Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Биохимическая характеристика продуктов переработки проса в муку и их использование

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Биохимическая характеристика продуктов переработки проса в муку и их использование"

Кубанский государственный технологический университет

Р Г Б ОД_______________________________________________________________

' П ПНВ 1995

' На правах рукописи

ПРОКОПЩ АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

БИОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОСА В МУКУ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

Специальность 03.00.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар -1995

Работа выполнена в Кубанском государственном технологическом университете . :.•

Научные- руководители: кандидат- технических наук,:.';.''

профессор Мартыненко Я.Ф. Заслуженный деятель науки и техники доктор технических наук, профессор Щербаков В.Г.

Официальные оппоненты: член-корреспондент Российской . академии технологических наук,

доктор технических наук профессор Надыкта В .д. кандидат биологических наук Костенко Т.И.

.Ведущая организация: Кубанский,филиал Всероссийского

научно-исследовательского института,. зерна и продуктов его переработки ' НПО "Зернопродукт" - '-

Защита диссертации состоится " февраля 1995 г., в • 10 час. на заседании диссертационного совета К 063.40.03 при . Кубанском государственном технологическом университете по . адресу.: 350072, г.Краснодар, ул.Московская, 2, КубГТУ, корпус А, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета,'-.'" ■

. Автореферат разослан 'У*?" января 1995 г. . Отзывы на автореферат просим направлять по адресу:; ,350072 г.Краснодар, ул.Московская, 2, КубГТУ, ученому секретарю.

. Ученый секретарь диссертационного совета, ; кандидат технических наук, ■/'/"/■

.-доцент' -•. ^.Ц&ОСбС-Кй-: ' Ыинакова А.Д.

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ведущее место ' в формировании сырьевой базы в пищевой промышленности принадлежит зерновым культурам и, в частности, просу - одной из распространенных и традиционных зерновых культур. Просо получило широкое распространение благодаря своей засухоустойчивости, высокой урожайности, нетребовательности к агротехническим условиям, а также" как страховой ■ фонд для лересева» В нашей стране зерно проса используется для выработка крупы - ттшсне, сидений о промышленном производстве просяной муки нет, хотя за рубежом производство ее весьма распространено.

Поэтому обоснование и разработка технологии просяной муки, исследование биохимических характеристик основных и побочных продуктов, выявление направлений рационального использования

их является актуальным и позволит снизить дефицит пиязевю: продуктов за счет эффективного использования зерна проса. Актуальность темы подтверждается включением ее в тематику КИР "Управление технологическим процессом пищевкусовой продукции на основе современных методов контроля качества", номер регистрации 01860130741.

Целью работы явилось изучение анатомического строения, микроструктуры зерновки, биохимических характеристик некоторых сортов и типов проса и на этой основе разработка технологии промышленного получения просяной муки с низким содержанием ли-пвдов, включая комплексную оценку биохимических характеристик продуктов переработки проса и обоснование направления их ра-. ционалького использования.

• Задачи исследования:

- изучение физико-механических показателей и химического

состава зерна, микроструктуры и соотношения анатомических частей;

- обоснование и разработка принципиальной технологической схемы получения -просяной муки с минимальным содержанием липи-дов; .

- изучение биохимических характеристик продуктов переработки проса, распределения в них суммарного белка и его отдельных фракций, аминокислот, крахмала, липидов, клетчатки, золы, витаминов и минеральных элементов, а также активности липоли-тических ферментов;

- изучение влияния ввода просяной муки на качество хлеба и мучных кондитерских изделий;

- обоснование направлений использования побочных продуктов на основе анализа их биохимических и технологических свойств.

Научная новизна. Выполнено комплексное изучение восьми сортов проса по физико-механическим и химическим показателям. Изучена микроструктура и уточнены особенности анатомического строения зерна проса применительно к задачам технологии. Показана возможность получения просяной муки в значительной степени свободной от липидов. Впервые разработана технология просяной муки с полным выделением зародыша,?исследована биохимическая характеристика продуктов переработки и активность их ферментов. Обоснована дозировка просяной муки в различные муч-. ные кондитерские изделия и хлеб.

Практическая ценность. Разработана технология просяной муки, позволяющая вырабатывать стойкую при хранении муку с низким содержанием липидов, и одновременно получать чистую' фракцию неразрушенного зародыша, который.можно использовать на

•■'::■.'■ 5

пищевые цели. Обоснована возможность применения просяной муки в изготовлении, мучных кондитерских изделий, рекомендованы ее оптимальные дозировки для замены части пшеничной муки. Предложены рациональные пути использования побочных продуктов пере"- ' работки проса в муку, что делает разработанную, технологию практически безотходной.

