Всі вироби мали привабливий зовнішній вигляд і насичений смак продукту, що гармонійно поєднується з хрусткою пористою консистенцією екструдату.

7.2. ПРОДУКТИ ПЕРЕРОБКИ ЗЕРНА, ЗБАГАЧЕНІ МІКРОНУТРІЄНТАМИ

Одним із напрямків одержання зернових продуктів функціонального спрямування є збагачення їх мікронутрієнтами. Основними мінеральними інгредієнтами, що додаються до зернових продуктів, зокрема до борошна, є кальцій (переважно у формі дита трикальційфосфату), залізо (у вигляді ортофосфату та пірофосфату заліза), магній (у вигляді трьохводневого димагнійфосфату), йод, селен та фтор.

Під час переробки зерна в борошно відбувається зниження вмісту вітамінів та мінеральних речовин, які видаляються разом з периферичними частинами зерна

(табл. 7.11).

Таблиця 7.11

ВМІСТ ВІТАМІНІВ У ЗЕРНІ ТА ЗЕРНОВИХ ПРОДУКТАХ, МГ/100 Г

Технологія збагачення харчових продуктів мікронутрієнтами в основному базується на змішуванні. У цьому випадку найважливішою проблемою є забезпечення рівномірного розподілу мікронутрієнтів у продукті, що збагачується. Найбільш простими методами є сухе змішування та поступове розведення. Широко використовується додавання мікронутрієнтів у вигляді капсул та нанесення спеціальних покриттів. Для цього на поверхню зерна наносять порошок, що містить суміш мік-

256

ронутрієнтів, яка прилипає до його поверхні або обприскують зерно полімерними формами крохмалю чи клітковини.

Дуже широко використовують вітамінно-мінеральні премікси. Наприклад, для вівса та кукурудзи використовують премікс, стійкий до розчинення у воді, оскільки ці крупи промиваються водою. Ефективним збагачувачем для зернових продуктів можна вважати премікс 730/4, який містить 12 вітамінів та лактозу. Окремі мікронутрієнти збагаченого продукту покривають 30—50 % добової потреби людини.

Світова практика показала, що фортифікація борошна і випічка із нього хліба дозволяє зміцнити здоров’я населення. Фортифікація — внесення вітамінів і мінералів у продукт у такій кількості, що перевищує природний вміст у продукті.

Для збагачення борошна розроблений премікс, склад якого наведений у табл. 7.12.

Таблиця 7.12

ХІМІЧНИЙ СКЛАД

І ОРГАНОЛЕПТИЧНІ ПОКАЗНИКИ ПРЕМІКСА КАР KOMPLEX № 1

Вміст вітамінів і мікроелементів у збагаченому преміксом борошні наведено в табл. 7.13.

Традиційно в Україні каші на основі різноманітних круп регулярно використовуються в повсякденному харчуванні, а сухі суміші харчових концентратів на основі борошна і круп — для приготування в домашніх умовах хлібобулочних і кондитерських виробів, печива, кексів, тортів та ін.

Збагачені вівсяні каші швидкого приготування являють собою суху суміш вівсяних пластівців і вівсяного борошна з додаванням фруктів і ягід, харчових і смакоароматичних добавок, а також вітамінів.

257

Таблиця 7.13

ВМІСТ ВІТАМІНІВ І МІКРОЕЛЕМЕНТІВ У ЗБАГАЧЕНОМУ БОРОШНІ

Для збагачення вівсяних каш можна використовувати полівітамінний премікс

730/4 (табл. 7.14).

Раціональною дозою премікса 730/4, що забезпечує надходження середньодобової дози вітамінів, вважають 0,10—0,12 % на 100 г сухого концентрату. В цьому випадку забезпечується близько 13—40 % добової норми споживання більшості вітамінів, які містяться у порції (35 г) каші (табл. 7.15).

