Разработка новых продуктов переработки ржи и создание функциональных продуктов питания на их основе

Стратегической задачей современной пищевой технологии является функциональное питание, обеспечивающее поддержание и активизацию жизненно важных функций человека, повышение общей сопротивляемости организма агрессивным условиям среды жизнедеятельности. Особую роль в функциональном питании ученые отводят злаковым культурам и продуктам их переработки. Рожь является важнейшей продовольственной культурой, особенно в районах с ограниченным возделыванием пшеницы. Она имеет ряд преимуществ содержит больше пищевых волокон за счет высокого содержания гемицеллюлоз, которые снижают риск кардиологических заболеваний и злокачественных новообразований прямой кишки, регулируют физиологические и биохимические процессы в органах пищеварения, улучшают моторную деятельность кишечника. В России издавна считали, что употребление изделий из ржаной муки помогает противостоять депрессии и способствует повышению жизненного тонуса. В тибетской медицине зерно ржи использовали как слабительное, очищающее и отхаркивающее средство [1]. Отличительной особенностью ржи является высокое содержание слизей (2,5-7,2%), которые положительно влияют на состав микрофлоры кишечника, выводят радионуклиды, желчные кислоты, уменьшают содержание холестерина за счет связывания с ним [11]. Также слизи легко набухают в воде и дают чрезвычайно вязкие растворы, вязкость которых в несколько раз выше вязкости раствора желатина той же концентрации [11].

В настоящее время производство ржи, ее переработка и потребление продуктов из нее заметно снизились. Согласно рекомендации Института питания РАМН, в среднем на душу населения необходимо из общей массы муки использовать 35-45% ржаной муки в год. Фактическое же потребление в несколько раз ниже. В большей степени это связано с узким ассортиментом ржаных продуктов и относительно невысокими потребительскими свойствами.

В связи с этим разработка новых технологий продуктов переработки зерна ржи и создание на их основе функциональных продуктов питания, соответствующих современным требованиям, является актуальной задачей.

Для исследований была взята рожь рядовая и сортовая «Онохойская» разных годов урожая, выращенная в Республике Бурятия. В работе использовались стандартные и общепринятые методики.

Авторами были разработаны ресурсосберегающие технологии продуктов переработки зерна ржи, которые позволяют получить новые продукты, обладающие хорошими потребительскими и одновременно функциональными свойствами.

Одной из таких технологий является технология ржаной муки «Житная», базирующаяся на научно обоснованных режимах влаготепловой обработки (ВТО), заключающейся в увлажнении зерна, отволаживании и обработке в аппарате с конвективно-кондуктивным способом передачи тепла. Новизна технических решений подтверждена патентом [9]. Как показали исследования, при оптимальных режимах ВТО зерно ржи резко изменяет свой цвет -исчезают серые, зеленые и темно-коричневые оттенки, зерно становится ровного светлокоричневого цвета. Оптимальные режимы ВТО существенно изменяют структурномеханические, биохимические свойства и химический состав зерна. Происходят умеренная декстринизация крахмала, увеличение содержания декстринов и сахаров, снижение содержания клетчатки, частичная денатурация белков, что повышает перевариваемость и усвояемость пищевых продуктов из такого зерна. Часть крахмала при ВТО теряет свою первоначальную структуру и образует амилозу, которая придает крахмалу резистентные свойства [10]. ВТО приводит к снижению грибковой и бактериальной микрофлоры на 99%, что увеличивает продолжительность хранения муки. Исследования показали, что с повышением температуры обработки общий выход муки увеличивается на 3-19% по сравнению с традиционным холодным кондиционированием, а белизна муки снижается, что связано с попаданием в муку периферийных частей зерна. Однако это происходит без ухудшения потребительских свойств муки до определенного предела. Она приобретает светло-кремовый цвет без сероватых оттенков. В результате разрыхления эндосперма при его тепловой обработке в аппарате конвективно-кондуктивным способом передачи тепла происходит снижение затрат энергии на измельчение на 2,5-8% при помоле муки.

На основе проведенных исследований разработана технология новых продуктов переработки ржи: мука «Житная №1», «Житная №2» и «Житная» (рис. 1).

Рис. 1. Технологическая схема получения ржаной муки «Житная»

В таблице 1 приведены выход и качество ржаной муки из термообработанного зерна. Новые сорта ржаной муки отличаются от традиционной светло-кремовым цветом, приятным ароматом, большим содержанием минеральных веществ, пищевых волокон.

Было доказано, что мука «Житная №1» может быть использована как улучшитель при производстве пшеничного хлеба из муки 1-го сорта с содержанием ее в рецептуре до 30%. На основе муки «Житная» разработана технология ржано-пшеничного хлеба из смеси с мукой 1 сорта в соотношении 50:50, без использования заквасок.