Апробация работе. Основные материалы диссертации доложены на. Международной конференции "Прогрессивные технологии и тех-1КК2. в птчтй-воР промышленности ( Краснодар, КубГГУ, 1994 г. ) , на УШ конференции молодых ученых к специалистов, посвященной 60-летию образования МТИ1Ш ( Москва, МТИПД,-1991 г. ) , семинаре "Вопросы теории и практики процесса измельчения" ( Москва, МТИПП, -1992 г.. \ , на заседании Краснодарского отделения Всероссийского биохимического общества, октябрь 1994 г. (Крас- ' нодар ) , на научных конференциях молодых ученых и профессоре- • ко-преподавательского состава КПИ в 1990-1993 гг.

Публикация материалов, По материалам диссертационной работы опубликовано 16 печатных работ, подана заявка на изобретение "Способ определения степени удаления периферийных частей зерна при переработке крупяных культур',' - приоритет ^93-002169 от 26.10.92 г.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и рекомендаций, списка литературы, включающего 270 наименований, в том числе 71 иностранных. Работа изложена на 179 страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков ,10 таблиц,

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследовали зерно пррса сортов Быстрое, Веселоподолянское

862, Мироновское 5t, Мироновское 94, Оренбургское 9, Орловский карлик, Саратовское 3, Саратовское 6 отвечающие требованиям базисных норм стандартов, относимое по окраске цветочных пленок к 1, П, Ш типам,'Просяную муку, зародышевый продукт и лузгу получали при переработке зерна проса в муку на полупроизводственном оборудовании - шелушителе с обрезиненными валками типа ЗРД центробежной дробилке, пневмоклассификаторе и мельничной установке "Нагема".

. Линейные размеры зерновок определяли с помощью микрометрической измерительной приставки к микроскопу МБС-9. Массовую долю зародыша определяли по Ермакову, соотношение анатомических частей и додпленочного пространства - усовершенствованным мето~ дом погружения образца в несмачивашую жидкость. Микроструктуру ' зерна исследовали на электронном сканирующем микроскопе JSM~ Т20 фирмы Jeof ( Япония ) . Типовой состав зерна, массу 1000 зерен» натуру, пленчатость, массовую долю ядра и крупность, влажность, зольность определяли согласно действующим ГОСТам, содержание крахмала методом Эверса, содержание клетчатки методом Кюршнера и Ганека, содержание азота по микрометоду Къель-даля, содержание липидов методом Рушковского, фракционный состав по Осборну в модификации Шхешкова, аминокислотный состав . белков на аминокислотном анализаторе КЛА-ЗБ фирмы Хитачи (Япония ) .Определение витамина Bj вели флуорометрическим методом по Букину и др., В2 - по методу Поволоцкой и др. , В4- • по методу Литта и Шелла, РР — по методу Степановой, витамина К -измерением оптической плотности раствора на СФ-16, Содер-. жание микроэлементов определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на анализаторе AAS - 1 фирмы Цейс. Активность липолитическйя ферментов определяли: липазы по Плешко-

ву, липоксигеназы по методу ВНИИЕиров. Содержание в просяной лузге лигнина определяли методом Комарова.

Выбор способа шелушения зерна проса вели, определяя степень — удаления- переферлйных частей"'"зерна". Выбор"режима увлакнения и отволакивания проса перед измельчением . осуществляли по интенсивности образования микротрещин в ядре зерна на приборе ДМ-3.

Афлатоксины, нитраты и нитриты определяли согласно действующим методическим рекомендациям. Лабораторные выпечки хлеба с добавками просяной муки проводили безопарным способом. Количество и.качество клейковины определяли по ГОСТ 13586.1-68. Качество хлеба оценивали по физико-химическим и органолептичес-ким показателям с использованием автоматизированного пенотро-метра АП 4/2. Оценку качества выпечных кондитерских изделий проводили по показателям, предусмотренным ГОСТами, а также по ' консистенции мякиша .теста на пенетрометре АП 4/2. Математическое моделирование эксперимента осуществляли путем реализации о

ШЭ 2 . Экспериментальные данные обрабатывали методами математической статистики»

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 1, Характеристика зерна проса

Как следует из табл..1 все сорта по массовой доле ядра в зерне относятся к 1-му классу. Наибольшие значения этого показателя отмечены у сортов Оренбургское 9 и Саратовское 6. По содержанию примесей все сорта относятся к 1-цу классу. Наибольшие значения объема единичной зерновки отмечены у сортов Веселопо-.долянское 862, Мироновское 94. Саратовское 6. Показатель отношения объема к площади внешней поверхности изменяется по сортам в незначительных пределах»Также .незначительно различаются . сорта по показателям сферичности зерна. Образцы зерна всех сор-

' ' 8 ..... тов по геометрическим характеристикам практически равноценны. По совокупности физико-механических признаков наилучшими являются сорта Веселоподрлянское 862, Мироновское 94 и Саратовское 6» Химический состав зерна исследуемых сортов проса приведен в табл. 2, Просо всех исследуемых сортов характеризуется высоким содержанием крахмала, белка, липидов. Наиболее высокое содержание клетчатки в зерне сорта Быстрое, что"согласуется с его вы--сокой пленчатостью, сравнительно низким значением массовой доли ядра и низкой массой Т000 зерен.