258

Завдяки полівітамінному преміксу можна суттєво підвищити харчову цінність вівсяних каш швидкого приготування. Вміст вітаміну В1 в одній порції збагаченої каші відповідає 20—22 %, вітаміну В2 — 16—19 %, В12 — 13—15 %, РР і С — 14— 17 %, вітаміну А — 17—21 % від рекомендованої норми споживання.

Відомо, що під час зберігання проходять втрати вітамінів у продуктах, у тому числі і вівсяних кашах (табл. 7.16).

За 6 місяців зберігання вівсяних каш втрати вітаміну С досягають 32 %, а вітаміну В12 — 19 %.

7.3.ФУНКЦІОНАЛЬНІ ПРОДУКТИ ІЗ ЗЕРНОВОЇ СИРОВИНИ НА ОСНОВІ БІОТЕХНОЛОГІЙ

Функціональні продукти на основі зернових набувають широкого розповсюдження. Їх функціональна дія обумовлена наявністю цілого комплексу біологічно

259

активних речовин (харчові волокна, вітаміни, мінеральні речовини, ліпіди, антиоксиданти, пребіотичні вуглеводи та ін.).

Більші перспективи пов’язані з впровадженням біотехнологій переробки, що підвищують якість, збільшують позитивний компонент, дозволяють створювати нові функціональні продукти із зерна.

На основі біотехнологічних прийомів розроблено ряд зернових біологічно активних добавок і продуктів.

Досить актуальним на даний час можна вважати напрямок, пов’язаний з виготовленням функціональних зернових продуктів, які містять про- і пребіотики. Це дозволяє створити нові лікувально-профілактичні продукти, які сприяють відновленню адекватного гомеостазу, у тому числі порушень мікробіального складу кишечника.

Зернові багатокомпонентні інгредієнти — нова генерація функціональних продуктів майбутнього. Їх одержують з використанням великої гами пробіотичних культур мікроорганізмів. У цих продуктах свою роль відіграють не лише самі мікроорганізми, але й продукти їх життєдіяльності, що дуже важливо у профілактиці захворювань людини, включаючи передусім дисбактеріоз.

Біотехнологічна трансформація зернової сировини у функціональні інгредієнти та продукти лежить в основі багатьох сучасних технологічних процесів. Найбільш поширеними є методи біоконверсії рослинної сировини з використанням ферментів та мікроорганізмів. Застосовують як ендогенні (такі, що містяться в сировині), так і екзогенні ферменти, а також мікроорганізми сировини і такі, що додаються до сировини з технологічною метою.

Біотехнологічні методи дозволяють підвищити і стабілізувати вихід харчових речовин із сировини; максимально зберегти біологічно активні інгредієнти в процесі переробки сировини; підвищити біодоступність нутрієнтів та біологічно активних інгредієнтів сировини; одержати модифіковані харчові речовини з новими технологічними властивостями; створювати багатокомпонентні функціональні інгредієнти; використовувати нетрадиційні джерела харчових речовин та функціональних інгредієнтів, включаючи відходи та побічні продукти переробки рослинної сировини.

Більшість промислових процесів біоконверсії здійснюється шляхом поступового перетворення субстрату (сировини) в кінцевий продукт за участю кількох ферментів чи ферментних систем.

Основними видами біокаталітичних процесів є ферментоліз сировини ферментами та ферментація сировини мікроорганізмами.

Для отримання білоквмісних функціональних інгредієнтів та продуктів застосовують біотехнологічні методи, що дозволяє готовити із вторинної зернової сировини повноцінні білкові продукти. Прикладом можуть бути модифіковані білкові концентрати з висівок, борошенців та шротів різноманітних зернових культур, які отримують екстракцією білка лужним методом з наступною модифікацією мікробними протеазами. Одержані модифіковані продукти являють собою суміш низькота високомолекулярних поліпептидів, які більш доступні для дії травних ферментів, а підвищена засвоюваність обумовлює їх використання як фізіологічно функціональних добавок. Вони можуть також виконувати функції технологічних добавок — наповнювачів, регуляторів консистенції, структури та ін.

