Актуальные вопросы производства, глубокой переработки зерна и новые подходы к его стандартизации

Россия – один из лидеров по производству зерна пшеницы в мире. В «первом эшелоне» находятся Китай и Индия, Россия находится во «втором эшелоне», США и Канада идут после нас [1]. А в нашей стране, рекордсмене по урожаям пшеницы, Краснодарский край и Ростовская область выращивают и собирают четверть от объема производимой пшеницы [2]. Не буду приводить данные по валовым сборам зерновых и конкретно пшеницы. Для этого имеются многочисленные источники с крайне оптимистичными прогнозами. И здесь можно только порадоваться за хорошие урожаи. Но поскольку в названии моей статьи есть слово вопросы, то на них я и остановлюсь. Самое главное слово в этих вопросах, ключевое – это КАЧЕСТВО. Еще точнее – низкое качество.

Отслеживать качество необходимо с самых первых этапов создания сорта – на этапах селекции и семеноводства. При оценке качества семян стандартом ГОСТ Р 52325-2005 «Семена сельскохозяйственных растений. Сортовые и посевные качества. Общие технические условия» не предусмотрена оценка товарного качества, т.е. хотя бы минимального количества показателей, характеризующих свойства зерновки [3]. При этом у нас на полях, в товарных посевах, используется лишь малая часть сортов: более 50 % урожая обеспечивают менее 5 % сортов озимой пшеницы и 8 % яровой [4]. В результате имеем то, что имеем: при наличии в Госреестре 65 % сильной и ценной по качеству пшеницы [5,6] у нас в посевах не то что сильной пшеницы, объем которой оценивается как «следы», у нас все меньше пшеницы 3-го класса [7].

Основа мукомольного процесса, а именно хлебопекарного помола – это смешивание зерна разного качества, поскольку тем самым достигаются лучшие хлебопекарные свойства смеси, чем отдельных компонентов [8,9]. Именно поэтому пшеница 1-го, 2-го классов, которую называют сильной пшеницей, является пшеницей-улучшителем для производства хлебопекарной муки. Более того, пускать пшеницу-улучшитель (зерно 1-го и/или 2-го класса) на помол без добавления слабой не рекомендуется не только из-за её большой ценности, но и из-за того, что она имеет слишком много клейковины, и хлеб наиболее распространенных наименований получается «тяжелым», с пониженным объемом и плотным мякишем [10].
Так же и при отсутствии сильной пшеницы мука, получаемая из слабого зерна, имеет пониженные хлебопекарные свойства, которые в последние десятилетия усиленно корректируют т.н. хлебопекарными улучшителями (синтетическими или искусственными веществами). Но проблему низкого содержания растительного белка в хлебе хлебопекарные улучшители не решают, т.е. население не дополучает белка, имеет снижение пищевой и биологической ценности рациона [11], а у мукомольных и хлебопекарных предприятий – проблемы с качеством муки и хлеба.

Однако при ежегодном обследовании урожая на самом деле отсутствует оценка качества зерна как сырья для мукомолья и хлебопечения. В отличие от товарной классификации зерна на 5 классов по ГОСТ Р 52554-2006 «Пшеница. Технические условия» (с 01.07.2018 г. ГОСТ 9353-2016) зерно пшеницы для хлебопечения оценивают по «силе» и делят, как минимум, на 3 большие группы: пшеница сильная, ценная по качеству и слабая. К сожалению, в настоящее время «силу» пшеницы свели к количеству клейковины, что очень далеко от реального качества.

И теперь мы подошли к следующему вопросу, влияющему на качество зерна, а точнее – одной из причин низкого качества. Те регионы, которые оказались ближе остальных к экспортным терминалам стали основными поставщиками зерна 4-го класса. Это было бы не плохо, если бы такими регионами не оказались житницы сильной и ценной пшеницы, где содержание такой пшеницы в урожае оценивают теперь как «следы». По данным ФГБУ «Центр оценки качества зерна» в Приволжском округе в 2017 г. собрано пшеницы 3-го класса больше, чем в Южном, в котором более 50 % - это пшеница 4-го класса, а всего слабой пшеницы 82 %!!! В 1986 г. в Северо-Кавказском районе сильная пшеница составляла почти половину собранного урожая – 49,2%. В середине восьмидесятых средневзвешенное количество клейковины составляло в Южном регионе 27 % - это уровень между ценной и сильной пшеницей [12]. Таким образом, сейчас мы имеем катастрофическое падение качества!
Что же мы, как ученые, в этой ситуации можем сделать? Мы хотим напомнить и вернуть понятия сильная пшеница, ценная по качеству. Мы предлагаем создать ГОСТ на хлебопекарную пшеницу. И здесь мы подошли к новой идеологии, которую осуществляет Институт зерна и Технический комитет по стандартизации 002 «Зерно, продукты его переработки и маслосемена» в области стандартизации.

