Продукты на зерновой основе

В подавляющем большинстве стран зерно составляет основу питания населения. Особенно высокое потребление зерна в слаборазвитых странах (в Азии - более 66 %, в Африке – около 55 %). В развитых странах оно значительно меньше (в Европе – 38 %, Северная Америка – 20 %), так как здесь употребляют больше продуктов животного происхождения. Масштабность потребления зерновых вызвана не только их решающим значением как источника энергии, но и тем, что на их долю приходится большое количество белка. Люди получают из злаковых половину всех необходимых углеводов, треть белков, 40-60 % витаминов группы В и 80 % витамина С. В 1 кг хлеба содержится 2000-2500 калорий. Производство продуктов питания в мире, особенно зерна, неуклонно возрастает, но не успевает покрывать потребности в нем. Годовое производство зерна на душу населения в разных странах составляет (кг): Дания – 1396, Канада – 938, США – 803, Россия – 450, Великобритания – 414, Мексика – 273, Бразилия – 246, Марокко – 244, Индия – 205.

К зерновым злакам относятся пшеница, кукуруза, рожь, овес, ячмень, рис, просо и ряд других культур. Они являются основными источниками белковых веществ и крахмала в питании человека. Больше всего белков обычно в зерне пшеницы. Рожь, овес, просо, ячмень содержат меньше белков, а наиболее низким их количеством отличаются семена кукурузы и риса. В целом количество белков в зерне злаков колеблется в очень широких пределах. В зерне пшеницы количество белков может изменяться от 9 до 26 %, в зерне ржи от 9 до 19 %, в овсе от 8 до 21 %, в ячмене от 7 до 25 %, в просе от 8 до 19 %, в кукурузе от 5 до 20 %, в рисе от 5 до 11 %.

Основная масса белков семян злаков – запасные белки, представляющие собой альбумины, глобулины, проламины и глютелины. На долю альбуминов приходится 4-7 % общего количества белков в зерне, на глобулины – 7-29 %, проламины – 20-40 %, а глютелины – 17-40 %.

Биологическая ценность белков различных злаковых культур различна. Если принять за 100 ценность белков молока или яйца, то биологическая ценность белков риса составит 83-86, овса –78, пшеницы – 62-67, ячменя – 64, проса – 57, кукурузы – 52-58. Наиболее сбалансированный по аминокислотному составу белок имеют овес, рис и рожь.

Ценность белка ржаного хлеба значительно выше белка пшеничного хлеба, еще выше истинная ценность белка риса и особенно белка гречихи.

Важнейшая составная часть зерна злаков – углеводы. Общее содержание углеводов в зерне может достигать 80 %. Основные углеводы, входящие в состав зерна злаков – крахмал, сахара, клетчатка, гемицеллюлозы, пентозаны. Количество крахмала в зерне пшеницы может изменяться от 49 до 73 %, ржи от 55 до 73 %, ячменя от 45 до 65 %, овса от 24 до 64 %, кукурузы от 61 до 83 %, проса от 51 до 70 %, риса от 48 до 68 %.

Содержание минеральных веществ в отдельных видах злаковых культур существенно различается - от 0,9-2,1 % (кукуруза) до 3,6-8,1 % (рис). В зерне пшеницы, кукурузы и ржи на долю фосфора и калия приходится не менее 70-80 % общего количества зольных элементов в зерне, а на долю магния 11-13 %. В зерне ячменя, проса и других пленчатых злаков количество кремнезема достигает 30-50 %.

Среди других составных частей, определяющих пищевую ценность зерна злаков, большое значение имеют витамины. Особенно много в злаках витаминов группы В. В отношении витамина В₁ можно без преувеличения сказать, что зерновые культуры являются главным источником витамина В₁ в питании человека. Если учесть, что ежедневная потребность человека в витамине В₁ составляет 2-3 мг, то при суточном потреблении в пищу 400-500 г зерна злаков можно полностью удовлетворить потребность в этом витамине. Кроме витамина В₁ в злаковых содержатся витамины В₂, В₆, РР, витамины Е.

