Отримання харчових волокон із зернової сировини, їх види та застосування у технології хлібобулочних виробів

 амфоліти:

- сильні - 0,003 моль/г ХВ ( ХВ люцерни, виноградних  вичавок);

- середні  – 0,001…0,003 моль/г (ХВ цукрового  буряку );

- слабкі  – до 0,001 моль/г ХВ (ХВ оболонок  гороху);

8) За  впливом на обмін речовин:

- ХВ, що  впливають на обмін ліпідів  ( ХВ пшеничних висівок, конюшини, виноградних вичавок);

- ХВ, що  впливають на обмін вуглеводів (пектин, гуар, ХВ берези);

- ХВ, що  впливають на обмін білкових  речовин ( родина лілійних);

- ХВ, що  впливають на обмін мінеральних  речовин і вітамінів (ХВ пшеничних  висівок, цукрового буряку).

9) За  радіозахисни властивостями:

блокатори, тобто ті, що знижують всмоктування (накопичення) радіонуклідів в організмі на певну кількість відсодків:

- слабкі  – до 10% ( ХВ пшеничних висівок,  цукрових буряків);

- середні  – 10..30 % ( целолігнін, холоцелюлоза  люцерни, ХВ столового буряку);

- сильні  – понад 30 % ( альгінати, ламінарія,  зостера, ХВ люцерни, шьнікірки  лимона);

декорпоранти, тобто ті, що виводять радіонукліди:

- слабкі  – до 5 % ( пектинові речовини деяких  видів рослинної сировини;

- середні  – 5 – 20 % ( целолігнін люцерни);

- сильні  – понад 20 % ( морська капуста  – ламінарія).

Властивості харчових волокон:

Харчові волокна мають численні фізіологічні ефекти, які визначають нормальне функціонування організму:

• здатність утримувати воду — перше місце займають волокна пшеничних висівок, далі йдуть волокна моркви і яблук, баклажанів, капусти, груш, зеленого горошку та ін. Утримують воду і тим самим збільшують осмотичний тиск у порожнині шлунково-кишкового тракту, масу та об’єм фекалій, нормалізують електролітичний склад   кишкового   вмісту   внаслідок   чого   стимулюється  моторика  шлунково-кишкового тракту;

•  адсорбційний ефект — зв’язують і виводять з організму жовчні кислоти, адсорбують різноманітні метаболіти, токсини, електроліти, важкі метали та інші ксенобіотики, чим пояснюється їх виражений детоксикаційний ефект;

• джерело енергії — 50 % харчових волокон під дією бактерій розпадається до жирних кислот, діоксиду вуглецю, водню й метану. Мікрофлора товстої кишки, яка перетравлює ферментовані та частково ферментовані волокна, отримує енергетичний та пластичний матеріал для свого росту і проліферації;

• антиканцерогенна дія — зв’язують рецептори та естрогени епітелію молочної залози й товстої кишки, блокуючи проліферацію клітин під дією естрогенів;

• позитивно впливають на обмін ліпідів — забезпечують профілактику серцево-судинних захворювань та ожиріння;нормалізують мікрофлору кишечника — знижується ризик захворювання дисбактеріозом;

•  уповільнюють гідроліз вуглеводів, нормалізують рівень глюкози в крові (знижується ризик захворювання на діабет);

•  нормалізують проходження хімусу кишечником (знижують ризик онкологічних захворювань, запорів, геморою, дивертикульозу);

•  проявляють пребіотичну дію (сприяють бактеріальному синтезу вітамінів В1, В2, В6, РР).

