Возможность применение гречихи в технологии ферментированного солода

Согласно «Распоряжению Правительства Российской Федерации от 25 октября 2010 г. No 1873-р г. Москва», утвержденному председателем правительства Российской Федерации В.В. Путиным, и «Распоряжению Правительства РФ от 30.06.2012 № 1134-р г. Москва», утвержденному председателем правительства Российской Федерации Д.А. Медведевым [3, 4], были приняты основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания населения на период до 2020 года. Основными задачи в области здорового питания являются: развитие отечественного производства пищевых продуктов; обогащение незаменимыми компонентами отечественных продуктов питания, в том числе детского и специализированного; расширение ассортимента пищевых продуктов функционального назначения и диетических (лечебных и профилактических).

В результате решения поставленных задач в области здорового питания планируется:

• •    рост объема производства витаминизированных и минерализованных продуктов массового потребления;

• •    заполнение отечественными производителями 80% рынка специализированных продуктов для детского питания, в том числе диетического (лечебного и профилактического);

• •    сокращение заболеваемости среди детей и молодежи, связанной с питанием (анемия, недостаточность питания, ожирение, болезни органов пищеварения), до 10%. Одним из таких заболевании органов пищеварения является целиакия (глютеновая энтеропатия). Целиакия – иммунная непереносимость проламинов пшеницы, ржи, ячменя [3, 4].

Единственным терапевтическим средством для лиц, страдающих целиакией, является постоянное соблюдение безглютеновой диеты.

Традиционным сырьем для производства ферментированного солода является рожь.

Зерна гречихи по химическому составу близки к зернам ржи (таблица 1) , но в то же время отличаются химическим составом частей зерна (таблица 2) .

Фракционный состав белка зерна гречихи представлен в основном глобулинами и альбуминами, при почти полном отсутствии проламинов и глютелинов. В то время как в составе белка ржи, наоборот, преобладают проламины и глютелины при низком содержании альбуминов и глобулинов (таблица 3) [8].

Таблица 1.

Химический состав зерна гречихи и ржи (в%) [8]

Table 1.

Chemical composition of grain of a buckwheat and rye (%) [8]

Показатель Indicator	Зерно | Grain
	Гречиха Buckwheat	Рожь Rye
Вода | Water	14	14
Белок | Protein	11,6	9,9
Липиды | Lipid	2,3	1,6
Углеводы Carbohydrates	59,5	70,9
Клетчатка Cellulose	10,8	2,9
Зольность | Ash	1,8	1,7

Таблица 2.

Соотношение частей зерна гречихи и ржи (в %)

Table 2.

Ratio of buckwheat and rye grain parts (%)

Часть зерна Part of Grain	Зерно |	Grain
	Гречиха Buckwheat	Рожь Rye
Плодовая оболочка Fruit shell	17–25	5,0–7,0
Семенная оболочка Seed coat	1,5–2,0	1,9–6,0
Алейроновый слой Aleurone layer	4,0–5,0	11,0–12,0
Эндосперм | Endosperm	55,0–65,0	73,0–77,0
Зародыш | Embryo	10,0–15,0	3,5–3,7

Таблица 3.

Фракционный состав белка зерна гречихи и ржи (в % от общего содержания белка)

Table 3.

Fractional composition of buckwheat and rye grain protein (in % of total protein content)

Фракция Fraction	Зерно |	Grain
	Гречиха	Рожь
	Buckwheat	Rye
Альбумины | Albumins	21–24	0,4–0,5
Глобулины | Globulins	42–45	1,7–2,2
Проламины | Prolamins	1,1–1,2	37,2–41,6
Глютелины | Glutelins	10–12	26,6–41,9

Качественные показатели зерен гречихи уступают качественным показателям зерен ржи. Абсолютная масса гречихи ниже абсолютной массы ржи на 27,8%, а способность прорастания практически имеет один уровень с зерном ржи. Содержание крахмала у гречихи ниже на 10,2% содержания крахмала у ржи. Рожь превышает гречиху на 10% по содержанию крахмала, по экстрактивности – на 12,9%, по содержанию белка – на 20% (таблица 4) [8].

Таблица 4.

Качественные показатели зерна [8]

Table 4.

