину і пантотенової кислоти вона поступається вівсяним і гороховим крупам. Недоліком кукурудзяних крупів вважають тривале варіння каші (30—40 хв). Одним із способів скорочення цього процесу є волого-теплове оброблення з наступним плющенням і сушінням крупи. Завдяки цьому відбуваються якісні зміни в білковому і вуглеводному комплексах, підвищується засвоюваність білків внаслідок часткової денатурації, збільшується гідрофільність крохмалю і пептизація амілопектину.

Усі види кукурудзяних крупів виробляють переважно із кукурудзи кременистої жовтої, яка порівняно з іншими типами характеризується високим вмістом роговидної фракції ендосперму, що забезпечує підвищений вихід крупинок. У зерні кременистої кукурудзи переважає роговидна фракція, яка розміщується на периферії ендосперму. Така анатомічна будова суттєво впливає на розподіл вологи в розрізі складових частин зернівки кукурудзи.

Оброблення кукурудзи електромагнітним полем НВЧ з досягненням температури 70-80°С гарантує майже повне знезараження кукурудзи від грибів роду Fusarium, Penicillium, Aspergillus, Alternarium, Asp. Mucor. Крім того, знижується загальна кислотність крупи, поліпшується показник перекисного числа жиру (Цугленок Г.І. та ін., 2004).

За допомогою НВЧ поля можна не тільки добитися знезаражувального ефекту, а й спрямовано змінювати біохімічні властивості зерна відносно їх поліпшення.

Зерно рису більшу частину азоту містить у зовнішніх шарах і кількість його зменшується із зростанням ступеня шліфування. Крупа нижчого виходу має вищу волого-поглинальну здатність і втрачає більше розчинних речовин під час варіння.

У рисовій крупі під час зберігання накопичуються леткі ароматичні сполуки: пентаналь, пентанол, гексаналь, пентилфу-ран, октаналь і нонаналь. Подрібнений рис містить більше цих сполук, ніж ціла крупа, і їх кількість зростає з подовженням тривалості зберігання незалежно від типу продукту. Ця закономірність встановлена також за температури зберігання 37 °С і відносної вологості повітря 70 \%. Промивання водою суттєво знижує кількість летких речовин у цілій і в подрібненій крупі.

Вміст ліпідів у несепарованому лущеному в промислових умовах рисі, рисовій крупі і подрібненому рисі складає 0,40, 0,28, 0,50\% відповідно (Мошвог Матші А. Та ін., 2003). Утворення вільних жирних кислот під час зберігання проходить три стадії -початкову швидку, другу, коли їх утворення проходить дуже повільно, і кінцеву фазу поступового утворення. Конденсовані діє-ни утворюються протягом усього періоду зберігання. Відносна швидкість формування вільних жирних кислот і конденсованих дієнів для несепарованої суміші крупи і подрібненого рису становить 0,0028, 0,0027, 0,0026; 0,92, 0,188 і 0,377, відповідно. Промивання водою знижує швидкість утворення вільних жирних кислот і окислення ліпідів з початкових значень для подрібненого рису від 0,0031 і 0,369 до 0,0015 і 0,2192, відповідно.

Круп'яні продукти швидкого приготування вважають сучасним видом здорового харчування, які порівняно добре збалансовані за вмістом основних речовин, сприяють нормалізації мікрофлори кишок, характеризуються профілактичною дією у випадку деяких захворювань травного каналу, порушення обміну речовин, захворювання серцево-судинної системи (Иунихина В., 2006). Перевагою таких продуктів є скорочення тривалості приготування і відсутність варіння деяких видів, що виключає вторинне теплове оброблення і дає можливість максимально зберегти без суттєвих змін найбільш цінні компоненти сировини.

Через особливості амінокислотного складу білків біологічна цінність різних зернових культур неоднакова, тому слід формувати суміші з цих видів зерна. Прикладом може бути суміш пластівці житніх, пшеничних, вівсяних і ячмінних, які за смаковими властивостями добре поєднуються. Додавання до них ядер горіхів, шматків сухофруктів розширює асортимент. Перспективним вважають екструзійне оброблення, використання ІЧ-опромінення, високого тиску в поєднанні з відповідною температурою тощо. Екструзійне оброблення поєднує термо-, гідро- і механічну дію сировини.

