7.3.ФУНКЦІОНАЛЬНІ ПРОДУКТИ ІЗ ЗЕРНОВОЇ СИРОВИНИ НА ОСНОВІ БІОТЕХНОЛОГІЙ


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 
105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 

Загрузка...

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

Більші перспективи пов’язані з впровадженням біотехнологій переробки, що підвищують якість, збільшують позитивний компонент, дозволяють створювати нові функціональні продукти із зерна.

На основі біотехнологічних прийомів розроблено ряд зернових біологічно акти-вних добавок і продуктів.

Досить актуальним на даний час можна вважати напрямок, пов’язаний з вигото-вленням функціональних зернових продуктів, які містять про- і пребіотики. Це до-зволяє створити нові лікувально-профілактичні продукти, які сприяють відновлен-ню адекватного гомеостазу, у тому числі порушень мікробіального складу кишечника.

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 тех-нологічними 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 доступні 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 мож-ливе як з виділенням крохмалю з його наступною модифікацією, так і безпосеред-ньо ензиматичною обробкою біополімерів у сировині з наступним фракціонуван-ням продуктів.

Внаслідок ферментативного гідролізу крохмалю пшениці, жита, тритікале та ку-курудзи відбувається деструкція поліцукридів і накопичення редукуючих речовин у кількості 5—10 %. Модифіковані за участю β-амілаз зернові види крохмалю відріз-няються від вихідних своїми фізико-хімічними властивостями — в’язкістю, темпе-ратурою клейстеризації, текучістю, структурно-механічними властивостями драглів (табл. 7.17).

Таблиця 7.17

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МОДИФІКОВАНИХ ЗЕРНОВИХ ВИДІВ КРОХМАЛЮ

 

Крохмаль       (ті), мл/г          Температура клейстеризації, °С      Текучість, умовних одиниць

Пшеничний   Похідний        176,0   56,0—66,5      11

 

            Модифікований        50,0     56,0—63,8      65

Тритікале       Похідний        187,3   55,0—63,0      11

 

            Модифікований        53,8     55,0—60,1      63

Житній           Похідний        154,4   53,8—62,5      10

 

            Модифікований        49,3     53,7—59,3      55

Кукурудзяний            Похідний        188,9   70,5—86,6      12

 

            Модифікований        50,2     70,4—80,3      70

Вівсяний        Похідний        160,3   68,4—74,7      14

 

            Модифікований        43,4     68,0—71,8      68

Просяний       Похідний        171,4   72,2—78,6      12

 

            Модифікований        44,5     72,0—70,3      65

Рисовий         Похідний        175,4   64,7—72,5      11

 

            Модифікований        39,5     64,7—66,4      72

Виробництво гідролізатів із зернових культур чи вторинних продуктів їх пере-робки забезпечує утворення зернових екстрактів, що використовуються як зернові підсолоджувачі та багатокомпонентні добавки у продуктах функціонального хар-чування. Функціональні властивості зернових екстрактів обумовлені наявністю в їх складі, окрім легкозасвоюваних вуглеводів, фізіологічно активних речовин — віта-мінів, мінеральних речовин, фітокомпонентів та ін. Наприклад, пшеничний екст-ракт використовують у суміші із сухим молоком. Такий продукт містить поживні речовини пшениці і молока і відрізняється зниженим вмістом лактози, що є цінним у випадку певних захворювань.

Розроблена технологія отримання глюкозних зернових екстрактів із пшеничного борошна та зернових борошенців (рис. 7.2), що забезпечує збереження корисних ін-гредієнтів сировини (табл. 7.18). Також зводиться до мінімуму діяльність бактеріа-льної мікрофлори.

Нейтралізація Фільтрування

 

Концентрування та сушка

Рис. 7.2. Загальна технологічна схема виробництва глюкозних зернових сиропів

Таблиця 7.18

СКЛАД ГЛЮКОЗНИХ ЗЕРНОВИХ СИРОПІВ

 

Показники     Зернові сиропи з

 

            пшениці         ячменю          вівса    рису

Сухі речовини           60,0     62,2     60,5     64,4

Глюкоза         95,7     96,2     96,4     96,1

Олігоцукриди            3,1       3,4       2,5       2,1

Сума вуглеводів        98,8     98,6     98,9     98,2

Білок   0,3       0,4       0,3       0,5

Жир    0,4       0,6       0,5       0,5

Мінеральні речовини           0,5       0,4       0,4       0,8

Вітаміни, мг/кг                                             

Тіамін В1        6,1       2,3       9,3       4,3

Рибофлавін В2          19,3     16,4     17,3     11,8

Нікотинова кислота  3,4       4,1       5,6       3,1

Токофероли   2,8       3,2       4,1       5,6

262

У процесі виробництва глюкозних сиропів у нерозчинному залишку концентру-ється від 70,3 до 83,2 % харчових волокон (табл. 7.19), які використовуються як біологічно активні добавки.

