Контрольные вопросы:

1. На какие виды подразделяются мясные продукты?

2. Химический состав мяса различных животных.

3. Какая пищевая ценность мяса различных животных?

1.3 Зерномучные продукты

Цель занятия. Изучить виды зерномучных продуктов. Химический состав и значение каждого элемента в приготовлении зерномучных продуктов, а так же влияние их на здоровье человека.

Методические указания. В группу зерномучных продуктов входят такие важнейшие пищевые продукты, как крупа, мука, макаронные изделия и другие. Зерномучные продукты характеризуются высокой пищевой ценностью: они богаты углеводами, белками, минеральными веществами, витамином Е, витаминами группы В и некоторыми другими. Кроме всего, они хорошо усваиваются организмом человека.

Все сельскохозяйственные культуры, возделываемые у нас на зерно, принадлежат к трем ботаническим семействам: злаковых, гречишных, мотыльковых. Особое значение имеют представители семейства злаковых. Основным питательным веществом злаков является крахмал, который составляет от 45% до 65% от массы зерна.

Крупа — важный продукт, получаемый при переработке зерна. Крупы изготовляют из зерна пшеницы, проса, гречихи, ячменя, овса, кукурузы, риса, бобовых и т. д.

Ассортимент круп довольно широк. Из ячменя готовят крупы ячневые и перловые, из проса — пшено шлифованное, из овса — овсяную пропаренную недробленную, плющенную крупу и овсяные хлопья; из гречихи — ядрицу и продел обыкновенные и быстроразваривающиеся, из риса — рис шлифованный и полированный, из кукурузы — дробленые и шлифованные, из пшеницы — манную и полтавскую крупы, из гороха — горох лущеный, цельный и колотый.

Производство круп состоит из ряда последовательных операций: очистки сырья от посторонних примесей, сортировки зерна по крупности, шелушения зерна, разделения полученных после шелушения продуктов. При оценке качества круп определяют следующие показатели: цвет, запах, вкус, влажность, процентное содержание примесей. Каждая крупа должна иметь цвет, свойственный данному виду, например: рис — белый, пшено — желтый, гречневая — белый с желтоватым или сероватым оттенком, овсяная — серовато-белый.

Вкус и запах должны также соответствовать виду крупы, не иметь посторонних запахов и привкусов. Допустимая влажность овсяных круп 12,5%, прочих — не более 14—15%. Крупы широко используют для приготовления первых и вторых блюд, гарниров, фаршей, начинок для пирожков и прочих кулинарных изделий.

Мука представляет собой измельченное зерно. Среди продуктов переработки зерна мука занимает первое место. Муку вырабатывают, главным образом, из пшеницы и ржи, в меньшей степени — из кукурузы, ячменя, гречихи, овса, В зависимости от исходного зерна мука может быть разных видов - пшеничная, ржаная, гречневая и т. д. Помол муки может быть низким и высоким в зависимости от способа измельчения. При низком помоле зерно обычно размалывают сразу на муку. При высоких помолах зерна размалывают постепенно. Высоким помолом может быть получена мука одного или нескольких сортов.

Пшеничная мука выпускается следующих сортов: крупчатка, высший и I сорта, а также обойная.

Важнейшим показателем муки являются ее хлебопекарные качества, т.е. способность поглощать воду и образовывать эластичное, упругое, нерасплывающееся тесто. Эта способность зависит от количества и качества клейковины. При брожении теста клейковина образует как бы каркас, способствуя в дальнейшем получению хорошего разрыхленного хлеба. Чем больше в муке белков, тем она богаче клейковиной. Содержание сырой клейковины в разных сортах муки колеблется от 20 до 40%. Так, в муке I сорта должно быть не менее 30% клейковины. Цвет клейковины, отмытой из муки высоких сортов, белый с небольшим желтоватым или сероватым оттенком, а у низкосортной муки — серый, иногда с коричневым оттенком. Хорошая клейковина имеет упругую консистенцию, не липнет к рукам. Крупы и мука хранятся в мешках на подтоварниках или же в ларях. Помещение должно быть сухим и чистым, температура воздуха до 10 °С, но не выше 20— 25° С.

Макаронные изделия вырабатывают из густозамешанного теста, приготовленного из воды и пшеничной муки, крупчатки высшего и I сортов. Мука должна содержать не менее 32—35% сырой клейковины высокого качества. При изготовлении некоторых лучших сортов макаронных изделий в тесто добавляют яйца в качестве обогатителей. Готовое тесто формуют в виде трубок, нитей или различных фигурок путем штампования, прессования или резания, затем изделия сушат для лучшей сохранности. Различают четыре типа макаронных изделий: трубчатые изделия (макароны, перья, рожки), вермишель, лапша, фигурные изделия (ушки, ракушки, звездочки и т. п.).

