2. Використання нетрадиційної сировини у технології страв з крупів, бобових і макаронних виробів, супів, соусів. Біологічна цінність нетрадиційної сировини.

Серед хлібних злаків пшениця є основною культурою. У зерні пшениці міститься 77-84% борошнистого ядра, 1,8-3,2% зародка з щитком, 5,6-9,4% плодових і насінних оболонок, 0,8-9,2% алейронового шару.

Донедавна вважали, що периферичні частини зернових, які містять найбільшу кількість харчових волокон, організмом людини не засвоюються. За традиційною технологією переробки зерна пшениці в сортове (біле) борошно, що склалася понад двісті років тому, значна частина фізіологічно важливих біологічно активних речовин відділяється від зерна і направляється в кормовий продукт – висівки. Але згодом було показано, що саме в периферичних частинах зернових міститься значна кількість функціональних інгредієнтів.

1) Збагачення зернових продуктів біологічно активними речовинами периферичних частин зерна, які містяться в оболонкових і зародкових продуктах та дунстанах є одним з шляхів підвищення харчової і біологічної цінності харчових продуктів.

Особливість хімічного складу зернових продуктів з підвищеним вмістом периферичних частин зерна у порівнянні з борошном першого сорту полягає в збільшенні білка, харчових волокон, ліпідів, вітамінів групи В, золи, при значному зменшенню крохмалю. Калорійність цих продуктів значно знижена і складає 200-225 ккал на 100 г.

Зародок пшениці, який складає біля 3% від маси зерна, є природним концентратом цінних у фізіологічному відношенні харчових речовин – білків, ліпідів, цукрів, ферментів, вітамінів, мінеральних речовин. Хімічний склад зародкових продуктів коливається в широких межах і залежить від технології їх отримання. Зародкові платівці, які отримані за новими технологіями переробки зерна мають такий хімічний склад, %: вологість 11,0-15,0; білок 28,6-35,6; вільні ліпіди 8,0-9,4; вільні цукри 11,1-13,1; крохмаль 15,4-20,5; клітковина 2,4-3,1; мінеральні речовини 4,2-5,1.

Зародкові пшеничні продукти містять в 2-3 рази більше білків, ніж зерно і мука вищого сорту. Білок зародку відрізняється високою харчовою цінністю.

На основі зародкових пшеничних пластівців з включенням сухого харчового концентрату крові та порошків гарбуза та моркви розроблено харчовий продукт, який має протианемічні, імуностимулюючі і антиоксидантні властивості.

Перспективним напрямком у створені зернових продуктів нового покоління є формування борошняних композиційних сумішей із заданим вмістом основних живильних і біологічно активних речовин. Як компоненти борошняних композиційних сумішей використовують нові сорти борошна – гречаного, вівсяного, ячмінного, кукурудзяного, рисового, горохового, житнього та різні анатомічні частини (ендосперм, зародок, оболонку, алейроновий шар) зернових культур, які характеризуються різноманітними функціональними властивостями.

Створено новий багатофункціональний інгредієнт – текстуроване борошно з зернових і зернобобових культур, який поєднує функціональні властивості модифікованого крохмалю і рослинного білку, має високі показники щодо структуроутворення, стабілізації емульсій, зв’язування і втримання жирів і вологи.

Для підвищення функціональних властивостей зернових продуктів їх збагачують добавками з лікарських рослин, овочів та фруктів.

На зерновій основі створені нові види харчових сумішей функціонального призначення з підвищеним вмістом каротиноїдів, органічних кислот і сапонінів. Рецептура з перловою крупою містить плоди шипшини, листя кропиви і смородини, з вівсяною крупою – плоди глоду, шипшини і яблуні ягідної.

Розширюється виробництво нових зернових продуктів у вигляді напівфабрикатів, сухих сніданків, структурованих та інших продуктів швидкого та інстантного приготування. (використання екструзії) Для надання сухим сніданкам функціональних властивостей використовують зародки пшениці, спіруліну, харчові волокна, висівки топінамбур, який додають у вигляді порошку, пластівців, гідролізату соку або фруктозно-глюкозного сиропу.