По совокупности физико-механических и химических показателей среди исследованных сортов проса можно выделить лучшими для переработки сорта Веселогодолянское 862, Мироновское 94, Саратовское 6 и Оренбургское 9. Зерно проса сорта Саратовское 6, как имеющее приблизительно средние показатели из исследуемых сортов,было выбрано для проведения дальнейших исследований.

Определение соотношения анатомических частей зерна проса вели по массе и объему. Основная масса зерна, как следует из диаграммы С рис.1 ), представлена эндоспермом с оболочками.

Рис.! Соотношение анатомических частей зерна проса сорта Саратовское 6 по массе (а) и объвщ ( б )

I—I - эндосперм с оболочками; ! Ш -цветочные пленки; ЕЭ - зародыш; ЩЭ - подпленочное пространство.

Заметную долю по массе и объему составляют цветочные пленки.

Относительно малая масса и объем приходится на зародыш. Раз-

Физико-механические показатели зерна проса

Таблица Т

Сорта птаса

Показатели Быстрое- Весе-лопо- долян ское 862 Мироновское 51 мироновское Я4 Оренбургское 9 Орлов СКИЙ карлик Саратовское 3 Сара= товс-кое 6

'11Ш ■ И ш Ш Ш И 1 11 11

Натура, г/л 680 770 761 757 . 756, 701 744 758

Масса 1000 зерен, г 5,59 8,23 7,35 7,93 7,01 7,09 7,39 7,65

Пленчатость, % 17,60 16,60 16,60 16,00 12,20 15,60 16,80 16,90

Крупность, % 94,60 99.90 99,90-99,90 97,30 94,90 99,60 99,50

Ыяссеяяя доля ядра; % 84,00 84,00 83,40 84,00 89,80 85,20 86,20 87,10

Длина, мм 3.05 3,19 3,14 3,18 3,15 3,29 3,05 3,11

Ширина, мм 2.28 2,53 2,41 2,46 2,37 2,30 2,43 2,44

Толщина, мм 1,76 2,03 1,93 2,01 1,91 1,80 1,97 1,95

Объем ( V 6,85 9,17 8,17 8,80 -7,98 7,62 8,17 8,28

Площадь внешн-поверхнХР),мм^ 17,59 21,02 19¿58 20,48 19,32 19,11 19,42 19,68

Сферичность 0,9? 0,99 0,98 0,98 0,98 0,96 0,98 0,99

Отношение мм 0,38 0,43 0,41 0,42 0,41 0,39 0,42 0,42

Таблица 2

Химический состав зерна проса %

Компоненты Сорта проса

Быстрое Весе-лопо-долян кое 862 Мироновское 51 Мироновское 94 ирен-бург- CK06 9 Орлов ский карлик Саратовское 3 Саратовское 9

Белок (//х6,25) 13,77 10,85 10,75 11,37 14,19 13,69 11,46 13,40

Крахмал 56,03 60,50 60,32 61,23 58,30 59,72 62,64 60,20

Липиды 3,90 3,11 3,17 3,12 3,76 3,25 3,23 3,65

Клетчатка 11,40 7,70 8,35 8,20 8,10 8,40 9,10 9,40

Зола 2,57 2,58 2,98 2,22 2,16 2,73 1,86 2,64

нида между объемом целого зерна и суммарным объемом зародыша, эндосперма с оболочками и цветочных пленок указывает, что цветочные пленки неплотно прилегают к ядру, толщина подпленочно-го пространства-примерно равна толщине цветочных пленок.

Анализ снимков, полученных сканирующей микроскопией показал, что поверхность скола ядра проса имеет характерный рельеф эндосперма. Клетки эндосперма в основном имеют форму вытянутых неправильных многогранников, напоминающих вытянутые кристаллы, которые в виде лучей радиально расходятся от центральной части к периферии,перпендикулярно поверхности ядра. Клетки упакованы между собой плотно, между некоторыми видны микротрещины, идущие строго по границам клеток. Крахмальные зерна в клетках уложены плотно, между ними заметны мелкие глобулы белка. Между крахмальными гранулами имеется тонкий, прочный слой прикрепленного белка. Щиток зародыша отделен от эндосперма тонкой белковой прослойкой, к которой со стороны эндосперма хаотично прикреплены крахмальные гранулы и белковые глобулы. Между щитком зародыша и клетками эндосперма отмечены глубокие и длинные трещины до 1/5 протяженности зародыша в поперечном срезе. Это указывает на незначительную прочность сочленения этих анатомических частей зерна и при соответствующей обработке зародыш может быть отделен от ядра. Ткани зародыша имеют плотную структуру, особенно первичный корешок и почечка. Липидньге включения в щитке представлены в виде небольших липидных гранул сферичной формы, объединенных в группы, которые расположены в ячеистых белковых структурах щитка.

