Кислотное число жира – показатель безопасного хранения и реализации круп
При хранении зернопродуктов с влажностью, предусмотренной целевыми стандартами, гидролитические процессы в крупах продолжаются и тем интенсивнее, чем выше температура и относительная влажность воздуха в хранилище [1]. В результате происходит накопление продуктов гидролиза: свободные жирные кислоты при гидролизе липидов, аминокислоты при частичном распаде водорастворимых белков, кислые фосфаты при распаде фитина и др.
Следует отметить, что в начальный период хранения пшеничной муки после помола идёт процесс её созревания, на который свободные жирные кислоты оказывают положительное влияние [2]. При хранении круп, большинство которых содержат больше жира, чем пшеница, продукты гидролиза приводят к снижению потребительских свойств, начиная с первых дней после выработки. Это влияет, прежде всего, на органолептические показатели, а, следовательно, на сроки хранения круп.
Исследования, проведённые в нашей стране и за рубежом, показали, что контролировать этот процесс возможно по изменению кислотного числа жира (КЧЖ) [2, 3]. Однако использование этого показателя возможно только при наличии стандартизованного метода определения кислотного числа жира и единой методики определения норм свежести и годности зернопродуктов по этому показателю.
Под нормой свежести мы понимаем предельное значение КЧЖ, до которого продукт сохраняет свойственные ему кондиционные органолептические показатели; под нормой годности - предельное значение КЧЖ, выше которого органолептические показатели конечного продукта (каши) не соответствуют стандартным требованиям.
Учитывая важность проблемы ФГБНУ «ВНИИЗ» разработал ГОСТ Р 5466-2005 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения кислотного числа жира», который с 01.06.2013 г. действует как межгосударственный стандарт ГОСТ 31700-2012 с тем же названием и «Методику установления норм свежести и годности зернопродуктов по кислотному числу жира» [4]. Использование этих нормативных документов позволило установить нормы свежести и годности основных видов круп.
В настоящей работе изучались изменения влажности, кислотности, КЧЖ и комплексной органолептической оценки (КОО) круп при хранении их в условиях неотапливаемого склада с целью использования этих показателей для определения сроков безопасного хранения.
На хранение были заложены крупы, прошедшие в процессе выработки гидротермическую обработку (ГТО): гречневая ядрица 1-го сорта (гречневая крупа), продел, овсяная крупа 1-го сорта (овсяная крупа ) и без ГТО: пшено, рисовая крупа 1-го сорта из риса круглозёрного шлифованная (рисовая крупа) и риса дроблёного шлифованного (рис дроблёный).
Каждый сорт крупы был затарен в тканевые мешочки и погружён в 50 кг мешок с той же крупой. В процессе хранения периодически отбирались пробы каждого сорта крупы для анализа изучаемых показателей и проведения дегустаций.
Наблюдения за температурой и относительной влажностью воздуха в складе велись по термографу и гигрографу. Во всех пробах крупы определяли: влажность - по ГОСТ 26312.7-88; кислотность – по ГОСТ 10844-74; КЧЖ – по ГОСТ 31700-2012. Дегустации проводили в соответствии с указаниями МУК 4.21847-04 Минздрава России и «Уточнённой методикой бальной оценки органолептических показателей» [5].
По результатам статистической обработки дегустации определялась комплексная органолептическая оценка - сумма среднеарифметических экспертных оценок по каждому из оцениваемых показателей (вкус, запах, цвет, консистенция) с учётом соответствующих весовых коэффициентов этих признаков.
Максимальный срок хранения составил 40 месяцев - гречневая крупа; меньше всего хранилось пшено – 9 месяцев. За всё время хранения минимальная температура в складе понижалась до минус 3?С, максимальная поднималась до +16,7?С; относительная влажность воздуха сезонно колебалась от 41 до 65%. Изменение влажности, кислотности, КЧЖ и КОО в процессе хранения представлено в таблице.
Таблица - Параметры условий хранения и показатели качества различных круп при хранении
Крупа
|
Срок хранения, мес.
|
Влажность муки,
%
|
Кислотность,
град
|
КЧЖ, мг КОН на 1 г жира
|
КОО,
балл
|
от - до
|
средн.
