Технології отримання харчових волокон з жому цукрового буряка, їх застосування при виробництві харчових продуктів

· Набрякла клітковина розтягує стінки шлунка, створює відчуття насичення і перешкоджає переїданню.

· За рахунок уповільнення всмоктування цукру після прийому їжі харчові волокна забезпечують тривале почуття насичення. Таким чином, тривалий період часу не виникає потреби піти ще що-небудь з'їсти.

· Заміна у дієті більше енергоємних продуктів харчовими волокнами забезпечує зниження надходження калорій з їжею, і при цьому немає постійного відчуття голоду.

· Харчові волокна абсорбують в кишечнику і виводять значну кількість жирів, що знижує калорійність раціону.

· Дуже часто при переході на мізерні розвантажувальні дні починаються проблеми з випорожненням кишечника -- запори. Оскільки знижується обсяг їжі, що поступає, то, відповідно, зменшується і обсяг калових мас. Включення в раціон значної кількості харчових волокон вирішує цю проблему.

· Харчові волокна -- це ще й джерело калію, який є антагоністом натрію [10].

Тому харчові волокна сприяють виведенню зайвої води з організму.

Для хворих на дерматози також корисно буде знати, що харчові волокна роблять гіпоалергенний ефект.

Реалізується він шляхом прямої дії, тобто абсорбції алергенів з шлунково-кишкового тракту. А також опосередкованої дії -- за рахунок зміни складу та метаболічної активності кишкової мікрофлори в бік молочнокислих бактерій (що знижує кількість алергенів і токсинів, що виробляються патогенною флорою), а також за рахунок підвищення імунорезистентності організму [8].

Використання харчових волокон у харчовій промисловості

Створення та впровадження у виробництво лікувально-профілактичних продуктів харчування є одним із напрямків попередження проблеми поширення хвороб цивілізації, таких як цукровий діабет, розлади шлунково-кишкового тракту, хвороби серця тощо. Надання таким продуктам привабливої структури можливе завдяки використанню речовин - стабілізаторів консистенції.

Завданням виробника харчового продукту є вибір гідроколоїдів та структуроутворювачів, які підходять найкраще для забезпечення необхідної структури продукту без її змін у процесі технологічної обробки та визначеного терміну зберігання і разом з тим можуть надати продукту функціональних властивостей, що зробить його привабливим для всіх категорій споживачів [22].

Харчові волокна поєднують у своєму складі біополімери з різною спорідненістю до води. Так, пектинові речовини і деякі геміцелюлози належать до категорії гідрофільних колоїдів. Целюлоза, яка є нерозчинною у воді, має велику кількість гідроксильних груп і розвинену систему тонких субмікроскопічних капілярів, що визначає її здатність утримувати воду. Лігнін, який є речовиною ароматичної природи, найменш гідрофільний. Гідратація гідрофільних колоїдів обумовлена електростатичними силами. На поверхні колоїдних часток високомолекулярних речовин за рахунок електричних зарядів, які з'являються внаслідок іонізації, утворюються оболонки, які складаються із диполів води, орієнтованих залежно від знаку заряду високомолекулярного з'єднання своїм позитивним або негативним кінцем. У набухлому полімері розрізняють два види води: зв'язану і вільну. Досвід показує [10], що чим вищі гідрофільні властивості полімеру, тим більше він містить зв'язаної води.

Доцільність використання харчових волокон як збагачувачів та стабілізаторів структури харчових продуктів доведено численними дослідженнями [7]. Розчинні і нерозчинні харчові волокна забезпечують нормальне функціонування кишечника, знижують рівень холестерину, контролюють рівень цукру в крові, знижують ризик появи пухлин.

Таким чином, уведення харчових волокон до складу функціональних продуктів дозволяє надати їм лікувально-профілактичних властивостей та необхідної текстури завдяки їх здатності до зв'язування певної кількості води та підвищення модуля пружності системи.

На структурно-механічні властивості десерту впливають різні чинники, такі як об'ємна частка повітря, масова частка вологи й інших компонентів, розмір і форма часток, що певною мірою визначає пружність, в'язкість та адгезію готового продукту [3].