Структуру цветочных пленок проса отличает слоисто-пещеристое строение. Внешняя поверхность-цветочных пленок плот-

ная, поры в ней практически отсутствуют.

- 2. Разработка технологии просяной муки

Исходя из особенностей_анатомического'строеппя"тканей~к

химического состава зерновки проса нами предложена принципа-, альная схема получения просяной муки с шадииальным содеряанием липидов, включавшая следующие операции: шелушение —»-разделение продуктов шелушшмя —— гкцрэтешвческая обработка ядра —дрсбдоклс ядра —фракционирование продуктов дробле-

иио---"ИДОЛ^ио ж>а КИ»««» ^¿'¿„ОоивПИ П"НМЯ".

-измельчение дробленого ядра ( крупки ) в муку.

Отличительной особенностью предлагаемой технологии является дробление шелушеного зерна проса после гидротермической обработки с целью выделения целого зародыша .и последующим измельчением полученной чистой крупки в муку.

Выбор способа шелушения, для шелушения проса гти производстве муки по предлагаемой нами технологии использовали шелу-шители с обрезинекнши валками. Для эффективного шелушения достаточно двух-трех пропусков, при этом достигается коэсЬпшп-ент шелушения в пределах ЯЗ..,93 % с выходом дробленого ядра около 1,9%.

Выбор режима влаготепловой обработка проса., Нелуженое зерно проса увлажняли каиельно-кидким способом на 3; 6 л 9 % и затем зерно отволаживали в течение 0,5; 1,0; 1,5 и 2,0 часа в закрытых емкостях» Влияние процесса увлажнения на эндосперм оценивали по образованию микротрешин в ядре. Оптимальным режимом является увлажнение до 15,5 % и отволакивание в течение 1,0 часа.

Для отделения зародыша от эндосперма ядро раскалывали на

центробежной дробилке, продукты дробления разделяли в рассеве на 4 фракции. Первую фракцию - сход с проволочного сита №1,2 направляли для выделения лузги в сневмоклассификатор, а другую часть фракции - нераздробившиеся ядра и крупные осколки . ядра подавали на повторное дробление. Фракции.полученные на проволочных ситах №1,2/1,0 и 1,0/0,8,раздельными потоками направляли на пневмоклассификатор. После выделения зародыша чистая крупка этих фракций совместно с четвертой фракцией, полученной проходом проволочного сита Ж),8 , не содержащая зародыша, направлялась на размол. Размол производили последовательно на трех системах с промежуточным отбором продуктов измельчения на рассевах. Реализация разработанной технологии позволила получить при переработке проса: муки - 63,6 %, зародышевого продукта - 7,0 , лузги - 14,7 , отрубей - 9,6, фракция мучки, состоящая из мелкой дробленки и мелких частиц лузги - 4,5 , мехпотери составили - 0,6 %,

3, Биохимическая характеристика продуктов переработки

Химический состав продуктов переработки ( табл.3) ха-

Таблица 3

Химический состав зерна проса и продуктов переработки, %

Компоненты Зерно Продукты переработки

ядро мука зародышевый продукт лузга

Белок (M х6,25 )

Крахмал

Липиды

Клетчатка

Зола

13,40 14,70 10,00 18,50 3,50

66,20 71,87 83,00 9,10 1,05

3,65 4,22 1,90 24,52 0,60

9,40 0,64 0,36 3,60 48,63 2,64 1,30 0,50 5,22 11,25 рактеризуется низким содержанием липидов в муке проса по сравнению с их содержанием в ядре и,таким образом, можно сделать

вывод, что удалось получить фракцию зародышевого, продукта с

содержанием липидов 24,52 % и предотвратить попадание зародыша в муку. Из-за попадания в фракцию зародыша частиц эндосперма

в зародышевом продукте присутствует^9,1 $ крахмала. _ Относите------

льно высокое содержание белка в лузге (з,5 % )объясняется присутствием на внутренних цветочных пленках прикрепленных остатков тканей рубчика и оболочек, соединяющих цветочные пленки с ядром, Фракционный состав белков проса и продуктов его переработки представлен в табл, 4» Основной белковой фракцией муки

Таблиц» 4

Фракционный-состав белков зерна проса и продуктов переработки, % от общего азота

Фракции

Зерно !

