Разработка эффективной технологической схемы переработки зерна тритикале в сортовую хлебопекарную муку

Использование продуктов переработки зерна тритикале в различных отраслях пищевой и перерабатывающей промышленности в настоящее время привлекает внимания как исследователей, так и производителей в РФ. Это обусловлено увеличением посевных площадей, созданием новых сортов тритикале, многочисленными исследованиями технологического, биохимического и биологического потенциала зерна [1 ̶6]. В настоящее время в Российской Федерации зерно тритикале используют в основном как зерновой компонент комбикормов и небольшую часть для производства спирта.

Перспективно применение тритикалевой муки в качестве исходного сырья вместо пшеничной хлебопекарной муки при производстве мучных, кондитерских и других изделий. Тритикалевую муку можно применять при производстве лапши, не требующей варки, быстрых завтраков или для изготовления диетических и лечебно-профилактических сортов хлеба, в том числе, цельнозернового и мультизернового [7-10]. Актуальным направлением научных исследований является технология переработки зерна тритикале на крахмал [1], использование тритикалевых отрубей для производства пищевых волокон и биомодифицированных продуктов переработки зерна [11]. Следует отметить, что промышленное производство сортовой тритикалевой муки на действующих мукомольных заводах в РФ в настоящее время отсутствует.

Исследования зарубежных ученых, проведенные за последние 10 лет, в основном связаны с биологией видов тритикале и биобезопасностью при его росте и развитии, происхождением гексаплоидного тритикале, промышленным производством зерна и его конкурентоспособностью с пшеницей, геномикой и биотехнологией зерна тритикале и продуктов его переработки [11-22].

Исследования зерна тритикале и продуктов его переработки проводили в последние годы во ВНИИ зерна и продуктов его переработки. Разработаны новые технологии получения различных сортов тритикалевой муки, целой и номерной крупы с определенным составом и свойствами, которые будут востребованы в хлебопекарной, макаронной, кондитерской, крахмальной, мясной и других отраслях пищевой промышленности.
Целью данной работы была разработка эффективной технологической схемы переработки зерна тритикале в сортовую хлебопекарную муку.

Методика.
В исследованиях, проведенных во ВНИИ зерна и продуктов его переработки  -  «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова», были использованы пробы зерна тритикале сорта Рамзес урожая 2014 г. и сорта Саур урожая 2015 г., выведенные Донским зональным научно-исследовательским институтом сельского хозяйства. Исходные показатели качества зерна тритикале представлены в табл. 1. Подготовку зерна тритикале к помолу проводили по ранее установленным параметрам гидротермической обработки [3].



Измельчение исходного зерна тритикале проводили на размоло-сортирующих агрегатах РСА-4-2 с нарезными вальцами и РСА-4 с микрошероховатыми вальцами, обогащение промежуточных продуктов размола  -  на лабораторной ситовеечной машине. Набор сит и скорость воздушного потока ситовеечной машины подбирали в зависимости от крупности исходного продукта, поступающего на обогащение. Просеивание продуктов размола осуществляли на лабораторном рассеве в течение 90 с. Параметры и режимы измельчения соответствовали рекомендованным «Правилам организации и ведения технологи- ческого процесса на мукомольных заводах».

По данным работы [1], при переработке зерна тритикале в хлебопекарную муку по своим технологическим свойствам она больше относится к пшенице. При этом процесс крупообразования характеризуются формированием значительного числа крупок, состоящих из чистых эндоспермов в нашем эксперименте. По анализу промежуточных продуктов размола зерна продукты переработки тритикале разделили на 3 группы: собственно крупки (частички чистого эндосперма), сростки эндосперма и оболочек и сходовые продукты, различающиеся по форме и цвету. Такой анализ показал необходимость введения ситовеечного процесса.

Установлено высокое содержание крупок в промежуточных продуктах сортового помола зерна, на основании чего можно сделать вывод о целесообразности их извлечения. Применение ситовеечных машин при сортовом помоле зерна позволяет увеличить выход муки высоких сортов, крупу типа «манной», получать крупки для макаронных изделий. Установлена целесообразность извлечения и обогащения крупной крупки размером 560-950 мкм только на I драной системе, фракция средней крупки размером 315-560 мкм отбирается на I и II драных системах, мелкой  - 224-315 мкм на I, II и III драных системах. Состав промежуточных продуктов на IV драной системе характеризуется наличием высокозольных отрубянистых частиц и нецелесообразно для обогащения на ситовеечной машине. В связи с этим была разработана развитая технологическая схема помола зерна с использованием ситовеечного и шлифовочного процессов. В основе схемы размола зерна тритикале лежит принцип поэтапного измельчения и сортирования продуктов измельчения. Схема размола определяется требованиями к готовой продукции, видом зерна и производительностью.

