Перспективные источники возобновляемого зернового сырья для создания новых пищевых ингредиентов с заданными свойствами

Одним из путей повышения эффективности перерабатывающей отрасли является внедрение новых безотходных технологий. Это предполагает повышение степени и полноты переработки сельскохо­зяйственного сырья с более полным извлечением из него полезных компонентов, а также вовлечение в народнохозяйственный оборот от­ходов производства. Основные виды вторичных сырьевых ресурсов зерноперерабатывающей отрасли - отруби, мучка, лузга (мукомольно-крупяное производство), жмых (масложировое). В последние годы отмечается возрастающий интерес к побочным продуктам переработки зерна как к возобновляемым сырьевым ресурсам - перспективным источникам дополнительного сырья для получения полезных челове­ку продуктов питания.

В 1983-1987 гг. во ВНИИЗ были проведены исследования, по­зволившие научно обосновать возможности использования пшенич­ных отрубей, как источника пищевых волокон в питании человека с лечебно-профилактическими целями и для расширения ассортимента продуктов питания, обогащенных пищевыми волокнами [1, 2].

Клинические испытания в НИИ проктологии [3]и биологические исследования в 1 Медицинском институте[4] показали, что отруби с высоким содержанием пищевых волокон обладают большой водопо­глотительной способностью и оказываются эффективны в улучшении холестеринового обмена, являются определяющим фактором в нор­мализации работы кишечника.

Во ВНИИЗ был разработан и уже вступил в действие националь­ный стандарт РФ ГОСТ Р 53496-2009 «Отруби пшеничные и ржаные диетические. Технические условия».

Все большая популярность здорового образа жизни приводит к увеличению спроса на полезные органические пищевые ингредиенты, содержащие пищевые волокна. Пищевые волокна рассматриваются в контексте как их физиологического действия в организме человека, так и их влияния на технологические свойства пищевого продукта их содержащего (консистенцию, потребительские свойства пищевых продуктов).

В ФБГНУ «ВНИИЗ» проводятся исследования по биомеханиче­скому воздействию на зерно тритикале и вторичные продукты его пере­работки с целью их трансформации в новые продукты и ингредиенты[5, 6].Установлены общие закономерности таких видов внешнего механи­ческого воздействия, как ударное и абразивное шелушение, плющение, измельчение, фракционирование, сепарирование, смешивание и т.п.

Существуют различные подходы к обогащению продуктов пище­выми волокнами. В настоящее время наиболее перспективным направ­лением является ввод концентрированных препаратов пищевых воло­кон, предварительно выделенных из растительных объектов. В продол­жение работ по использованию пшеничных отрубей в лечебно-профилактических целях и для обогащения продуктов питания изуча­ются возможности трансформации вторичных продуктов переработки зерна и, в частности тритикале, в пищевые ингредиенты, содержащие пищевые волокна, при сохранении нативной структуры волокон и био­логически-активных веществ, ассоциированных с ними [7].

Являясь функциональным ингредиентом пищи, пищевые волокна оказывают благоприятное воздействие, как на отдельные системы ор­ганизма, так и на весь организм в целом. В то же время пищевые во­локна используют как технологические добавки, изменяющие струк­туру и свойства продукта. Водопоглотительные свойства пищевых во­локон находят применение в производстве многих пищевых продук­тов в мясоперерабатывающей, кондитерской и других отраслях пи­щевого производства.
Разработка модели трансформации вторичных продуктов перера­ботки зерна в пищевые ингредиенты с прогнозируемыми технологи­ческими свойствами ведется на основе изучения закономерностей из­менения технологических свойств продуктов в зависимости от приро­ды и химического состава исходного сырья, состава комплекса нерас­творимых пищевых волокон.

Лабораторные исследования выполняли с применением совре­менных приборов и методов: содержание пищевых волокон - на при­боре «GDE Enzymaticdigester» фирмы «Velp» в соответствии с ферментативно-гравиметрическим методом 985.29, утвержденным АО-АС; содержание клетчатки - в соответствии с ГОСТ Р 52839-2007 «Методы определения содержания сырой клетчатки с применением промежуточной фильтрации»; определение водопоглотительной и водоудерживающей способности - в соответствии с методами, описан­ными в литературных источниках [8,9].

Исследования показали, что определяющее влияние на водопоглотительную  способность  оказывает  содержание нерастворимых пищевых волокон. Повышение их массовой доли на 66-90% сопрово­ждается ростом водопоглотительной способности на 95-110% ингре­диентов 1-2 и 3-4 (таблица 1 и рисунок 1).

