Пищевая Биохимия / Казаков Е.Д., Карпиленко Г.П. - Биохимия зерна и хлебопродуктов

ГЛАВА 15 __________________________________________________________

Таблица 89 (продолжение)

муки имеет свои пределы. Высокая сорбция воды не всегда ука- зывает на сильную муку, из которой получают хлеб высокого качества с хорошим выходом. Увеличенное поглощение воды может дать слабая мука с высоким уровнем повреждения крах- мальных зерен, что ведет к ухудшению качества хлеба.

Физико-химический состав и свойства муки, полученной

на различных этапах размола мягкой озимой пшеницы сорта Украинка, приведены в таблице 89.

Отдельные потоки муки, получаемые на различных этапах размола, во многих случаях резко различаются по химическому составу, качеству, технологическому (хлебопекарному) досто- инству и пищевой ценности. Это связано с особенностями диф- ференцированного измельчения зерна при сортовом помоле, приводящим к тому, что образование муки происходит после- довательно из определенных участков эндосперма (рис. 65).

Важный показатель сортовой муки — ее зольность, по кото- рой судят о содержании в муке периферических частей зерна.

Зольность муки, получаемой на разных этапах размола, колеблется от 0,55 до 1,40% и выше, с отдельных систем — до 3%. Наименьшую зольность имеет мука, полученная при раз-

___________ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

Рис. 65. Распределение белка (а) и клейковины (б) по фракциям муки:

1 — мука из пшеницы со стекловидной консистенцией эндосперма; 2 — мука из

пшеницы с мучнистой консистенцией эндосперма

моле крупок и дунстов первого качества (0,55%), наиболь- шую — при вымоле сходов разных систем.

Введение норм зольности на муку сыграло прогрессивную роль, так как позволило отказаться от субъективной органо- лептической оценки качества промежуточных продуктов по- мола и готовой продукции. Однако при современных спосо-

бах многосортного помола и в связи с непостоянством зольности составных частей зерна этот показатель не обеспе-

чивает стабильности выходов муки по сортам и дальнейшего совершенствования процесса размола.

Установлено, что при равных условиях (содержание и каче- ство белка, активность ферментов и т. д.) хлебопекарное досто-

инство муки зависит от степени измельчения эндосперма и его пигментации (рис. 66). Эти признаки сказываются на степе- ни белизны муки. В последние годы в РФ проводятся работы по оценке сортов муки показателем белизны, измеряемым фотоэлектрическим фотометром.

После избирательного измельчения при сортовом помоле пшеницы по хлебопекарному достоинству, усвояемости и со-

держанию отрубянистых частиц муку можно объединить в три группы (по степени снижения качества муки): получаемую на системах размола крупок 1-го качества и состоящую в основ- ном из центральной части эндосперма (крахмалистого ядра) с минимальным содержанием оболочечных частиц; из внутрен-

ГЛАВА 15 ___________________________________________________________

них частей крахмалистого ядра эндосперма (спинки и боко- вых частей зерна), получаемую на системах образования кру- пок и размола крупок 2-го качества; из периферических час- тей крахмалистого ядра эндосперма (расположенного у бороздки и примыкающего к алейроновым клеткам), получа-

емую на системах вымола сходовых продуктов и содержащую максимальное количество отрубянистых частиц.

Распределение извлекаемых участков эндосперма (крахма- листого ядра) по потокам муки зависит от стекловидноти зер- на; чем выше стекловидность зерна, тем больше их переходит

вмуку первой группы из центральной части зерна (при стек- ловидности свыше 70% — до 40%, при стекловидности ниже 40% — не больше 20%) и тем меньше из остальных частей. Со- держание крахмала и белков в эндосперме зерна пшеницы по- казано на рисунке 64.

Баланс опытного помола (табл. 90) показывает, что в муку (общий выход 75%) перешел почти весь крахмал зерна (91,2%)

и72,2% общего белка. Часть сухой клейковины (9,2%) вошла

всостав отрубей.

Сортовая мука вместе с тем не полностью освобождена от периферических оболочечных частиц и алейронового слоя. В нее также перешло (%): 17 отрубянистых частиц, 6,6 клет- чатки и 19,5 пентозанов. В от-

рубях осталась основная часть клетчатки 93,4% и пентозанов 80,5%, а также фитиновый фосфор (81,3%) (рис.67).