Одним із складових харчових волокон є пектин. Пектин застосовується для виготовлення кондитерських виробів пастило-мармеладної групи (зефір, желейний мармелад) і цукерок (желейні та фруктово-желейні), які користуються великим попитом населення. На відміну від інших драгле утворювачів ПР утворюють драглі у водних розчинах тільки в присутності цукру й кислоти. Кількість цукру, необхідного для драгле утворення, змінюється залежно від кількості та фізико-хімічних властивостей пектину, який є основним матеріалом для побудови скелета драглів. Міцні драглі можна одержати в присутності слабких кислот, таких як винна, лимонна при рН 3…3,2 [8].

Маси для желейного мармеладу готують і процесі варіння пектино-цукрового розчину, потім за рецептурою додають патоку, харчові кислоти, фруктово-ягідні добавки, ароматичні речовини та натуральні барвники. Добавка патоки (до 50% до маси цукру)попереджує помутніння желейного мармеладу в результаті оцукрювання.

Втрати пектину на виробництво желейних заготовок можна скоротити на 10…15%, якщо використати тонко дисперсний пектин із розмірами частинок 50…150 мкм. Такий пектин можна одержати подрібненням його на дезінтеграторі [7].

Важливим технологічним аспектом проведення процесу драглеутворення є добавки буферної солі й кислоти, за допомогою яких регулюється значення рН і тим самим оптимізується інверсія цукру в процесі варіння. Рекомендоване значення рН у межах 3,0…3,2 у кінцевому продукті регулюється відповідною дозою кислоти. Важливими операціями у процесі варіння маси є правильний вибір типу пектину, його доза, підготовка пектинових розчинів, порядок технологічних операцій, контроль рН і сухі речовини (СР). [9]

Для виробництва желейних кондитерських виробів різного асортименту витрати пектину коливаються від 1 кг цитрусового до 26 кг бурякового на 1 тону готової продукції.

Мармелад желейний на пектині виробляють уварювання водного розчину пектину з цукром з добавленням кислоти, фруктово-ягідного пюре, соків, патоки, водного розчину хлористого кальцію (у разі використання бурякового пектину, ароматизуючи і барвних речовин).

Для утворення достатньо міцних драглів желейного мармеладу в рецептуру повинні входити,%: пектин - 1,0…1,5, цукор - 50…65 та патока - 20…25 як антикристалізатор і згущувач [9].

Виробництво мармеладу складається з таких операцій: підготовка сировини; уварювання пектино-цукрового сиропу; обробка пектину цукрового сиропу; обробка пектино-цукрового сиропу; розлив желейної маси; формування драгле утворення мармеладу і виймання із форм; вистоювання мармеладу; обсипання його цукром-піском; сушіння й охолодження; укладання і пакування [4].

Приготування фруктово-желейних мас для цукерок на пектині проводять із використанням яблучного, абрикосового, виноградного та інших пюре, які мають слабку здатність утворювати желе, або фруктово-ягідних підварок.

Технологія зефіру на пектині включає такі операції: приготування пюре, збагаченого пектином; збивання пектинової суміші з цукром-піском і білком; приготування цукрово-патокового сиропу; змішування фруктово-цукрової маси з гарячим цукрово-патоковим сиропом з додаванням у кінці перемішування кислоти, ароматичних і смакових речовин; вистоювання; опудрювання, укладання і пакування [5].

На московській кондитерській фабриці «ударник» розроблено і впроваджено у виробництво принципово нову технологію зефіру, яка дає можливість одержати зефірну масу з високим вмістом СР і виключити процеси сушіння і вистоювання. В результаті технологічний цикл виготовлення зефіру скорочується до 60…70 хв. проти 10…24 год. за традиційною класичною технологією. [4]

Донченко Л.В. разом із співробітниками розробили нову технологію зефірної маси, яка передбачає використання як стабілізатора піноподібної структури яблучного пектинового концентрованого екстракту з вмістом пектину 2,5…3%

У консервній промисловості пектин застосовують у виробництві желейних продуктів (желе, конфітюри, джеми, повидла), а також у виробництві продуктів лікувально-профілактичного призначення (пюре, киселі, соки, різні напої, овочеві та м'ясні консерви).

Для одержання продуктів із желейною структурою важливими технологічними факторами, від яких залежить драгле утворення і структурно-механічні властивості одержуваних виробів, є тип пектину, його дозування, вид фруктів, вміст СР у продукті, вміст кальцію в плодах і воді, рН, температура і тривалість наповнення.