взвеш.
|
исх.
|
max
|
средн. взвеш.
|
исх.
|
кон.
|
исх.
|
кон.
|
Рисовая крупа
|
37
|
11 – 13,2
|
12,7
|
0,56
|
1,15
|
1,0
|
24,5
|
119,3
|
100
|
60
|
Рис дроблёный
|
30
|
12,6– 14
|
13,7
|
0,51
|
1,12
|
0,92
|
37,1
|
122,7
|
100
|
50
|
Пшено
|
9
|
12,3– 14
|
13,4
|
1,6
|
3,6
|
2,9
|
35,2
|
139,1
|
83,4
|
40,8
|
Гречневая крупа
|
40
|
10,7– 12,2
|
10,95
|
4,4
|
6,0
|
5,43
|
5,9
|
12,0
|
100
|
84
|
Продел гречневый
|
23
|
10,6– 12,4
|
11,35
|
2,35
|
3,7
|
2,7
|
8,4
|
15,0
|
100
|
80
|
Овсяная крупа
|
30
|
9,8– 11,2
|
10,0
|
3,0
|
3,9
|
3,2
|
11,9
|
22,4
|
98
|
70
|
В таблице приведены данные по показателям качества для шести основных круп с различными технологиями выработки. Следует отметить, что режимы ГТО для гречневой и овсяной крупы разные: - для гречневой более жёсткие - 5 мин. при давлении 0,25 – 0,3 МПа (2,2 – 3 ати); для овсяной – 5 мин. при 0,05 – 0,1 МПа (или 0,5 – 1,0 ати).
Анализ приведенных в таблице данных показал, что влажность исследованных нами круп, прошедших ГТО, ниже, чем у круп без такой обработки, содержание крахмала также разное. Согласно данным, приведенным в справочнике «Химический состав Российских продуктов питания», 2002 г. содержание крахмала в рисовой крупе 72,9%, у риса дроблёного 71%, у пшена – 64,6%, а у крупы гречневой – 55,4%, продела – 50%, овсяной крупы – 58,2%.
Следовательно, разные крупы, хранящиеся в одном складе, могут иметь разную влажность, значение которой зависит от химического состава и технологии выработки крупы.
Представляют интерес данные по величинам кислотности и КЧЖ этих круп при длительном хранении. При закладке на хранение КЧЖ у круп, прошедших ГТО, составило от 5,9 до 11,9 мг КОН на 1 г жира, у круп без ГТО - от 24,5 до 37,1 мг КОН на 1 г жира. Такая разница связана со снижением активности липазы в процессе ГТО. К концу хранения КЧЖ круп без ГТО возросло от 119,3 до 139,1 мг КОН на 1 г жира, а у круп, прошедших ГТО, - от 12 до 22, 4 мг КОН на 1 г жира.
Совсем другая картина с показателем кислотности круп, а именно, - у круп, не прошедших ГТО, кислотность при закладке на хранение была низкой и составила: 0,51 град - у риса дроблёного; 0,56 град. - у рисовой крупы; 1,6 град - у пшена, а у круп, прошедших ГТО, - более высокая: 4,4 град. у гречневой крупы; 2,35 град у продела и 3,0 град у овсяной крупы. К концу хранения максимальная кислотность крупы рисовой составила 1,15; риса дроблёного 1,12 и только у пшена 3,6 град. У круп, прошедших ГТО, к концу хранения (в отличие от КЧЖ) достигла: у гречневой крупы 6 град; продела 3,7; овсяной крупы 3,2 градуса.
Это позволяет прийти к выводу, что свободные жирные кислоты не играют решающую роль в значении кислотности круп. По мнению Трисвятского Л.А. [2] величину кислотности определяют «фосфорная кислота и кислые фосфаты при ферментативном распаде фитина, накопление органических кислот в результате расщепления углеводов под действием микроорганизмов» и только в последнюю очередь накопление свободных жирных кислот в результате деятельности липазы.
По нашим данным характер изменения КЧЖ при хранении круп имеет как теоретическое, так и практическое значение.
На рис. 1 представлен характер изменения КЧЖ в процессе хранения круп, не прошедших ГТО.