Хлеб - один из наиболее употребляемых населением нашей страны продуктов питания. В наше время большое внимание уделяется обогащению хлеба различными полезными веществами, придающими ему лечебные и профилактические свойства. К числу хлебобулочных изделий лечебно-профилактической направленности относятся: витаминизированные хлебобулочные изделия, изделия из диспергированного зерна, изделия с биологически активными добавками и йодированные изделия. Существующие технологии создания диетических хлебобулочных изделий имеют два направления - производство изделий с пищевыми ингредиентами в дозировках от 3 до 30 % к общей массе муки (отруби, различные зернопродукты, соевая мука и др.) и технологии с применением микронутриентов (витамины, минеральные вещества и др.). Для изделий лечебного назначения разработаны «порошковые» технологии на основе диетических композитных смесей, содержащих различные виды сырья, пищевые добавки и ингредиенты. Перспективным направлением производства функциональных хлебобулочных изделий с повышенной пищевой и биологической ценностью является использование натуральных пищевых обогатителей, например, производство изделий на основе проросшего (биоактивированного) диспергированного зерна ржи или пшеницы, отличающегося повышенным содержанием витаминов и минеральных веществ в биоусвояемой форме. К натуральным обогатителям хлеба относятся закваски с направленным культивированием микроорганизмов (пропионовые бактерии – синтезируют витамин В₁₂, каратинсинтезирующие дрожжи – синтезируют -каротин, эргостериновые дрожжи – синтезируют провитамин Д).

В современном рационе питания большинства населения многих стран мира ощущается заметный дефицит пищевых волокон, что негативно сказывается на их состоянии здоровья. Оптимальная суточная норма пищевых волокон для взрослого человека должна быть на уровне 25-30 г. За счет обычных видов хлеба и хлебобулочных изделий человек получает не более 15-20 % необходимого количества волокон. Это объясняется тем, что в результате производства высокосортных сортов муки, при отделении от эндосперма оболочек и алейронового слоя, в сырье резко сокращается количество биологически ценных балластных веществ. По этой причине перспективными направлениями производства новых функциональных видов хлебобулочных изделий являются: выработка продуктов из цельносмолотого зерна, на основе композиционных смесей высокортной муки и отрубей, с использованием зерна, прошедшего специальную механическую или гидротермическую обработку, с получением крупки, хлопьев, экструдантов. В наше время разработано много рецептур хлебобулочных изделий с отрубями профилактического и диетического назначения. С применением цельносмолотого зерна и отрубей производится достаточно широкий ассортимент хлебобулочных изделий: хлеб Зерновой, хлеб Восемь злаков, хлеб отрубной и др.

Эффективным способом повышения пищевой и биологической ценности хлеба является внесение зародышей зерна пшеницы. Ценность зародышей исключительно велика, так как в них содержится 33-39 % белков, 20 % сахаров, 20 % жиров, 5 % клетчатки, 7-10 % минеральных веществ, до 16 мг% витамина Е, 22 мг% витамина В₁, 3,4-9,1 мг% витамина РР и др. Белки зародыша содержат незаменимых аминокислот в 2 раза больше, чем белок эндосперма. Из минеральных веществ много функционально полезных (фосфора около 21,5 %, калия – 10,5 %, магния – 7 %). В состав жиров входят ценные непредельные жирные кислоты – линолевая (40-49 %), олеиновая (27,8-30 %), линолевая (10 %).

Экструданты (взорванные зерна зерновых культур) могут быть использованы в качестве комплексного источника пищевых волокон и минеральных веществ. Экструданты ячменя и овса являются источниками -глюкана, который отвечает за снижение холестерина в сыворотке крови. Известно использование экструзионной муки крупяных культур (ячменной, гречневой, рисовой, кукурузной) в приготовлении хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки.

