Изменение липидного комплекса и кислотности овсяной и перловой круп, обогащенных в ультразвуковом поле

В настоящее время в России каши быстрого приготовления и обогащенные крупы набирают всё большую популярность среди людей, ведущих активный образ жизни. Постоянный растущий интерес к крупяным продуктам быстрого приготовления обусловлен увеличением доли городского населения, озабоченного здоровым образом жизни и нехваткой свободного времени [3].

В условиях Красноярского государственного аграрного университета были проведены опыты с целью получения обогащенных микроэлементами крупяных продуктов из ячменя и овса со сниженным временем приготовления. Причем процесс обогащения шел в растворе солей железа и цинка под действием ультразвукового поля с частотами 35 и 42 кГц.

Несомненна актуальность получения новых обогащенных крупяных продуктов при современной картине острого недостатка минеральных элементов. Новая технология позволит создавать продукты питания с заданными характеристиками минерального состава, инженеры смогут прогнозировать характеристики будущих круп и, следовательно, создавать определенный продукт под определенные задачи.

Жиры – один из основных источников энергии в рационе любого живого существа. Содержание липидов в крупяных продуктах в целом не является доминирующим и составляет 0,5–6,5 г на 100 г продукта. Но учитывая тот факт, что крупы и каши из них занимают прочные позиции в рационе, то и их потребление достаточно велико.

Также содержание жиров и продуктов их распада в пищевых продуктах является решающим фактором при хранении. В связи с этим было принято решение исследовать изменение в содержании жиров в процессе акустической кавитационной обработки крупяных продуктов в минеральных растворах. Измерения производились, начиная с 10 до 30 мин, с шагом в 5 мин при различных начальных температурах обогащающего раствора. Полученные эмпирические данные представлены на рис.1–4.

■ Начальное содержание

■ 10 минут ■ 15 минут ■ 20 минут ■ 25 минут ■ 30 минут

Рис. 1. Изменение содержания жира овсяной крупой при обработке ультразвуком с частотой 35 кГц

■ Начальное содержание

■ 10 минут ■ 15 минут ■ 20 минут ■ 25 минут ■ 30 минут

Рис. 2. Изменение содержания жира овсяной крупой при обработке ультразвуком с частотой 42 кГц

Начиная с первого временного этапа обработки, наблюдается уменьшение содержания жиров в овсяной крупе. Так, данный показатель понизился с отметки в 4,93 % до 4,76 % и 4,72 % для частот в 35 и 42 кГц соответственно уже за первые 10 мин обработки с начальной температурой в 250С . Если же брать мак- симальные исследуемые условия обработки, то данный показатель снижает свое значение на 29,4 и 35,9 % соответственно для частот в 35 и 42 кГц, вероятно, это происходит из-за повышения влажности продукта и непосредственно от влияния ультразвукового поля и кавитации.

■ Начальное содержание ■ 10 минут ■ 15 минут ■ 20 минут ■ 25 минут 30 минут

Рис. 3. Изменение содержания жира перловой крупой при обработке ультразвуком с частотой 35 кГц

Начальная температура, 0С

• ■ Начальное содержание ■ 10 минут ■ 15 минут ■ 20 минут ■ 25 минут ■ 30 минут

Рис. 4. Изменение содержания жира перловой крупой при обработке ультразвуком с частотой 42 кГц

Также заметно влияние температуры. Распад жиров с ее изменением в сторону увеличения также интенсифицируется. Причем, чем продолжительней время обработки и выше начальная температура, тем разрушение идет быстрее. Естественно, что повышение общей температуры под действием кавитации так же убыстряет процесс распада.

Общая тенденция изменения содержания жиров в перловой крупе совпадает и с тенденцией уменьшения содержания этого нутриента и в овсяной крупе, однако есть и некоторые различия. Изначально перловая крупа относительно овсяной была менее богата жирами, в процессе же обработки эта разница еще более усиливалась. Так, уже при минимальных значениях данный показатель снижается на 9,3 и 11,6 % для частот в 35 и 42 кГц соответственно уже за первые 10 мин. При повышении характеристик различных факторов обработки процесс расщепления еще более интенсифицируется и при рассмотрении максимальных исследуемых воздействующих характеристик составляет 63,6 и 72,1 % соответственно для частот в 35 и

• 42 кГц. Данную разницу можно объяснить изначально меньшим содержанием жиров, а также их качеством и различиями в технологиях производства перловой и овсяной круп.