Продукты переработки

'яттпл г м-гея г зародышевый! ,ядро ! мука ! продукт ! лузга

Альбумкнк

Глобулины

Проламины

Глютелины

Свободные аминокислоты

6,4 12,3 10,1 12,6

12,9 9,2 14,4

6,3 9,7 10,7 19,3

1,9

20,6 28,4 3,0 13,9

8,3

4,7 6,6 Р,1

7,2

3,4

4,1 2,4

являются глютелины ( 19,3 % ) , несколько меньше обнаружено про-ламинов ( 10,7 % ) и глобулинов ( 9,7 % ) . Зародышевый продукт характеризуется высоким содержанием глобулинов ( 28,4 % ), альбуминов ( 20,6 % ) и глютелинов С 13,9 % ). Нерастворимый осадок в исследованных продуктах составляет от 25,3 % в зародышевом продукте до 69,9 % в лузге.

Аминокислотный состав белков ( табл.5 ) характеризуется присутствием всех незаменимых аминокислот. Содержание лизина, лейцина и треонина в зародышевом продукте выше, чем в муке и лузге. Просяная лузга бедна незаменимыми аминокислотами, их содержа-

Таблица 5

Аминокислоты зерна проса и продуктов переработки, г/кг

Аминокислоты Зерно Продукты переработки

ядро мука зародышевый продукт лузга

Валин 4,0 6,3 2,3 7,1 1,0

Изолейцин • 4,1 5,5 2,3 5,9 0,6

Лейцин , 9,4 9,8 6,6' 10,5 1.6

Лизин 2,1 6,6 0,9 10,8 0,8

Метионин, 1.9 2,9 1.2 3,0 0,1

Фенилаланин .5,4 6,1 2,6 6,7 1.0

Треонин 3,6 5,1 1,6 7.2 1.5

Аргинин 3,9 " 4,9 1,9 14,4 1.0

Аспарагиновая к-та 6,7 10,9 : 3,1 12,6 2.1

Алании 10,4 12,7 5,6 18,0 1.2

Гистидин 3,4 4,6 1,8 5,7 1.4

Глицин 5,0 5,1 2,1 11,0 1,5

Глютаминовая к-та 32,8 33,-9 12,5 45,1 3,5

Пролин 4,4 3,8 1,8 5,9 1.1

Серин 7,3 10,1 2,7 10,5 1.5

Терозин 2,4 2,7 1.2 5,2 0,5

Цистин 2,4 4,2 1.3 4,6 0,9

Сумма незаменимых аминокислот 30,5 42,3 17,6 51,2 6,6

Сумма аминокислот 109,2 135,2 51,6 184,2 21,3

нив составляет от 0,1 г/кг до 1,6 г/кг. Сумма незаменимых ами-

нокислот для муки, зародышевого продукта и лузги составляет соответственно 17,6; 51,2 и 6,6 г/кг.

Содержание витаминов ( табл.6 ) в просяной муке ниже, чем в ядре проса,и наиболее высокое в зародышевом продукте.

Наибольшее количество калия и других минеральных элементов сосредоточено в зародышевом продукте ( табл.7 ) , наименьшее в лузге. Кобальт, свинец и кадмий не обнаружены. .

Максимальная активность липолитических ферментов ( липазы и липоксигеназы ) выявлена в зародышевом продукте (рис.2), что делает его нестойким при хранении.

Витамины зерна проса и

15 Таблица 6

продуктов переработки, мг%

Витамины Зерно Продукты переработки

ядро мука зародышевый -тэодукт - лузга'

Тиамин 0,30 0,83 0,26 1,07 н/о

Рибофлавин 0,01 0,02 0,01 0,07 0,01

Холин 55,51 85,71 46,56 159,60 13,12

Никотиновая к-та 3,59 5,11 2,11 8,31 1,22

Филлохинон 0,05 0,09 0,05 0,85 0,02

Каротин (провитамин А) . .0,13 0,18 0,10 0,19 н/о

Таблица 7

Минеральные элементы зерна проса и продуктов переработки,мг/кг

Элементы Зерно Продукты переработки

ядро мука зародышевый продукт лузга

Калий

Натрий

Железо

Медь

Никель

4 *

* 3

-о ■9 О

§ «О

I

<2 .

8099,75 249,95

232,45 14,95 7,45

18224,80 374,95 212,45 32,20 19,75

-Щ.

4837,40 249,90 163,75 20,95 10,75 0,08

21549,10 499,70 303,55 53,95 25,95

"1 1

I

I

ом

0,0*

о.ог _

4162,45

245,00 41,25 9,25 5,25

ш

I

Рис. 2 Активность липолитических ферментов зерна проса и продуктов переработки

ШШ - зерно; {=§ -ядро; (£3 - мука; ЕЭ - зародышевый продукт; о - лузга.