Цвет макаронных изделий должен быть однотонным, соответствующим сорту, без признаков непромеса. Макаронные изделия должны иметь свойственные им вкус и запах без посторонних примесей.

Хранят макаронные изделия в сухих чистых помещениях при температуре 10—15° С.

Пищевая ценность муки зависит от вида зерна и степени его обработки. Чем меньше в процессе технологической обработки от муки отделяется отрубей, тем грубее помол зерна, тем темнее по цвету мука. Такая мука называется мукой низших сортов (обойная и мука второго сорта). Мука первого и высшего сорта практически не содержит отрубей, поэтому она белого цвета. Следовательно, чем грубее помол муки, тем больше в ней ценных пищевых веществ. Так, например, в хлебе из муки грубого помола железа в 4 раза больше, чем в хлебе из муки высшего сорта. Полезные балластные вещества – целлюлоза (клетчатка) и гемицеллюлоза – также сконцентрированы в оболочках зерен и в значительной мере утрачиваются при производстве муки. Поэтому содержание клетчатки в хлебе из ржаной и пшеничной муки грубого помола достигает 1,1 – 1,2%, а в пшеничном хлебе высших сортов составляет не более 0,2-0,1%. Хлеб имеет сложный химический состав: уровень белка в ржаном хлебе составляет примерно 5%, а в пшеничном от 7 до 8,5%, но, как любые другие белки растительного происхождения, они недостаточно полноценны – в них мало незаменимых аминокислот – лизина и треонина, впрочем в ржаном хлебе их больше, чем в пшеничном. Аминокислоты – это составные кирпичики белков. Напомним, что незаменимые аминокислоты содержатся преимущественно в мясе. Жира в хлебе мало – от 0,6 до 1,3%. Основной компонент хлеба – углеводы – от 40 до 55%, которые представлены в основном крахмалом. Кроме перечисленных пищевых веществ, в хлебе содержатся ароматизирующие вещества, представленные углеводородом, спиртами, фенолами, эфирами и серосодержащими веществами, образующимися в процессе брожения теста и выпечки хлеба. Свойственный хлебу приятный аромат имеет физиологическое значение – он стимулирует выработку пищеварительных соков и таким образом улучшает переваривание и усвоение содержащихся в продукте питательных веществ. Кроме обычного хлеба , пищевая промышленность производит диетические и дополнительно обогащенные хлебные изделия. Обогащают их специальными добавками – молоком, соей, пшеничными отрубями, минеральными веществами, витаминами группы В, лецитином, морскими водорослями, а также злаками, семечками, маком, патокой и пр. Эти компоненты повышают пищевую и вкусовую ценность продукта, улучшают обменные процессы и процессы пищеварения и в определенной степени являются источниками некоторых витаминов и минеральных веществ. Иногда хлеб не обогащают добавками, а, наоборот, готовят его специальные сорта с ограничением некоторых компонентов. Например, бессолевой хлеб (хлорида натрия в нем 52 мг вместо 400 мг на 100 г); безбелковый, количество белка в нем уменьшено до 0,7; безбелковый и бессолевой. Эти продукты предназначаются, главным образом, людям, страдающим заболеванием почек и сердечно-сосудистой системы. Вырабатываются и другие диетические сорта хлеба – с уменьшенным содержанием крахмала – для больных сахарным диабетом и хлеб с пониженной кислотностью – для больных гастритами и язвенной болезнью. Хлебобулочные изделия – это широкий круг продуктов из сдобного теста, приготовленного из муки, жира, яиц и сахара. При большом количестве сахара и жира хлебобулочные изделия превращаются в кондитерские – торты и пирожные. Кондитерские изделия гораздо калорийнее, чем хлебобулочные, содержат много легкоусвояемых углеводов, жиров, поэтому торты и пирожные гораздо менее полезны, чем хлеб. Химический состав муки определяет ее пищевую ценность и хлебопекарные свойства. Химический состав муки зависит от состава зерна, из которого она получена, и сорта муки. Более высокие сорта муки получают из центральных слоев эндосперма, поэтому в них содержится больше крахмала и меньше белков, Сахаров, жира, минеральных веществ, витаминов, которые сосредоточены в его периферийных частях.

Больше всего как в пшеничной, так и в ржаной муке содержится углеводов (крахмал, моно- и дисахариды, пентозаны, целлюлоза) и белков, от свойств которых зависят свойства теста и качество хлеба.

