Разработка рациональной технологии производства многокомпонентных зерновых хлопьев с повышенным выходом и пищевой ценностью

Сегодня в России возделываются практически все виды зерновых культур, однако основную долю в посевах и производстве занимают четырепшеница, ячмень, овес и рожь.

Производство крупы — важная отрасль пищевой индустрии. Крупа является ценным и необходимым продуктом питания для населения всех возрастов.

Для производства крупы используют восемь и более зерновых и бобовых культур. При переработке зерна в крупу практически всегда встречались с явным несоответствием количества полученных продуктов и их качеством. Неравномерное распределение в зерновке питательных и биологически активных веществ приводит к тому, что продукты с хорошими потребительскими достоинствами теряют значительную часть белка, витаминов, минеральных веществ в побочных продуктах и отходах. Это свидетельствует о явно недостаточном использовании зерна для пищевых целей.

Многокомпонентные зерновые продукты целесообразно вырабатывать в виде хлопьев, приготовленных из смеси различных культур — пшеницы, ржи, ячменя, овса и других. Тем более что эти культуры близки не только по анатомическому строению, но и сочетаемы по вкусовым достоинствам. Например, производство ржано — пшеничного хлеба. Кроме того, крупа или полуфабрикат для их выработки могут быть получены с большим выходом, чем при выработке готовой традиционной крупы, что приводит к большей сохранности в ней питательных и биологически активных веществ. Таким образом, многокомпонентные зерновые хлопья имеют ряд достоинств и их производство вполне целесообразно.

Выработка многокомпонентных зерновых продуктов из различных видов зернового сырья весьма эффективна. Она позволяет использовать широкий круг сырьевых ресурсов, производить продукты с заданными составом и свойствами. В этих случаях, возможно, добиться лучшей сбалансированности питательных веществ в готовом продукте. Кроме того, в смеси можно использовать и менее традиционные для изделий виды сырья (рожь, горох и другие).

В настоящее время многокомпонентные хлопья вырабатывают либо путем смешивания в заданном соотношении индивидуальных хлопьев, либо путем плющения предварительно составленной смеси различных видов крупы. Но возникают некоторые сложности: во-первых, равномерное смешивание таких плохо сыпучих продуктов как хлопьяво-вторых, существенное различие структурно-механических свойств компонентов. В результате этого при плющении крупы в хлопья образуется большое количество крошки и мучки.

Для получения подготовленной к плющению крупы возможно применение ранее разработанной технологии зерновых хлопьев, которая заключается в существенном увлажнении зерна, его длительном отволаживании, затем пропаривании и подсушивании поверхностных слоев главным образом, пленок и оболочек каждой зерновки. При последующем шелушении зерна получается крупа полуфабрикат практически целая, с малым количеством дробленого ядра. Таким образом, гидротермическая обработка существенно изменяет структурно механические свойства крупы (возрастает её пластичность, которая является необходимым критерием для приготовления продуктов высокого качества). Выход крупы зависит от назначения хлопьев. В случае необходимости выработки хлопьев с большим содержанием пищевых волокон выход крупы может составить 80−85%. При более высоком выходе внешний вид и потребительские достоинства получаемых хлопьев снижаются. '.

Следовательно, имеются большие возможности для увеличения ассортимента и выхода хлопьев, повышения их пищевой ценности, а также оптимизации параметров технологического процесса.

Цель и задачи исследования

Основной целью исследования явилось: разработать рациональную технологию производства быстроразвариваюшихся многокомпонентных зерновых хлопьев с повышенным выходом и биологической ценностью.

Для осуществления данной цели поставлены следующие задачи:

— предложить рациональную технологию зерновых хлопьев из смеси пшеницы, ржи и ячменя с увеличенным выходом, повышенной пищевой ценностью и улучшенными потребительскими достоинствамиисследовать основные технологические операции, определить оптимальные режимы гидротермической обработки, шелушения и плющения крупыопределить влияние гидротермической обработки на гранулометрический состав и относительную крошимость хлопьевизучить основные факторы гидротермической обработки на эффективность технологического процесса;

— определить параметры обработки зерна с учетом изменения реологических свойств зерна в процессе подготовки к плющению;

— определить основные технологические и биохимические показатели полученных продуктов с разным выходомизучить влияние основных технологических операций на микробиологическую обсемененность готовой продукции.

Научная новизна. Обоснована и разработана комплексная технология совместной переработки зерна трех культур (пшеницы, ржи и ячменя), предусматривающая выработку многокомпонентных хлопьев с повышенным выходом и пищевой ценностью.

Выявлены основные закономерности, обоснованы параметры гидротермической обработки смеси из трех культур (пшеницы, ржи и ячменя) в зависимости от направлений ее дальнейшего использования.

Научно обоснованы технологические схемы и параметры выработки продуктов быстрого приготовления, как из смеси зерна трех культур: пшеницы, ржи и ячменя — основная смесь, так и с дополнительными компонентами.

На основе анализа строения ядра и свойств анатомических частей зерновок пшеницы, ржи и ячменя показано, что операции гидротермической обработки смеси зерна этих культур (степень увлажнения, длительность отволаживания, пропаривания) при определенных параметрах обеспечивают избирательное отделение плодовых и семенных оболочек с сохранением части алейронового слоя, что повышает выход до 85% от массы смеси зерна и является основой высокого содержания питательных и биологически активных веществ в крупе — полуфабрикате.

Снижение потерь макро — и микронутриентов объясняется, в том числе, исключительно низкой дробимостью ядра, что обеспечивает в процессе шелушения зерна более равномерное отделение плодовых и семенных оболочек практически без потерь эндосперма.

Экспериментально показано, влияние гидротермической обработки зерна на перенос минеральных веществ в слоях зерновки.

Исследованы реологические свойства крупы — полуфабриката, направляемого на плющение, выработанной из смеси зерна, подготовленной при различных параметрах операций применяемой технологии.

Показано влияние различных технологических операций на микробиологическую обсемененность смеси зерна из пшеницы, ржи и ячменя. Установлено, что после соответствующей гидротермической обработки количество микроорганизмов на поверхности крупы-полуфабриката резко снижается.

Практическая значимость. На основании экспериментальных исследований предложена рациональная технология производства многокомпонентных зерновых продуктов из смеси трех культур: пшеницы, ржи и ячменя, с повышенным выходом (до 90% в расчете на очищенное зерно) и пищевой ценностью, установлено, что многокомпонентные хлопья с таким выходом имеют лучшие технологические и потребительские характеристики.

На основании проведенных исследований разработаны технологические ^ схемы, рекомендованы параметры операций, позволяющие получать многокомпонентные хлопья с введением к основной смеси (пшеница, рожь ячмень), дополнительных компонентов (гречневый продел, горох, овес и т. д.), тем самым повышая биологическую ценность готовой продукции.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Российских и международных конференциях и симпозиумах:

Научно-практическая конференция «Технология крупяных продуктов вчера, сегодня, завтра» / «Московский государственный университет пищевых производств», 18−20 декабря 2007 г;

VI Международная научная конференция студентов и аспирантов «Техника и технологии пищевых производств» / «Могилевский государственный университет продовольствия», 24−25 апреля 2008 г.;

VI Научно — техническая конференция с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации: эффективное использование ресурсов отрасли» / «Московский государственный университет пищевых производств», 18−19 ноября 2008 г.;

VII международная научно-практическая конференция и выставка «Технологии и продукты здорового питания. Функциональные пищевые продукты» / «Московский государственный университет пищевых производств», 2009 г.;

V всероссийская научно-практическая конференция «Качество продукции, технологий и образования» / «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова», 13−14 апреля 2010 г.