В отруби перешло свыше по- ловины зародыша (51,1%), а

вместе с ним и отрубянистыми слоями большинство таких цен- ных для питания человека ве- ществ, как минеральные веще-

ства (74,2%), липиды (62,3%) и,

____________ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

Таблица 90

Морфологический и химический баланс сортового помола пшеницы, %

Примечание. Количество каждой морфологической части и каждого хими- ческого вещества зерна, поступивших на I драную систему, взято за 100%.

кальций и магний, а также фитиновый фосфор. Содержание кальция в продуктах переработки зерна значительно ниже по- требности в нем человека. Чем выше соотношение между со- держанием кальция и магния, тем меньшее количество каль- ция выводится из организма.

Высокие сорта муки, лишенные периферических слоев зер- на, обеднены многими витаминами. Поэтому на некоторых мукомольных заводах производят витаминизацию муки, вво- дя в нее синтетические витамины (табл. 91).

____________ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

которые высокоурожайные сорта пшеницы с очень слабой клейковиной. Мука из пшеницы этих сортов дает липкое, влаж- ное и расплывающееся тесто, она непригодна для выпечки хле- ба и создает большие трудности при механизированном тесто- ведении. Такое зерно, используемое в смесях с другими сортами, ухудшает физические свойства теста подобно зерну, пораженному клопом-черепашкой. Возникла необходимость выделения нехлебопекарной пшеницы (непригодной для хле- бопечения), которую следует отдельно хранить.

§ 4. ПОЛУЧЕНИЕ ПШЕНИЧНЫХ ОТРУБЕЙ ПИЩЕВОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Современные требования устанавливают необходимость обогащения суточного рациона питания пшеничными отру- бями, содержащими пищевые волокна — целлюлозу, гемицел- люлозу, протопектин, лигнин. Выявлены свойства пищевых волокон в нормализации деятельности желудочно-кишечно- го тракта, установлена также эффективность применения пше- ничных отрубей влечении и профилактике проктологических* заболеваний.

Всвязи с этим мукомольная промышленность приступила

кизготовлению на мукомольных заводах пищевых отрубей. Технологию изготовления пищевых отрубей разрабатыва-

ли, учитывая требования содержания в них возможно боль- шого количества пищевых волокон при максимально возмож- ном сохранении биологически активных веществ, а также с размерами частиц > 800 мкм (для профилактики заболеваний) и 500-800 мкм (легче переносимых больными) при условии снижения микробиологической обсемененности до норм са- нитарно-гигиенического состояния.

Установлено, что для пищевых целей необходимо отбирать отруби, получаемые при переработке доброкачественного зер-

* Проктология — раздел внутренних болезней, изучающий болезни пря- мой кишки и разрабатывающий методы их диагностики, лечения и профи- лактики. Входит в состав гастроэнтерологии, изучающей болезни органов же- лудочно-кишечного тракта.

ГЛАВА 15 __________________________________________________________

родышевые хлопья (5%) вносят взамен муки I сорта. В булоч- ках увеличено содержание (%): белка — на 8-12, лизина — на 24—29, других незаменимых аминокислот — на 5—9, ви-

таминов (%): В1 - на 9-18, В2 - на 40-60, РР - на 10-18.

Хранение зародышей затруднено в связи с повышенным содержанием жира — лабильного вещества, приводящего к их быстрой порче. Для уменьшения микробиологической обсемененности и снижения влажности пшеничные заро- дышевые хлопья сушат в «кипящем» слое при температуре 130 и 140 °С. В результате термообработки влажность заро- дышевых хлопьев уменьшается до 5% (при температуре 130 °С) и до 3% (при температуре 140 °С). Хлопья при этом нагревают до 65—70 °С с сохранением пищевой ценности. В зависимости от исходного числа жира зародышевые хло- пья в водонепроницаемой упаковке хранят без заметного из- менения в течение 3—6 мес.

§ 6. ПЕРЕРАБОТКА ЗЕРНА РЖИ В МУКУ

Из ржи вырабатывают муку сеяную с выходом 63% (при односортном помоле), обдирную с выходом 87% (при одно- сортном помоле) и обойную с выходом 95%. Остальное (при сортовом сеяном помоле) приходится на: мучку кормовую — 15%, отруби — 2-18%, отходы кормовые — 2—3%, отходы не- годные и механические потери — 0,7%, усушку— 0,3%.