Витрати пектину залежать від необхідної консистенції продукту. У консервовані джеми, конфітюри, желе, тобто в м'які драглі з вмістом 65…70% СР, пектин додають і кількості 0,2…0,4% до маси готового продукту.

Консервовану продукцію з пектином варять у вакуум-апаратах безперервної дії, тому що варіння під вакуумом дає можливість зберегти аромат і смак продукту, БАР, знизити деструкцію молекул пектину, що зменшує його витрати на 5…10%. Крім того, полегшується проникнення цукру в середину плодів, а це покращує їх зовнішній вигляд. Леткі ароматичні сполуки рекомендується вловлювати і повертати в готовий продукт.

Для підвищення якості хлібобулочних виробів у всіх країнах світу застосовують різні види поліпшувачів, що впливають на компоненти тіста і забезпечують одержання високоякісної продукції. Як поліпшувачі широко застосовуються поверхнево активні речовини, що дають змогу інтенсифікувати процес виробництва хліба, покращити якість хлібобулочних виробів і зберегти їх свіжість [9].

У хлібопекарській промисловості нині все більше застосовують такі аніоноактивні речовини, як пектин і його похідні. При цьому ПР повинні надавати хлібобулочним виробам такі властивості, як в'язкість, здатність до набухання та утворювати гель, регулювати кристалоутворення, підвищувати водопоглинальну та емульгувальну властивості пектину. Добавка пектину в тісто впливає на біологічні, колоїдні ті мікробіологічні процеси виготовлення хлібобулочних виробів. З внесенням у тісто пектинів підвищується його початкова кислотність, знижується рН. Процес бродіння в тісті проходить активніше. Крім того, вміст пектину в готовому хлібі зменшується порівняно з початковою кількістю внесеного пектину в тісто. Це пояснюється тим, що у процесі бродіння тіста проходить дезагрегація біополімеру, яка супроводжується утворенням моноцукри дів, що сприяють процесу бродіння [6].

При виготовленні хліба традиційним способом з добавкою 0,1 - 0,5% пектину до маси муки якість готових виробів покращується за такими показниками, як об'ємний вихід, пористість і еластичність м'якушки, формостійкість.

Пектин позитивно впливає на збереження свіжості готових хлібобулочних виробів. З внесення пектину і пектинового екстракту в тісто термін зберігання свіжості хліба збільшується на 24 год. А головне те, що добавка пектину в хлібобулочні вироби не тільки покращує якість готових продуктів, але й надає їм лікувально-профілактичних властивостей.

Вчені НУХТ розробили рецептуру й технологію нового сорту хліба, куди входить борошно, дріжджі, цукор, рослинна олія і 2% бурякового пектину. Вживаючи 300 г на добу такого хліба, людина одержує 4 г пектину - добову профілактичну дозу[9].

Водо- і комплексоутримувальна здатність та емульгувальна властивість ПР зумовлюють їх широке застосування у виробництві молочних, м'ясних і рибних продуктів.

ПР використовуються також як стабілізатори у виробництві йогуртів, майонезу, маргарину, вершкового масла та інших продуктів, а також у виробництві молочних напоїв з метою стабілізації і підвищення їх біологічної цінності. Фахівцями науково-виробничої асоціації «Пектин» розроблено нові види й технологію молочних пектиновмісних продуктів на основі згущеного молока, пахти і молочної сироватки [7].

Використання молочної сировини - незбираного і знежиреного молока, пахти і сироватки - разом з пектиновими концентратами дає змогу не тільки раціонально використати всі складові частини молока, але й одержати біологічно повноцінні пектиновмісні молочні продукти з відмінними органолептичними показниками, що дає повну можливість вирішити проблему розширення асортименту продуктів на молочній основі.

Ефективність блокування проникнення радіонуклідів в організм і декорпорація пектиновими речовинами зумовили їх застосування у виробництві ковбасних виробів.

Добавлення пектину в ковбасні вироби не тільки підвищує їх біологічну цінність, але і покращує якісні показники. Крім того, в ковбасних виробах із пектином різко знижується кількість сторонніх мікроорганізмів.

Не менш ефективним є застосування пектину у виробництві рибних продуктів. Добавлення пектину в концентрації 0,5...0,9% не тільки покращує якісні показники рибного суфле, але і підвищує його біологічну цінність [10].