Таблица 1 Выход и показатели качества муки

Показатель	«Житная № 1»	«Житная № 2»	«Житная»	Сеяная
Общий выход муки, %	55,3±1,3	16,9±0,7	72,2±1,5	63
Зольность, % на с.в.	0,88	1,68	1,07	не>0,75
Белизна, ед.прибора БПЛ	37	-	22	не<50
Белок, % на с.в.	9,5	12,9	10,2	8,7
Крахмал, % на с.в.	70,9	57,2	67,7	75,4
Декстрины, %	0,98	0,77	0,93	-
Клетчатка, % на с.в.	0,77	1,17	0,86	0,58
Жиры, % на с.в.	1,7	2,3	1,86	1,64
Пектины, % на с.в.	0,57	0,78	0,60	-
Число падения, с	330	308	326	не<160

Медико-биологические исследования, проведенные в Институте общей и экспериментальной биологии СО РАН на молодняке белых крыс линии Wistar, показали, что мука, отруби из термообработанной ржи и хлеб с добавлением такой муки обладают функциональными свойствами, так как снижают содержание сахара в крови и стимулируют прирост массы тела у молодняка.

Использование ВТО с конвективно-кондуктивным нагревом зерна позволило разработать технологию еще одного нового продукта из зерна ржи – целой ржаной крупы 2-х номеров, при этом оптимальные режимы обработки соответствовали тем, что использовались при получении житной муки. Технология целой крупы включает очистку зерна от примесей, очистку поверхности зерна, влаготепловую обработку, шелушение, шлифование и сортирование продуктов шелушения в рассевах [2]. Целую ржаную крупу разделили на 2 сорта, их различия связаны с разными режимами влаготепловой обработки и шелушения (табл. 2, 3).

Таблица 2

Показатели качества и выход целой ржаной крупы

Показатели качества	Сорт крупы
	«Стимул»	«Аппетитная»
Цвет	светло-бежевый, однотонный	светло-желтый, однотонный
Запах	ярко выражен запах обжаренного зерна	ярко выражен запах обжаренного зерна
Вкус	обжаренного зерна, чувствуется наличие оболочек	обжаренного зерна, мягкий
Влажность, не более, %	8,0	8,0
Крупность: Крупа №1, проход сита 2,2х20, не более, % Крупа №2, проход сита 2,0х20, не более, %	0,5 0,5	0,5 0,5
Содержание зеленых зерен	не допускается	не допускается
Содержание желтых зерен, не менее, %	30	90
Содержание зерен со снятой верхушкой, не менее, %	75	100
Выход крупы, %	93,5	88,0

Таблица 3

Химический состав и энергетическая ценность новых видов круп

Показатели	Крупа «Стимул»	Крупа «Аппетитная»
Крахмал, % на с.в.	66,70	70,18
Белок, % на с.в.	9,48	8,56
Жир, % на с.в.	1,22	0,95
Зольность, % на с.в.	1,68	1,55
Клетчатка, % на с.в.	1,77	0,86
Энергетическая ценность, ккал	293,21	302,5

Исследования химического состава и потребительских свойств показали, что крупа, полученная при температуре влаготепловой обработки 140° С и при шелушении 3 мин, содержит больше белка, жира, клетчатки и минеральных веществ и имеет удовлетворительные кулинарные свойства. Эта крупа получила название «Стимул» и может быть рекомендована для людей, ведущих активный образ жизни.

Крупа, полученная при температуре обработки 160° С и при шелушении 7 мин, содержит больше крахмала, декстринов и меньше клетчатки, имеет приятный аромат и привлекательный внешний вид, поэтому получила название «Аппетитная». Целая ржаная крупа, полученная из термообработанного зерна, может быть отнесена к быстроразваривающейся, поскольку время варки составляет всего 5-10 мин, что значительно ниже времени варки обычных круп. Так, например, для пшена оно составляет 30 мин, а для перловой крупы – 120180 мин [2].

Ассортимент крупяных продуктов из ржи, наряду с целой крупой, пополнила дробленая ржаная крупа 2-х номеров. Эта крупа получена с помощью ресурсо- и энергосберегающей технологий, которая позволяет сохранить биологически ценные периферийные части зерна и одновременно улучшить санитарно-гигиенические и потребительские характеристики, сократить протяженность технологического процесса, не снижая общего выхода продукции [4, 5, 8]. Благодаря этой технологии ржаная крупа обладает функциональными свойствами, подтвержденными медико-биологическими исследованиями на базе Института общей и экспериментальной биологии СО РАН, которые показали, что ее потребление сдерживает повышение уровня сахара в крови и оказывает благоприятное влияние на липидный обмен у животных, в связи с чем продукты на ее основе могут быть рекомендованы для профилактики сахарного диабета, атеросклероза и заболеваний, связанных с избыточным весом [4].