Наиболее часто рожь перерабатывают в обойную муку с выходом 95%. При очистке удаляют пыль и грязь с поверхно- сти зерен, частично отделяют плодовые оболочки. Содержа- ние оболочек снижается на 2,5—3%. Зольность ржаной обой- ной муки по стандарту должна быть на 0,07% ниже зольности зерна перед очисткой, но не более 2%. Муку обдирную полу- чают при односортном помоле с выходом 87% или при двух- сортном с выходом 65%. Обдирная мука больше освобождена от плодовых оболочек и частично от семенных и зародыша. Предельная зольность обдирной муки по стандарту установ- лена ниже, чем для обойной, — 1,45%.

При двухсортном помоле получают обдирную муку более тонкую, с большей автолитической активностью и с большим

___________ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

содержанием водорастворимых веществ, чем у муки, получае- мой при односортном помоле. Химический состав ржаной обойной муки близок к составу ржи. Зольность ее несколько меньше, немного снижено содержание клетчатки, пентозанов, липидов, Сахаров.

Химический состав обдирной муки изменяется больше, чем у обойной. В связи с меньшим выходом периферийные части при размоле зерна удаляются в большем количестве. В обдирной муке по сравнению с обойной значительно ниже зольность, меньшее содержание клетчатки, пентозанов, белков, липидов, Сахаров, ко- личество крахмала больше. Различия еще более выражены при сравнении химического состава зерна ржи и обдирной муки.

Обойная мука богаче витаминами и минеральными веще- ствами, чем обдирная. Та и другая в среднем содержат (первая цифра — для обойной муки, вторая — для обдирной), мг/кг: тиамина 6,5; 3,0, рибофлавина 2,0; 1,2; ниацина 16; 13 и соот- ветственно минеральных веществ (%): Р2О5 — 0,66, 0,46; СаО —

0,08, 0,06; Fe2O3 — 0,009, 0,006.

При переработке зерна ржи в сеяную муку его химический состав претерпевает глубокие изменения. Проанализирован

химический состав промежуточных и конечных продуктов при 72%-ном помоле ржи сорта Вятка с содержанием эндосперма 78% на лабораторной мельнице «Нагема». Содержание белка в продуктах с драных и размольных систем с увеличением чис- ла пропусков через них постепенно возрастает. Содержание пентозанов, клетчатки, минеральных веществ, жира, тиамина и рибофлавина также повышается. Содержание крахмала по- степенно уменьшается.

Химический состав промежуточных продуктов двухсорт- ного производственного помола товарной ржи (табл. 93) с вы- работкой 15% сеяной и 65% обдирной муки подтверждает приведенные закономерности. При большой схожести в рас-

пределении различных веществ в промежуточных продуктах сортового помола ржи и пшеницы имеется важное различие.

При сортовом помоле пшеницы лучшая по зольности мука получается с первых размольных систем. Сортовой помол ржи приводит к другим результатам — лучшая мука получается с первых драных систем.

При зольности зерна ржи, поступившего на размол, равной 2,03%, зольность муки со II и III драных систем (соответствен- но) 0,69 и 0,75%, а с первых двух размольных систем — 0,78 и 0,99%. Изменение в распределении веществ по продуктам сор-

тового помола пшеницы и ржи связано не с особенностями

дрен новый способ производства ржаной муки. Особенность этого способа состоит в том, что при подготовке зерна к помо- лу его поверхность очищают от пыли и грязи с удалением верх- них, непрочно связанных и легко отделяемых оболочек: при сортовых помолах 3,5-4,0% и обойном 2,2—5,0%. Для этого

применяют шелушильные машины и для обработки продуктов размола на драных системах — бичевые машины. Предваритель- ное шелушение зерна ржи перед размолом, улучшая показатели мукомольного достоинства, одновременно заметно повышает качество муки.

Удаление большого количества оболочек при шелушении повышает максимальную высоту амилограмм муки (рис. 68);

автолитическая активность зерна и муки снижается в связи с повреждением и удалением зародыша, в котором сосредото- чены наиболее активные ферменты. Качество выпеченного хлеба повышается, улучшается внешний вид (мякиш и корка светлеют), возрастают объем (на 7—27 см3 на 100 г муки), по- ристость (на 2-4%) и упругость мякиша. В справочных таб- лицах, одобренных Министерством здравоохранения РФ (табл. 94), приведен средний химический состав ржаной муки, содержание основных питательных веществ и энерге- тическая ценность пищевых продуктов.

§ 7. ПЕРЕРАБОТКА ЗЕРНА В КРУПУ

Основная задача переработки зерна в крупу — максималь- ное удаление внешних покровов зерна. Зерно без оболочек лег- че и быстрее приготовить для употребления в пищу.

