Исследование взаимосвязи гидролиза фитина семян злаковых культур с повышением биодоступности минеральных веществ (итоговый) Наименование этапа: «Изучение характера
Скачать 3.13 Mb.
|
  Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ – УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС» УДК 664.66 № госрегистрации 01201279373 Инв.№ УТВЕРЖДАЮ Проректор по научной работе д-р техн. наук, профессор _______________ С.Ю. Радченко «____» ______________ 20___ г. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы Шифр заявки «2012-1.2.2-12-000-2009-010» Соглашение на предоставление гранта от 04 октября 2012 г. № 14.В37.21.1922 , с учетом дополнительного соглашения №1 от 18 марта 2013 г. по теме: ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ГИДРОЛИЗА ФИТИНА СЕМЯН ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР С ПОВЫШЕНИЕМ БИОДОСТУПНОСТИ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ (итоговый) Наименование этапа: «Изучение характера распределения биогенных элементов в пределах зерновки в процессе ферментативного гидролиза и их биодоступности»
Орел 2013 СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ
РЕФЕРАТ Отчет 221 с., 15 рис., 16 табл., 51 источник, 2 приложения. ФИТАТЫ, ФИТАЗА, ЗЕРНО ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР, ГИДРОЛИЗ, БИОДОСТУПНОСТЬ, ЗЕРНОВЫЕ ПРОДУКТЫ В отчете представлены обобщенные результаты поисковой научно-исследовательской работы, полученные на I-II этапах Соглашения №14.В37.21.1922. Наименование исследований: «Экологически безопасные ресурсосберегающие производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания». Тема исследования: «Исследование взаимосвязи гидролиза фитина семян злаковых культур с повышением биодоступности минеральных веществ» соглашение от 04 октября 2012 по научному направлению «Науки о жизни (Живые системы)» в рамках мероприятия 1.2.2 «Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук» Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы. Объектом исследования является зерно злаковых культур (пшеница, рожь, тритикале, овес, ячмень). Цель работы – разработка способа повышения биодоступности и усваиваемости минеральных веществ зерновых пищевых продуктов за счет гидролиза фитина семян злаковых культур под действием ферментов микробиологического происхождения. Инструментарий, методы, оборудование:
Научные результаты: Предложен способ повышения биодоступности биогенных минеральных элементов зерновых культур и доказана его эффективность. Обобщены результаты поисковой научно-исследовательской работы, полученные на I-II этапах, итогом которой является разработка безопасных технологий цельнозерновых продуктов. Разработаны технические условия на производство новых видов цельнозерновых продуктов, позволяющих решить проблему продовольственной безопасности и повышения пищевой ценности массового продукта питания – хлеба. Научные результаты легли в основу заявки, поданной на получение патента РФ. СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ Одним из важнейших открытий в области оптимизации питания населения является создание продуктов, в состав которых входит зерновое сырьё, не подвергающееся предварительному размолу в муку. Особое место среди таких продуктов занимает хлеб из целого зерна. В настоящее время согласно современной теории адекватного питания, балластные вещества не являются бесполезным грузом в пищевых продуктах и представляют собой обязательные компоненты сложных и важных физиологических процессов организма. Они играют существенную роль в нормализации деятельности желудочно-кишечного тракта. Установлено, что из большого количества пищевых волокон как растительных, так и другой природы, наиболее глубокое положительное воздействие на общее оздоровление человеческого организма оказывают волокна, содержащиеся в зерновых культурах. Вопросы повышения качества пищевой ценности, а также поиск новых нетрадиционных обогатителей хлебобулочных изделий, разработка технологии их использовании являются в настоящее время актуальными задачами и