Таблица 4

Химический состав и пищевая ценность продуктов переработки ржи

Показатели	Крупа №1	Крупа №2	Новый сорт муки
Крахмал, %	58,7±1,8	63,6±1,2	73,1±1,5
Белок, %	14,5±0,5	10,6±0,7	7,6±0,2
Клетчатка, %	1,99±0,06	1,66±0,03	0,75±0,02
Пектины, %	0,12±0,04	0,05±0,01	-
Жир, %	2,12±0,06	1,55±0,04	2,1±0,06
Зольность, %	1,74±0,05	1,34±0,02	1,27±0,03
Общие сахара, %	5,18±0,42	5,48±0,36	-
Витамины, мг В1	0,53±0,07	0,43±0,05	-
В 2	0,13±0,05	0,071±0,006	-
Степень перевариваемости белков, %	56,9±1,7	59,4±1,6	-
Коэффициент удовлетворения в балластных веществах	0,98	0,70	0,3
Энергетическая ценность, ккал	284,6±8,5	284,4±6,8	301±7,2
Белизна, ед. прибора БПЛ-3	-	-	11±2

Использование новых продуктов переработки ржи при создании функциональных продуктов питания является одним из путей решения проблем сохранения здоровья и улучшения жизни человека. Организация целевого питания подразумевает создание продуктов с определенными свойствами и составом. Этим требованиям отвечают комбинированные продукты функционального питания, которые открывают широкие возможности для повышения пищевой и биологической ценности создаваемых продуктов. Особую важность имеют кисломолочные продукты в комбинации с различными зерновыми компонентами. В качестве последних могут использоваться продукты переработки ржи, в частности ржаная крупа. В качестве заквасочной флоры в кисломолочном биопродукте могут использоваться бифидобактерии, поскольку они составляют основу нормального микробиоценоза кишечника человека, принимают непосредственное участие в процессе пищеварения и витаминообразования. Экспериментально было установлено, что дробленая ржаная крупа является стимулятором роста бифидобактерий, интенсифицирует процесс брожения и сокращает продолжительность ферментации кисломолочного продукта (рис. 2).

Рис. 2. Влияние времени ферментации на содержание молочной кислоты и количество клеток бифидобактерий

• контроль

—■— Опыт

В результате проведенных исследований была разработана технология кисломолочного бифидосодержащего биопродукта «Энерджи синбиотик» с использованием ржаной крупы, который обогащен пищевыми волокнами, обладает хорошими потребительскими и структурно-механическими характеристиками и позволяет расширить ассортимент функциональных кисломолочных продуктов, обладающих синбиотическими свойствами [6, 7].

Кроме того, были проведены исследования по использованию дробленой ржаной крупы в приготовлении бурятского национального блюда «саламат». Традиционно саламат готовят из пшеничной или ржаной муки с использованием очень жирных сливок или сливочного масла. Авторами была разработана рецептура саламата, приготовленного с использованием ржаной крупы, который имеет отличные вкусовые свойства, обладает высокой пищевой ценностью, обогащен натуральными пищевыми волокнами и имеет сравнительно невысокую энергетическую ценность (табл. 5) [3].

Таблица 5

Показатели качества саламата

Показатели	Значение
Массовая доля сухих веществ, %	44
Массовая доля жира, %	26,54
Массовая доля белка, %	4,76
Массовая доля углеводов, % в т. ч. пищевые волокна	10,99 0,16
Кислотность, °Т	72
Энергетическая ценность, ккал	293,6

Принимая во внимание функциональные свойства ржи, в настоящее время все чаще включают традиционную ржаную муку обдирную в рецептуру макаронных изделий.

Авторами на основе исследования влияния ввода ржаных продуктов на качество макаронных изделий были разработаны рецептуры макаронных изделий с содержанием от 5 до 25% ржаной муки «Житная» и «Житная №1», а также с содержанием ржаной дробленой крупы до 15%. Полученные макаронные изделия полностью соответствуют требованиям ГОСТа по физико-химическим характеристикам (сохранность формы, переход сухих веществ в варочную воду и др.) и отличаются от макаронных изделий, содержащих обдирную муку с более светлым оттенком.

Проведенные исследования позволили разработать следующие технологии и виды продукции: муку из термообработанного зерна ржи «Житная №1», «Житная №2» и «Житная», крупу ржаную целую «Стимул» и «Аппетитная», крупу дробленую ржаную №1 и №2, кисломолочный биопродукт «Энерджи синбиотик» и саламат с низкой калорийностью на основе дробленой ржаной крупы и макаронные изделия с использованием новых видов ржаной муки и дробленой ржаной крупы.