Grain quality indicators [8]

Показатель Indicator	Гречиха Buckwheat	Рожь Rye
Абсолютная масса 1000 зерен, г Absolute weight of 1000 grains, g	23,3	32,3
Содержание белка, % СВ Protein content, % DM	12,0	15,0
Содержание крахмала, % СВ The starch content, % more than	52,5	58,5
Экстрактивность, в % на ВСВ Extractivity, in % on WSS	67,5	77,5
Способность прорастания, % Germination ability, %	92,8	94,3

Такое сырье, как гречиха, может быть использовано для расширения ассортимента отечественного рынка специализированных продуктов (в том числе лечебного и профилактического характера) для категории потребителей, страдающих глютеновой энтеропатией. Также белок зерна гречихи отличается повышенной биологической ценностью. Поэтому разработка технологии производства ферментированного солода из безглютенового сырья является актуальной и имеет научное и практическое значение.

Цель работы – разработка технологии ферментированного солода из зёрен гречихи с целью внедрения его в пивоваренной, безалкогольной, кондитерской, солодовенной, хлебобулочной и других подотраслях пищевой промышленности, а также при разработке продуктов для специального питания.

Техническая задача работы – разработка способа производства ферментированного гречишного солода, позволяющего повысить качество солода за счёт увеличения его пищевой и биологической ценности вследствие увеличения относительной влажности гречихи при замачивании и стадии ферментации, где при оптимальных условиях под действием ферментов идут процессы гидролиза высокомолекулярных соединений – углеводов, белков до сахаров и аминокислот, за счёт которых протекают реакции меланоидинообразования, в результате улучшается цвет, вкус и аромат солода; изменение температурных режимов сушки, а также её продолжительности; получение продукта с профилактическими свойствами.

Материалы и методы

Материалами исследования являлись рожь сорта Восток 2 и гречиха сорта Дикуль. Амилолитическую способность (АС) солода определяли колориметрическим йодометрическим методом, осахаривающую способность (ОС п ) – поляриметрическим методом, протеолитическую (ПС) – рефрактометрическим методом (по Петрову), влажность исследуемых образцов определяли на влагомере термографическом инфракрасном FD-610. Экстрактивность, кислотность и цветность ферментированного солода определяли согласно ГОСТ Р 52061-2003.

Замачивание гречихи и ржи проводили воздушно-водяным способом при температуре 15–16 °С в водопроводной воде до относительной влажности 46–50%, причём воздушные и водяные паузы чередовали каждые 4 ч. Проращивание проводили в течение 6–7 сут при температуре 15–16 °С до достижения максимальной активности гидролитических ферментов амилолитического и протеолитического действия. Подвергали ферментации, для чего оставляли в покое на 12–24 ч до тех пор, пока температура в среднем слое не повысилась до 50–55 °С, ворошили и продували кондиционированным воздухом с такой интенсивностью, чтобы влажность солода была 50–52%, а температура во всех слоях 67–68 °С в течение 5 сут. Сушку проводили с постепенным увеличением температуры от 67–68 °С до 74–75 °С в течение 16 ч до достижения величины влажности 5–6% [6].

Результаты и обсуждение

При проращивании у гречишного солода максимальная амилолитическая способность (АС) достигается на 4-е сут ращения и составляет 20,7 ед./г. Это на 5,8% больше, чем у зерна ржи. На 5-е сут отмечается спад амилолитической активности у ржаного солода на 1,1%, у гречишного – на 2,4% (рисунок 1) .

Duration of germination, days

□ Рожь | Rye □ Гречиха | Buckwheat Рисунок 1. Изменение АС ржаного и гречишного солода от продолжительности проращивания

Figure 1. AA change of rye and buckwheat malt from the duration of germination

Максимальное накопление осахаривающей активности у образцов наблюдается в 3-и сут проращивания и достигает значений в зерне у гречишного – 3,0 ед./г, у ржаного солода – 5,3 ед./г. По сравнению с гречихой осахаривающая способность традиционной культуры выше на 42,9%. На 4-е сут ОСп гречишного солода незначительно снижается на 3,3%, у ржаного солода уменьшается на 2,0% (рисунок 2) [5].

Продолжительность проращивания, сут Duration of germination, days

□ Рожь | Rye □ Гречиха | Buckwheat

Рисунок 2. Величина ОСп свежепроросших солодов

• Figure 2.    The value OSp of fresh-grown malts

Максимальные значения протеолитической активности солодов были достигнуты на 3-и сут ращения: у гречишного – 25,9 ед./г, у ржаного – 22,9 ед./г. По сравнению с зерном гречихи протеолитическая активность ржи ниже на 11,6%. На 4-у сут ращения активность незначительно падает у ржаного снижается на 4,9%, у гречишного – на 2,5% (рисунок 3) [5].