представляют серьезную научную проблему. Диетологи рекомендуют изготовлять хлеб не только из муки высших сортов, но и из муки с максимально сохранёнными периферическими слоями зерна. Это требование продиктовано необходимостью сохранения в муке и хлебе не только пищевых волокон, но и других биологически активных веществ, содержащихся в периферических слоях зерновки в большом количестве – белков, витаминов и минеральных веществ. Справедливо отмечается, что изготовление хлеба из целого зерна позволяет, в отличие от хлеба из сортовой муки, сохранить в нём периферические слои, богатые пищевыми волокнами, белками, жиром, витаминами, минеральными веществами. В этом состоит основной смысл получения хлеба из муки грубых помолов и из целого зерна. Весьма существенно, что хлеб из целого зерна имеет более короткую технологическую схему и значительно дешевле обычного. Производство хлеба из целого зерна является весьма проблематичным с точки зрения получения качественной продукции. Не всегда можно достигнуть необходимые показатели качества хлеба – достаточный объем, правильную форму, нормально окрашенную корку, эластичный мякиш с равномерной, тонкостенной пористостью. Решение этой проблемы возможно путем повышения функционально-технологических свойств используемого сырья, и, в частности, зерна, а также благодаря применению технологий, обеспечивающих высокие качественные показатели готовых изделий. Кроме того, в зерновых культурах содержатся трудноперевариваемые комплексы органических соединений с минеральными веществами, что снижает биодоступность биогенных минеральных элементов. В связи с этим, помимо разработки технологии качественных зерновых пищевых продуктов, актуальной проблемой является поиск путей повышения доступности минеральных веществ всасыванию в желудочно-кишечном тракте. Целью данного этапа (итогового) исследований, выполняемых в рамках Соглашения 14.В37.21.1922 являлось исследование взаимосвязи гидролиза фитина семян злаковых культур с повышением биодоступности минеральных веществ. В задачи исследований выполнения научно-исследовательских работ данного проекта входило:
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1 ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ ПРОЦЕССА ГИДРОЛИЗА ФИТИНА СЕМЯН ЗЛАКОВЫХ КУЛЬТУР 1.1 Проведение аналитического обзора информационных источников Подавляющее большинство всех встречающихся в природе химических элементов обнаружено в организме человека. Минеральные вещества (путем активизации различных ферментов) вместе с водой, витаминами и другими биологическими факторами обеспечивают постоянство обмена веществ в организме, поддерживают процессы жизнедеятельности клеток и тканей, костеобразования, свертывания крови, мышечного сокращения, нервной проводимости и многое-многое другое. При недостаточном поступлении минеральных веществ в организм человека могут отмечаться отклонения в состоянии здоровья различной степени тяжести. В последнее время их дефицит пытаются устранить с помощью различных БАД, употребление которых нередко приводит к побочным эффектам. Периодическая таблица Менделеева насчитывает около 120 химических элементов. В организме человека обнаружено более 80-ти элементов. Около 30-ти из них крайне необходимы организму для выработки различных соков, ферментов, гормонов, образования крови и поддержания постоянного осмотического давления в тканях. Они также играют важную биологическую роль, участвуя в регулировании обменных процессов, и являются материалом для построения костной ткани. Тело взрослого человека весом в 70 кг содержит: кальция 1500 г, фосфора 850 г, калия 250 г, серы 100 г, хлора 100 г, натрия 100 г, магния 70 г, железа 3,5 г, цинка 2 г, меди 0,1 г. Некоторые минеральные вещества в организме распределены крайне неравномерно. Фтора больше всего в зубной эмали, железа в костном мозге, йода в щитовидной железе. Равномерно распределены: Mg, Al, Br, Se. В организме минеральные вещества не синтезируются и их запасы невелики. Поэтому они должны регулярно поступать в него вместе с пищей. Минеральные вещества играют большую и многообразную роль в организме человека. Они входят в его структуру и выполняют большое количество важных функций:
