1.2 Характеристика сырья, применяемого для производства батончиков мюсли. Основные способы подготовки сырья

Основными компонентами для производства батончиков мюсли являются злаки и фрукты, как указывалось выше.

Кроме основного сырья используются и дополнительные ингредиенты, позволяющие формировать структуру: растительные жиры, патока, сиропы инвертного сахара.

Злаки, входящие в состав батончиков, - это мюсли, т.е. злаки прошедшие предварительную обработку для пригодности потребления.

Организация производства мюсли — проект довольно дорогой и непростой. Основные составляющие успеха предприятия по производству мюсли- высокое качество продукции, а также создание торговой марки и ее раскрутка до состояния бренда.

Определяющим фактором конкурентоспособности являются качество сырья. Особых проблем с поставками сырья отечественные производители мюсли сегодня не испытывают. Крупные комбинаты хлебопродуктов предлагают достаточное количество злаковых хлопьев.

Технология производства не так проста, как может показаться: в ходе производства хлопьев каждое зернышко претерпевает воздействие нескольких технологических процедур.

Качество конечного продукта напрямую зависит не только от качества исходного сырья, но и от точного соблюдения установленных параметров технологического процесса.

Зерно дополнительно пропаривают, предварительно варят, сплющивают, вспучивают, экструдируют и т.п. Один из наиболее эффективных способов подготовки — вспучивание. Увлажненное зерно быстро подогревают при помощи либо токов высокой частоты, либо мощного потока инфракрасного излучения. Вспучивание происходит также при резком перепаде давления от высокого к нормальному или даже чрезвычайно низкому.

Для производства овсяных хлопьев “Геркулес” семена охлаждают, затем плющат на вальцовом станке с гладкими валками. Толщина полученных хлопьев не должна превышать 0,5 мм.

Экстру́зия (от позднелат.extrusio — выталкивание) — технологияполучения изделий путем продавливания вязкого расплава материала или густой пасты через формующее отверстие. Используется впищевой промышленности(макароны,лапша,кукурузные палочкии тп.), путем продавливания формуемого вещества через формующее отверстие головной частиэкструдера.

В ходе процесса под действием значительных скоростей сдвига, высоких скоростей и давления, происходит переход механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях перерабатываемого сырья, например денатурация белка, клейстеризация и желатинизация крахмала, а также другие биохимические изменения.

Продукты, получаемые на пищевых экструдерах

• традиционная жевательная резинка

• пельмени

• кукурузные палочки

• подушечки и трубочки с начинкой

• хрустящие хлебцы и соломка

• фигурные сухие завтраки

• хлопья кукурузные и из других злаков

• быстрозавариваемые каши

• детское питание

• фигурные чипсы

• экструзионные сухарики

• мелкий шарик из риса, кукурузы, гречи, пшеницы, для наполнения и обсыпки шоколадных изделий, мороженого и других кондитерских изделий

• пищевые отруби

• набухающая мука, панировка

• продукты вторичной переработки хлеба

• соевые продукты: соевый текстурат, концентрат(применяются в производстве колбасы, сосисок, котлет и т. д.), кусковые соевые продукты (фарш, гуляш, бифштекс, тушенка и т. д.)

• продукты переработки отходов животноводства

• модифицированный крахмал

Различают следующие виды экструзии:

• Холодная синяя экструзия — возможны только механические изменения в материале вследствие медленного его перемещения под давлением и формованием этого продукта с образованием заданных форм.

• Теплая экструзия — сухие компоненты сырья смешиваются с определенным количеством воды и подают в экструдер, где наряду с механическим его подвергают еще и тепловому воздействию. Продукт нагревается извне. Получаемый экструдат отличается небольшой плотностью, незначительным увеличением в объёме, пластичностью, а также ячеистым строением. Иногда экструдату необходимо подсушивание.

• Горячая экструзия — процесс протекает при высоких скоростях и давлениях, значительном переходе механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях материала. Кроме того, может иметь место регулируемый подвод тепла как непосредственно к продукту, так и через наружные стенки экструдера. Массовая доля влаги в сырье при горячей экструзии составляет 10…20 %, а температура превышает 120 °C.