Харчові волокна характеризуються наступними функціональними властивостями:

• висока зв’язуюча й водоутримуюча здатність — 1:3—1:7;

• ефективний загусник;

•  знижує міграцію вологи із начинки в продукт;

•  добрий стабілізатор;

•  надає сипкість сумішам;

•  збагачує продукти баластними речовинами;

•  знижує енергетичну цінність.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Джерела харчових волокон

Джерела клітковини (целюлози) 
Дуже велика кількість (2,5 і більше):

 Знаходиться в здеревянілій частині рослин: побічні продукти переробки зерна, листові і хвойні дерева, тростина, трава, стебла злаків, висівки пшеничні, квасоля, смородина, вівсяна крупа, горіхи, фініки, полуниця, інжир, чорниця, журавлина, малина, родзинки, горобина, аґрус, чорнослив. 
Велика кількість (1-2,0):

 Крупа гречана, перлова, ячна, вівсяні пластівці «Геркулес», лущений  горох, картопля, морква, капуста білокачанна, горошок зелений, баклажани, перець солодкий, гарбуз, щавель, айва, апельсин, лимон, брусниця, гриби свіжі 
Помірна кількість (0,6-0,9):

Хліб житній з сіяного борошна, пшоно, крупа кукурудзяна, зелена цибуля, огірки, буряк, томати, редис, капуста  цвітна, диня, абрикоси, груша, персики, яблука, виноград, банани, мандарини. 
Дуже мала кількість (0,1-0,2):

 Хліб пшеничний з борошна  1-го і вищого сорту, манна  крупа, макарони, печиво.

Джерела геміцелюлоз:

• Арабінами: цукровий буряк, земляний горіх, яблука, цитрусові.
• Ксилани: у вегетативних частинах рослин – насіння, листя.
• Галактани: оболонки зерна, даурська модрина, водорості.
• Манани: водорості, дріжджі,хвойна деревина.
• Фруктами: зерна пшениці, ячменю, топінамбурі, травах. У бактеріях деяких видів.

Джерела лігніну: входить до складу клітинних стінок рослин.

Джерела пектинів: овочі: коренеплоди (буряки, морква), бульбоплоди (картопля), стеблові (селера), плодові (баклажани, томати, бобові), гарбузові (кавуни, дині, кабачки), бобові (горох, квасоля), зернові (кукурудза); плоди: насіннєві (яблука, айва), кісточкові (вишня, черешня).

3. Отримання ХВ із зернової сировини

Сировина	Вологість,%	Зола, %	Речовини, розчинні у спиртобензольній сміші	Полісахариди, що легко гідролізуються	Полісахариди, що важко ролізуються	Пентозани	Уронові кислоти	Пектинові речовини	Лігнін	Сирий протеїн
Плівки пшениці	8,56	14,23	2,68	29,92	28,10	26,33	1,69	0,25	12,02	0,68
Плівки жита	8,50	9,60	4,33	25,99	27,63	24,40	2,36	0,54	16,90	3,82
Плівки вівса	9,29	6,60	2,43	39,55	36,58	29,40	4,4	0,03	13,20	2,01
Плівки ячменю	10,35	6,75	2,35	34,81	39,91	23,85	5,05	0,46	12,43	2,77
Плівки проса	9,91	11,21	2,57	27,05	39,00	21,70	3,52	0,70	17,33	2,30
Плівки рису	9,48	16,01	3,04	24,39	36,30	20,50	4,06	0,84	17,90	2,29
Оболонки гречки	10,72	1,50	1,08	32,95	29,92	25,10	6,30	0,42	31,07	2,08
Оболонки гороху	9,88	2,14	10,84	17,46	55,34	16,35	16,74	2,10	5,80	4,78
Оболонки сої	11.21	3,81	13,86	19,10	45,62	16,77	16,06	1,01	4,10	12,69

У процесі  виробництва борошна (на млинах) і  крупів (на круп’яних заводах) зерно фракціонують, відділяють квіткові плівки, оболонки. Ці компоненти разом з алейроновим шаром і частиною подрібненого ядра формують висівки, м’язгу,лушпиння, мучицю, які раніше йшли в основному на корм тваринам. А нині ці побічні продукти перероблення зерна мають стати і вже стають сировиною для отримання ХВ.

З таблиці  видно, що вологість плівок і оболонок становить 8…11%, вміст мінеральних  речовин – від 1 до 16 %. Кількість  речовин, що гідролізуються легко і  важко, практично однакова, лише в  оболонках гороху і сої речовин, що важко гідролізують, у 2,5..3,5 разів  більше, ніж тих, що гідролізуються .