Минеральные вещества, всасываясь в желудочно-кишечном тракте, попадают в кровь и переносятся к местам активного обмена или накопления. В основном они депонированы у человека в костях, а также присутствуют в растворенном виде в жидких средах организма. Из организма эти вещества выводятся с мочой, потом и калом. Обеспечение безопасности и сбалансированности продовольственного сырья и пищевых продуктов - одно из основных направлений, определяющих здоровье населения и сохранение его генофонда. В связи с этим одной из целей государственной политики в области здорового питания населения на период до 2020 года в соответствии с Распоряжением Правительства РФ от 25 октября 2010 г. № 1873-р заключается в разработке и внедрении в сельское хозяйство и пищевую промышленность инновационных технологий, включая био- и нанотехнологии. Одним из ожидаемых результатов ее выполнения является увеличение доли производства продуктов массового потребления, обогащенных витаминами и минеральными веществами, включая массовые сорта хлебобулочных изделий, а также молочные продукты, - до (40-50) % общего объема производства. Среди пищевых продуктов нет таких, которые были бы богаты одновременно всеми минеральными веществами, но можно выделить группы продуктов, являющиеся лучшими источниками отдельных минеральных веществ по количеству и (или) качеству. Качество определяется биодоступностью минеральных веществ – степенью их всасывания из кишечника и усвоения организмом. Так, одним из лучших источников минеральных веществ являются животные и зерновые продукты. Следует отметить, что хлеб является продуктом всенародного и ежедневного потребления. По различным статистическим данным фактическое потребление хлебобулочных изделий на сегодняшний день колеблется от 150 до 300 г. В науке и практике хлебопекарного производства накоплен определенный опыт по созданию нового ассортимента «здоровых» изделий, обогащенных натуральными компонентами, биологически активными добавками, а также разработаны соответствующие технологические схемы их приготовления, отдельные из которых уже нашли свое применение на предприятиях отрасли. Однако, оценивая существующий уровень обогащения изделий, необходимо отметить, что фактически он ограничивается возможностями технологии и сложившимися требованиями к органолептическим и физико-химическим показателям. Требуется научно обоснованный выбор обогатителей, повышающих пищевую ценность изделий, разработка рациональных способов их получения и подготовки к производству, которые обеспечат заданный уровень обогащения по одному или нескольким важнейшим веществам при сохранении сложившегося уровня органолептических и физико-химических показателей качества изделий [14, 16]. Существует несколько направлений повышения пищевой ценности хлеба: внесение различных добавок растительного происхождения, а также продуктов жизнедеятельности различных микроорганизмов; внесение синтетических веществ; повышение выходов муки с целью включения в неё по возможности всех частей алейронового слоя и зародыша, наиболее богатых минеральными веществами, витаминами, белками и клетчаткой. Среди добавок растительного происхождения предпочтение в основном отдаётся продуктам, получаемым из анатомических частей зерна [13]. Обогащение хлебобулочных изделий пищевыми волокнами осуществляется за счет добавления цельного, дробленого, пророщенного и диспергированного зерна, муки с высоким содержанием зародышевых хлопьев пшеницы, муки из цельного пророщенного зерна, пищевой клетчатки, мучных композитных смесей и других компонентов [5, 8] Среди населения растёт популярность хлеба из целого зерна. При традиционном размоле зерна ржи и пшеницы из него удаляются ценные компоненты, которые содержатся в периферийных частях и зародыше (от эндосперма отделяются оболочки, алейроновый слой). В результате в конечном продукте содержится незначительное количество витаминов, белковых, минеральных