Біоконверсія поліцукридів зернової сировини відкриває нові можливості щодо отримання різноманітних функціонально-технологічних та фізіологічно-функціо- нальних інгредієнтів, а також функціональних продуктів.

260

Одержання функціональних продуктів біоконверсією рослинної сировини можливе як з виділенням крохмалю з його наступною модифікацією, так і безпосередньо ензиматичною обробкою біополімерів у сировині з наступним фракціонуванням продуктів.

Внаслідок ферментативного гідролізу крохмалю пшениці, жита, тритікале та кукурудзи відбувається деструкція поліцукридів і накопичення редукуючих речовин у кількості 5—10 %. Модифіковані за участю β-амілаз зернові види крохмалю відрізняються від вихідних своїми фізико-хімічними властивостями — в’язкістю, температурою клейстеризації, текучістю, структурно-механічними властивостями драглів

(табл. 7.17).

Виробництво гідролізатів із зернових культур чи вторинних продуктів їх переробки забезпечує утворення зернових екстрактів, що використовуються як зернові підсолоджувачі та багатокомпонентні добавки у продуктах функціонального харчування. Функціональні властивості зернових екстрактів обумовлені наявністю в їх складі, окрім легкозасвоюваних вуглеводів, фізіологічно активних речовин — вітамінів, мінеральних речовин, фітокомпонентів та ін. Наприклад, пшеничний екстракт використовують у суміші із сухим молоком. Такий продукт містить поживні речовини пшениці і молока і відрізняється зниженим вмістом лактози, що є цінним у випадку певних захворювань.

Розроблена технологія отримання глюкозних зернових екстрактів із пшеничного борошна та зернових борошенців (рис. 7.2), що забезпечує збереження корисних інгредієнтів сировини (табл. 7.18). Також зводиться до мінімуму діяльність бактеріальної мікрофлори.

261

Суспензія зернової сировини (20—30 % сухих речовин)

Ферментативне розрідження амілосубтиліном Г10х ([Е] = 0,25 %) (Т = 70—75ºС; рН 7,0; τ = 90 хв.)

Інактивація ферменту (Т=100 ºС); регулювання рН, охолодження

Ферментативне оцукрювання глюкаваморином Г20х ([Е]=0,12 %) та амілоризином П10х ([Е]=0,4-0,8 од. АС/г)

(Т=55-62 ºС; рН 5,8; τ=90 хв.)

Нейтралізація Фільтрування

Концентрування та сушка

Рис. 7.2. Загальна технологічна схема виробництва глюкозних зернових сиропів

262

У процесі виробництва глюкозних сиропів у нерозчинному залишку концентрується від 70,3 до 83,2 % харчових волокон (табл. 7.19), які використовуються як біологічно активні добавки.

Таблиця 7.19

ХІМІЧНИЙ СКЛАД КОНЦЕНТРАТІВ ХАРЧОВИХ ВОЛОКОН, ОДЕРЖАНИХ ПІД ЧАС ВИРОБНИЦТВА ГЛЮКОЗНИХ СИРОПІВ З РІЗНОЇ СИРОВИНИ, % ВІД СУХИХ РЕЧОВИН

Біотехнологічні методи застосовуються також для отримання підсолоджувачів з пребіотичною активністю на основі вуглеводів, які не засвоюються організмом людини. Такі підсолоджувачі використовуються у формі сиропів, що містять суміш вуглеводів, частина з яких є селективним живильним субстратом для одного чи декількох родів корисних мікроорганізмів. Перспективними вуглеводними підсолоджувачами з високою стимулюючою здатністю відносно кишкових біфідобактерій є вуглеводи з групи ізомальтоолігоцукридів (ІМОЦ), які відрізняються високою стабільністю, приємним смаком, відсутністю карієсогенності та рядом інших цінних властивостей.