Технології виготовлення харчових продуктів з вмістом харчових волокон

Форми використання харчових волокон в харчуванні можуть бути найрізноманітніші. Харчові волокна можна використовувати при приготуванні страв безпосередньо перед їх вживанням. Цілеспрямовано вводити харчові волокна у хлібобулочні продукти, кисломолочні продукти.

Застосування харчових волокон при виробництві збагаченого житнього хліба.

Просіяне і очищене від металомагнітних домішок борошно транспортують для дозування.

Підготовка пресованих дріжджів до виробництва полягає у звільненні їх від упаковки, грубому подрібненні та приготуванні дріжджової суспензії при співвідношенні дріжджів і води приблизно 1:3 або 1:4. Температура суспензії має бути 26-32, але не вища 37 °С. Суспензію готують у ємкостях з мішалкою. Перед подачею на виробництво дріжджову суспензію необхідно пропустити крізь сито з отворами не більше 2,5 мм.

Для очищення від домішок, рівномірного розподілу у тісті сіль розчиняють, фільтрують і відстоюють. Сіль швидше розчиняється при температурі 30 єC і розмішуванні. З метою механізації підготовки сольового розчину, поліпшення його транспортування і дозування сіль зберігають у вигляді розчину. Для забезпечення правильності дозування солі рекомендується готувати розчин зі стабільною густиною. Сольовий розчин, що додається при замішуванні тіста, дозується за рецептурою залежно від його густини.

Суху молочну сироватку зберігають сухих приміщеннях, в герметично запакованій тарі.

Аніс очищуємо від домішок і дозуємо на приготування тіста за рецептурою [6].

Ми використовуємо сухий порошок харчових волокон з виноградних вичавок. При внесенні збагачувача насамперед необхідно визначити норми добової потреби людини у його корисних речовинах. Оскільки згідно вимог до збагачення традиційних харчових продуктів функціональними інгредієнтами вміст останніх має складати не більше 50% від добової потреби, то додаємо на 100кг борошна 5 кг харчових волокон [10].

Зберігання і підготовка води. Вода подається з артезіанської свердловини.

Борошно житнє виробляється млином, що знаходиться на комбінаті. В цех для виготовлення подається в мішках.

Борошно з мішків висипають в просіювач «Піонер» після чого шнеком направляється в виробничий силос звідти шнеком потрапляє на автоваги з яких потрапляє в діжу тістомісильної машини.

Сіль постачаєтьсяв сухому вигляді. Вода у солерозчинник потрапляє з баку для холодної води. Готовий сольовий розчин за допомогою насосу перекачується у напірну ємкість для сольового розчину.

Дріжджі пресовані на хлібокомбінаті зберігаються у холодильнику при температурі +4°С. Перед використанням на виробництві дріжджі звільняють від упаковки та завантажують у ємність для зберігання дріжджів. Сюди ж дозується вода з водомірного бачка. Суспензія готується у співвідношенні 1:3, потім перекачується у ємкість напорну для дріжджової суспензії [6].

Порошок харчових волокон з вигорадних вичавок зберігається на хлібокомбінаті в сухому, захищеному від світла місці. З силосу за допомогою шнеку потрапляє в дозатор, звідки в діжу на заміс тіста [4].

Аніс на хлібокомбінаті зберігають в щільно закритих ящиках на піддонах при температурі, не вищій 20 ^оС. З ємності для зберігання аніс дозують і подають на заміс тіста.

Молочна сироватка постачаються на комбінат в сухому вигляді і зберігається в сухих щільно закритих ємностях. Перед подачею на виробництво змішують з теплою водою - 40 ^оС. Подається на дозатор і дозується на заміс тіста.

Вода на комбінат поступає з власної свердловини, потім поступає до баку холодної води, потім вода поступає до баку гарячої води, де підігрівається парою. Пара подається від котельної.

До складу котельної входять катіонові фільтри, збірник конденсату, парові котли.

Хліб готується на рідкій заквасці періодичним способом.

Для приготування рідкої закваски дозують борошно у кількості 25-30% від загальної маси борошна, дріжджову суспензію з ємкості напірної для дріжджової суспензії, молочну сироватку з дозатора, аніс з дозатора і воду з водомірного бачка до вологості 70-72%. Виброджують закваску при температурі 28-30 °С, щоб забезпечити активний розвиток молочнокислих бактерій і накопичення кислот [6].