ГЛАВА 15

Частично эта задача выполняется при подготовке зерна к переработке. Зерно очищают от семян сорных растений, непол- ноценных и неразвитых (мелких) зерен основной культуры, зе- рен других культур, от органических, минеральных и металло- магнитных примесей. Зерно подвергают гидротермической обработке при переработке овса, гречихи, кукурузы, гороха. При этом зерно увлажняют и пропаривают при давлении пара 0,15— 0,30 МПа в течение 3—5 мин, затем высушивают до влажности 12—14%. В результате гидротермической обработки разрушают- ся клеящие вещества в пленках и оболочках зерна, в пе- риферийных слоях эндосперма происходит частичная клейсте- ризация крахмала. Кратковременная обработка паром, а затем подсушивание удаляют из овса присущую ему горечь.

Гидротермическая обработка инактивирует ферменты, в том числе моноацилглицероллипазу и липоксигеназу, способству- ющие прогорканию жира, и тем самым предотвращают появле- ние в крупе горечи. При пропаривании овса в течение 2-х мин при давлении 0,5—105 МПа и 0,3—105 МПа активность липазы уменьшается почти в 10 раз, а липоксигеназы — в 2—3 раза.

Дыхание после гидротермической обработки почти полнос- тью прекращается. Все это повышает устойчивость крупы (овся- ной, гречневой) при хранении. Цветковые оболочки овса, проса, ячменя, риса и плодовые оболочки гречихи становятся более эла- стичными, а ядро более прочным, что облегчает шелушение зер- на, обеспечивает увеличение выхода недробленой крупы.

Подготовка зерна к переработке несколько изменяет состав крупы: уменьшается количество клетчатки, минеральных ве- ществ, содержание водорастворимых и летучих веществ (рис. 69).

Следующий этап производства крупы состоит из шелуше- ния (снятия цветковых или плодовых оболочек), шлифования (в некоторых случаях и полирования), сортирования получен- ных продуктов для удаления лузги, мучки и разделения гото- вой продукции на сорта, а также контроля.

Наиболее важный технологический прием шелушение (уда- ление грубых цветковых пленок), приводящее к значительно- му уменьшению содержания неусвояемых веществ (табл. 95).

В результате шелушения клетчатка удаляется на 85—90% и пентозаны на 61—79% от первоначального их содержания в зерне; зольность снижается на 56—80% (рис. 70). 438

___________ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

При переработке проса и овса применяют шлифование, а риса и гороха — шлифование и полирование. В результате из пшена удаляются зародыш, плодовые и семенные оболочки, у овсяного ядра опушение и частично зародыш, а у риса и хоро- шо отшлифованного пшена, кроме того, почти полностью алейроновый слой.

Таблица 95

Содержание золообразующих веществ, клетчатки и пентозанов в крупяном зерне до и после шелушения, % сухого вещества

439

ГЛАВА 15________________________ ____________________________________

Таблица 96

Химический состав шлифованной и полированной крупы, % сухого вещества

Крупа приобретает определенную форму и однородность. Химический состав крупы изменяется, усвояемость повыша- ется, вкусовые и кулинарные достоинства улучшаются (ско- рость разваривания и увеличение объема при варке).

После шлифования и полирования в крупе уменьшается зольность, содержание клетчатки, жира и белка. Увеличива-

Примечание. Содержание воды (г) в овсяной крупе и «Геркулесе» — 12, в

440

___________ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

ется количество зерен, лишенных зародыша. Процентное со- держание крахмала возрастает (табл. 96).

Шлифование и полирование приводят также к уменьше- нию содержания важных биологических веществ (витаминов, макро- и микроэлементов и др.). Содержание тиамина в рисе шелушеном составляет 4—5 мг/кг, в рисе шлифованном — 1,5 мг/кг и в рисе полированном только 0,5 мг/кг. Шлифова- ние значительно обедняет крупу минеральными веществами. После шлифования в течение 120 с содержание фосфора в ри- совой крупе (без гидротермической обработки) уменьшается на 80,5%, калия — на 83%, кальция — на 70%, железа — на 83%, в овсяной крупе содержание фосфора уменьшается на 30%, калия — на 49,2%, кальция — на 60%, железа — на 75%.

Соответственно изменяется химический состав побочного продукта — мучки, в которую переходят отделяемые от зерна при шлифовании вещества. Мучка после шлифования пшена содер-

Таблица 97

разных сортов (на 100 г крупы)

толокне — 10, во всех остальных крупах —14.

441