Розроблена технологія отримання ферментованого препарату з трансглікозидазною активністю, здатного до біоконверсії розчинів мальтози у суміш вуглеводів, одним з основних компонентів якої є ІМОЦ (рис. 7.3).

Внаслідок біоконверсії мальтозного сиропу з використанням препарату трансглікозидази отримують мультивуглеводні функціональні сиропи, збагачені ІМОЦ, вміст яких достатній для стимулювання пробіотичних бактерій. Вихідною сировиною служить борошно пшеничне 2-го гатунку, кукурудзяне 90 %-вого виходу, пшеничні, вівсяні, рисові або кукурудзяні борошенці та інші побічні продукти переробки зернової сировини. Сиропи «Мальтоізин-1» та «Мальтоізин-2» мають м’який та достатньо солодкий смак, їх солодкість за цукрозою становить 45—50 %. Вони містять (у перерахунку на мальтозу від маси сухих речовин) близько 50 % редукуючих речовин (табл. 7.20).

Таблиця 7.20

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ МАЛЬТОЗНИХ СИРОПІВ ІЗ ЗЕРНОВОЇ СИРОВИНИ

263

Закінчення табл. 7.20

Рис. 7.3. Схема виробництва мультивуглеводних сиропів «Мальтоізин»

Розроблені біотехнології ферментованих багатокомпонентних функціональних інгредієнтів та продуктів, які поєднують корисні властивості пробіотичних бактерій та зернових культур — пшениці, жита, ячменю, вівса, гречки, сої.

Зернові біопродукти отримують ферментативним гідролізом зернової сировини карбогідразами з наступною послідовною ферментацією гідролізатів пробіотичними бактеріями (рис. 7.4).

264

Інактивація ферменту, охолодження

Твердий осад — концентрат харчових Центрифугування Ферментолізат

волокон

Пробіотичні бактерії

Ферментація

Пробіотичні бактерії

Рис. 7.4. Схема виробництва зернових продуктів

Готові біопродукти мають вигляд тонкодисперсних порошків з приємним кисломолочним смаком та ароматом. Зернові біопродукти нормалізують мікрофлору, поліпшують травлення, підвищують імунітет. Вони, на відміну від традиційних кисломолочних продуктів та препаратів пробіотичних бактерій, не містять лактози. Ці біопродукти корисні людям, що не переносять лактозу (табл. 7.21).

265

Розроблено різні види зернових багатокомпонентних інгредієнтів на основі зерна пшениці, жита, сої, ячменю, вівса, гречки і їх суміші.

Комплексність біотехнологічного підходу до підвищення функціональності інгредієнтів на зерновій основі полягає у:

•застосуванні ряду технологічних і компонентних факторів, що сприяють загальному підвищенню біологічної цінності цільового продукту;

•зміні біополімерного складу шляхом ферментативного гідролізу;

•сумісному використанні про- і пребіотиків.

Виготовлені зернові багатокомпонентні інгредієнти являють собою тонкодисперсні висушені порошки з приємним кисломолочним смаком і ароматом. Кількість життєздатних лакто- і біфідобактерій становить (5—8) · 108 КУО/г.

Розроблена продукція відрізняється цінними органолептичними властивостями, містить білки, поліцукриди, вітаміни, мікроелементи, пребіотичні вуглеводи, живі клітини молочнокислих і біфідобактерій, які проявляють пробіотичні властивості

(табл. 7.22).

Таблиця 7.22

ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНОВИХ БІОПРОДУКТІВ

Зернові добавки нормалізують мікрофлору, поліпшують травлення, підвищують імунітет, очищують організм від шлаків і токсинів. Все це дає можливість віднести їх до нових полікомпонентних інгредієнтів функціонального харчування і прогнозувати перспективність їх широкого застосування у складі різноманітних харчових продуктів.

266