Таблиця 7.19

ХІМІЧНИЙ СКЛАД КОНЦЕНТРАТІВ ХАРЧОВИХ ВОЛОКОН, ОДЕРЖАНИХ ПІД ЧАС ВИРОБНИЦТВА ГЛЮКОЗНИХ СИРОПІВ З РІЗНОЇ СИРОВИНИ, % ВІД СУХИХ РЕЧОВИН

 

Компоненти комплексу харчових волокон           Сировина, що була використана

 

            пшениця        ячмінь овес    рис

Геміцелюлози           14,3     16,7     15,3     11,1

Целюлоза       ЗЗД     34,1     29,9     24,3

Пектинові речовини 1,2       2,0       3,1       4,1

Лігнін  34,2     30,4     31,4     30,8

Білок   5,9       6,2       5,8       7,1

Загальний вміст харчових волокон            82,8     83,2     79,7     70,3

Біотехнологічні методи застосовуються також для отримання підсолоджувачів з пребіотичною активністю на основі вуглеводів, які не засвоюються організмом лю-дини. Такі підсолоджувачі використовуються у формі сиропів, що містять суміш вуглеводів, частина з яких є селективним живильним субстратом для одного чи де-кількох родів корисних мікроорганізмів. Перспективними вуглеводними підсоло-джувачами з високою стимулюючою здатністю відносно кишкових біфідобактерій є вуглеводи з групи ізомальтоолігоцукридів (ІМОЦ), які відрізняються високою стабільністю, приємним смаком, відсутністю карієсогенності та рядом інших цін-них властивостей.

Розроблена технологія отримання ферментованого препарату з трансглікозидаз-ною активністю, здатного до біоконверсії розчинів мальтози у суміш вуглеводів, одним з основних компонентів якої є ІМОЦ (рис. 7.3).

Внаслідок біоконверсії мальтозного сиропу з використанням препарату транс-глікозидази отримують мультивуглеводні функціональні сиропи, збагачені ІМОЦ, вміст яких достатній для стимулювання пробіотичних бактерій. Вихідною сирови-ною служить борошно пшеничне 2-го гатунку, кукурудзяне 90 %-вого виходу, пшеничні, вівсяні, рисові або кукурудзяні борошенці та інші побічні продукти пе-реробки зернової сировини. Сиропи «Мальтоізин-1» та «Мальтоізин-2» мають м’який та достатньо солодкий смак, їх солодкість за цукрозою становить 45—50 %. Вони містять (у перерахунку на мальтозу від маси сухих речовин) близько 50 % ре-дукуючих речовин (табл. 7.20).

Таблиця 7.20

ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПОКАЗНИКИ МАЛЬТОЗНИХ СИРОПІВ ІЗ ЗЕРНОВОЇ СИРОВИНИ

 

Показник        Сироп, одержаний з

 

            борошна кукурудзяного 90 % виходу         борошна пшеничного ІІ ґатунку     борошенців пшеничних

Густина, г/см3           1,068   1,083   1,078

Сухі речовини (СР), %         18,0     19,5     18,5

263

Закінчення табл. 7.20

 

Показник        Сироп, одержаний з

 

            борошна кукурудзяного 90 % виходу         борошна пшеничного ІІ ґатунку     борошенців пшеничних

Вміст сухих речовин у перера-хунку на мальтозу, %       66,5     70,0     46,4

Мальтоза, % від СР  34,5     39,0     25,2

Глюкоза, % від СР    12,2     16,0     5,8

Білок, % від СР          13,2     14,5     16,5

Кислотність, см3 І н NaOH на 100 г СР    9,0       8,8       9,2

рН       6,0       5,8       5,5

 

Рис. 7.3. Схема виробництва мультивуглеводних сиропів «Мальтоізин»

Розроблені біотехнології ферментованих багатокомпонентних функціональних інгредієнтів та продуктів, які поєднують корисні властивості пробіотичних бактерій та зернових культур — пшениці, жита, ячменю, вівса, гречки, сої.

Зернові біопродукти отримують ферментативним гідролізом зернової сировини карбогідразами з наступною послідовною ферментацією гідролізатів пробіотични-ми бактеріями (рис. 7.4).