 


Высокая водопоглотительная способность рассматриваемых ин­гредиентов 3,6 - 8,8 г воды на 1 г ингредиента определяется, главным образом, высоким содержанием целлюлозы (клетчатки) одного из основных компонентов нерастворимых пище­вых волокон.
 пищевых волокон удерживать воду связана со сте­пенью гидрофильности и количеством биополимеров, характером по­ристости и размером частиц. В набухшем полимере различают два вида влаги: связанную и свободную (капиллярную). Свободная вода не ассоциирована с волокнами и находится в полостях растительных клеток и межклеточных пространствах. Связанная влага удерживается более прочно, чем свободная и ее удаление требует значительных за­трат энергии [10].

Исследования прочности связи влаги, поглощенной нераствори­мыми пищевыми волокнами, показали, что количество прочно связанной влаги изменяется незначительно. Для рассматриваемых ингреди­ентов количество прочносвязанной влаги варьируется в диапазоне 0,6 - 2,0 г воды / г ингредиента. Однако выявлены существенные различия в количестве легкодоступной (свободной) влаги, поглощае­мой ингредиентами, полученными из вторичных продуктов перера­ботки тритикале, вызванные морфологическими особенностями строения структур ингредиентов: от 0,1 до 4,8 г воды / г ингредиента.

Основные выводы
1.  Определяющее влияние на водопоглотительную способность ингредиентов оказывает массовая доля нерастворимых пищевых во­локон.
2.  Исследования форм связи влаги, поглощенной нерастворимы­ми пищевыми волокнами, показали, что количество прочносвязанной влаги варьируется незначительно.
3.  С точки зрения технологических свойств ингредиентов наи­больший интерес представляет свободная влага, не ассоциированная волокнами. Выявлены существенные различия в количестве свобод­ной влаги, вызванные морфологическимиособенностями строенияст-руктур ингредиентов.
4.Соотношение количества свободной и связанной влаги в каж­дом конкретном ингредиенте во многом определяет его свойства как технологического ингредиента, а в дальнейшем свойства готового продукта его содержащего при хранении.

Литература
1.  Игорянова Н.А. Биохимические свойства и особенности хранения пшеничных отрубей пищевого назначения // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Московский тех­нологический институт пищевой промышленности. Москва.- 1987.
2.  Игорянова Н.А. Качество пшеничных отрубей пищевого назначе­ния / Н.А. Игорянова [и др.] // Пищевые волокна в рациональном питании человека - М., ЦНИИТЭИ Минхлебопродуктов СССР - 1989.- С. 45-50.
3. Дубинин А.В. Отруби в лечении синдрома раздраженной кишки / А.В. Дубинин, А.В. [и др.] // Вопросы питания - 1987.- №1.- С.13-16.
4. Суханов Б.П. Пшеничные отруби как белковый обогатитель зерно­вых и их биологическая оценка / Б.П. Суханов[и др.] // Деп. АгроНИИ-ТЭИпищепром 29.09.86 №1432.
5. Панкратов Г. Н. Технологические свойства новых сортов тритика-левой муки / Г. Н. Панкратов^ др.] // Хлебопродукты. - 2016 - № 1 - С 60-62.
6.  Мелешкина Е. П. Оценка качества зерна тритикале / Е. П. Мелешкина [и др.]// Хлебопродукты. - 2015. - № 2. - С. 48-49.
7. Игорянова Н.А. Пищевые волокна из побочных продуктов перера­ботки зерна - ингредиенты с функциональными и технологическими свой­ствами для хлебопечения / Н.А. Игорянова, С.Н. Коломиец // Биотехноло­гия и качество жизни. Матер. Международной научно-практической кон­ференции 18-20 марта 2014г.- М.: ЗАО «Экспобиохимтехнологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева, - 2014г.- С.369-370.
8.  Eastwood M. A. Measurement of water-hold ing properties of fibreand theirfaecal bulkingability in man / M. A.Eastwood [et.al]/ Br. J Nutr- 1983 -Vol. 50.-№3.-P.539-547.
9.  Robertson J. A. An examination of factors which may affect the water holding capacity of dietary fibre/ J. A. Robertson, M.A. Eastwood // Br J Nutr -1981.-Vol.45.-P. 83-88.
10.  Игорянова Н.А. Водопоглотительная и водоудерживающая спо­собность концентрированных дисперсий из вторичных продуктов перера­ботки пшеницы и овса// Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной памяти В.М. Горбатова. 2015.№1.С.203-205.
   

---