Одними из главных стратегических целей развития стандартизации являются повышение качества, конкурентоспособности российской продукции и рациональное использование ресурсов. Особенно это относится к зерновым ресурсам – основе обеспечения продовольственной безопасности нашей страны.

В соответствии с целями стандартизации об унификации и разработке систем классификаций Технический комитет 002 проводит работу по созданию системы целевых классификаций для зерна и зернопродуктов по всей технологической цепи от семян, через товарное производство зерна к производству готовых изделий.

Так, с целью повышения качества хлеба и других мучных изделий и оздоровления питания населения Технический комитет 002 «Зерно, продукты его переработки и маслосемена» на основе научных и практических исследований ВНИИ зерна и продуктов его переработки разработал новый межгосударственный стандарт ГОСТ 26574-2017 «Мука пшеничная хлебопекарная. Технические условия». Это первый целевой стандарт, в котором ужесточены требования к качеству пшеничной муки, именно как хлебопекарной, и выведена за рамки стандарта мука общего назначения как сырье для хлебобулочных изделий.

Ученые ВНИИЗ и далее проводят исследования в направлении разработки целевых классификаций муки. Действует стандарт на муку для макаронных изделий, разрабатывается на муку для кондитерского производства и кулинарных изделий. Имеется поручение Росстандарта ТК 002 для работы в данном направлении.

Такие же целевые классификации должны создаваться и для зерна пшеницы. В настоящее время разработан и утвержден межгосударственный стандарта ГОСТ 9353-2016  «Пшеница. Технические условия», который определяет общие требования к зерну пшеницы, поступающему к потребителю, в том числе, на хлебоприемное предприятие. Немаловажно, что для всех этих требований разработаны показатели качества, которые определяют на современных отечественных приборах.
Класс зерна по этому стандарту необходим для достаточно быстрой оценки качества зерна как товара; для осуществления денежных взаиморасчетов между поставщиками и потребителями зерна; для быстрого размещения зерна на хранение, для проведения послеуборочной обработки зерна и т.п.

После размещения зерна по заявке потребителя или для нужд самого предприятий формируются партии зерна определенного назначения, например, на кормовые цели или на хлебопекарный помол. Соответственно на этом этапе должны уже применяться целевые стандарты. Так, на кормовую пшеницу такой стандарт действует (ГОСТ Р 54078-2010 «Пшеница кормовая. Технические условия»). Однако отсутствуют стандарты на пшеницу хлебопекарную и др. И в этом направлении ТК 002 видит большие перспективы работы как для себя, так и для проведения в стране работ по селекции пшеницы определенного назначения. Необходимо возродить то, что было достигнуто нашей наукой и опережало мировой уровень. Ни одна страна в мире не имеет для этого таких возможностей, созданных самой природой.

В связи с исчезновением за последние два десятилетия в товарных посевах сильной пшеницы и наличием ценной пшеницы в количестве всего нескольких процентов в России открылся огромный рынок сбыта т.н. хлебопекарных улучшителей, которые представляют из себя синтетические и искусственные вещества зарубежного производства [13] без гарантии, что среди них нет опасных или потенциально опасных. Такое применения пищевых добавок в самом распространенном, традиционном и наиболее доступном всем слоям населения России продукте – хлебе может иметь далеко идущие последствия для здоровья нации и биобезопасности страны в целом.

Кроме того, ухудшение качества зерна снижает конкурентоспособность России на внешнем рынке и снижает обеспеченность ресурсами на внутреннем рынке - Российский союз мукомольных и крупяных предприятий оценивает нехватку качественной пшеницы для производства хлеба в 12,6 млн. т.

Развитие экспорта не только и не просто пшеницы, а высококачественного зерна и продуктов переработки, в первую очередь, муки, могло бы привлечь внимание, в том числе государства, к проблеме качества зерна и заинтересовать товарного производителя в выращивании высокобелковой, хлебопекарной пшеницы. Тем более, что в стране имеется огромный ресурс для возделывания и превращения страны в экспортера не просто пшеницы, а высококачественной пшеницы. Отечественные селекционеры и семеноводы создали огромный фонд сортов пшеницы, в том числе, сильных и ценных по качеству.

В связи со сложившейся ситуацией по качеству зерна Технический комитет 002 «Зерно, продукты его переработки и маслосемена» и ВНИИ зерна и продуктов его переработки выступает с предложением о включении в план национальной стандартизации разработки стандарта на хлебопекарную пшеницу, который на основе имеющихся многолетних научных и практических исследований содержал бы требования к сильному и ценному по качеству зерну, являющемуся улучшителем качества слабого зерна и позволяющего экономно и рационально использовать зерновые ресурсы страны.