веществ, резко сокращается количество важных для здоровья балластных веществ в рафинированных пищевых продуктах [20]. По данным зарубежных учёных, мука высоких сортов по сравнению с мукой из цельносмолотого зерна теряет около 2/3 витамина В2, более 80 % витамина В1 и РР, полностью удаляется витамин Е, более 3/4 железа, меди, марганца и калия, около половины магния. Для их сохранения рационально использование зерна в виде крупки, хлопьев, или в виде предварительно замоченных зёрен. Необходимо отметить, что обойная мука (96 %-ного выхода) также практически не отличается по химическому составу от целого зерна [4]. Хлеб из целого зерна оказывает не только положительное физиологическое воздействие на переваривание, но и является более полезным с точки зрения предупреждения кариеса, не вызывает пищевой гликозурии, в меньшей степени стимулирует секрецию инсулина и снижает уровень триглицеридов в крови [33]. Входящие в состав зернового хлеба отруби, а также алейроновый слой с большим трудом подвергаются действию пищеварительных соков. Отруби содержат большое количество белка (массовая доля (16-20) %), жира (до 54 %), углеводов (до 70 %). Аминокислотный состав белков отрубей (в % от общего азота) составляет: аргинина - 7,5; цистина – цистеина – 1,5; гистидина – 1,7; аланина – 2,4; треонина – 2,8; триптофана – 1,8 и валина – 4,1 [9, 12, 36, 37] Усвояемость отрубей повышают предварительной обработкой и затем добавлением их к муке высших сортов. Исследователи предлагают отруби замачивать в 1 %-ном растворе поваренной соли и измельчать на специальных вальцах или обрабатывать отруби гидротермическим способом [22]. Хлеб из целого зерна содержит на 16 % больше белка, в 2 раза больше витаминов группы В, на 65 % больше витамина Е, в 4 раза выше содержание пищевых волокон, чем в хлебе из сортовой муки. [23, 24] Зерно характеризуется сложным строением и микроструктурой своих анатомических частей. Анатомические части зерна выполняют разные биологические функции, поэтому имеют различный химический состав. Биологически важные соединения (витамины, белки, микроэлементы, липиды, ферменты) сосредоточены в жизнедеятельных частях зародыша и алейронового слоя. Их содержание снижается в направлении от внешних слоев эндосперма к его центральной части. Биохимические свойства зерна зависят от его химического состава (таблица 1), распределения химических соединений по анатомическим частям, наличия в зерне биологически активных соединений и активности ферментных систем. Таблица 1 - Содержание основных химических соединений в зерне различных злаковых культур, (% к сухой массе) [21]
Ведущая роль среди зерновых культур принадлежит пшенице. Пшеница – основная и самая важная продовольственная культура в большинстве стран мира. Пшеничная мука широко используется в хлебопечении, макаронной, кондитерской промышленности. Кроме технологически значимых показателей, обеспечивающих получение пышного стандартного пшеничного хлеба, важной характеристикой товарного зерна пшеницы является ее питательная ценность. Наиболее важным веществом зерна пшеницы является белок. Его содержание в зерне пшеницы в среднем составляет: в мягкой озимой пшенице – 11,6 %, в мягкой яровой – 12,7 %; в твердой – 12,5 % при колебаниях от 8,0 до 22,0 %. При низком содержании общего белка (ниже 11 %) в пшенице формируется недостаточное количество клейковинного белка. В зерне пшеницы самое главное – это клейковинный белок, который предопределяет технологические свойства зерна и выработанной из него муки. Только при высоком количестве сырой клейковины (25 % и выше), и хорошем ее качестве можно получить пышный, вкусный и полезный хлеб. Уникальная способность клейковинных белков образовывать комплекс, называемый клейковиной, предопределила ведущую роль пшеницы среди всех зерновых культур при производстве мучных изделий [6]. Основную массу зерна пшеницы составляют углеводы. Они играют большую энергетическую роль в питании человека. В зерне пшеницы углеводы в основном представлены крахмалом, который составляет в зерне