У виробничому циклі закваска виброджує 150-180 хв., до кислотності 9-12 град у діжах. На приготування тіста відбирається 50% виробничої закваски.

Тісто замішується тістомісильною машиною. Додаткова сировина, дозується за допомогою дозуючої станції. Початкова температура тіста 32 °С, вологість - 51%. Тісто бродить у діжі 180 хв до кінцевої кислотності 9 град.

Виброджене тісто діжопідіймачем подається до тісто подільної машини, в якій поділяється на шматки масою 0,9 кг. Заготовки направляються на вистоювання, яке проводиться у вистійній шафі при температурі 35 - 40 °С та відносній вологості 75 -80% протягом 50 хвилин.

Після вистоювання форми з готовими заготовками направляються у пекарну камеру печі. Випікання протікає 50 хвилин при температурі 210-280 °С.

Випечений хліб укладають на вагонетки, а потім охолоджують. Після цього доставляється у торгівельну точку [6].

У Національному університеті харчових технологій розроблена технологія паст сиркових. Для підвищення їхньої біологічної цінності як функціональні добавки використовують нерозчинні харчові волокна: висівки пшеничні харчові, клітковина харчова, шрот гарбузовий, виноградні вичавки.

Технологія виробництва сиркових паст проходить наступним чином. Спочатку підготовлюють функціонально-технологічні компоненти. Готують суміш харчових волокон з сироваткою у співвідношенні 1:3,5, далі при температурі 42 °С проходить набухання харчових волокон протягом 5 - 10 хв.

Також готують вершково-желатинову суміш, об'єм вершків становить 50 % від загального об'єму за рецептурою, желатин попередньо набухає 1 - 1,5 години при температурі 5 - 20 °С. Далі суміш підігрівають до температури 63 °С протягом 30 хв. Після цього суміш охолоджують до 43 °С. Наступна стадія - стадія складання суміші за рецептурою, подаються попередньо підготовленні харчові волокна, сир кисломолочний з масовою часткою вологи 56 % та кислотністю 270 °Т, цукрово-ванільну суміш; проходить часткове перемішування компонентів. Потім додаються вершки з масовою часткою жиру 50%, і знову відбувається перемішування 5 - 10 хв. Далі пасту охолоджують до 10 °С. Сиркову пасту фасують, доохолоджують до 6 °С. Тривалість зберігання готового продукту не більше 72 годин при температурі 2±2 °С [5].

Рис. Технологічна схема виробництва сиркових паст

Висновок

Теорія збалансованого харчування відіграла важливу роль у розвитку харчової промисловості. На її основі було створено ряд нових харчових продуктів та розроблено харчові раціоні для різних вікових і професійних категорій населення з урахуванням специфіки їх проживання. Разом з тим видатні відкриття другої половини ХХ століття зумовили необхідність перегляду основних положень. У результаті було сформульовано теорію адекватного харчування, згідно з якою баластні речовини (харчові волокна) є еволюційно важливими компонентами харчових продуктів, необхідними для нормальної життєдіяльності організму людини. На сьогодні розшифровано склад харчових волокон і встановлено, що вони включають перетравлювані та не перетравлювані полісахариди. До харчових волокон які не перетравлюються відносять харчову клітковину (целюлоза, лігнін, ГМЦ, ПР, камеді, гумі, слизу). Завдяки сорбційним властивостям харчова клітковина із рослинних матеріалів зв'язує іони свинцю, кадмію, інших важких металів, радіонуклідів, нітратів та нітритів. Це дає можливість виводити зазначені токсиканти з організму людини, а також справляти радіопротекторну дію.

Вченими України виявлено високі сорбційні властивості природних мінералів стосовно токсичних багатовалентних металів, що дає можливість рекомендувати їх для використання в умовах дефіциту харчових волокон у раціоні населення України.

Вміст харчових волокон у різних продуктах різний. У середніх кількостях (1-1,9 г/100 г продукту) вони містяться в моркві, солодкому перці, петрушці (як в корені, так і в зелені), редьці, репі, гарбузі, дині, чорносливі, апельсині, лимоні, брусниці, квасолі, гречаній крупі і перловій, «Геркулес», житньому хлібі.