4, Использование просяной муки

Производство хлеба. При приготовлении пшеничного хлеба вво-дилипросяную.муку в количестве 5, 10, 15 и 20 $ взамен пшеничной и в образцах теста определяли количество и качество клейковины, При внесении просяной муки уменьшается -содержание отмываемой клейковины, она становится более крепкой, растяжимость ее снижается, но остается в пределах 1-й.группы качества, физические свойства теста улучшаются,. Укрепление клейковины происходит из-за внесения в пшеничную муку липидов и липолитичес--ких ферментов, содержащихся в просяной муке, Оценку хлебопекарных свойств проводили путем пробных выпечек. Тесто готовили безопарным способом. Образцы хлеба анализировали через 16,. 18 часов после выпечки. Хлеб с добавками просяной муки имел больший удельный объем по сравнению с контрольным (табл.8) •

Таблица 8

Влияние добавки просяной муки к пшеничной на качество хлеба

Дозировка просяной.муки к общей массе, %____

Показатели Контроль

Удельный объем,сма/100г267

10

15 ) 20

Формоустойчивость, НД

0,48

278 298 -0,50 0,52

273 270 0,46 0,45

Пористость, % 76 78 89 77 75

Влажность, % 41,7 41,6 41,4 41,7 41,6

Кислотность, °П 2,0 1,9 1,8 2,1 2,2

Структурно-механические свойства, ед.приб.

Небш 43 51 56 53 50

Нпл. 25,2 33,3 31,4 38,6 37,3

Н упр. 17,8 17,7 24,6 14,4 12,7

Оценка, баллы 75,7 77,1 78,7 75,2 71,6

Лучшая пористость наблюдалась в образцах с 10^-ным содержанием просяной муки. Наблюдалось также улучшение структурно-механических свойств мякиша, Формоустойчивость у подовых образцов хлеба

увеличилась только при внесении 5 и 10 % просяной муки. Мякиш хлеба с добавками был достаточно нежным, слегка суховатым и хорошо разжевывается. Результаты физико-химической оценки под _тверждены-бальной оценкой проводимой"псГ1Т"показателям. Наивысший балл получен при вводе 10 % просяной муки..

Производство мучных кондитерских изделий, Дозировку прося ной муки в тесте при выпечке сахарного и затяжного печенья ' варьировали в количестве 5. 10, 25 и 50 %. По внешнему виду готовые изделия не отличались от контроля, они не расплывались, ймйли равномерную золотистую поьерхность, без трещин и с характерной пористостью. Отмечено, что с увеличением дозировки 25 и 50 изделия получались более рассыпчатыми. Увеличение дозировки просяной муки в сахарном печенье приводило к появлению • привкуса, характерного для проса. При изготовлении сахарного печенья лучший результат по консистенции теста получон при внесении 25 % просяной муки ( рис.3, кривые 1 ) . Намокаемость

2^0

X 40

I

§ 30 *

ч| £ 20

^ л?

_____

• » Т7~

220 %

200 ¡9

№ |

<ъ

160 £

/40 I

120 <

/00

¿0

40 20 . 30 40

Дозировка просяной мухи, %

Рис, 3 Влияние просяной муки на консистенцию теста и

намокаемость сахарного { 1 ) и затяжного ( 2)

печенья

изделий возрастала с увеличением дозировки просяной муки. Затяжное печенье имело бледно-окрашенную поверхность, без трещин

и вздутий. Изделия сохраняли форму, не расплывались и имели слоистую структуру. Изменения консистенции теста и намокаемость изделий в затяжном печенье представлено на рис. 3 (кривые 2 ) . Более пластичными свойствами обладают тесто с дозировкой просяной муки 5 и 10 %, ас дозировкой 25 % тесто по консистенции не отличается от контроля. Намокаемость при увеличении дозировки снижалась. Влажность теста и щелочность при различных дозировках просяной муки практически не изменялись и соответствовали требованиям стандарта на данный вид изделий. Таким образом, оптимальная дозировка просяной муки при.производстве сахарного печенья составляла 25 % , при производстве затяжного - 10 %. При изучении влияния добавок просяной муки на качество кекса установлено, что тесто не отличалось от контроля. Изделия имели большой объем, мякиш кекса нежный и вкусный. При дозировке просяной муки 50 % отмечен небольшой привкус проса. Заварные и сырцовые пряники с дозировкой 5 и 10 % просяной муки имели несколько расплывчатую форму с микротрещинами, без подрывов и равномерно окрашеной корочкой. Вкусовые качества их были близки к контролю. С увеличением дозировки до 25...50 % тесто становилось плохо формирующимся, готовые изделия имели глубокие трещины и подрывы, появлялся характерный привкус'проса. При изготовлении вафельных листов с добавками просяной муки установлено, что их прочность по сравнению с контролем ниже, Намокаемость вафельных листов (табл.9 ) увеличивается при внесении просяной муки, и,хотя в процессе хранения наблюдается.снижение намокае-мости,этот показатель остается выше контроля.