пшеницы в среднем 54 %, при колебаниях от 48 до 63 %. Весь крахмал сосредоточен в эндосперме. Из углеводов кроме крахмала в зерне пшеницы имеются восстанавливающие сахара, содержание которых составляет от 2 до 7 % и клетчатка. Ее содержание в зерне пшеницы составляет в среднем 4 % при колебаниях от 2,5 до 6 %. Имея большую механическую прочность, клетчатка не растворяется в воде и не усваивается организмом. Поэтому при переработке зерна пшеницы в муку главной задачей технологов является удаление оболочек. Вместе с тем, клетчатка зерна пшеницы играет немалую роль в пищеварении: она регулирует двигательную функцию кишечника, способствуя этим снижению сердечно-сосудистых заболеваний, препятствуя ожирению человека. Жиры и липиды составляют в зерне пшеницы в среднем 2,1 %, при колебаниях от 0,6 до 3,04 %. Жиры в зерне мягкой и твердой пшеницы, сосредоточены преимущественно в зародыше и алейроновом слое и влияют отрицательно на сохранность зерна, поскольку они неустойчивы при хранении. Под воздействием ферментов они разлагаются водой с образованием свободных жирных кислот, которые окисляются до перекисей и гидроперекисей. В результате может происходить прогоркание жира, поэтому при производстве муки зародыш удаляют. Пшеничный хлеб отличается высокими вкусовыми и питательными свойствами. Человек получает с хлебом от одной трети до половины энергии, необходимой для жизнедеятельности, ценные соединения кальция, фосфора и железа, а также витамины группы В1 (тиамин), В2 (рибофлавин), PP (ниацин) [12, 18]. Рожь – ценная продовольственная и кормовая культура, она является второй после пшеницы хлебной культурой. Преимуществами этой культуры по сравнению с пшеницей являются: высокая продуктивность, ценный аминокислотный состав белка, высокая устойчивость к неблагоприятным условиям. Химический состав ржи отличается следующими особенностями: содержание белковых (азотистых) веществ несколько ниже, чем в пшенице, ‒ оно колеблется от 10 до 17 %, составляя в среднем 13,5 %. Во ржи находятся белки ‒ глиадин, глютенин, глобулин, альбумин, больше всего глиадина (проламина). Кроме того, белковые вещества ржи отличаются тем, что значительная часть их (около 30 % от общего количества белка) растворима в воде. Поэтому белки ржи, хотя и являются гидрофильными коллоидами, но не образуют связанной клейковины, которую можно было бы отмыть из зерна или муки. Среди углеводов ржи первое место по количеству занимает крахмал, которого содержится от 57 до 63 %. Крахмал ржи по внешнему строению зерен мало отличается от крахмала пшеницы, но он имеет другие свойства, в частности легче клейстеризуется. При температуре 62,5 °C (при соотношении крахмала и воды как 1:50) крахмальные зерна пшеничного крахмала почти не меняют формы, тогда как зерна ржаного крахмала набухают, деформируются, теряют определенную форму и очертания. Рожь богаче сахарами (глюкозой, фруктозой), чем другие хлебные злаки. Содержание непосредственно редуцирующих сахаров составляет в ней около 0,3 %, а сахарозы – (4-5) % и иногда до 6 %. Характерной особенностью углеводного комплекса ржи является наличие значительного количества растворимых полисахаридов (левулезанов и др.). В силу этого общее содержание водорастворимых веществ во ржи более чем вдвое превосходит содержание их в пшенице (в пшенице – (5-7) %, во ржи – (12-15) %). Содержание минеральных веществ, клетчатки, жира во ржи почти такое же, как у пшеницы [9]. По мнению диетологов, овес – это один из самых полезных для нашего здоровья злаков. В отличие от других злаковых культур, овес содержит в своем составе уникальный комплекс органических соединений, который является незаменимым помощником в лечении различных болезней печени [17]. Он регулирует жировой обмен, избавляет от шлаков и снижает уровень сахара в крови. Отличительное свойство овса – большое содержание белковых веществ и жира при небольшом количестве крахмала. Овсяная крупа содержит в большом количестве натуральные антиоксиданты ‒ вещества, повышающие сопротивляемость организма к различным инфекциям и