Анализ результатов, приведенных на рисунке 1, позволяет сделать следующие выводы:
- рисовая крупа, заложенная на хранение с исходным значением КЧЖ 24,5 мг КОН на 1 г жира, достигла разработанной нами ранее нормы свежести (70 мг КОН на 1 г жира) через 16 месяцев хранения, а нормы годности (100 мг КОН на 1 г жира) [6] - через 36 месяцев;
- дроблёный рис, заложенный на хранение с исходным значением КЧЖ 37,1 мг КОН на 1 г жира, достиг нормы свежести (70 мг КОН на 1 г жира) через 16 месяцев хранения, а нормы годности (100 мг КОН на 1 г жира) - через 28 месяцев;
- пшено, заложенное на хранение с исходным значением КЧЖ 35,2 мг КОН на 1 г жира, достигло нормы свежести (80 мг КОН на 1 г жира) через 4 месяца хранения, а нормы годности (100 мг КОН на 1 г жира) [7] - через 5,5 месяцев;
- у круп, выработанных без ГТО, в процессе хранения отмечались периоды хранения в течение которых значение КЧЖ практически не менялось: у пшена - со 2 по 4 месяц хранения, у рисовой крупы - с 20 по 35 месяц, у дроблёного риса - с 22 по 26 месяц. Такое же явление отмечено при длительном хранения пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта в условиях различных температур [8];
- у рисовой крупы и дроблёного риса резко возрастало КЧЖ после достижения нормы годности, а у пшена - после достижения нормы свежести.
Рисунок 1 - Характер изменения КЧЖ круп, не прошедших ГТО, при хранении в условиях переменных температур неотапливаемого склада
Рисунок 2 - Характер изменения КЧЖ круп, прошедших ГТО, в условиях переменных температуры неотапливаемого склада
Увеличение КЧЖ при длительном хранении рисовой крупы и дроблёного риса хорошо коррелирует со снижением КОО: со 100 до 60 баллов - у рисовой крупы; со 100 до 50 баллов - у дроблёного риса; с 83,4 до 40,8 - у пшена. Коэффициенты корреляции между значениями КЧЖ и КОО в процессе хранения составили: для рисовой крупы - 0,86, дроблёного риса – 0,94, пшена – 0,98.
Характер изменения КЧЖ в процессе хранения круп, прошедших ГТО, при длительном хранении в условиях неотапливаемого склада представлен на рисунке 2.
Как следует из представленных на рисунке результатов, скорость нарастания КЧЖ в процессе хранения этих круп, по сравнению с крупами, не прошедшими ГТО, значительно ниже. У гречневой крупы этот показатель изменился за 35 месяцев хранения с 5,9 до 9,4 мг КОН на 1 г жира и к концу хранения (40 месяцев) составил 12 мг КОН на 1 г жира, так и не достигнув разработанных нами ранее норм свежести (13 мг КОН на 1 г жира) и годности (18 мг КОН на 1 г жира) [9].
Гречневый продел, заложенный на хранение с величиной КЧЖ 8,4 мг КОН на 1 г жира, через 17 месяцев хранения достиг нормы свежести (13 мг КОН на 1 г жира) и к концу хранения (23 месяца) КЧЖ составило 15 мг КОН на 1 г жира, не достигнув нормы годности (17 мг КОН на 1 г жира) [10].
Овсяная крупа достигла нормы свежести (18 мг КОН на 1 г жира) через 22 месяца хранения, после чего скорость изменения КЧЖ резко увеличилась, но к 30 месяцам хранения норма годности (27 мг КОН на 1 г жира) не была достигнута [11].
Такое медленное нарастание КЧЖ у круп, прошедших ГТО, объясняется снижением активности липазы при обработке горячим паром под давлением: чем жёстче режим обработки (гречневая крупа), тем ниже скорость нарастания КЧЖ и продолжительнее сроки хранения.
Низкое значение КЧЖ круп, прошедших ГТО, и медленное нарастание КЧЖ при хранении приводит к незначительному снижению органолептических характеристик в процессе хранения. Так, при хранении гречневой крупы в течение 40 месяцев КОО крупы снизилась только на 16 баллов - со 100 до 84 баллов; за 24 месяца хранения гречневого продела КОО снизилась со 100 до 80 баллов; а у овсяной крупы с 98 до 70 баллов за 30 месяцев хранения. Однако зависимость КОО от увеличения КЧЖ в процессе хранения отмечено и для этих круп, - коэффициент корреляции между КОО и КЧЖ для гречневой крупы составил 0,94, продела - 0,73, овсяной крупы - 0,94.