Під час  виробництва зернового борошна  з виходом 70 % кількість вторинних продуктів сягає 30 %. Ще більше їх утворюється під час виробництва крупи. Основну частину вторинних продуктів дають поверхневі шари зерна, які складаються з целюлози, геміцелюлози і лігніну, тобто з харчових волокон.

Одним із напрямків раціонального використання зерна й підвищення харчової цінності борошна є підвищення його виходу з 70 до 90 %. При цьому в борошні підвищується кількість харчових волокон, сирого протеїну, поліпшується амінокислотний склад борошна (зростає вміст лізину, треоніну, валіну, лейцину, ізолейцину, метіоніну). Поліпшується водо поглинальна здатність борошна, його пружність і якість хліба з нього.

Проте виробництво  тонкоподрібненого борошна з  цільного зерна пшениці потребує додаткових енерговитрат. Борошно з  високим вмістом оболонок і алейронового шару можна отримати змішуванням  сортового борошна і тонко  подрібнених висівок.

Деякі спеціалісти  не рекомендують вживати хліб з борошна 97 % виходу через високий вміст  фітинової кислоти, яка уповільнює резорбцію кальцію, заліза та інших поживних речовин. Хоча цього недоліку можна позбутися, змінивши технологію приготування тіста.

Щоб отримати ХВ із вторинних продуктів перероблення зерна, було запропоновано М. С. Дудкіним нагрівати їх розбавленими водними розчинами (0,5..1,0%) соляної чи сірчаної кислоти при температурі 96…98 °С, що сприяє гідролізу супутнього крохмалю, частини полісахаридів геміцелюлоз і розчиненню низькомолекулярних речовин.

Після від  фільтрування гідролізату отримують  тверді залишки целюлозо-лігніно-геміцелюлозних комплексів, назва можна використовувати  я харчову добавку лікувально-профілактичної дії та вводити у різні харчові  продукти.

Під час  гідролізу у водні розчини  переходять моносахариди, амінокислоти, вітаміни, мінеральні речовини. Ці розчини  є хорошим середовищем для  вирощування дріжджів та інших мікроорганізмів.

ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА ОТРИМАННЯ  ХВ:

 

 

1,0…1,7 %  сірчаної                                       

 кислоти або 0,5 %                                                                                                     

 хлоридної кислоти                                        

                                                                                              

                                                                                     

Гідроксид

 натрію                  

 

БІОЛОГІЧНА ЦІННІСТЬ ХВ:

Загальні фізіологічні ефекти ХВ:

• пригнічення надмірного апетиту, прискорення й підвищення відчуття насичення, зниження рівня споживання енергії, стимуляція моторики ШКТ і його евакуаторної функції; 
• у тонкому кишечнику — позитивні зміни у толерантності до глюкози й відповідна редукція інсулярного викиду, зміна ступеня абсорбції жирів;
• нормалізація обміну речовин, зокрема ліпідного й вуглеводного метаболізму, порушення яких призводить до ожиріння;
• зниження рівня усмоктування Са, Fe, Zn, зростання екскреції жовчних кислот і зниження їх метаболізму, підвищення виділення нейтральних стеринів, зниження рівня холестеролу і деяких ксенобіотиків у крові; 
• у товстій кишці — збільшення маси фекалій, розрідження кишкового вмісту, підвищення його осмотичного тиску та електролітного складу, механічна стимуляція рецепторів стінки кишечнику, прискорення кишкового пасажу, падіння внутрішньопорожнинного тиску;
• збільшення чисельності корисних мікроорганізмів, зміна метаболізму мікрофлори, яка забезпечує організм цінними вторинними нутрієнтами;
• істотне зниження рівня ендогенного гістаміну й інших біогенних амінів, які реалізують алергійні прояви при хворобах травної системи.
• встановлено гіпохолестеринемічний і гіпоглікемічний ефекти харчових волокон. Харчові волокна, прискорюючи перистальтику кишечника, сприяють виведенню з організму холестерину, а також зв'язують і виводять з кишечнику токсичні елементи (важкі метали) і органічні чужорідні речовини, що володіють канцерогенними властивостями.