Завдяки новим технологіям обробки сировини, усі види круп (пшенична, перлова, ячна, гречана, кукурудзяна, горохова, пшоно), як правило, виробляються у вигляді продуктів швидкого приготування (н/ф, сухі сніданки, мюслі тощо).

2) Збагачення борошна та зернових продуктів мікронутрієнтами. Деякі вітаміни та мінеральні речовини не синтезуються в організмі, тому повинні надходити разом з їжею. Основними інгредієнтами, що додаються до зернових продуктів, зокрема до борошна, є кальцій, залізо, магній, калій, йод, селен та фтор. Технологія збагачення харчових продуктів мікронутрієнтами в основному базується на змішуванні, також у вигляді капсул, нанесення спеціальних покриттів тощо.

Використовують також спеціальні вітамінно-мінеральні премікси, при цьому дотримуються норм вводу вітамінів і мінеральних речовин. Вважається, що вміст мікронутрієнтів в збагаченому продукті повинен складати 30-50% добової потреби в окремих незамінних інгредієнтах.

3) Біотехнологічна трансформація зернової сировини у функціональні інгредієнти та продукти лежать в основі багатьох сучасних технологічних процесів.

Найбільш поширеними є методи біоконверсії рослинної сировини шляхом застосування ферментів та мікроорганізмів. Біотехнологічні методи дозволяють підвищити і стабілізувати вихід харчових речовин з сировини; максимально зберігати біологічно активні інгредієнти в процесі переробки сировини; одержувати модифіковані харчові речовини з новими технологічними властивостями; створювати багатокомпонентні функціональні інгредієнти; використовувати нетрадиційні джерела харчових речовин тощо.

4) Біотехнологічні методи одержання білоквмісних функціональних інгредієнтів та продуктів із зернових культур дозволяють отримувати з вторинної сировини повноцінні білкові продукти.

Так, розроблена технологія одержання модифікованих білкових концентратів з висівок, шротів різноманітних зернових культур. Одерпжані модифіковані продукти являють собою суміш низько- та високомолекулярних поліпептидів, які більш доступні дії перетравлюваних ферментів. Крім того, вони можуть виконувати й функції технологічних добавок – наповнювачів, регуляторів консистенції і структури і т.ін. Наприклад, виробництво модифікованих видів крохмалю (пшеничний, з тритікале, житній, кукурудзяний, вівсяний, просяний, рисовий), глюкозних зернових сиропів, зернових підсолоджувачів з пребіотичною активністю (мальтозна патока), зернових біопродуктів (тонкодисперсні порошки з приємним кисломолочним смаком і ароматом).

Технології функціональних продуктів з сої

Виробництво функціональних продуктів з сої є одним з найдинамічніших напрямків розвитку харчової та зернопереробної промисловостей. Традиційні для східних країн продукти з сої протягом XX століття опанували Американський континент, а згодом й Європу. В СРСР соя хоча й вирощувалась, але в промисловості використовувалась лише соєва мука як білковий збагачувач та технологічна добавка. Україна наслідувала це становище, але в останні роки вона стрімким кроком надолужує упущене. Наукову підтримку цьому процесу забезпечують Національний університет харчових технологій, Одеська національна академія харчових технологій, НВА "Одеська біотехнологія", НВО "Одеський біотехнологічний інститут". Зараз в Україні чимало промислових підприємств виробляє продукти з сої або використовує соєві продукти як харчові інгредієнти.

В наш час соя є похідним матеріалом більш як для 150 видів харчових інгредієнтів та продуктів [87-92* Капрельянц]. Оскільки всі продукти з сої мають функціональні властивості, всі технології, що передбачають переробку сої, відносяться до технологій функціональних продуктів.

Соєву олію отримують двома методами. Метод екструзії передбачає механічне вилучення олії з соєвих бобів з подальшим її очищенням. Цей метод дозволяє зберегти в нерафінованій олії лецитин, токофероли, вітаміни та жирні кислоти. Екстракційний метод включає екстракцію подрібнених бобів сої органічними розчинниками (гексаном, ізопропанолом, етанолом та ін.) з подальшою рафінацією та дезодорацією. Загальний вміст поліненасичених жирних кислот в соєвій олії складає біля 65%, що значно більше ніж в інших оліях [93,94* Капрельянц].