Технологический процесс сокращенной схемы переработки тритикале в сортовую хлебопекарную муку включает 4 драных, 6 размольных и 1 вымольную системы [6]. Технологический процесс развитой схемы включает 4 драных, 2 шлифовочных, 3 ситовеечных и 6 размольных систем. Драной процесс этой переработки зерна в сортовую муку состоит из этапа крупообразования (I-III драные системы) и этапа вымола (IV драная система и 6 размольных систем). Ситовеечный процесс предусматривает раздельное обогащение крупной крупки I драной системы, средней крупки I+II драных систем и мелкой крупки I+II+III драных систем. Параметры ситовеечного процесса характеризуются извлечением проходовой фракции в количестве не менее 80% от исходной массы, поступающей на обогащение.

Драные системы используют рифленые вальцы с расположением рифлей спинка по спинке. На всех размольных и шлифовочных системах используют вальцовые станки с микрошероховатыми вальцами. Режимы измельчения зерна характеризуется суммарным извлечением круподунстовых продуктов и муки на вальцовых станках I-III драных систем не менее 75%. Режим извлечения на вальцовом станке I драной системы составляет 25-30%, а на вальцовых станках шлифовочных систем – 25-30%.
Извлечение на вальцовых станках 1-3 размольных систем составляет не менее 50%. Белизну тритикалевой муки определяли методом измерения отражательной способности уплотненно-сглаженной поверхности муки с применением фотоэлектрического прибора, зольность – сжиганием муки и отрубей с последующим определением массы несгораемого остатка.

Результаты и обсуждение.
На первом этапе исследований были изучены основные мукомольные свойства исходных образцов зерна тритикале. Для этого были проведены лабораторные помолы зерна с отбором всех потоков муки, полученных как по сокращенной, так и по развитой технологическим схемам. Показатели качества потоков тритикалевой муки из исходного зерна сортов Рамзес и Саур, полученных по этим технологическим схемам, представлены в табл. 2 и 3.



Установлено наличие 3 этапов формирования муки при помоле зерна тритикале по сокращенной и 2 этапов - по развитой технологической схеме.

При переработке зерна сорта Рамзес выход тритикалевой муки сорта Т-70 из центральной части эндосперма по сокращенной технологической схеме составил 40%, по развитой - 63%. Общий выход муки по развитой схеме по сравнению с сокращенной повысился на 3,4%. При этом выход самой низкозольной муки сорта Т-60 по ГОСТ 34142-2017 по развитой схеме составил 46%, а по сокращенной схеме не удалось получить муку Т-60. При переработке зерна сорта Саур выход тритикалевой муки сорта Т-70 из центральной части эндосперма и по сокращенной, и по развитой схемах составил 73%. Общий выход муки повысился на 0,6% и составил 78,0%. При этом по развитой схеме переработки удалось получить 42% тритикалевой муки зольностью не более 0,55%.

Следовательно, ситовоздушное сепарирование промежуточных продуктов переработки зерна тритикале по добротности на ситовеечных машинах позволяет увеличить выход муки из центральной части эндосперма и общий выход тритикалевой сортовой хлебопекарной муки. Наиболее эффективным способом переработки зерна тритикале в сортовую хлебопекарную муку является развитая технологическая схемы с применением драных, ситовеечных, шлифовочных и размольных систем.
Авторы выражают благодарность за предоставленные образцы зерна тритикале члену-корреспонденту РАН, профессору А.И. Грабовцу.