Необходимо отметить, что существующая в России система оценки качества зерна и муки – одна из лучших в мире, поскольку позволяет оценивать зерно, выращенное в таком многообразии погодно-климатических зон и агротехнических условий, которого нет ни в одной стране. Важно, что методы оценки качества зерна являются объективными, определяемыми с помощью приборов и обеспеченными отечественным, серийно выпускаемым оборудованием, в том числе, не имеющем аналогов в мире [14].

В качестве примера можно привести оценку одних из главных, классообразующих показателей качества для зерна и муки из пшеницы - количества и качества клейковины, на которую разработаны национальный стандарт ГОСТ Р 54478-2011 «Зерно. Методы определения количества и качества клейковины в пшенице» и межгосударственный стандарт ГОСТ 27839-2013 «Мука пшеничная. Методы определения количества и качества клейковины».

Нельзя не отметить важность научных разработок в области безопасности зерна и зернопродуктов. Вопрос сроков хранения зерна и муки теперь решается не органолептически, а на основе объективного, приборно определяемого показателя – кислотного числа жира [15]. Метод определения стандартизован на межгосударственном уровне ГОСТ 31700-2012 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения кислотного числа жира».

Ученые ВНИИзерна решили актуальнейший вопрос определения распространившейся «картофельной болезни хлеб» также приборным методом – вискозметрическим, с использованием отечественного прибора типа ПЧП и не тогда, когда уже произведена мука и выпечен хлеб, а на самом раннем этапе – этапе зерна, а также далее - в муке и хлебе [16]. Методы защищены патентами и оформлены в виде 3-х стандартов организации.

Таким образом, в своей работе члены ТК 002 и ученые ВНИИЗ стараются разрабатывать такие стандарты, которые позволяли бы производителю рационально использовать сырье, получать из него качественный продукт и быть вооруженным самыми современными методами оценки качества и безопасности продукции по всей технологической цепи её создания. Это особенно востребовано в связи с глубокой переработкой зерна.

Ученые ВНИИЗ считают, что глубокая переработка – одно из перспективных направлений развития зерновой отрасли, основной задачей которой является эффективное использование всех компонентов зернового сырья. В классическом понимании – это процесс разделения зерна на составляющие, в результате чего могут быть выделены отдельные фракции белковых веществ, например, клейковина, получены концентраты и изоляты белка; фракции крахмала (А, В, С); растворимые и нерастворимые пищевые волокна; некоторые другие компоненты. Все они могут быть использованы для обогащения и создания новых продуктов как общего, так и специального лечебно-профилактического назначения.
Специалисты считают, что при внутреннем потреблении зерна 70-75 млн. т и его экспорте 35-40 млн. т в стране образуется переизбыток зерна около 10-20 млн. т [17]. При этом мы ежегодно импортируем продукты глубокой переработки зерна, например, в 2012 г. более чем на 240 млн. долларов. К сожалению, существуют экономические проблемы, в частности, долгая окупаемость работы таких заводов – в среднем 5 лет при инвестициях для строительства минимум 120 млн. евро на завод мощностью 200-240 тыс. т/ год. Но такие заводы обычно имеют рентабельность на уровне 20 %. Поскольку Сибирский и Приволжский федеральные округи имеют логистические проблемы с вывозом зерна на экспорт, то именно для этих регионов развитие глубокой переработки наиболее актуально и перспективно.

На сегодняшний день глубокая переработка представлена в нашей стране переработкой в основном кукурузы на модифицированные крахмалы, патоку, глюкозо-фруктозные сиропы. При переработке зерна пшеницы получают сухую клейковину, лизин и лимонную кислоту. По вопросам глубокой переработки зерна состоялось совещание на базе ВНИИЗ с приглашением институтов, входящих в состав ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН. И надо сказать, что здесь ещё много вопросов. Пока этот процесс в нашем государстве проходит стихийно.

Во Всероссийском научно-исследовательском институте зерна и продуктов его переработки проводятся исследования по глубокой переработке зерна и зернопродуктов с использованием биотехнологическим способов (ферментативная модификация) воздействия на зерновое сырье. В основе предлагаемого нами подхода к биотрансформации зернового сырья лежит разделение зерна на анатомические части.