Кислотность – важнейший показатель для крупяного продукта, потому как наряду с микробиологическими характеристиками это один из основных факторов порчи. При распаде жиров кислотность крупяных продуктов должна была измениться. В связи с этим определение кислотности получившихся продуктов стало одной из первостепенных задач. Полученные результаты приведены в табл. 1–2.

Изменение кислотности овсяной крупы

Изменение кислотности перловой крупы

Таблица 1

Температура, 0С	Частота, кГц	Время, мин
		0	10	15	20	25	30
25	35	4,2	5,1	4,8	4,6	4,4	4,4
	42		5,1	4,7	4,5	4,4	4,5
30	35		5,1	4,9	4,7	4,5	4,6
	42		5,2	5	4,9	4,7	4,8
35	35		5,3	5,1	5	4,9	5,1
	42		5,3	5,2	5,1	5	5,1
40	35		5,4	5,2	5,1	5,1	5,2
	42		5,5	5,2	5,1	5,1	5,3
45	35		5,5	5,3	5,2	5,2	5,3
	42		5,6	5,4	5,2	5,3	5,3
50	35		5,5	5,4	5,5	5,6	5,7
	42		5,6	5,5	5,5	5,6	5,8
55	35		5,6	5,6	5,7	5,9	6,1
	42		5,8	5,7	5,9	6,1	6,4
60	35		5,7	5,8	5,9	6,2	6,4
	42		6	6,1	6,3	6,5	6,8

Таблица 2

Температура, 0С	Частота, кГц	Время, мин
		0	10	15	20	25	30
25	35	3,1	3,8	3,7	3,5	3,4	3,8
	42		3,9	3,8	3,5	3,5	3,9
30	35		3,9	3,7	3,6	3,5	3,8
	42		4	3,7	3,5	3,5	3,9
35	35		4	3,8	3,6	3,6	3,9
	42		4,1	3,9	3,7	3,6	3,9
40	35		4	3,9	3,7	3,7	4
	42		4,1	3,8	3,7	3,8	4
45	35		4,1	3,9	3,8	3,8	4
	42		4,2	3,9	3,8	3,9	4,1
50	35		4,2	3,9	3,9	4	4,3
	42		4,3	4	3,9	4,1	4,5
55	35		4,4	4,1	4,2	4,3	4,6
	42		4,6	4,2	4,2	4,5	4,7
60	35		4,6	4,3	4,4	4,7	5,1
	42		4,8	4,4	4,5	4,9	5,4

По полученным значениям можно сделать вывод, что в начале процесса кислотность продуктов возрастает, затем же начинает убывать, однако при обработке на режимах с высокими характеристиками про- цесс понижения кислотности останавливается, а затем показатель опять идет в рост. Первоначальное увеличение кислотности с последующим падением можно объяснить тем, что в начале процесса образуются свободные радикалы, главным образом, ОН-, окисляющие систему, затем же в процессе обработки водород улетучивается, растет число гидроксильных групп, что ведет за собой уменьшение кисло- ности [1,2,4]. Но при обработке на режимах с высокими характеристиками идет активное расщепление жиров, и высвободившиеся кислоты опять подкисляют среду.

В соответствии с проведенными исследованиями можно говорить о том, что при акустической обработке крупяных продуктов в водной среде содержание липидов неукоснительно снижается, причем, чем выше температура или длительность протекания процесса, тем разрушение жиров идет интенсивнее. Наряду с разрушением жиров происходит процесс увеличения кислотности круп. Данный процесс является нежелательным, так как в конечном итоге сокращает срок хранения продуктов, следовательно, при промышленной выработке таких круп следует пользоваться режимами с менее агрессивными характеристиками.