Рисунок 1.1 – Схема экструдера

Помимо обычной экструзии в пищевых технологиях применяют Ко-экструзию – это экструзионный процесс, направленный на получение продукта, сочетающего в себе две разные текстуры: то есть экструдируются два различных материала для получения одного комбинированного продукта. Например, хрустящая злаковая внешняя оболочка может ко-экструдироваться вместе со сладкой или соленой начинкой.

Рисунок 1.2 – Схема введения начинки при ко-экструзии

Качество злаковых хлопьев контролируется по 10-12 параметрам, основные из которых влажность, мучнистость (способность хлопьев в процессе транспортировки и фасовки превращаться в муку) и развариваемость. Именно сложность процесса технологической обработки зерна и заставляет производителей мюсли приобретать готовые хлопья, чтобы не возиться со столь сложным производством.

Основной технологический процесс подготовки фруктовой рассыпки — сушка предварительно помытых и нарезанных плодов. Наиболее высокое качество обеспечивает технология сублимации (обезвоживания) сырья. Но это дорогое удовольствие, и производители ограничиваются обычной сушкой при высоких температурах.

Возникают проблемы и при автоматической фасовке сухофруктов. Инжир, например, фасовать в автомате почти невозможно: на ягоду налипает что угодно и механический паковщик не справляется с работой.

В настоящее время один из самых распространённых способов сушки продуктов – конвективный способ сушки.

Этот способ сушки продуктов основан на передаче тепла высушиваемому продукту за счет энергии нагретого сушильного агента - воздуха или парогазовой смеси.

При этой сушке испарение влаги происходит только с поверхности, что приводит к появлению пленки, затрудняющей сушку и ухудшающей качество сухого продукта: изменяется цвет, вкус и естественный аромат продукта, снижается его восстанавливаемость при замачивании. Высокая температура и высокая продолжительность сушки способствуют развитию окислительных процессов и приводят к потерям витаминов и биологически активных веществ сухого продукта, и не способствует подавлению первичной микрофлоры

Кондуктивный способ сушки пищевых продуктов основывается на передаче тепла высушиваемому продукту путем непосредственного контакта с нагреваемой поверхностью сушильного оборудования.      Для сушки продуктов питания этот способ используется не часто. Высокого качества конечного сухого продукта достичь не удается вследствие неравномерности влажности конечного продукта; продукт, контактирующий с нагретой поверхностью в период сушки, пересушивается, что приводит к необратимости процессов восстановления, а из-за высокой температуры (320-340 градусов Цельсия) в камере сушильного оборудования, конечный сухой продукт теряет 30-40% витаминов и биологически активных веществ и становится ломким

Акустический метод сушки продуктов основан на воздействии на обезвоживаемый продукт интенсивных ультразвуковых волн

Принципиальная особенность способа: сушка продуктов протекает без повышения температуры продуктов. Реализуется "холодная" сушка. Это обстоятельство снимает все негативные последствия, связанные с термическим воздействием на сухой продукт.

Сушка продуктов акустическим способом отличается от обычных методов и по скорости выработки сухого продукта. Например, при сушке ферментов (разрушающихся при температуре в 40 градусов Цельсия) в акустическом поле скорость сушки продуктов в сравнении с вакуумным методом повышается в 3-4 раза.

Микроволновый метод сушки основан на воздействии на обезвоживаемый продукт интенсивного электромагнитного поля сверхвысоких частот (СВЧ).

Микроволновая сушка овощей и фруктов характеризуется малым временем и относительно низкой температурой процесса, что применительно к пищевым продуктам обусловливает очень высокую сохраняемость полезных веществ и витаминов.

Однако распространения в пищевой промышленности не получило.

Инфракрасная сушка продуктов питания, как технологический процесс, основана на том, что инфракрасное излучение определенной длинны волны активно поглощается водой, содержащейся в продукте, но не поглощается тканью высушиваемого продукта, поэтому удаление влаги возможно при невысокой температуре (40-60 градусов Цельсия), что дает практически полностью сохранить витамины, биологически активные вещества, естественный цвет, вкус и аромат подвергающихся сушке продуктов

Сушка продуктов по данной технологии позволяет сохранить содержание витаминов и других биологически активных веществ в сухом продукте на уровне 80-90% от исходного сырья. При непродолжительном замачивании (10-20 мин.) прошедший сушку продукт восстанавливает все свои натуральные органолептические, физические и химические свойства и может употребляться в свежем виде или подвергаться любым видам кулинарной обработки.