Литература.
1. Андреев Н.Р., Носовская Л.П., Адикаева Л.В., Некрасова О.А., Гольдштейн В.Г. Качество сухого корма из вторичных продуктов переработки зерна тритикале на крахмал // Достижения науки и техники АПК. – 2016. – Т.30. – №11. – С. 73-75.
2. Витол И.С., Карпиленко Г.П., Кандроков Р.Х., Стариченков А.А., Коваль А.И, Жильцова Н.С. Белково-протеиназный комплекс зерна тритикале // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2015. – №8. – С.36-38.
3. Кандроков Р.Х., Стариченков А.А., Штейнберг Т.С. Влияние ГТО на выход и качество тритикалевой муки // Хлебопродукты. – 2015. – № 1. – С.64-65.
4. Кандроков Р.Х., Панкратов Г.Н., Способ производства муки из зерна тритикале. Патент РФ № 2612422. – 2015.
5. Карчевская О.В., Дремучева Г.Ф., Грабовец А.И. Научные основы и технологические аспекты применения зерна тритикале в производстве хлебобулочных изделий. // Хлебопечение России. – 2013. – № 5. – С. 28-29.
6. Панкратов Г.Н., Мелешкина Е.П., Кандроков Р.Х., Витол И.С. Технологические свойства новых сортов тритикалевой муки // Хлебопродукты. – 2016. – №1. – С.60-62.
7. Туляков Д.Г., Мелешкина Е.П., Витол И.С., Панкратов Г.Н., Кандроков Р.Х. Оценка свойств муки из зерна тритикале с использованием системы Миксолаб  // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2017. – № 1. – С.20-23.
8. Чиркова Л.В., Панкратьева И.А., Политуха О.В. Способ выработки крупяных продуктов из зерна тритикале. Патент РФ № 2616416. – 2015.
9. Antanas S., Alexa E., Negrea M., Guran A., Lazureanu E. Studies regarding rheological properties of triticale, wheat and rye flours // J. of Horticulture, Forestry and Biotechnology. – 2013. – Vol.17. – no. 1. – pp. 345-349.
10. Barnett R.D., Blount A.R., Pfahler P.L., Bruckner P.L., Wesenberg D.M., Johnson J.W. Environmental stability and heritability estimates for grain yield and test weight in triticale // J. Appl. Genet. – 2006. – №47. – p. 207–213. DOI: 10.1007/BF03194625.
11. Dennett A.L., Cooper K.V., Trethowan R.M. The genotypic and phenotypic interaction of wheat and rye storage proteins in primary triticale // Euphytica, 2013. – № 194. – p.235–242. DOI: 10.1007/s10681-013-0950-y.
12. Dennett A.L., Trethowan R.M. The influence of dual-purpose production on triticale grain quality // Cereal Res. Commun. – 2013. – №41. – p. 448–457. DOI: 10.1556/CRC.2013.0022.
13. De Laethauwer S., Reheul D., De Riek J., Haesaert G. Vp1 expression profiles during kernel development in six genotypes of wheat, triticale and rye// Euphytica. – 2012. – №188. – p.61–70. DOI: 10.1007/s10681-011-0613-9.
14. Dubat A. Le mixolab Profiler: un outilcomplet pour le controlequalite des bles et des farines // Industries des Cereales. – 2009. – № 161. –11-26.
15. Grabovets A.I., Krokhmal A.V., Dremucheva G.F., Karchevskaya O.E. Breeding of triticale for baking purposes// Russan Agriculture Science. – 2013. – №39. – p.197–202. DOI: 10.3103/S1068367413030087.
16. He M.L., McAllister T.A., Hernandez-Calva L.M., Aalhus J.L., Dugan MER, McKinnon J.J. Effect of dietary inclusion of triticale dried distillers' grain and oilseeds on quality and fatty acid profile of meat from feedlot steers // Meat Sci. – 2014. – №97. – p.76–82.
17. Manley M., McGoverin C., Snyders F., Muller N., Botes W., Fox G. Prediction of triticale grain quality properties, based on both chemical and indirectly measured reference methods using near-infrared spectroscopy // Cereal Chem. – 2013. – № 90. – p. 540–545. DOI: 10.1094/CCHEM-02-13-0021-R.
18. Meleshkina E.P., Pankratov G.N., Vitol I.S., Kandrokov R.H., and Tulyakov D.G. Innovative Trends in the Development of Advanced Triticale Grain Processing Technology // Foods and Raw Materials. – 2017. – vol. 5. – №2. –p. 70–82. DOI: 10.21179/2308-4057-2017-2-70-82.
19. McGoverin C., Snyders F., Muller N., Botes W., Fox G., Manley M. Areview of triticale uses and the effect of growth environment on grain quality// J. Sci. FoodAgric. – 2011. – №91. – p.1155–1165. DOI: 10.1002/jsfa.4338.
20. Rakha A, Aman P, Andersson R Rheological characterisation of aqueous extracts of triticale grains and its relation to dietary fibre characteristics // J. Cereal Sci. – 2013. – №57. – p.230–236. DOI: 10.1016/j.jcs.2012.11.005.
21. Woś H., Brzeiński W., Woś J. Breadmaking quality Triticale bred in Poland. 8th International Triticale Symposium // Ghent, Belgium, 10–14 June 2013. Abstracts. – 2013. – P. 23.
22. Ukalska J., Kociuba W. Phenotypical diversity of winter triticale genotypes collected in the Polish gene bank between 1982 and 2008 with regard to major quantitative traits // Field CropsRes. – 2013. – № 149. – p. 203–212. DOI: 10.1016/j.fcr.2013.05.010.

Р.Х. Кандроков, кандидат технических наук,
Г.Н. Панкратов, доктор технических наук

Статья опубликована в журнале:
Российская сельскохозяйственная наука. – 2019. - №1. – С.55-59.