5. Пути использования побочных продуктов переработки проса

Зародышевый продукт обладает высокой пищевой ценностью. Целесообразно природный потенциал зародышевого продукта исполь-

Таблица 9

Намокаемость вафельных листов с добавлением просяной муки,

I*

Свежесть изделий Контроль Дозировка просяной муки, -Г7- /0

-ю- -я-! ЗС | 40 ) 50

После выпечки 410 414 420 460 . 500 520

Через 2 сутки 403 390 400 450 485 500

Через 7 суток 370 380 390 438 460 470

эорэтв для обогащения пишового рациона человека. Водо- и соло-растворимые белки зародышевого продукта составляют до 49 % от общего аяптя. ыапопъпс »»ингнгаг-^л 5"! ,С г/:.г,

2 том числе лизина - 10,8 г/кг. Зародышевый продукт может служить источником витаминов, калия, железа, отношение массовой доли натрия к калию составляет 0,023, Массовая доля липидов составляет 24,5 %. Известна возможность получения просяного масла из зародышевого продукта, выделение милиацина и использование ~р~та в ».цчг.с??» добавки к диетическому хлебу, печенью и другя:.: продуктам. 3 то не время,для сохранения качественных показателей зародышей, их следует перерабатывать немедленно после получений. При невозможности немедленной переработки необходимо проводить влаготепловую инактивацию липолитических ферментов, либо хранить зародыши при низких температурах или в газовой среде.

Использование лузги проса возможно при кормлении жвачных животных в качестве баяастного вещества. Для эффективного использования лузги необходимо дополнительно ее механическое разрушение с последующей химической обработкой. Нами определено путем реализации матрицы полного факторного эксперимента ( рис.4 ) влияние времени настаивания в серной кислоте и степени измельчения лузги на величину содержания лигнина. После обработки экспериментальных данных получено уравнение:

время,ч 72^^025 КРУ""ость, мн

Рис.4 Зависимость содержания лигнина в лузге проса от степени

ее измельчения и времени обработки раствором Иг50/,.

У = 14,1725 + 0,9225 Х1 -.1,825 Х2 + 0,2225 Х1 Х2

Как следует из уравнения регрессии наиболее значимым фактором , влияющим на снижение содержания лигнина , является время обработки материала раствором серной кислоты ( Х2 ) , однако, максимальный эффект достигается при сочетании интенсивного измельчения и длительной обработки кислотой. Поэтому в методиках со определению содержания лигнина необходимо строго регламентировать как время обработки раствором серной кислоты , так и степень дисперсности анализируемого материала.

Просяная лузга рекомендована в качестве наполнителя при производстве кормовых концентратов животно-растительного про- ' исхождения, на которые нами разработаны утвержденные технические условия ТУ 10 РСФСР 21-249-91 и технологическая инструкция ТИ 10 РСФСР 21-297-91 (Я.Ф.Мартыненко,. Е. В.Соловьева, О.С.Ва-скжова, Прокопец А.С. .1991 ) .

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ' -

1. Современными методами исследования выполнено биохимическое

и технологическое сравнение восьми сортов проса в связи с . выяснением возможности использования его в качестве сырья . для производства просяной муки.

2. Электронно-микроскопическим сканированием установлена неоднородность структуры и клеточного строения тканей эндосперма зерновки проса, наличие внутритканевых трещин и прогно-

■ ' эирована непрочность соединения зндоспергла с зародышей и возможность их разделения механическим воздействием.

3. Изучены биохимические характеристики зерновки проса и продуктов его переработки в муку. Установлено распределение в них белка, его фракций, аминокислот и других биохимических

. компонентов, а также липолитических ферментов - липазы и .' липоксигёназы в зерне проса и продуктах его переработки в муку.

4. Обоснована возможность получения из зерна проса стойкой к прогорканию при хранении просяной муки и богатого липидами, минеральными элементами, витаминами и полноценным белком зародышевого продукта.

5. Определены оптимальные режимы технологических операций пере-, работки зерна проса в муку и разработаны рекомендации по шелушению зерна на обрезиненных валках, проведения ГГО - включающей увлажнение ядра до 15...16.% и отволакивание в течение 1 часа, отделение зародыша от ядра с помощью центробежной дробилки.

6. Разработана технология производства просяной муки, отличительной особенностью которой является возможность полного выделения целого зародыша. Выход просяной муки с низким со-

держанием жшидов при этом составляет в среднем 63,6 %,

7, Изучено влияние добавок просяной муки на качество клейковины, хлеба и мучных кондитерских изделий. Установлена возможность замены пшеничной муки просяной - при производстве хлеба - до 10 %', при производстве сахарного печенья - от

25 до 50 %; при производстве затяжного печенья до Ю %; при производстве кекса от 10 до 25 %\ при изготовлении пряников до 10 $ и при изготовлении вафель до 50 %.