По сравнению с традиционной сушкой, овощи, обработанные инфракрасной сушкой после восстановления обладают вкусовыми качествами, максимально приближенными к свежим.

Прошедший сушку продукт не критичен к условиям хранения и стоек к развитию микрофлоры.

Сублимационная сушка продуктов (сублимационная вакуумная сушка, также известная как лиофилизация или возгонка) - это удаление влаги из свежезамороженных продуктов в условиях вакуума.      В настоящее время этот метод сушки продуктов является наиболее совершенным, но в то же время и наиболее дорогостоящим.

     Принцип сублимационной сушки основан на том физическом факте, что при значениях атмосферного давления ниже определенного порога - т.н. "тройной точки" (для чистой воды: 6,1 мбар при 0 градусов Цельсия) вода может находиться только в двух агрегатных состояниях - твердом и газообразном, переход воды в жидкое состояние в таких условиях невозможен. И если парциальное давление водного пара в окружающей среде ниже чем парциальное давление льда, то лед продукции прямо переводится в газообразное состояние минуя жидкую фазу

В производстве продуктов питания сублимацонно-вакуумная сушка используется в качестве средства консервации путем замораживания свежих продуктов и удаления из них жидкости, что позволяет практически полностью, до 95%, сохранить в них питательные вещества, микроэлементы, витамины и даже первоначальную форму, естественный вкус, цвет и запах продолжительное время (от двух до пяти лет) при изменяющейся температуре окружающей среды (от -50 до +50 градусов Цельсия).

Одним из важнейших достоинств вакуумной сушки продуктов является малая усадка исходного продукта, что дает возможность избегать их разрушения и быстро восстанавливать сублимированные сухие продукты, имеющие после сушки пористую структуру, путем добавления воды.

Анализ существующих способов сушек показал что наиболее эффективным является сублимационный способ сушки, но он самый дорогостоящий. А самым распространённым и доступным для массового производства пищевых концентратов является конвекционный способ, но он не позволяет сохранить органолептические показатели, биологическую ценность и неэффективен в отношении микробиологических показателей. Интерес представляет инфракрасная сушка, позволяющая получить продукты с уровнем качества приближенными к сублимационной. При этом существует вероятность перегревания продукта при наложении волн (это происходит при недочетах в расчете аппаратов)

Сушённые фрукты предлагают многие фирмы: "Alifar Аgroimpeks" Республика Узбекистан г. Ташкент ул. Нукус 73; Гамми ПО ЗАО Завод Пищевых Ингредиентов  Нижний Новгород, Нижегородская область; Тав ООО  Село Комсомольское, Республика Чувашия; БиоРесурс ООО  Чебоксары, Республика Чувашия.

В частности компания "Alifar Аgroimpeks"  обосновывает химический, минеральный и витаминный состав.

Вспомогательные виды сырья.

Па́тока (декстринмальтоза, мальтодекстрин) — продукт неполного кислотного (разбавленными кислотами) или ферментативного гидролиза крахмала. Образуется как побочный продукт при производстве сахара и крахмала. Выделяется два основных вида патоки - белая патока (крахмальная, из кукурузного, картофельного и другого крахмала), и меласса, черная патока (свекло-сахарная).

В чистом виде крахмальная патока не имеет цвета. По консистенции она похожа на молодой жидкий мёд^[1]. Химический состав:

• декстрин — от 0 % до 70 %

• глюкоза — от 0 % до 50 %

• мальтоза — от 19 % до 85 %

Часто под патокой подразумеваются различные сахаросодержащие сиропы, в том числе тёмную патоку (мелассу) и светлую патоку (англ. Golden syrup), вид инвертного сахара, а также такие виды крахмальной патоки, как глюкозный сироп (англ. glucose syrup), мальтозный сироп, крахмальный сироп и кукурузный сироп. В бытовом понимании под патокой могут подразумеваться разные виды сиропов, не обязательно полученные в результате гидролиза крахмала.

Растительные масла (растительные жиры) – это жиры, извлекаемые из различных частей растений и состоящие в основном (на 95-97%) из триглицеридов высших жирных кислот.

Основным источником растительных масел являются различные масличные культуры. Наиболее распространенными растительными маслами являютсяподсолнечное, оливковое, масло какао, рапсовое, льняное и др. Популярность в последнее время приобретает пальмовое масло, вред и польза которого рассматриваются на данной странице ниже, под соответствующим заголовком.

