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

Позитивний  вплив ХВ, зокрема гуару, при цукровому діабеті забезпечує їх здатність модифікувати вуглеводний обмін, уповільнювати всмоктування простих вуглеводів. Пектин і гуар уповільнюють ресорбцію цукру, стимулюють гліколіз і змінюють інкрецію інсуліну та гормонів травного тракту.

Цей гіпоглікемічний  ефект цілеспрямовано використовують у дієті. Проносний ефект виникає завдяки скороченню часу транзиту й збільшенню маси фекалій. Він властивий будь - яким речовинам, що складаються із часток, резистентних до ферментного травлення, напр. «груба клітковина» пшеничних висівок. Багата харчовими волокнами їжа, як правило, менш калорійна, містить мало жиру,

 але  достатньо вітамінів і мінеральних речовин. Харчові волокна збільшують відчуття насичення і наповнення, сприяють перистальтиці кишечника, збільшенню маси і розм'якшенню стільця.

Відсутність Х.в. у дієті може викликати низку патологічних станів, так чи інакше пов’язаних з порушенням складу мікрофлори кишечнику. Найбільш очевидний зв’язок існує між недоліком Х.в. у харчуванні та синдромом подразненого кишечнику, функціональними запорами. Вживання Х.в. є найбільш фізіологічним методом профілактики патології травного тракту та комплексної терапії захворювань травної системи, де першим кроком є корекція дієти, а за необхідності — її поповнення Х.в. Відомо, що Х.в. їжі знижують частоту скарг на розлад травлення і превентивно діють при різних хворобах цивілізації: геморої, поліпах і раку товстої кишки, цукровому діабеті, ожирінні. Залишається недоведеним зв’язок атеросклерозу, ішемічної хвороби серця, алергії, варикозного розширення й тромбозу вен нижніх кінцівок із вживанням Х.в.

Негативний вплив ХВ:

Перехід від бідної на баластні речовини їжі  до їжі з великим вмістом Х.в. має бути повільним, щоб організм міг до цього адаптуватися. Багаті на баластні речовини добавки (напр. висівки) потрібно приймати з великою кількістю  води, інакше вони поглинуть багато води із вмісту кишок. Постійне зловживання  Х.в. призводить до:

1. зниження адсорбції Fe, Ca, Mg, Zn;
2. збільшує виведення азоту з організму;
3. гальмує активність трипсину й хімотрипсину. Це особливо характерне для деяких висівок, що містять фітати та надмірно інгібують усмоктування Fe й Zn.
4. тривале споживання Х.в. може негативно вплинути на баланс вітамінів (особливо А, В, Е), глутамінової кислоти, серину й треоніну, на всмоктування білків, жирів і вуглеводів, що зменшує енергетичну цінність їжі.

Для запобігання  цьому при збагаченні дієт Х.в. рекомендується додаткове введення мінеральних  нутрієнтів і комплексу вітамінів. Перерви між курсами застосування Х.в. швидко відновлюють баланс мінеральних  елементів, вітамінів і азоту.Зернові культури — група рослин, оброблюваних для отримання зерна, яке є продуктом харчування людини та використовується для виробництва корму для тварин та корми для сільськогосподарських тварин.

Зернові культури діляться на дві  основні категорії:

- Хлібні зернові культури (у тому числі круп'яні): більшість хлібних зернових культур пшениці, ячмінь, жито, овес, рис, кукурудза, сорго, чумиза, могар, пайза, дагусса належить до ботанічної родини злаків (Poaceae). Гречка — до родини гречаних.

-  Зернобобові культури (боби) — горох, квасоля, чечевиця, соєві боби та інші.

4.Зерно як основа зернових продуктів і харчових концентрантів функціонального спрямування

         Функціональні продукти на основі зернових набувають широкого розповсюдження. Їх функціональна дія обумовлена наявністю цілого комплексу біологічноактивних речовин (харчові волокна, вітаміни, мінеральні речовини, ліпіди, антиок-сиданти, пребіотичні вуглеводи та ін.).

Зернові багатокомпонентні  інгредієнти — нова генерація  функціональних про-дуктів майбутнього. Їх одержують з використанням великої гами пробіотичних

культур мікроорганізмів. У цих продуктах свою роль відіграють не лише самі мік-роорганізми, але й  продукти їх життєдіяльності, що дуже важливо у профілактиці захворювань людини, включаючи передусім дисбактеріоз.

Біотехнологічна трансформація зернової сировини у  функціональні інгредієнти та продукти лежить в основі багатьох сучасних технологічних процесів. Найбільш поширеними є методи біоконверсії рослинної  сировини з використанням ферментів та мікроорганізмів. Застосовують як ендогенні (такі, що містяться в сировині), так і екзогенні ферменти, а також мікроорганізми сировини і такі, що додаються до си-ровини з технологічною метою.