8, Рекомендовано получение пищевого растительного масла из про- ' сяного зародышевого продукта, выделение милиацина, использование шрота в качестве добавок к диетическим продуктам,

9, Установлено методом математического планирования экспериментов, что наиболее существенным фактором при делигнификации цветочных пленок проса является продолжительность обработки серной кислотой, а сочетание с.интенсивным измельчением лузги дает наибольший эффект. ^

10. Рекомендовано применение делигнифицированной просяной лузги в качестве наполнителя при производстве кормовых концентратов, утверждены технические условия ( ТУ 10 РСФСР 21-249-91) и технологическая инструкция (ТИ-Ю РСФСР 21-297-91) по их производству.

11. Разработан и рекомендован объективный метод определения степени удаления первфирийных частей зерна при переработке крупяных культур ( Приоритет Ш2-Ю02169 от 26.10,92 г. ) .

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах: . ,

1« Проскурина В.Л., Прокопец A.C., Носова Э.М. Лабораторная центробежная рушка ЛЦР-1 // Информационный листок №17-87, Краснодарский межотраслевой территориальный ЦНТИ,-1987,

■':•"•• 23

2. Мартыненко Я.Ф,.Прокопец A.C. Микрометрическая измерительная приставка к микроскопу // Информационный листок №355-91

-------Краснодарский межотраслевой территориальный ЦНТИ, 1991,

3. Прокопец A.C., Мартыненко Я.Ф., Павлова О.Н. Микроструктура и некоторые свойства лузги проса // Тез.докл.УШ конференции молодых ученых и специалистов. МТИПП, - М,,1991. - С,114,

4. Мартыненко Я.Ф,, Прокопец A.C., Воронина С.А. Процесс удаления зародыша при шелушении проса. - Тез .докл.конференции .. молодых ученнх» Изв.вузов. Пиш.техКсл., - 1591. -, "1-6, -

С.171. •

5. Мартыненко Я.Ф., Прокопец A.C., Воронина С,А, Изменение геометрии и химического состава проса при его шелушении //Технология, оборудование пищевой промышленности и пищевое машиностроение, Сб.науч.тр. - Краснодар.политехи.ин-т, 1991. С.81-87,

6. Мартыненко Я.Ф., Прокопец A.C. Определение линейных размеров зерна // Хлебопродукты, - 1992. - №3. - С,24-25,

7. Мартыненко Я.Ф., Чеботарев О.Н., Прокопец A.C. Объективный метод для оценки эффективности технологии пшена // Изв.вузов. Пищ.технол. - 1992 - №3-4. - С.22-23.

8. Мартыненко Я.Ф,, Прокопец A.C. Вторичные продукты переработки проса и их витаминная ценность // Изв.вузов. Пищ. технол., 1992, - Д5-6. - С.38-39.

.9, Щелушимость проса при использовании шелушителей с обрезинен-ными поверхностями / Я.Ф.Мартыненко, О.Н.Чеботарев, А.С.Прокопец, И.Й.Овчаренко// Изв.вузов. Пищ.технол.,- 1992. -. № 5-6, - С.39-41.

10. Мартыненко Я.Ф,, Прокопец A.C. Определение массы, объема, плотности и соотношения анатомических частей зерновки // Изв.

вузов.Пищ.технол., - 1992. - £5-6. - С.78-79.

11. Мартынвнко Я.Ф..Прокопец A.C. Производство просяной муки. // Хлебопродукты. - 1993. - №10. - С.13-15.

12. Мартыненко Я.Ф,.Прокопец A.C. Витаминный состав продуктов переработки проса // Хлебопродукты, - 1993. - №6. -С.18-19.

13. Влияние добавок просяной муки на качество клейковины и хлеба / Я.Ф. Мартыненко, А.С.Зюзько, А.С.Прокопец, С.М.Твере-зая ■// Изв,вузов.Пищ.технол., - #5-6. - С,25-26.

14. Использование просяной муки в производстве печенья /И.И.Уварова, А.С,Прокопец, Я.Ф.Мартыненко, И.В.Руденко // Изв.вузов. Пищ.технол., 1994. - № 1-2. - С.34.

•15. Прокопец A.C., Мартыненко Я.Ф. Технология просяной муки //Сб. тез.докл. Междунар.науч.конференции "Прогрессивные итехноло-гии и техника в пищевой промышленности" КубГТУ, 19-21 сентября 1994 г. - Краснодар, 1994. - С.98.

16. Мартыненко'Я.Ф. , Прокопец A.C., Васюкова О.С. Кормовые концентраты животно-растительного происхождения // Сб.тез,докл. Междунар.научн.конференции "Прогрессивные технологии и техника в пищевой промышленности" КубГГУ 19-21 сентября 1994 г.Краснодар,- 1994. - С.115.

17, Заявка на изобретение "Способ определения степени удаления периферийных частей зерна при переработке крупяных культур".-Приоритет № 92-002169 от 26.10.92 г. -