воздействиям окружающей среды. По количеству жира овес ближе всего подходят к маису (около 5 %), а по содержанию белковых веществ – к ячменю (около 11 %). Аминокислотный состав овса является наиболее близким к мышечному белку, что делает его особенно ценным продуктом. Овес обладает легкоусвояемыми углеводами и способствует выработке организмом гормона под названием серотонин, ответственного за положительные эмоции. В овсяной крупе содержится большое количество фосфора и кальция, необходимого для нормального формирования и развития костной системы, а так же железа, для профилактики анемий. Овсяная мука, так же как и овес, отличается пониженным содержанием крахмала и повышенным содержанием жира. В муке есть все незаменимые аминокислоты, витамины группы В, Е, А, ферменты, холин, тирозин, эфирное масло, медь, сахар, набор микроэлементов, в том числе кремний, играющий важную роль в процессе обмена веществ, минеральные соли - фосфорные, кальциевые, пищевые волокна (клетчатка и β-глюканы, которые растворяясь превращаются в вязкую массу, связывающую холестерин). Отличительной особенностью овса является то, что в овсе клетчатка содержится сразу в двух видах - растворимая и нерастворимая. Нерастворимая клетчатка восстанавливает микрофлору кишечника и действует как своеобразный скраб для желудка, выводя при этом все шлаки. Растворимая клетчатка, β-глюкан, хорошо известна тем, что понижает уровень сахара в крови. Основные преимущества овсяной клетчатки в том, что она снижает уровень глюкозы и уменьшает потребность в инсулине, а также снижает секрецию желудочного сока. Овсяная мука делает выпечку более рассыпчатой и может служить заменой пшеничной муке, но содержание овсяной муки не должно превышать одной трети от общего количества муки из-за низкого содержания клейковины [10, 40]. В настоящее время накоплены данные, свидетельствующие о том, что по многим своим полезным (лечебным) свойствам продукты из ячменя (и сам ячмень) просто уникальны. Ячмень содержит достаточно ценные по аминокислотному составу белки (не сбалансированы только по лизину и треонину), слизи, богат активными ферментами (амилаза, протеаза, пероксидаза), имеет более высокое, чем в овсе, содержание пищевых волокон. Надо отметить особо, что пищевые волокна ячменя состоят преимущественно из группы уникальных водорастворимых пищевых волокон, называемых β-глюканы. Установлено, что β-глюканы проявляют отчётливо выраженный гипохолестеримический эффект и являются мощным естественным антиоксидантом. Также доказано, что (1,3;1,4)-β-D-глюканы, способствуют снижению уровня холестерина и сахара в крови, уменьшают риск сердечно-сосудистых заболеваний и диабета, являются эффективными средствами в предотвращении и лечении ряда серьезных болезней человека, включая рак кишечника, помогают снижению избыточного веса, поддерживая чувство насыщения, укрепляют иммунную систему, обладая антимикробными свойствами [49]. В ячменном зерне содержится витамин А, почти все витамины группы В, витамины D, E, PP. К тому же, в состав ячменя входит широкий набор микроэлементов. В первую очередь, фосфор, который необходим для нормального обмена веществ в организме, а так же для полноценной деятельности мозга. А так же, биологически значимые количества: - кремния, имеющего особое значение для формирования структуры кожи, волос, ногтей, костей; - хрома, влияющего на углеводный обмен и образование инсулина, нормализующего функцию щитовидной железы, деятельность иммунной системы, способствующего рассасыванию атеросклеротических бляшек, предохраняющего белки миокарда от разрушения; - фтора, необходимого для формирования зубной эмали. Кроме того, ячмень – чемпион по содержанию в природном виде кальция, калия, марганца и железа. Поэтому, пожилым людям ячмень нужнее и полезнее любых лекарств. Так же в состав ячменного зернышка входят медь, никель, молибден, магний, йод, бром, кобальт, стронций и пр. К уникальным свойствам ячменя можно отнести и его способность очищать организм от токсинов и шлаков. Систематическое употребление ячменных (как