Как и животные, растения накапливают жиры с целью сохранения некоторого количества энергии для будущих целей. Разница заключается в том, что животное, как правило, это делает для себя (ожидая период недоедания), в то время как растение это делает для будущих поколений. Т.е. для того, чтобы будущее поколение могло выжить, растение-родитель накапливает и передает зародышу энергию, в т. ч. в виде жира. Исходя из этого нетрудно предположить, что основное количество жира в растительном материале будет находиться в основном в семенах или плодах.

Из растительного материала масла получают при помощи отжима (под давлением жидкая часть растительного материала вытекает, после чего она собирается) или экстракцией органическими растворителями или сжиженным углекислым газом (после извлечения экстрагент отгоняется, а оставшееся растительное масло собирается). После этого растительное масло подвергают очистке, или, иначе говоря, рафинированию.

Важным аспектом производства растительных масел для потребителя является такой этап, как дезодорирование (буквально означает удаление запаха: des – «удаление», odor – «запах»). Во время этого этапа растительные масла очищают от веществ, придающих ему аромат.

Таким образом, если растительное масло «рафинированное, дезодорированное, полученное холодным отжимом», то это означает, что масло было выделено отжимом при пониженной температуре (делается для отделения от фракции растительного жира с высокой температурой плавления), после чего его подвергли очистке, в результате которой оно стало прозрачным (без взвешенных веществ) и практически без запаха.

Состав жирных кислот растительных жиров различается в зависимости от вида растения.

Основное отличие растительного жира от животного – большее содержание ненасыщенных жирных кислот (прежде всего олеиновая и линолевая). Так, в подсолнечном масле содержание ненасыщенных жирных кислот составляет более 70%. Среди ненасыщенных жирных кислот отдельно выделяют наиболее важныенезаменимые жирные кислоты (витамин F), такие как линолевая (омега-6) и линоленовые (омега-3) кислоты (сейчас также выделяют омега-9 кислоты, например, олеиновая).

Эти жирные кислоты, в отличие от животных жиров, не могут образовываться в организме человека в результате тех или иных химических реакций метаболизма, но крайне необходимы для нормального функционирования сердечно-сосудистой системы, а также для регуляции процессов воспаления в организме. Таким образом, эти кислоты должны поступать в организм с пищей. Все растительные масла богаты ими в той или иной степени. Однако наиболее ценными источниками этих кислот являются такие растительные жиры, как масло зародышей пшеницы, льняное, рыжиковое, горчичное и соевое масло, масло грецкого ореха.

Другим положительным аспектом растительных масел является практически полное отсутствие холестерина (это верно в отношении любого растительного масла, а не только такого, на этикетке которого написано: «0% холестерина!»). Так что замена животных жиров растительными маслами в какой-то степени способствует снижению содержания холестерина в крови человека, тем самым оказывая дополнительныйпрофилактический эффект для сердечно-сосудистой системы.

Следует отметить, что часто использующиеся в пищевой промышленности нетрадиционные жиры, например, пальмовое масло, в последнее время стали предметом резкой критики из-за его «опасности» для здоровья человека. Это не так. Вред пальмового масла зачастую преувеличен. Вся проблема пальмового масла заключается в том, что оно содержит больше насыщенных жирных кислот, чем другие растительные масла и, соответственно, не является важным источником ненасыщенных жирных кислот. Т. е. пальмовое масло не вредно в прямом смысле слова, оно всего лишь биологически менее ценно, чем, например, оливковое. Но обладает оно и положительными качествами – так, масло становится прогорклым в результате окисления непредельных жирных кислот кислородом воздуха. Если их в жире нет или мало, то окисляться практически нечему. Это свойство часто используется в кондитерской промышленности для увеличения сроков годности. Условно говоря, пальмовое масло – это натуральный аналог маргарина. Как известно, маргарин представляет собой гидрогенизированный растительный жир (из ненасыщенного сделанный насыщенным), а пальмовое масло является насыщенным от природы. Напоминает оно маргарин и внешне.