Для обогащения хлеба белком применяются бобовые культуры, молочные продукты, продукты мясной и рыбной промышленности, дрожжи.

Соевые продукты в хлебопечении применяются в виде соевой муки, молока, концентратов, изолятов и в составе пищевых добавок. При добавлении 10 % соевой муки при выпечке хлеба содержание белка в нем повышается в 1,5 раза, а энергетическая ценность на 20 %.

Хлебные изделия, приготовленные с внесением молочных продуктов, имеют повышенную биологическую ценность. Молокопродукты обогащают хлеб витаминами группы В и минеральными веществами (особенно кальцием). Натуральная молочная сыворотка вносится в полуфабрикаты в количестве 10-20 % к массе муки в тесте. Внесение 10-15 % молочной сыворотки позволяет улучшить аминокислотный состав белка и увеличить его биологическую ценность на 10 %. Разработан большой ассортимент хлебобулочных изделий с применением молочной сыворотки: булочка с молочной сывороткой (30 %), булка неманская (10 %), хлеб с молочной сывороткой (10 %) и др.

В институте питания разработана технология получения белкового обогатителя из боенской крови и обезжиренного молока, который содержит 63,3 % белка, 32,4 % лактозы и 0,95 % минеральных веществ. Важным источником белка являются отходы рыбной промышленности. Рыбная мука содержит 78-88 % белковых веществ и 0,5 % жира.

Богатым источником белка является жмых, получаемый из семян подсолнечника. Его рекомендуется использовать для приготовления специальной муки или белковых изолятов, в которых содержание белка повышается на 70-90 %. Перспективной является возможность использования дрожжевых белков, аминокислотный состав которых не устпает белкам животного происхождения. Для повышения содержания в хлебобулочных изделиях витаминов и минеральных веществ применяют премиксы. В стране разработан витаминно-минеральный премикс «Валетек-8», содержащий витамины группы В (В₁, В₂. В₃, РР, фолиевая кислота), а также железо и кальций. Витаминно-минеральная смесь «Флагман» содержит восемь витаминов (В₁, В₂. В₆, В₁₂, РР, Е, каротин, фолиевая кислота) и железо, что дает возможность довести до нормы потребление этих веществ.

Обычные сорта хлебобулочных изделий содержат от 3,0 до 8,0 мкг/100 г йода, или не более 6 % от рекомендуемой суточной потребности. Недостаток йода может сказаться на работе жизненно важных органов и привести к задержке физического и умственного развития. В первую очередь страдает щитовидная железа, от активности которой зависят все органы и обмен веществ. Почти 20 млн. россиян вследствие йодного дефицита больны эндемическим зобом, который в наиболее тяжелых случаях приводит к раку щитовидной железы. Наиболее чувствительны к нарушениям функций щитовидной железы дети и подростки.

С целью ликвидации дефицита йода в стране разработана нормативная документация на хлеб йодированный и батон нарезной йодированный. В качестве сырья (носителя йода) используются йодированная соль, йодированные дрожжи, йодказеин и другие йодсодержащие добавки. Белгородским ОАО «Колос» освоен выпуск хлеба профилактического назначения «Белгородский с морской капустой».

Особую группу изделий составляют диетические хлебобулочные изделия, отличающиеся направленно-измененным составом, соответствующим потребностям больного организма - с повышенным или пониженным содержанием углеводов, белков, бессолевые и др. К таким изделиям относятся сорта хлеба: для диабетиков (хлеб белково-пшеничный, белково-отрубяной и др.); «ахлоридные» (бессолевые) – для питания при болезнях почек, сердца, различных воспалительных процессах; хлебные изделия из дробленного зерна для больных с нарушенной или вялой перистальтикой кишечника (хлеб «Здоровье» и «Барвихинский»).