и перловых) блюд, помогает избавиться от таких недугов, как аллергия и различные нарушения обмена веществ. Ячмень содержит более 10 % белка, который по своей пищевой ценности находится наравне с пшеничным. Растительный белок, в отличие от животного, усваивается нашим организмом почти на 100 %. Зерно ячменя на (5-6) % состоит из клетчатки, необходимой нашему желудку и кишечнику. В зернах ячменя содержатся природные антибактериальные вещества, в том числе и лизин (незаменимая аминокислота для образования белка), оказывающий противовирусное действие. На основе лизина сейчас изготавливаются всевозможные БАДы и антигерпесные препараты. А сырьем для его производства служит ячмень [12]. Тритикале – первая зерновая культура, созданная человеком, которая получена при скрещивании пшеницы (Triticum) с рожью (Secale). Содержание белка в тритикале на (1,0-1,5) % выше, чем у пшеницы, и на (3-4) %, чем у ржи. Продукты, приготовленные из данной зерновой культуры, имеют высокую питательную ценность, поскольку белок, входящий в состав этого растения, отличается повышенным содержанием незаменимых аминокислот, а именно валина, лизина, треонина, аргинина, глицина и других. Белки зерна тритикале в среднем содержат (5-10) % альбуминов, (6-7) % глобулинов, (30-37) % проламинов и (15-20) % глютенинов. По содержанию клейковинообразующих белков тритикале намного превышает рожь и приближается к пшенице, что говорит о способности зерна амфидиплоидов образовывать связанную клейковину по пшеничному типу. Количество клейковины в зерне тритикале приближается к содержанию её в пшенице. По качеству клейковины тритикале в большинстве случаев имеет более низкие данные из-за содержания в ней белков ржаного типа. Перевариваемость белков пшеницы и тритикале практически одинаковая ‒ 89,3 и 90,3 % соответственно. Главным компонентом зерна тритикале, как и других злаковых, является крахмал. На его долю приходится 3/4 веса зерна. Крахмал тритикале отличается от крахмала пшеницы и ржи низким содержанием амилозы (23,7 %). По величине плотности ржи (при 30 °С) крахмал тритикале превосходит крахмал ржи (1,4465 и 1,4209), уступая крахмалу мягкой пшеницы (1,4832). Ни количественно, ни качественно липиды тритикале не обладают свойствами, промежуточными между свойствами липидов родительских видов пшеницы и ржи. Тритикале содержит больше фосфолипидов в связанной форме, чем пшеница. Зерно тритикале не уступает зерну пшеницы по содержанию макро- и микроэлементов. В нем много меди, фосфора, калия, магния, кальция, натрия, цинка, марганца и железа, а также витаминов В5, В1, РР и Е [15]. В последнее время все чаще в хлебопечении используют готовые мучные или зерновые композитные смеси для выпечки. Сухие смеси, представляют собой полуфабрикаты хлебопекарного производства, приготовленные на основе пшеничной муки или мучных композитных смесях и дополнительного сырья (например, сахара, сахарной пудры, пищевой поваренной соли, яичного порошка, яичного белка, солода или других видов сырья). В качестве разрыхлителей в смесях используются сушеные активные дрожжи, иногда совместно с химическими разрыхлителями. Разработаны технологии приготовления смесей без дрожжей и тогда они вводится при замесе теста. Технология приготовления пшеничного теста на сухих смесях предусматривает следующие технологические операции: дозирование смеси и необходимого количества воды (если в состав смеси не входят дрожжи, то их добавляют при замесе), замес теста, отлежка или брожение теста. На сухих смесях готовят тесто как для хлеба, так и для булочных изделий в условиях предприятий малой мощности. Применение смесей позволяет значительно ускорить технологический процесс приготовления изделий. Грамотно подобранные ингредиенты обеспечивают человека всем необходимым. Хлеб, выработанный из зерновых смесей, богат витаминами, ценными аминокислотами, железом, кальцием, магнием, фосфором и другими минеральными соединениями. Применение композитных смесей, при наличии рациональных технологий их приготовления и использования, позволяет изменить в