Біотехнологічні методи дозволяють підвищити і стабілізувати вихід харчових речовин із сировини; максимально зберегти біологічно активні інгредієнти в проце-сі переробки сировини; підвищити біодоступність нутрієнтів та біологічно актив-них інгредієнтів сировини; одержати модифіковані харчові

речовини  з новими технологічними властивостями; створювати багатокомпонентні функціональні інгреді-єнти; використовувати нетрадиційні джерела харчових речовин та функціональних інгредієнтів, включаючи відходи та побічні продукти переробки рослинної сиро-вини.

Більшість промислових  процесів біоконверсії здійснюється шляхом поступового перетворення субстрату (сировини) в кінцевий продукт за участю кількох фермен-тів чи ферментних систем.

Основними видами біокаталітичних процесів є ферментоліз  сировини фермен-тами та ферментація сировини мікроорганізмами.

Для отримання  білоквмісних функціональних інгредієнтів та продуктів застосо-вують біотехнологічні методи, що дозволяє готовити із вторинної зернової сирови-ни повноцінні білкові продукти. Прикладом можуть бути модифіковані білкові концентрати з висівок, борошенців та шротів різноманітних зернових культур, які отримують екстракцією білка лужним методом з наступною

модифікацією  мікро-бними протеазами. Одержані модифіковані продукти являють собою суміш низько-та високомолекулярних поліпептидів, які більш до

ступні для  дії травних ферментів, а підвищена  засвоюваність обумовлює їх використання як фізіологічно функціона-льних добавок. Вони можуть також виконувати функції технологічних добавок — наповнювачів, регуляторів консистенції, структури та ін. Біоконверсія поліцукридів зернової сировини відкриває нові можливості щодо отримання різноманітних функціонально-технологічних та фізіологічно-функціо-нальних інгредієнтів, а також функціональних продуктів.Одержання функціональних продуктів біоконверсією рослинної сировини можливе як з виділенням крохмалю з його наступною модифікацією, так і безпосередньо ензиматичною обробкою біополімерів у сировині з наступним фракціонуван-ням продуктів.

                 За рахунок використання в їжу зернових продуктів покривається до 40 % потреби у вітамінах групи В та до 50 % енергетичної потреби людини. В Україні частка зернових складає 40—45 % загального раціону харчування. 
Вибір продукту, що вимагає збагачення, здійснюють з урахуванням рівня його розповсюдження й доступності для щоденного споживання більшістю населення. Світова практика показує, що до таких продуктів відносяться, в першу чергу, зернові. Провідне місце зернових продуктів у раціоні харчування ставить складне завдання відносно підвищення їх функціональної значимості. Досить інтенсивно розробляються технології і розширюється асортимент нових збагачених функціональних зернових продуктів.  Розраховані рецептури різноманітного асортименту функціональних продуктів харчування (близько 40 найменувань) на основі зернової сировини, до складу яких були включені харчові волокна різного походження, білкові компоненти у вигляді сирого й термічно обробленого м'яса, пектин, сушені овочі, вітамінні препарати та ін.

           З метою розширення асортименту функціональних зернових продуктів і одержання готових виробів у вигляді зернових хлібців підвищеної біологічної цінності проводяться дослідження щодо внесення до їх складу білкових збагачувачів і смакових добавок. Одержані готові вироби оцінюють за харчовою й енергетичною цінністю.

            З наведених даних видно, що збагачені зернові хлібці містять більше білка і менше крохмалю, відповідно вони краще збалансовані за основними харчовими речовинами, а їх енергетична цінність знижена на 10—14 %. Запропоновані нові види збагачених зернових продуктів характеризуються високими споживними властивостями, підвищеною харчовою, біологічною цінністю і за регулярного їх споживання організм людини оздоровлюється. Ефект оздоровлення обумовлений як особливостями технології їх виготовлення, та і високою харчовою цінністю готових виробів. Вони здатні виводити з організму радіонукліди, солі важких металів, шлаки, токсини за рахунок наявності у їх складі великої кількості харчових волокон, вітамінів, пектинових сполук, білків тваринного походження. 
            Отже, дуже цінними є їх радіопротекторні, сорбційні й антиоксидантні властивості. 
            Периферичні частини злакових містять багато функціональних інгредієнтів. Тому одним із шляхів підвищення харчової й біологічної цінності є збагачення зернових продуктів біологічно активними речовинами, які містяться в оболонках і зародках та дунстах, а також вдосконалення традиційних технологій переробки зерна в напрямку збереження периферичних частин зерна.