Класична технологія одержання соєвого борошна передбачає очистку бобів сої, відокремлення оболонок, подрібнення, помел та волого-теплову обробку. Таке борошно містить всі поживні компоненти бобів, зокрема 36-39% білку, але ферменти соєвих бобів в ньому дезактивовані. Його називають повножирним, оскільки в ньому збережено олію, яка буде окислюватись, якщо ферменти сої будуть активні. В разі виключення етапу волого-теплової обробки одержують так зване ензиматичне борошно, в якому збережено активність ферментів. Таке борошно використовують тільки як поліпшувач хлібопекарських властивостей пшеничного борошна, оскільки фермент ліпоксигеназа позитивно впливає на якість клейковини. Якщо борошно одержують зі шротів, які є побічним продуктом виготовлення соєвої олії, воно називається знежиреним. Таке борошно містить 49-52% білку [95-99*].

Оскільки соєве борошно містить значну кількість білку, воно відноситься до білкових продуктів. В той же час існують спеціальні технології одержання білкових концентратів, ізолятів та харчових збагачувачів з соєвих бобів. Білковий концентрат одержують шляхом водно-лужної екстракції соєвого борошна. Після повної дегідратації такий екстракт містить близько 70% білку. За вмістом амінокислот соєвий білковий концентрат значно перевищує як соєві боби, так і соєве борошно. Засвоюваність білкового концентрату становить 80-88%. Соєві ізоляти отримують шляхом видалення хімічним способом білку зі знежиреного шроту. Ізоляти містять понад 92% білку. Засвоюваність білків становить 90-95% [100,101*].

Технологія одержання соєвих білкових збагачувачів включає лущення, гідротермічну обробку та дезинтеграцію соєвих бобів. До одержаної пасти додають емульгатори та консерванти. Внаслідок гідротермічної обробки соєвих бобів відбувається руйнування антипоживних і токсичних речовин (інгібіторів трипсину, фітогемаглютининів, сапонінів, алкалоїдів та деяких ферментів). Соєві збагачувачі випускаються у вигляді сухого порошку або пасти. Вони містять до 40% білку, 20% олії, 15% харчових волокон. НВО "Одеський біотехнологічний інститут" випускає соєвий білковий збагачувач "Самсон" [102*]. НВА "Одеська біотехнологія" випускає соєвий білково-жировий збагачувач "СБЖО" [103*].

Соєві білоквмісні продукти використовується як функціональні інгредієнти в хлібобулочних, кондитерських, харчо-концентратних, м'ясних та інших продуктах.

Одним з найпоширеніших соєвих продуктів є так зване "соєве молоко" - водний екстракт з соєвих бобів. Загальним технологічним прийомом в різних методах одержання соєвого молока є екстракція гарячою водою з одночасним дезінтегруванням соєвих бобів, при співвідношенні боби: вода 11:8 - 1:10, з наступним фільтруванням або центрифугуванням для видалення з екстракту нерозчинних речовин. До екстракту водорозчинних компонентів сої додають хлорид натрію, підсолоджувачі, ароматизатори, стабілізатори, гомогенізують та пастеризують. Соєве молоко містить 2,5-2,8% білку, 1,5-1,9% жиру, 1,7-1,9 % вуглеводів та всі біологічно активні компоненти сої. Для підвищення функціональних властивостей соєвого молока його збагачують шляхом додавання вітамінів, мікроелементів та інших біологічно активних інгредієнтів. Соєве молоко використовується як замінник коров'ячого молока та як функціональний інгредієнт різноманітних харчових продуктів.