Більш високий їх вміст (2-3 г/100 г продукту) у часнику, журавлині, червоній і чорній смородині, чорноплідній горобині, ожині, вівсяній крупі, хлібі.

Нарешті, в найбільших кількостях (більше 3 г/100 г продукту) харчові волокна містяться в кропі, куразі, полуниці, малині, чаї (4,5 г/100 г), вівсяній муці (7,7 г/100 г), пшеничних висівках (8,2 г/100 г), сушеній шипшині (10 г/100 г), смаженій кави в зернах (12,8 г/100 г), вівсяних висівках (14 г/100 г). Прикладом рафінованого продукту може служити розчинна кава, в якій на відміну від початкового продукту харчові волокна не містяться взагалі), смаженій кави в зернах (12,8 г/100 г), вівсяних висівках (14 г/100 г). Прикладом рафінованого продукту може служити розчинна кава, в якій на відміну від початкового продукту харчові волокна не містяться взагалі.

На сьогодні розроблено ряд ефективного та економічно вигідних технологій отримання харчових волокон з нетрадиційної сировина. Це, передусім, технологія отримання харчових волокон з виноградних вичавок, з відходів цитрусових, з деревини, трав, зеленої маси,плодово-овочевих культур.

Залежно від сировини екстрагування проводять водою під час нагрівання, екстрагування розбавленими розчинами мінеральних кислот, екстрагування лугами, солями сірчаної кислоти; пероксидами, гідро пероксидами.

Харчові волокна використовують в різних технологіях харчової промисловості. Вони збагачують продукти певними добавками, що мають лікувально - профілактичне призначення. Харчові волокна застосовують для виготовлення кондитерських виробів і цукерок. У консервній промисловості пектин застосовують у виробництві желейних продуктів (желе, конфітюри, джеми, повидла), а також у виробництві продуктів лікувально-профілактичного призначення (пюре, киселі, соки, різні напої, овочеві та м'ясні консерви).

У хлібопекарській промисловості нині все більше застосовують такі аніоноактивні речовини, як пектин і його похідні. При виготовленні хліба традиційним способом з добавкою 0,1 - 0,5% пектину до маси муки якість готових виробів покращується. Пектин позитивно впливає на збереження свіжості готових хлібобулочних виробів. З внесення пектину і пектинового екстракту в тісто термін зберігання свіжості хліба збільшується на 24 год.

Водо- і комплексоутримувальна здатність та емульгувальна властивість харчових волокон зумовлюють їх широке застосування у виробництві молочних, м'ясних і рибних продуктів, також як стабілізатори у виробництві йогуртів, майонезу, маргарину, вершкового масла та інших продуктів.

Список використаної літератури

1. Колягін Ю.С. Журнал Цукрові буряки № 3 / 2003 р. Урожай і добрива Тривалого дії / Ю.С. Колягін, С.П. Кучеренко / ВГУА

2. Аванесов Ю.Б. Сучасні методи та засоби механізації збирання цукрових буряків М.: 1987 - 50с.

3. Рослинництво: Практикум: Навчальний посібник для с-х. ВНЗ за агрономічної спеціальності / Федотов В.О., Коломейченко В.В., та ін під редакцією Коломейченко В.В. Федотова В.А. - Воронеж: Видавництво ВДАУ, 1996 - 389с.

4. Цукрові буряки: Видання 2-е, перероблене і доповнене / під редакцією с-г наук Зубенко В.Ф. - К.: «Урожай», 1979 - 413

5. «Сахарная свекла - качество корнеплодов и выход сахара» /Под ред. Н.П. Вострухин, Н.П. Вострухина, Минск: Юнипак, 2007. - 206 с.

6. «Сахарная свекла» /Под ред. Д. Шпаара, Минск.: НЕВАДА, 2000. - 166 с.

7. Грушин Ю.Н., Проектирование технологических линий послеуборочной обработки зерна и семян. - Вологда, 2003. - 87 с.

8. Е.М. Вобликов, В.А. Буханцов, Б.К. Маратов, А.С. Прокопец Послеуборочная обработка и хранение сахарной свеклы. - Ростов н/Д: издательский центр «МарТ», 2001.- 240с.

Размещено на Allbest.ru