5. Хліб і хлібобулочні вироби

Без хліба майже неможливо прожити  і дня. Хліб ніколи не приїдається  і містить майже всі необхідні для харчування незамінні харчові речовини, за винятком вітаміну С. Це незамінна їжа для будь-якого віку, за винятком тільки грудних дітей. У нашій країні дорослі люди споживають 250-350 г хліба на день. Для виробництва борошна використовується зерно пшениці та жита. Її вихід із зерна залежить від параметрів використаних технологій. Вищі сорти пшеничної муки, а тому і хліб, випечений з неї, хлібобулочні і кондитерські вироби містять мінімальну кількість харчових волокон.Отримані вищі і  перші сорти муки близькі по складу до ендосперму зерна, а в муку другого сорту попадає частина периферичних шарів зерна. Висівки складаються із великих частинок оболонок, зародка, алейронового шару чи частин ендосперма.

В інституті переробки зерна (ГДР) розроблено спеціальний сорт хліба  із цільнозмеленого зерна – макленбурзький селянський хліб. До його складу входять, %: житнє борошно грубого помелу, житнє борошно із цілбнозмеленого зерна, житнє борошно. В інституті мукомельної і хлібопекарської промисловості ЧССР розроблена спеціальна технологія виготовлення хліба із муки, змеленої із цільного зерна, що відрізняється терміном зберігання. Зерно пшениці розмелювали, змішували зі спеціальними заквасками, що мстять культуру бактерій, що продукують целюлазу, геміцелюлазу, амілазу. Отриманий продукт змішують з подрібненим ендоспермом і готують тісто опарним способом. Фірма РНМ (Великобританія) випускає муку марки Ховіг, виготовлену із цільнозмеленого зерна з додаванням пшеничних висівок. Випечений хліб містить до 10% ХВ, Характеристика фізико-хімічних особливостей тонко подрібнених висівок показали, що введення ХВ в борошно і тісто, хліб, що випікається підвищує іх

водоутримуючу здатність, іонообмінну, сорбційну, буферну здатність, впливає  в подальшому на процес переварювання  їжі, на виведення токсичних речовин. В результаті підвищенного вмісту ХВ в хлібі знижує його калорійність, тобто і масу тіла, що с траждає  на ожиріння. Розроблені і рекомендован нові дієтичні сорти хлібобулочних  виробів: хліб молочно-висівковий з  додаванням 35 % пшеничних висівок, хліб Геркулес з додаванням 20 % вівсяного  борошна. Також розробляють рецептуру виготовлення сухарів (5,3 % ХВ) з підвищеною часткою борошна, виготовленого із цільнозмеленого зерна. В середньому кількість ХВ в хлібних і булочних виробах із пшеничного борошна складає 4,7 %, в пшеничному хлібі із цільного зерна – 13,7 %, в житньому і житньо-пшеничному – 6,5 -13,3 %. В Японії статистично доведено вплив на якість хліба введених рисових висівок, попередньо оброблених ферментами (амілазой, пектиназой), гарячою водою, гарячими розчинами кислот і лугів. Встановлено, що при додованні до тіста п’яти частин очищених рисових висівок, не тільки не погіршує якість хліба, а й дає можливість отримати хліб з покращеним смаком і запахом. Розглянута доцільність включення целюлози, кукурузник, рисових, соєвих висівок, вівсяної лузги і пшеничних висівок в кількості 25 % в тісто замість пшеничного борошна при виготовленні хлібобулочних виробів. Зроблений висновок про можливості використання для цієї мети тільки кукурузник і пшеничних висівок. Вироби,що містили інші добавки, мали недоцільний запах і смак.

5.1. Хлібобулочні вироби функціонального спрямування на зерновій основі

Можна виділити наступні групи хлібобулочних виробів:

• хліб із пшеничного борошна;
• хліб з житнього борошна;
• хліб із суміші житнього та пшеничного борошна;
• булочні вироби виготовляють в основному із пшеничного борошна вищого і першого сорту у вигляді батонів, плетінок, калачів, булочок;
• здобні хлібобулочні вироби з підвищеним вмістом цукру і жиру, що виробляються з пшеничного борошна вищого, рідше першого сорту;
• дієтичні хлібобулочні вироби;
• національні сорти хлібобулочних виробів - лаваш вірменський і грузинський, чурек і ін. Найчастіше вони виготовляються із пшеничного сортового борошна.
• Бубличні вироби – сушки, баранки, бублики.
• Прості та здобні сухарі – вироби, які виготовляють із звичайного хліба чи спеціально виготовлених хлібних виробів: грінки, хрусткі хлібці.
• Виготовляються із житнього, житньо-пшеничного хліба чи хліба, виготовленого із пшеничного сорту борошна.