Сельское хозяйство
Технология хранения и переработки
сельскохозяйственной продукции
Использование продуктов
фракционирования вторичных зерновых ресурсов в пищевых целях
Антипина Е.А.
Одесская
национальная академия пищевых технологий
В
настоящее время вопрос о дополнительных источниках пищевых веществ – белка,
витаминов, биологически активных компонентов стоит достаточно остро. Вместе с
тем общеизвестно, что значительная часть нутриентов зерна попадает не в целевые
продукты, а в отходы ‑ вторичные продукты переработки. При сортовых
помолах зерна пшеницы в отруби переходит до 30 % белков, 55-80 % витаминов
группы В, 75-80 % пищевых волокон и пентозанов, 70-75 % минеральных веществ,
60-65 % липидов, т.е. большая часть биологически активных и жизненно необходимых
человеку веществ. То же можно сказать и об отрубях других зерновых культур.
Поэтому отруби могут и должны служить источниками биологически ценных
питательных веществ [1].
В
мировой практике отруби зерновых культур, в особенности пшеницы, используются
достаточно широко. В последнее время все большее применение находят продукты
фракционирования отрубей, в частности, белковые вещества и углеводо-лигнинные
комплексы [2,3]. Многие выделяемые из растительного сырья белки обладают
свойствами, позволяющими их использовать в диетическом и
лечебно-профилактическом питании. Так, замена белков животного происхождения
изолированным из пшеничных отрубей
белком в составе пищевых продуктов приводит к снижению холестерина в крови. Введение
растительных белков дает возможность получать новые продукты с повышенным содержанием
протеина и, таким образом, расширять
их ассортимент. Такие продукты будут способствовать профилактике
сердечно-сосудистых заболеваний и ожирения. Кроме того, использование белков
растительного происхождения исключает образование соединений, вызывающих
аллергические реакции у человека [4]. В связи с этим возникает потребность в
разработке новых технологий фракционирования вторичного зернового сырья, в
изучении и характеристике выделяемых компонентов, а также путей их использования.
Фракционирование
проводили путем обработки отрубей различных зерновых культур слабым раствором
минеральной кислоты при нагревании. При этом происходил гидролиз полисахаридов
– крахмала, частично гемицеллюлоз, и растворение части белковых веществ,
которые можно выделить из раствора нейтрализацией. Были выделены белковые
концентраты (БК) из ржаных отрубей, кукурузной мезги и, для сравнения – из
пшеничных отрубей. Характеристика их химического состава приведена в табл.1.
Таблица 1
Химический состав белковых концентратов из отрубей зерновых
|
Показатели масс.доли,% |
БК кукурузной
мезги |
БК ржаных
отрубей |
БК пшеничных
отрубей |
|
Общий
азот |
8.40 |
8.97 |
9.22 |
|
в
т.ч.белковый азот |
7.48 |
8.16 |
8.26 |
|
небелковый
азот |
0.92 |
0.81 |
0.96 |
|
«Сырой
протеин» |
52.20 |
55.60 |
57.60 |
|
Углеводы |
|
|
|
|
в
т.ч.гемицеллюлоз |
27.70 |
20.69 |
15.70 |
|
моносахаров |
7.00 |
9.30 |
10.50 |
|
Липиды |
4.00 |
3.80 |
3.50 |
|
Минеральные
в-ва |
3.90 |
4.20 |
3.70 |
Массовая
доля «сырого» протеина в выделенных концентратах увеличивалась в 3-3,5 раза по сравнению с его содержанием в
исходном сырье. Кроме того, одновременно имело место перераспределение фракций
белков: снижалось количество альбуминов и глобулинов, возрастало содержание
глютелинов. Общее содержание растворимых фракций увеличивалось в 3-4,5 раза.
Учитывая, что существует корреляция между растворимостью белков и их усвояемостью,
можно предположить, что таким образом была выделена наиболее усвояемая часть
белковых веществ. Разрушение клеточных стенок растительного сырья при выделении
БК привело к тому, что их переваримость значительно выше, чем переваримость
белковых веществ в исходном сырье (табл. 2).
Таблица 2
Переваримость белковых веществ исходного сырья и выделенных
БК
|
Источник
белка |
Переваримость, % |
|
Кукурузная мезга |
38.0 |
|
БК кукурузной мезги |
74.0 |
|
Ржаные
отруби |
60.4 |
|
БК ржаных отрубей |
77.0 |
|
Пшеничные
отруби |
63.5 |
|
БК пшеничных отрубей |
75.9 |
Изучение
химического состава и функциональных свойств белковых веществ, выделяемых из
отрубей зерна, позволило предложить их использование в качестве пищевой
добавки. Растворами белка можно обрабатывать самые различные продукты, богатые
углеводами, например, овощи, препараты пищевых волокон и т.д., имеющие низкое
содержание протеина, с целью повышения его массовой доли.