На рисунке 3 представлен характер изменения кислотности исследуемых круп в процессе хранения. Этот показатель изменяется незначительно в процессе хранения круп как для прошедших, так и не прошедших ГТО, что не позволяет рассматривать его в качестве показателя для нормирования свежести и годности зернопродуктов. Следует отметить, что по сравнению с КЧЖ получена низкая корреляция между значениями кислотности и КОО в процессе хранения круп. Так для рисовой крупы коэффициент корреляции между кислотностью и КОО составил – 0,50, риса дроблённого – 0,37, крупы овсяной – 0,49, для гречневой крупы и продела – 0,60.
Рисунок 3 - Изменение кислотности круп при длительном хранении в условиях неотапливаемого склада
Проведенные исследования показали, что величина КЧЖ достоверно отражает изменение КОО круп при их хранении в условиях неотапливаемого склада.
Установлено, что как исходная влажность круп, так и её изменение при хранении зависят от химического состава (содержание крахмала) и технологии выработки, а именно от применения ГТО.
ГТО круп влияет не только на изменение влажности, но и на КЧЖ, как на исходное, так и на скорость его увеличения в процессе хранения. Это связано с инактивацией липолитических ферментов, и в первую очередь, липазы, что влияет на продолжительности безопасного хранения круп. Полученные результаты показали, что продолжительность хранения круп зависит от технологии их выработки и исходного значения КЧЖ.
В отличие от влажности и КЧЖ величина кислотности не зависит от ГТО, а определяется химическим составом крупы, что определяет слабое влияние кислотности на изменение органолептических характеристик круп.
Литература
- Соседов, Н.И. Изменение химического состава проса и пшена при хранении и переработке / Н.И. Соседов, В.А. Швецова // Труды ВНИИЗ, вып. 17, 1949. С. 79-99.
- Трисвятский, Л.А. Хранение зерна / Л.А. Трисвятский. М.: Агропромиздат, 1986. 351 с.
- Салун, И.П. Крупы и их хранение / И.П. Салун, Н.А. Смирнова, К.А. Муромцева-Висс // М.: Экономика. 1967. 134 с.
- Приезжева, Л.Г. Методика определения норм свежести и годности зернопродуктов по кислотному числу жира // Хлебопродукты. 2012. № 2. С. 50-53.
- Приезжева, Л.Г. Совершенствование методики бальной оценки зернопродуктов / Л.Г. Приезжева [и др.] // Хлебопродукты. 2012. № 1. - C. 61 - 63.
- Приезжева, Л.Г. Кислотное число жира – показатель возможности хранения и реализации рисовой крупы / Л.Г. Приезжева // Хлебопродукты. 2012. № 7. C. 46 - 49.
- Приезжева, Л.Г. Пшено как объект хранения / Л.Г. Приезжева // Хлебопродукты. 2013. № 10. С. 58 – 60.
- Приезжева, Л.Г. Характер изменения кислотного числа жира пшеничной муки при длительном хранении в различных температурных условиях / Л.Г. Приезжева [и др.] // Хлебопродукты. 2015. - № 7. С. 59-61.
- Приезжева, Л.Г. Определение нормы свежести и годности гречневой крупы по кислотному числу жира / Л.Г. Приезжева // Хлебопродукты. 2015. № 12. С. 54-56.
- Приезжева, Л.Г. Определение нормы свежести и годности продела гречневого быстроразваривающегося по величине кислотного числа жира / Л.Г. Приезжева // Международный научный сборник «Инновационные технологии производства и хранения материальных ценностей для государственных нужд». Вып. IV. 2015. С. 186-196.
- Приезжева, Л.Г. Установление норм безопасного хранения и годности овсяной крупы по кислотному числу жира / Л.Г. Приезжева // Хлебопродукты. 2016. № 2. С. 45-47.
Приезжева Л.Г., кандидат биологических наук; Мелешкина Е.П., доктор технических наук; Вережникова И.А.; Игнатова Л.Г.
Статья опубликована в сборнике:
Современные методы, средства и нормативы в области оценки качества зерна и зернопродуктов: Сборник материалов 13-й Всероссийской научно-практической конференции (06-10 июня 2016 г., г. Анапа) / КФ ФГБНУ «ВНИИЗ». – Анапа, 2016. – С. 50-56.