А. Зенкова та ін. (ВНДІЗ, 1999) розробили технологію зернових екструдованих продуктів на основі гречки, ячменю, проса, пшениці, жита, рису і кукурудзи. Частина виробів випускається вітамінізованими, що включають вітаміни В1, В2, В6 і РР, та лікувально-профілактичними - з добавками р-каротину і фолієвої кислоти.

Під впливом ІЧ-оброблення змінюється структура і біохімічні характеристики зернової сировини, має місце денатурація білка, декстринізація крохмалю, завдяки чому збільшується частка декстринів і цукрів. Готовий продукт відзначається пористою структурою, добрими органолептичними показниками, приємним смаком і запахом. За цією технологією отримують цілу крупу, крупки різного фракційного складу та зернові пластівці з тривалістю варіння 1-10 хв і які не вимагають варіння. Для виготовлення крупу очищують, зволожують, ІЧ-обробляють за температури 110-140оС, плющать, охолоджують і фасують.

Для отримання крупів, що не потребують варіння, ряд вчених пропонує технологію зірваних зерен. Принцип виробництва їх полягає у створенні таких умов, за яких перегріта вода, що утворюється всередині зерна або крупи, раптово випаровується внаслідок перепаду тиску і зумовлює здування продукту. Ефект здування досягається нагріванням сировини в герметично закритій ємності - термічному апараті з високим тиском і миттєвим порушенням герметичності апарата. Цей процес здійснюється також в апаратах, які працюють в умовах атмосферного тиску з наступним різким створенням вакууму.

Запропоновано спосіб виготовлення гречаної крупи, яка не потребує варіння. Для цього зерно гречки очищують від домішок, сортують на фракції за розміром, пропарюють при тиску 0,550,60 мПа протягом 6-8 хв і одночасно піддають лущенню для отримання крупи. Вологість зерна після пропарювання становить 18-19 \%. Потім цілі і розколоті на частини ядра гречки зривають за температури нагрівання 260 оС і надлишкового тиску 1,0 мПа, охолоджують і провіюють. Вологість крупи після зривання становить 6-8 \%, а вихід - 99,7 \%. Для приготування каші крупу відновлюють під час витримки в гарячій воді для набухання протягом 3-5 хв. Готова каша має типові смак і запах та розсипну консистенцію.

Бобові системи дають піну в 2-2,5 разу вищу, ніж круп'яні у тих самих умовах. Зниження ціноутворювальної здатності має місце в сочевиці, квасолі, горосі, вівесі, пшоні, крупі манній. Збивання систем за температури 35 °С дозволяє отримати найбільший об'єм достатньо стабільної піни.

Крупи за харчовою цінністю поступаються продуктам тваринного походження і потребують збагачення речовинами, які необхідні для організму дітей та підлітків. Найбільш раціональним способом збагачення вважається створення на базі круп традиційного асортименту комбінованих продуктів. Цим методом можна формувати будь-який асортимент з урахуванням біохімічного складу.

В літературі наведено дані щодо особливостей складу окремих видів крупів. Зокрема, для крупи „Здоров'я" використано рис подрібнений, „Піонерської" - проділ гречаний, „Спортивної" - крупу вівсяну, а „Флотська" - крупу ячну. Збагачувачами крупів було сухе знежирене молоко, яке містить близько 40 \% біологічно цінного білка. При розробленні і використанні цих домішок було враховано науково обґрунтовані Інститутом харчування РАМ принципи створення збагачених продуктів харчування, головним з яких є так: вміст мікронутрієнтів у збагачених ними продуктах харчування повинен бути достатнім для задоволення 30-50 \% добової потреби в цих мікронутрієнтах із звичайним рівнем споживання продуктів.

До складу вітамінного преміксу включено такі вітаміни: А, В1, В3, В6, В12, Вс, Д3, Е, РР, С, а в склад мінерального преміксу -кальцій, магній, залізо і цинк.

До рецептур комбінованих крупів підвищеної харчової цінності для дітей віком від 4 до 7 років, і підлітків віком від 7 до 17 років входять борошно (з рису подрібненого, проділу гречаного, крупи вівсяної або ячної) в кількості 65 \%, знежирене сухе молоко - 20, борошно пшеничне макаронне - 15 \%, вітамінний префікс - 0,7 г на 1 кг крупи, мінеральний премікс - 7,3 г на 1 кг крупи.