 

Водна суспензія зернової сировини

Гідроліз

I

Інактивація ферменту, охолодження

I

Центрифугування

Пробіотичні бактерії

Пробіотичні бактерії

Зерновий біопродукт

н

Карбогідрази

Рис. 7.4. Схема виробництва зернових продуктів

Готові біопродукти мають вигляд тонкодисперсних порошків з приємним кис-ломолочним смаком та ароматом. Зернові біопродукти нормалізують мікрофлору, поліпшують травлення, підвищують імунітет. Вони, на відміну від традиційних ки-сломолочних продуктів та препаратів пробіотичних бактерій, не містять лактози. Ці біопродукти корисні людям, що не переносять лактозу (табл. 7.21).

Таблиця 7.21

ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНОВИХ БІОПРОДУКТІВ

 

Біопродукт (зернова сировина)      Вміст біл-ка, % від сухих речо-вин Вміст харчових волокон, % від су-хих речовин         Пробіотичні культури           Пробіотичний ком-понент

«Біламін»       (яч-мінь)         17—19            29—30            L. acidophilus B. adolescentis  Галактоолігоцук-риди

«Авена» (овес)          19—20            28—29            L. acidophilus B. longum          Стійкий крохмаль

«Тонус» (гречка)        15—16            24—25            L. acidophilus B. adolescentis L. casei Стійкий крохмаль

«Мультисеріал» (25 %      ячменю, 25 % гречки, 50 % сої)          24—26            21—22            L. acidophilus L. termophilus L. bulgaricus          Стійкий крохмаль Галактоолігоцук-риди

«Соєлакт» (соя)         44^7    14—15            L. acidophilus L. termophilus L. bulgaricus B. adolescentis            Галактоолігоцук-риди

265

Розроблено різні види зернових багатокомпонентних інгредієнтів на основі зер-на пшениці, жита, сої, ячменю, вівса, гречки і їх суміші.

Комплексність біотехнологічного підходу до підвищення функціональності інг-редієнтів на зерновій основі полягає у:

•          застосуванні ряду технологічних і компонентних факторів, що сприяють зага-льному підвищенню біологічної цінності цільового продукту;

•          зміні біополімерного складу шляхом ферментативного гідролізу;

•          сумісному використанні про- і пребіотиків.

Виготовлені зернові багатокомпонентні інгредієнти являють собою тонкодиспе-рсні висушені порошки з приємним кисломолочним смаком і ароматом. Кількість життєздатних лакто- і біфідобактерій становить (5-8) • 108 КУО/г.

Розроблена продукція відрізняється цінними органолептичними властивостями, містить білки, поліцукриди, вітаміни, мікроелементи, пребіотичні вуглеводи, живі клітини молочнокислих і біфідобактерій, які проявляють пробіотичні властивості (табл. 7.22).

Таблиця 7.22

 

            ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕРНОВИХ  БІОПРОДУКТІВ                 

                                   Вуглеводи, г/100 г                                       

Багатокомпонентні інгредієнти     

           

                                  

           

           

           

«Соелакт»      (на

основі зерна сої)        93±1    44±3    12,8±0,4         14,2±0,8         78        L. acidophilus L. termophilus L. bulgaricus B. adolescentis     Галактоолі-гоцукриди          380

«Біламіл»       (на

основі  зерна  яч-меню)       94±2    17±2    31,7±1,5         29,3±1,4         81        L. acidophilus B. adolescentis            Ізомальтоо-лігоцукриди       330

«Авена»  (на  ос-нові зерна вівса)   95±1    19±1    39,3±1,4         27,7±1,2         76        L. acidophilus B. longum            Стійкий крохмаль     350

«Тонус»  (на  ос-нові  зерна  греч-ки)        95±2    15±1    44,2±2Д          23,8±0,9         85        L. acidophilus B. adolescentis L. casei    Стійкий крохмаль     344

«Мультисеріал»

(на   основі   25 % ячменю,        25 % гречки, 50 % сої)   93±1    24±2    27,3±1,0         21,4±0,2         82        L. acidophilus L. termophilus L. bulgaricus           Стійкий крохмаль, галактозолі-гоцук-риди           370

«Трісан» (на ос-нові    пшеничних висівок)          92±1    15,2±1 24,6±1,2         33,5±2Д          70        L. acidophilus B. longum        Харчові   во-локна,   стій-кий      крох-маль          280

Зернові добавки нормалізують мікрофлору, поліпшують травлення, підвищують імунітет, очищують організм від шлаків і токсинів. Все це дає можливість віднести їх до нових полікомпонентних інгредієнтів функціонального харчування і прогно-зувати перспективність їх широкого застосування у складі різноманітних харчових продуктів.