В результате такого разделения мы получаем различные фракции с определенным химическим и биохимическим составом, на основе которых могут формироваться, во-первых, традиционные продукты, получаемые из различных частей эндосперма, путем смешивания их в различных соотношениях. Это различные виды муки, хлебопекарная, кондитерская, макаронная и др., т.е. продукты, которые могут быть использованы в пищевых отраслях по прямому назначению. Во-вторых, могут быть получены новые продукты из фракций, содержащих периферийные части зерновки (мука с высоким содержанием периферийных частей и отруби), которые лишь ограниченно могут быть использованы напрямую, и в большей степени служат сырьем для дальнейшей глубокой переработки.

К таким новым продуктам следует отнести высокобелковую муку, растворимые и нерастворимые пищевые волокна, белковые гидролизаты, гидролизованные отруби.
В качестве способов биотрансформации нами были разработаны: способы ферментативной модификации продуктов из зерна с различной степенью гидролиза белков и некрахмальных полисахаридов; способы получения ингредиентов, содержащих растворимые и нерастворимые пищевые волокна. В результате проведения биотрансформации зернового сырья и изучения их функционально-технологических свойств, показана возможность получать продукты глубокой модификации зерна и продуктов его переработки и использовать их как компоненты для обогащения пищевых продуктов, а также создания новых продуктов с заданными свойствами, для которых можно обозначить возможные области применения, которые достаточно разнообразны.

Литература
1.http://www.tsenovik.ru/news/Novosti-APK/Korma/V-sezone201718-Rossiya-stanetuverennym-liderom-mirovogo-eksporta-pshenitsy/?sphrase_id=1363264
2. http://ab-centre.ru/news/proizvodstvo-pshenicy-v-rossii-po-regionam-reyting-2016
3. Мартьянова, А. И. Качество пшеницы на этапах семеноводства и товарного производства / А. И. Мартьянова, Е. П. Пищугина // Хлебопродукты. – 2000. - № 10. – С. 12- 15.
4. https://rosselhoscenter.com/index.php/zerno-i-produkty-ego-pererabotki
5. http://reestr.gossort.com/reestr/culture/1
6. http://reestr.gossort.com/reestr/culture/2
7. Мелешкина, Е. П. Современные аспекты качества зерна пшеницы // Аграрный вестник Юго-Востока. – 2009. - № 3.- С. 4-7.
8. Энциклопедия «Пищевые технологии»: в 18 т. Т. 1. Технология муки и крупы / редколл.: Е. П. Мелешкина [и др.]. – Углич: ООО «ИД «Углич», 2017. – 420 с.
9. Егоров, Г. А. Технология муки. Практический курс / Егоров Г. А. – М.: ДеЛи принт, 2007. – 143 с. – С. 79-81.
10. Мелешкина, Е. П. Совершенствование классификации заготовляемого зерна сильной пшеницы на основе изучения её хлебопекарных свойств: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.18.03. – М., 1990. – 24 с.
11. Прянишников, А. И. Качество зерна – источник здоровья нации / Л. И. Мачихина, Е. П. Мелешкина, Л. В. Андреева, Т. Б. Кулеватова // Достижения АПК. – 2010. - № 11. – С. 16-17.
12. Мелешкина, Е. П. Нужно ли нам качество зерна? // Хлебопродукты. – 2011. - № 6.- С. 12-16.
13. Мелешкина, Е. П. Применение пищевых добавок на мельницах / Хлебопродукты. – 2005. - № 11. – С. 40-42.
14. Мелешкина, Е. П. Современные требования к качеству зерна и муки и значение его оценки в рыночных условиях // Хранение и переработка зерна. – 2007. - № 11 (101). – С. 16 – 19.
15. Приезжева, Л. Г. Использование показателя кислотное число жира для установления норм безопасного хранения и годности зернопродуктов / Л. Г. Приезжева, Е. П. 9 Мелешкина // Инновационные технологии производства и хранения материальных ценностей для государственных нужд: межд. сб. науч. ст./ ФГБУ НИИХП Росрезерва. – М.: Галлея-Принт, 2014. – С. 194-202.
16. Мелешкина, Е. П. Новый метод определения – новые аспекты «картофельной» болезни хлеба. // Е. П. Мелешкина, А. В. Яицких // Хлебопечение России. – 2015. - № 4. – С. 12-15.
17. http://www.khlebprod.ru/rzs17/2915-glubokaya-pererabotka-zerna

Мелешкина Е. П., доктор техн. наук ВНИИЗ –
филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В. М. Горбатова» РАН, г. Москва

Статья опубликована в сборнике:
Современные методы, средства и нормативы в области оценки качества зерна и зернопродуктов: Сборник материалов 15-й Всероссийской научно-практической конференции (4-8 июня 2018 г., г. Анапа)/Кубанский филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН. – Краснодар, 2018. – С. 4-9.