Нові крупи за рахунок сухого знежиреного молока містять білка у 1,5-2 рази більше порівняно з натуральним. Частка білка тваринного походження досягає 44-49 \%. Із загальної кількості білка 56-59 \% представлені водо- і солерозчинники фракціями, які легко засвоюються організмом людини. У натуральних крупах частка цієї фракції коливається в межах 11,5-38 \%.

Нові крупи за вмістом незамінних амінокислот переважають крупу рисову, гречану, вівсяну і ячну. Найбільш виразно поліпшений амінокислотний склад крупів „Здоров'я", „Спортивна" і „Флотська".

Технологія виробництва нових крупів грунтується на використанні способу пресування їх на макаронних пресах. Технологічний процес включає такі етапи: дозування і приготування суміші із складових компонентів, зволоження і замішування тіста, випресовування крупів та їх висушування. Нові крупи характеризуються високим вмістом вітамінів і мінеральних речовин (табл. 33, 34).

Споживні властивості крупів підвищеної харчової цінності зумовлені тим, що їх не потрібно перебирати і мити до приготування. Вони швидко варяться (10-15 хв), дають високий коефіцієнт привару, забезпечують отримання страв ніжної, м'якої консистенції. Нові крупи добре поєднуються з сиром, фруктами, м'ясом, тому їх можна рекомендувати для приготування широкого асортименту страв.

У цих крупах можливе неферментативне потемніння під час зберігання. Зміна кольору виявлена (Ramirez - Jimenez A., та ін., 2004) у всіх дитячих продуктах, що містять клейковину, незалежно від наявності молока. Продукти без клейковини (рис-кукурудза і рис-кукурудза-соя), які мають характерний жовтий колір, не темніли під час зберігання. В цілому інтенсивність реакції Майяра була максимальною в зернових продуктах, що містили клейковину.

За даними російських вчених, під час варіння крупів частина токсичних елементів переходить у воду, зокрема 5-6 \% свинцю, значна кількість кадмію, міді, миш'яку.

Досліджено  вплив  упаковки  і  температури  на вміст

ацетил-1-пироліну у шліфованому ароматному сорті рису під час зберігання. Вміст цієї сполуки знижується швидше з підвищенням температури зберігання. В той же час кислотне число жиру рису підвищується під час зберігання і зворотно пропорційне зменшенню кількості 2-ацетил-1-пироліну на ранній стадії зберігання. Біосинтез цієї речовини до утворення крохмальної структури в зернах рису може мати вирішальне значення в якості аромату даного типу рису.

Шліфований рис зберігали 50 діб (Lam H.S., Proctor A.J., 2003). Більша кількість летких речовин виявлена в період зберігання частково шліфованого рису. Концентрації 2-ноненаля, ок-таналя і гексаналя суттєво зростали, тоді як кількість гектаналя,

пентен-2-она і 2-пентилфурана не змінювалася. Відмінності запаху рису на початку зберігання залежали переважно від вмісту гексаналя і 2-пентилфурану.

Запатентований спосіб приготування круп'яних концентратів, яким передбачено додавання до основної крупи 25-50 \% соєвої, розмір частинок якої становить 2/3 діаметра основної крупи.

Завдяки цьому підвищується харчова цінність круп'яних концентратів і знижується їх собівартість.

Запропоновано спосіб теплової стерилізації сипких харчових продуктів шляхом оброблення нагрітим інертним газом, що містить мінімальну кількість кисню. Після досягнення стерильності продукту його швидко охолоджують. Процес здійснюють під час атмосферного нагрівання гарячим інертним газом, а після досягнення стерильності швидко охолоджують. Стерильний продукт упаковують у відповідний бар'єрний пакувальний матеріал.

Контрольні питання

Які чинники впливають на якість крупів?

Від чого залежить якість пшона?

Що собою являє меланоз і порошкова головня?

В чому особливість нової технології перероблення зерна вівса на крупу?

За якими технологіями отримують крупи, що не потребують варіння?

Якими способами обробляють вівсяні крупи для підсилення їх аромату?

Порівняйте різні крупи за вмістом незамінних амінокислот.

З якою метою здійснюється оброблення кукурудзи електромагнітним полем НВЧ?

Які зміни відбуваються під час зберігання рисових крупів?

Які особливості крупів "Здоров'я", "Спортивна", "Флотська"?

Відмінні ознаки комбінованих крупів підвищеної харчової цінності для дітей і підлітків.

Як впливає упаковка і температура зберігання на ароматичні сполуки рису?

З якою метою використовується теплова стерилізація крупів?