С другой стороны, есть проблемы с качеством самого пальмового масла. Так, нередко встречается ситуация, когда в страну завозится непищевое (техническое) пальмовое масло. Это позволяет сэкономить на таможенных платежах, кроме того, оно само по себе дешевле. Предполагается, что это масло будет в дальнейшем переработано и доведено до уровня пищевого. Но некоторые недобросовестные производители не утруждают себя этим и используют его как есть. Каким будет вред от такого пальмового масла, можно только догадываться. На этикетке продуктов питания с таким маслом чаще всего пишут просто «растительный жир» или «жир кондитерский», без точного указания растения-источника.

Нельзя сказать, что это характерно не только для пальмового масла – культура пищевого производства у нас в стране пока еще достаточно низкая, и подобные явления характерны для многих компонентов пищевых продуктов.

Транс-жиры — разновидность ненасыщенных жиров, находящихся в транс-конфигурации, то есть имеющих расположение углеводородных заместителей по разные стороны двойной связи «углерод-углерод» (так называемая транс-конфигурация). Гидрогенизированные жиры получают путём гидрогенизации

Транс-изомеры жирных кислот могут быть природными и созданными искусственно. Природные транс-жиры образуются в результате жизнедеятельности бактерий многокамерного желудка жвачных животных и сохраняются в мясных и молочных продуктах в количестве 5-8%. Искусственные транс-изомеры образуются при промышленном отверждении (гидрогенизации) жидких масел.

В 1990-х годах появился ряд публикаций, косвенно указывающих на увеличение риска сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) от потребления транс-изомеров жирных кислот (в частности было заявлено о 20 тыс. смертях ежегодно в США от потребления транс-жиров), что спровоцировало дебаты вокруг этой проблемы в академических кругах.

Исследования последних лет подтвердили положительную корреляцию потребления транс-изомеров жирных кислот с концентрацией ЛПНП и рискомишемической болезни коронарных сосудов сердца. Всемирная организация здравоохранения и мировые эксперты рекомендуют населению уменьшить потребление транс-жиров. Простая мера в виде уменьшения употребления транс-жиров до 1 % в общей энергозатрате организма предупредит 11 000 случаев инфаркта миокарда и 7000 смертельных исходов только в Англии ежегодно.

Существуют тысячи различных изомеров жирных кислот и их изолированное действие на организм более-менее известно только для отдельных изомеров. Некоторые из них оказывают благотворное действие, например руменовая кислота, являющаяся изомером линолевой кислоты и присутствующая в молочном жире. Основной трансизомер молочного и говяжьего жира — вакценовая кислота — может превращаться в организме человека в руменовую.

Также существуют данные о связи транс-жиров с раком, диабетом, болезнями печени, депрессиями и болезнью Альцгеймера.

По рекомендации ВОЗ, организм человека должен получать от трансжиров не более 1% суточной нормы общего энергопотребления (около 2-3 граммов трансжиров). В 2009 году ВОЗ пересмотрела эту рекомендацию и рекомендовала полностью удалить промышленные трансжиры из продуктов питания. Эксперты ВОЗ отмечают, что вопрос о том, нужно ли нормировать натуральные трансжиры, пока остается открытым, ввиду малого числа клинических данных. Состав натуральных трансжиров отличается от промышленных.

Во многих странах промышленные трансжиры либо запрещены либо серьезно ограничены. В России в настоящее время не существует нормы трансжиров в продуктах питания. Согласно Техническому регламенту на масложировую продукцию (ТР ТС 024/2011)^[ с 2015 норма содержания транс изомеров в масложировой продукции не должна превышать 8% (для твердых маргаринов не более 20%), а с 2018 г. - 2%. После принятия Технического регламента Таможенного союза действие национальных ГОСТов ( как ГОСТ 52100-2003 о содержании транс-изомеров в спредах) не является обязательным и носит рекомендательный характер.

Таблица1.1 - Содержания транс-изомеров в различных жирах.

Продукция	Содержание
Молочный жир	2,3 — 8,6 %
Говяжий жир	2,0 — 6,0 %
Саломасы	35 — 67 %
Сырые растительные масла	<0,5 %
Рафинированные растительные масла	<1 %
Мягкие маргарины	0,1 — 17 %
Маргарины для выпечки	20 — 40 %
Кулинарные жиры	18 — 46 %
Спреды	1,5 — 6 %

Таким образом, рассматривая способы получения сырья для производства батончиков мюсли можно сделать заключение, что применяемое в настоящее время сырье не может быть признано предназначенным для здорового питания.