Углеводы. В муке содержатся разнообразные углеводы: простые сахара, или моносахариды (глюкоза, фруктоза, арабиноза, галактоза); дисахариды (сахароза, мальтоза, раффиноза); крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы, пентозаны.

Крахмал (С₆Н₁₀О₅)_n - важнейший углевод муки, содержится в виде зерен размером от 0,002 до 0,15 мм. Размер и форма крахмальных зерен различны для муки различных видов и сортов. Состоит крахмальное зерно из амилозы, образующей внутренную часть крахмального зерна, и амилопектина, составляющего его наружную часть.

Количественные соотношения амилозы и амилопектина в крахмале различных злаков составляют 1:3 или 1:3,5. Амилоза отличается от амилопектина меньшей молекулярной массой и более простым строением молекулы. Молекула амилозы состоит из 300 - 8000 глюкозных остатков, образующих прямые цепи. Молекула амилопектина имеет разветвленное строение и содержит до 6000 глюкозных остатков. В горячей воде амилопектин набухает, а амилоза растворяется.

В процессе приготовления хлеба крахмал выполняет следующие функции: является источником сбраживаемых углеводов в тесте, подвергаясь гидролизу под действием амилолитических ферментов;

— поглощает воду при замесе, участвуя в формировании теста;

— клейстеризуется при выпечке, поглощая воду и участвуя в формировании мякиша хлеба;

— является ответственным зачерствение хлеба при его хранении.

Процесс набухания крахмальных зерен в горячей воде называется клейстеризацией. При этом крахмальные зерна увеличиваются в объеме, становятся более рыхлыми и легко поддаются действию амилолитических ферментов. Пшеничный крахмал клейстеризуется при температуре 62 – 65 °С, ржаной – 50 – 55 °С.

Состояние крахмала муки влияет на свойства теста и качество хлеба. Крупность и целость крахмальных зерен влияют на консистенцию теста, его водопоглотительную способность и содержание в нем Сахаров. Мелкие и поврежденные зерна крахмала способны больше связать влаги в тесте, легко поддаются действию ферментов в процессе приготовления теста, чем крупные и плотные зерна.

Структура зерен крахмала кристаллическая, тонкопористая. Крахмал обладает высокой способностью связывать воду. При выпечке хлеба крахмал связывает до 80% влаги, находящейся в тесте. При хранении хлеба крахмальный клейстер подвергается «старению» (синерезису), что является основной причиной черствения хлеба. Целлюлозу, гемицеллюлозы, пентозаны относят в группе пищевых волокон. Пищевые волокна содержатся в основном в периферийных частях зерна и поэтому их больше всего в муке высоких выходов. Пищевые волокна не усваиваются организмом человека, поэтому они снижают энергетическую ценность муки, повышая при этом пищевую ценность муки и хлеба, так как они ускоряют перестальтику кишечника, нормализуют липидный и углеводный обмен в организме, способствуют выведению тяжелых металлов.

Пентозаны муки могут быть растворимыми и нерастворимыми в воде. Часть пентозанов муки способна легко набухать и растворяться в воде (пептизироваться), образуя очень вязкий слизеобразный раствор. Поэтому водорастворимые пентозаны муки часто называют слизями. Именно слизи оказывают наибольшее влияние на реологические свойства пшеничного и ржаного теста. Из общего количества пентозанов пшеничной муки лишь 20 - 24% являются водорастворимыми. В ржаной муке водорастворимых пентозанов больше (около 40%). Пентозаны, нерастворимые в воде, в тесте интенсивно набухают, связывая значительное количество воды.

Белки – это органические высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот. В молекуле белка аминокислоты соединены между собой пептидными связями. Разнообразие белков определяется последовательностью размещения остатков аминокислот в полипептидной цепи (

В состав белков пшеничной и ржаной муки входят белки простые (протеины), состоящие только из аминокислотных остатков, и сложные (протеиды). Сложные белки могут включать ионы металлов, пигменты, образовывать комплексы с липидами, нуклеиновыми кислотами, а также ковалентно связывать остаток фосфорной или нуклеиновой кислоты, углеводов. Их называют металлопротеиды, хромопротеиды, липопротеиды, нуклеопротеиды, фосфопротеиды, гликопротеиды.

Технологическая роль белков муки в приготовлении хлеба велика. Структура белковых молекул и физико-химические свойства белков определяют свойства теста, влияют на форму и качество хлеба. Белки обладают рядом свойств, которые особенно важны для приготовления хлеба.