□ Рожь | Rye ■ Гречиха | Buckwheat

Рисунок 3. Величина протеолитической активности свежепроросших солодов

• Figure 3.    The value of proteolytic activity of fresh-grown malts

Свежепроросший солод ферментировали с целью накопления в нем с участием собственных энзимов максимального количества низкомолекулярных углеводов, аминокислот, пептидов, которые вступают в реакцию меланоидинооб-разования с накоплением вкусовых, ароматических и красящих веществ для получения ферментированного продукта.

Амилолитическая активность солода в ходе ферментации продолжает расти и достигает своего максимума: для ржаного солода 22,5 ед./г, для гречишного солода – 24,9 ед./г. После достижения максимума активность идет на спад. К началу сушки значение АС гречишного солода составляет 22,9 ед./г, у ржаного солода – 21,2 ед./г. При сушке снижение активности продолжается. В готовом солоде по сравнению с солодом в начале ферментации АС снизилась у ржаного на 56,2%, у гречишного солода – на 57,2% (рисунок 4) [5].

The beginning of the максимальной активности      Start of drying           The finished malt fermentation         Achieving maximum activity

—♦ • Гречишный солод | Buckwheat malt         ■ Ржаной солод | Rye malt

Рисунок 4. Изменение амилолитической активности в процессе ферментации и сушки солода

Figure 4. Changes in amylolytic activity during fermentation and drying of malt

Характер поведения осахаривающей активности аналогичен амилолитической активности. В начале ферментации осахаривающая активность достигает наибольшего значения: для гречишного – 3,3 ед./г, для ржаного – 5,5 ед./г. После первой стадии ферментации значение ОСп начинает снижаться и к началу сушки оно достигает 5,0 ед./г для ржаного и 2,9 ед./г – для гречишного солода. Во время сушки наблюдается снижение ОСп и в готовом солоде составляет: у гречишного 1,3 ед./г и у ржаного солода 2,5 ед./г. За период процессов термообработки солода осахаривающая способность снизилась для ржаного на 55,2% и для гречишного солода – на 63,0% (рисунок 5).

Значение протеолитической активности идет на спад на всем протяжении томления и сушки. За период процессов термообработки протеолитическая активность снизилась на 77,8% у ржаного и на 73,7% у гречишного солода (рисунок 6) [5].

fermentation         Achieving maximum activity

—♦ • Гречишный солод     ■ Ржаной солод

Рисунок 5. Изменение осахаривающей способности в процессе ферментации и сушки солода

Figure 5. Changes in the saccharifying capacity during fermentation and drying of malt

Рисунок 6. Изменение протеолитической активности в процессе ферментации и сушки солода

Figure 6. Changes in proteolytic activity during fermentation and drying of malt

В ходе проведенных исследований были получены ферментированные гречишный и ржаной солода, показатели которых представлены в таблице 5. Следует отметить, что полученный ферментированный ржаной солод соответствует

II классу ГОСТ Р 52061-2003, а показатели ферментированного гречишного солода ниже, чем показатели ржаного ферментированного солода, потому что АС и ОСп гречишного солода была ниже, чем у ржаного (рисунки 4, 5) .

Таблица 5.

Сравнительная характеристика ферментированного гречишного и ржаного солодов

Comparative characteristics of fermented buckwheat and rye malt.

Table 5.

Наименование показателя Indicator	Ферментированный солод | Malt
	Гречишный | Buckwheat	Ржаной | Rye
Цвет | Color	Коричневый с красноватым оттенком Brown with reddish tint	Темно-коричневый с красноватым оттенком Dark brown with Reddish tint
Вкус | Taste	Сладковатый с кислинкой Sweet and Sour	Сладковатый с кислинкой, напоминающий вкус ржаного хлеба Sweet and sour, reminiscent of the Taste of rye bread
Массовая доля влаги, % Mass fraction of moisture, %	7,0	8,0
Массовая доля экстракта при горячем экстрагировании с вытяжкой из ячменного солода, % Mass fraction of the extract during hot extraction with barley malt extract, %	75	80,0
Кислотность солода, к.ед. The acidity of the malt. units.	30	31
Цвет солода, ц.ед. The color of the malt, TS.ed.	22	9,9

Анализ данных таблицы 5 свидетельствует о том, что происходит уменьшение массовой доли экстракта и увеличение цвета гречишного солода. Это происходит за счет гидролиза высокомолекулярных соединений – углеводов, белков до сахаров и аминокислот, за счёт протекания реакций меланоидинообразования, в результате которых улучшаются цвет, вкус и аромат солода.

Заключение

Применение гречихи в технологии ферментированного солода возможно. Это безглютеновое