Твердий залишок - окара, що утворюється при одержанні соєвого молока, містить нерозчинні білки, харчові волокна та ліпіди. Він використовується на харчові та кормові цілі. В Одеській національній академії харчових технологій сумісно з НВО "Одеський біотехнологічний інститут" розроблено технологію одержання харчового соєвого концентрату "Одисей", який являє собою частково збезводнену шляхом пресування окару. Концентрат містить 18% білку, 7% жиру, 25% вуглеводів, з яких 20% припадає на харчові волокна. Окара використовується на кормові цілі та як збагачувач харчових продуктів.

Існуючі технології одержання соєвого молока відрізняються головним чином способами підготовки соєвих бобів до екстракції. За традиційною східною технологією одержання соєвого молока перед екстракцією соєві боби замочують у холодній воді протягом 8-12 годин [104*]. Однак соєве молоко, одержане за такою технологією, має специфічний бобовий присмак. Це обумовлено наступним. При замочування в соєвих бобах відбувається активація ферменту ліпоксигенази. Під час дезінтегрування соєвих бобів поліненасичені жирні кислоти окислюються цим ферментом, з утворенням летючих речовин: кетонів, альдегідів, спиртів.

Тому сучасні технології передбачають додаткову обробку бобів, спрямовану на інактивацію ліпоксигенази. За методом, розробленим в Корнельському університеті (США), для видалення ліпоксигенази соєві боби піддають лущенню та дезінтегрують у воді при температурі 80-100°С з наступним кип'ятінням при перемішуванні протягом 10 хвилин [105*]. За Іллінойським методом боби замочують та бланширують водою, що кипить протягом 10 хвилин, або сухі боби замочують у гарячій воді на 20 хвилин. В окремих випадках до води додають 0,25-0,5% розчин бікарбонату натрію [106*]. Відомий також метод, за яким соєві боби подрібнюються до борошна та змішуються з гарячою водою. В одержану суспензію протягом 30 секунд подається гострий пар, що має температуру 154°С. Суспензія охолоджується та центрифугується [107*].

В Одеській національній академії харчових технологій розроблено технологію одержання соєвого молока з підвищеним вмістом білку та поліпшеними органолептичними властивостями, яка базується на поєднанні таких технологічних прийомів як подвійна волого-теплова обробка соєвої суспензії та застосування при повторній екстракції низькоконцентрованого лужного розчину [108*], а також метод стабілізації соєвого молока шляхом додавання флавоноїдів (рутину або танінів зеленого чаю) в кількості 400-700 мг/л [109*].

Соєве молоко випускається також у сухому та концентрованому вигляді. В сухому соєвому молоці міститься 37-40 % білку, 15-22% жирів, 17-23% вуглеводів. В концентрованому соєвому молоці міститься 3,6-4,3 % білку, 2,5-2,7% жирів, 2,7-3,2% вуглеводів, вміст сухих речовин складає 55-60%. Найчастіше концентроване соєве молоко одержують шляхом додавання до молока цукру з наступним вакуум-випаровуванням.

В Одеській національній академії харчових технологій розроблено технологію одержання концентрованого соєвого молока з підвищеним вмістом сухих речовин (70%) та поліпшеними реологічними властивостями. За даною технологією соєве молоко попередньо обробляється комплексом гідролітичних ферментів, унаслідок чого відбувається руйнування високомолекулярних колоїдних структур полісахаридів і білків, що дає можливість провести більш глибоку дегідратацію цих структур.

Поліпшення реологічних властивостей концентрованого соєвого молока відбувається завдяки тому, що геміцелюлози, які становлять 90% полісахаридів сої, перетворюючись під впливом геміцелюлаз на олігосахариди, втрачають притаманні геміцелюлозам властивості підвищувати в'язкість та сприяти процесам гелеутворення і стабілізації дисперсних систем. Тому концентроване соєве молоко, що пройшло обробку геміцелюлазами, не має вад концентрації [110*].

З соєвого молока одержують білково-жировий концентрат, який у східних країнах називають "тофу", а в Україні та Росії - соєвими сирами. Вони містять до 12% білків та 8% жиру. Соєві сири одержують шляхом осадження білків соєвого молока різними коагулянтами: хлоридом кальцію, сульфатом магнію, глюконодельталактоном та ферментами - лужними чи нейтральними протеіназами, трансглутаміназами [111,112*].