Содержание белковых веществ в пшеничной и ржаной муке колеблется от 9 до 26% в зависимости от сорта зерна и условий его выращивания. Для белков характерны многие физико-химические свойства, из которых более всего важны растворимость, способность к набуханию, к денатурации и гидролизу.

По растворимости белки разделяют на альбумины – растворимые в воде, проламины – растворимые в спирте, глютелины – растворимые в слабых щелочах и глобулины - растворимые в солевых растворах. Белки пшеничной и ржаной муки представлены в основном проламинами (глиадин) и глютелинами (глютенин). Содержание этих белков составляет 2/3 или 3/4 от всей массы белков муки.

Глиадин и глютенин в воде нерастворимы и поэтому при отмывании клейковины являются основными ее компонентами. В связи с этим их называют клейковинными белками. Эти белки находятся в эндосперме зерна и поэтому их больше содержится в муке высших сортов. Альбумин и глобулин содержатся в белке зародыша и алейронового слоя зерна, поэтому их больше содержится в муке низких сортов.

В сырой клейковине содержится 65 - 70% влаги и 35 - 30% сухих веществ, в сухой клейковине 90% белков и 10% крахмала, жира, сахара и других веществ муки, поглощенных белками при набухании. Количество сырой клейковины колеблется в широких пределах (15 - 50% от массы муки). Чем больше белков содержится в муке и чем сильнее их способность к набуханию, тем больше получится сырой клейковины. Качество клейковины характеризуется цветом, эластичностью (способность клейковины восстанавливать свою форму после растягивания), растяжимостью (способность растягиваться на определенную длину) и упругостью (способность оказывать сопротивление при деформации).

Количество клейковины и ее свойства определяют хлебопекарное достоинство муки и качество хлеба. Желательно, чтобы клейковина была эластичной, в меру упругой и имела среднюю растяжимость.

Значительная часть белков муки в воде не растворяется, но хорошо в ней набухает. Белки особенно хорошо набухают при температуре около 30° С, поглощая при этом воды в 2 - 3 раза больше их собственной массы.

Необратимая денатурация (изменение естественной структуры белка) происходит под действием некоторых реагентов или при нагревании свыше 60° С. Денатурированный белок теряет способность к растворимости и набуханию. Начальную стадию денатурации белков иногда специально вызывают при сушке и горячем кондиционировании зерна, чтобы несколько укрепить слабую клейковину. Значительная денатурация портит хлебопекарные свойства белковых веществ (клейковина становится неэластичной и короткорвущейся). Во время выпечки хлеба белки денатурируются полностью, свернувшийся белок образует при этом прочный каркас, закрепляющий форму изделия.

Под действием протеолитических ферментов сложная структура белковой молекулы упрощается, уменьшается ее способность к набуханию, увеличивается растворимость белков. Белки ржаной муки по составу и свойствам отличаются от белков пшеницы. Около половины ржаных белков растворимы в воде или в растворах солей. Белки ржаной муки имеют большую пищевую ценность, чем пшеничные (содержат много незаменимых аминокислот), однако технологические свойства их значительно ниже.

Белковые вещества ржи клейковину не образуют. В ржаном тесте большая часть белков находится в виде вязкого раствора, поэтому ржаное тесто лишено упругости и эластичности, свойственных пшеничному тесту.

Жиры являются сложными эфирами глицерина и высших жирных кислот. В состав жиров муки входят главным образом жидкие ненасыщенные кислоты (олеиновая, линолевая и линоленовая). Содержание жира в разных сортах пшеничной и ржаной муки 0,8 - 2,0% на сухое вещество. Чем ниже сорт муки, тем выше содержание жира в ней.

К жироподобным веществам относятся фосфолипиды, пигменты и некоторые витамины. Жироподобными эти вещества называются потому, что они, как и жиры, в воде не растворяются, но растворимы в органических растворителях.

Фосфолипиды имеют сходное с жирами строение, но, кроме глицерина и жирных кислот, содержат еще фосфорную кислоту и азотистые вещества. В муке содержится 0,4 - 0,7% фосфолипидов. Красящие вещества муки (пигменты) состоят из хлорофилла и каротиноидов. Хлорофилл, содержащийся в оболочках, - вещество зеленого цвета, каротиноиды имеют желтую и оранжевую окраску. При окислении каротиноидные пигменты обесцвечиваются. Это свойство проявляется при хранении муки, которая светлеет в результате окисления кислородом воздуха каротиноидных пигментов.

Ферменты – вещества белковой природы, способные катализировать (ускорять) различные реакции. Ферменты вырабатываются живыми клетками в ничтожных количествах, однако ввиду высокой активности вызывают изменения в огромной массе вещества. Действие ферментов специфично. Каждый фермент катализирует только определенную реакцию для одного вещества, а чаще для группы веществ сходного строения.