По
предлагаемой технологии белковыми веществами продуктов переработки зерна
обогащались носители растительного происхождения. Это достигалось осаждением
белковых веществ из раствора после кислотной обработки отрубей или мезги путем
нейтрализации на различные субстраты, в частности, на предварительно
измельченные овощи: свеклу, морковь и картофель. Особенностью таких продуктов
является полнота пропитки и равномерность распределения белковых веществ при
осаждении, а также возможность применения традиционных методов сушки и их
дальнейшего длительного хранения. Важно и то, что в новых продуктах сочетаются
значительные количества белков зерновых и пищевых волокон, обладающих
лечебно-диетическими свойствами. Полученные данные свидетельствуют, что
осаждение белковых веществ злаков на овощи приводило к существенному
возрастанию в них массовой доли протеина (табл.3).
Таблица 3
Характеристика продуктов, обогащенных белками отрубей
|
Источник
белка |
Носители |
Общий
азот, масс.доля,% |
«Сырой
протеин» масс.доля,% |
Увеличение сод.
белка,% |
||
|
|
|
до |
после |
до |
после |
|
|
Пшеничные отруби |
Морковь |
1.66 |
3.07 |
10.38 |
19.20 |
84.8 |
|
Свекла |
1.50 |
4.80 |
9.38 |
28.13 |
113.2 |
|
|
Картофель |
1.51 |
2.09 |
9.95 |
13.06 |
32.1 |
|
|
Ржаные отруби |
Морковь |
1.53 |
4.03 |
9.56 |
25.19 |
143.5 |
|
Свекла |
1.52 |
3.05 |
9.40 |
19.10 |
75.5 |
|
|
Картофель |
1.63 |
2.38 |
10.30 |
14.88 |
43.4 |
|
Как
видно из таблицы, содержание белка в композиционных продуктах увеличивалось в
2-3 раза.
Предлагаемая
принципиальная технологическая схема включает следующие этапы:
-
подготовку отрубянистых частиц зерновых культур, их дозировку;
-
подготовку овощей, используемых в качестве носителя, их измельчение до частиц
размером 1-
-
обработку отрубей раствором минеральной кислоты при нагревании;
-
отделение жидкой фазы от твердого остатка фильтрацией;
-
смешивание раствора с носителем – измельченными овощами;
-
нейтрализация всей массы раствором щелочи до рН 6.5-7;
-
отделение полученного продукта, обогащенного белком, от жидкой фазы фильтрацией
или центрифугированием;
-
сушку готового продукта.
Твердый
остаток после обработки отрубей зерна раствором кислоты представляет собой
концентрат пищевых волокон, который может быть использован также как биологически
активная добавка. Водные растворы после осаждения белка, содержат
низкомолекулярные компоненты и могут использоваться в качестве питательных сред
для микробиологического синтеза (табл.4).
Характеристика гидролизата кукурузной мезги (масс.доли, %)
|
Сухие
вещества |
Редуцирующие вещества |
Общий
азот |
Минеральные вещества |
Органические кислоты |
|
5.20 |
4.00 |
0.20 |
0.60 |
0.26 |
Следовательно, возможна реализация безотходной
технологии фракционирования вторичных зерновых ресурсов с получением нескольких
продуктов, важных по своей пищевой ценности: дополнительного количества
усвояемого белка, концентрата пищевых волокон и раствора, содержащего
низкомолекулярные сахара, азотистые вещества, соли, органические кислоты. Из 1т
отрубей зерна реально выделение 40-
Литература
1.
Дудкин М.С. Пшеничные отруби и их использование.// Обзор. информ. Сер.
Мукомольно-крупяная пром-ть.‑ М: ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1992. – 35с.
2.
Пищевые волокна./ М.С.Дудкин, Н.К.Черно и др. – К: Урожай, 1989. –
152с.
3.
Комплексное использование сырья в пищевой промышленности./ Ю. П.
Лебединский, Л.Т. Чернюк, Л.А. Ганечко и др. – К.: Техника, 1983. – 143с.
4.
Капрельянц Л.В., Середницкий П.В., Духанина А.Р. Белковые продукты из
нетрадиционного растительного сырья.// Обзор. информ. ЦНИИТЭИ хлебопродуктов.
Сер. Мукомольно-крупяная пром-сть, 1992. – 46с.