Особое внимание уделяется развитию диабетических сортов продукции. Для больных диабетом, ожирением и другими нарушениями обмена веществ разрабатываются хлебобулочные изделия с использованием различного специального сырья - клейковины сырой или сухой, метилцеллюлозы, муки крупяных культур – рисовой, гречневой, ячменной и прочих в различных дозировках и соотношениях.

Для повышения пищевой и биологической ценности хлебобулочных изделий могут быть использованы различные плоды, овощи и продукты их переработки. Специалистами разработаны рецептуры хлебобулочных изделий с применением различных видов многокомпонентных порошкообразных полуфабрикатов. Внесение в рецептуру хлеба растительных порошков позволяет повысить содержание неусвояемых углеводов – клетчатки и пектиновых веществ. Хорошая сорбционная способность пектиновых веществ плодов и овощей позволяет снизить содержание в пищеварительном тракте ионов тяжелых металлов (свинца, кадмия и др.) и выводить из организма радионуклиды, избыток холестерина и другие вредные вещества.

Одним из функциональных ингредиентов, относящихся к классу пищевых волокон, является инулин. Инулин не усваивается человеческим организмом, но является необходимым для функционирования органов пищеварения балластным веществом. Его получают из корней цикория в форме тонкодисперсного порошка и применяют в качестве функционального ингредиента для хлебопродуктов. Инулин также обладает пребиотическим эффектом. Пребиотики – балластное неусвояемое вещество, которое оказывает позитивный, оздоравливающий эффект на человека, стимулируя рост активности полезных бактерий в кишечнике.

Одной из главных проблем населения является все возрастающий риск сердечно-сосудистых заболеваний. Установлено, что главную ответственность за развитие болезней сердца несут накапливающиеся в крови человека серные липиды. В последние годы получены убедительные данные, указывающие на то, что при систематическом употреблении в пищу продуктов, содержащих инулин, наблюдается стабильное снижение концентрации серных липидов в крови. Для снижения содержания жиров в слоеных и сладких булочных изделиях с успехом можно применять обезжиренные маргарины и пасты на базе инулина.

Серьезный интерес в производстве функциональных хлебобулочных изделий, направленных на профилактику и лечение сердечно-сосудистых заболеваний, представляет получение соевого белково-липидного комплекса (СБЛК). Введение СБЛК в хлебопродукты позволяет увеличивать в изделиях содержание витамина Е, биотина и холина, никотиновой кислоты и многих микроэлементов (Ca, Mg, Na, K, P, Fe, Zn).

Серьезное внимание уделяется разработке продукции для зон экологического неблагополучия. Известной радиопротекторной добавкой является кальций, который необходим всему населению страны, а для жителей регионов с повышенной радиацией он необходим в повышенных дозах. Кальций обеспечивает замещение и выведение из организма радиоактивного стронция. Обогащение продукции кальцием снижает опасность воздействия стронция на организм человека в 1,5 раза. К хлебобулочным изделиям с добавкой кальция относятся: батон и булка, обогащенные кальцием, детские булочки «Лада», «Аппетитная» и др. К добавкам, спосбным уменьшить отрицательное действие радионуклидов относятся добавки с адсорбирующими свойствами – микрокристаллическая целлюлоза, отруби, альгинаты и др.

Для производства хлебобулочных изделий используют сахар, сахарозаменители (фруктозу, сорбит, глюкозо-фруктозные сиропы и др.), а также интенсивные подсластители. Учитывая постоянный рост болезней обмена веществ (ожирение, гипертония, атеросклероз, сахарный диабет) в последние годы в стране уделяется серьезное внимание разработке новых сортов хлебобулочных изделий с пониженным содержанием углеводов. В наше время на российском рынке появилось много интенсивных подсластителей (аспартам, ацесульфам К, стевиазид, сукралоза, цикломат и др.), которые могут применяться в хлебопекарной индустрии. Наиболее перспективным подсластителем является стевиозид (растение стевия), который разрешен к применению в качестве пищевого подсластителя для больных сахарным диабетом и для производства диетических и диабетических продуктов питания.