Все ферменты чувствительны к температуре и реакции среды. Для каждого фермента существует значение температуры и кислотности среды, при которых он наиболее активен (оптимальные условия). При определенных значениях температуры и кислотности фермент разрушается (инактивируется). Нагревание до 70 – 80 °С разрушает почти все ферменты, они свертываются и теряют каталитические свойства. На активность многих ферментов влияет присутствие определенных химических веществ. Некоторые из них активируют ферменты (активаторы), другие – снижают их активность (ингибиторы).

В зерне находятся разнообразные ферменты, сосредоточенные главным образом в зародыше и периферийных (краевых) частях зерна. Поэтому в муке низших сортов содержится больше ферментов, чем в муке высших сортов. Ферментная активность разных партий одного и того же сорта муки неодинакова. Она зависит от условий произрастания, хранения, сушки и кондиционирования зерна. Активность ферментов проросшего зерна повышенная. Прогревание зерна при высушивании или кондиционирование снижают ферментную активность. В процессе хранения зерна и муки она также несколько уменьшается.

Ферменты активны только в растворе, поэтому при хранении сухого зерна и муки их действие почти не проявляется. После замеса полуфабрикатов многие ферменты начинают катализировать реакции разложения сложных веществ муки. Активность, с которой происходит разложение сложных нерастворимых веществ муки на более простые водорастворимые вещества под действием ее собственных ферментов, называется автолитической активностью (автолиз - саморазложение).

Автолитическая активность муки - важный показатель ее хлебопекарных свойств. Как низкая, так и высокая автолитическая активность муки отрицательно влияют на качество теста, хлеба. Желательно, чтобы автолитический процесс разложения белков и крахмала теста происходил с определенной, умеренной скоростью. Для того чтобы регулировать автолитические процессы в производстве хлеба, необходимо знать свойства важнейших ферментов муки, действующих на белки, крахмал и другие компоненты муки.

Протеолитические ферменты (протеиназы). Протеолитичёские ферменты действуют на белки и продукты их гидролиза. В зерне и муке всегда содержатся протеиназы, активность которых обычно невысока. Считают, что зерновые протеиназы не разрушают полностью белковую молекулу, но изменяют ее сложную структуру, отчего меняются свойства белков и теста. Значительно активны протеиназы зерна проросшего, не созревшего и в особенности зерна, пораженного клопом-черепашкой. Повышенная активность протеиназ ухудшает качество клейковины, лишает ее эластичности, упругости и способности к набуханию. Умеренное воздействие протеиназ на белки необходимо для «созревания» теста. Клейковина становится более пластичной, что улучшает структуру пористости и повышает объем хлеба.

Зерновые протеиназы наиболее активны в слабокислой среде при температуре 45 - 47° С. Активность протеиназ значительно снижается в присутствии окислителей, например иодата калия (KJO₃), который применяется для улучшения качества хлеба при переработке слабой муки, а также при добавлении поваренной соли. Активность протеиназ значительно увеличивается в присутствии восстановителей, например глютатиона, который содержится в дрожжах и способен улучшить качество хлеба при переработке муки с чрезмерно крепкой, крошащейся клейковиной.

Липаза всегда содержится в муке, она катализирует расщепление жиров на глицерин и жирные кислоты. Липаза имеет большое значение при хранении муки, так как увеличение кислотности муки при хранении связано главным образом с действием этого фермента.

Липоксигеназа окисляет жирные ненасыщенные кислоты муки в присутствии кислорода до пероксидов (перекисей), которые способствуют увеличению силы муки при ее хранении.

О-дифенолоксидаза (полифенолоксидаза) окисляет фенолы в хиноны, которые конденсируясь, превращаются в меланины. Цвет образовавшихся меланинов зависит от их молекулярной массы. Чем крупнее молекула, тем темнее окраска. По мере увеличения молекулярной массы цвет меняется от розового до черного.

Меланины вызывают потемнение теста и мякиша хлеба при переработке некоторых партий муки.

Таблица 4 – пищевая ценность зерномучных продуктов

Наименование продукта	Энергетическая ценность, ккал / 100 гр.
Хлеб ржаной	214
Хлеб пшеничный из муки I сорта	254
Сдобная выпечка	297
Баранки	312
Сушки	330
Сухари пшеничные	331
Сухари сливочные	397
Мука пшеничная высшего сорта	327
Мука пшеничная I сорта	329
Мука пшеничная II сорта	328
Мука ржаная	326