необходимых пределах пищевую ценность хлеба, улучшить его органолептические и физико-химические показатели, создать группы новых сортов хлебобулочных изделий. Состав вырабатываемых в настоящее время смесей сформирован в большинстве случаев на основе вкусовой совместимости компонентов. Целесообразным является подбор сырья на основе взаимного обогащения биологически ценных компонентов с учетом функционально- технологических свойств, стоимости сырья, сроков его хранения. Использование мучных композитных смесей, в том числе и с мукой крупяных культур, позволяет существенно расширить спектр использования: в хлебе и хлебобулочных изделиях, в мучных кондитерских и макаронных изделиях. Особенностью зерновых смесей является их способность к повышенной гидратации, которая позволяет связывать зерновой массе свободную воду в тесте, что приводит к уменьшению упека, повышению выхода хлеба и замедлению черствения. Одной из первых мучных смесей в России начала вырабатываться ржано-пшеничная смесь. Для ее изготовления проводили совместное кондиционирование зерна пшеницы и ржи, а также размол. Однако было показано, что различные культуры обладают разной сорбцией влаги, что создает определенные трудности при переработке. Результаты исследований выявили различную размолоспособность пшеницы и ржи, поэтому чтобы сохранить необходимое соотношение компонентов можно было использовать только односортный помол зерна. При этом анализ ИК-спектров показал, что процентное содержание компонентов не является стабильным и изменяется по различным этапам технологического процесса. В состав мучных смесей могут входить ржаная мука, ржаная ферментированная мука, пшеничная мука, пшеничные зародыши, пшеничные отруби, различные виды хлопьев из крупяных культур, цельносмолотые виды муки, семена льна, семена подсолнечника, кунжута. В состав смеси, характеризующейся большим содержанием пищевых волокон, включена мука из цельносмолотой ржи, пшеницы, овса, ячменя, кукурузы, бобов, проса, гречихи, льна, сои. Многокомпонентая смесь для хлеба «8 злаков» содержит 8 видов муки из различных культур, пшеничную клейковину, а также соевые, ржаные и пшеничные хлопья, семена подсолнечника, коричневого льна и кунжута, зерна гречихи и экструдированной кукурузы. В состав этой смеси также входят цельная ржаная и пшеничная мука, а также ячменная, овсяная, рисовая, гречневая и полбяная мука. При этом отмечается, что, благодаря повышенному содержанию белков, витаминов, пищевых волокон и таких микроэлементов как железо, фосфор, магний и кальций, хлеб «8 злаков» повышает умственную активность и работоспособность организма, улучшает память, укрепляет нервную систему, улучшает работу сердца и системы кровообращения. Во ВНИИЗе совместно с Институтом питания РАМН разработаны новые сорта муки из крупяных культур (гречневая, ячменная, овсяная, кукурузная, пшенная, рисовая, гороховая), а также композитные мучные смеси на их основе различного назначения. Для хлебобулочных изделий используется 65 % муки пшеничной хлебопекарной 1 сорта, 15 % ржаной обдирной и 20 % муки из крупяных культур. Хлеб разработан С.-Пб. Филиалом ГосНИИХП и рекомендован для профилактического и лечебно- диетического питания. В Алтайском государственном техническом университете разработаны композитные смеси, в состав которых входит мука пшеничная хлебопекарная, обогащенная продуктами переработки зерновых культур или смесь, состоящая из муки пшеничной второго сорта, доизмельченных отрубей, ферментного препарата Пентопан 500 BG. В настоящее время в России и за рубежом разработан достаточно большой ассортимент зерновых композитных смесей для хлебопекарной отрасли. Известны зерновые смеси Arkady ancient cereals фирмы CSM, которые вырабатываются в Великобритании для производства хлеба. Эти продукты, представляющие собой смесь пшеницы, спельты и других культур. используются для выработки разных сортов хлеба. На Российском рынке появился PANOPLUS DARK — концентрат для приготовления разнозернового хлеба. В его составе содержатся семечки подсолнуха, овсяные хлопья, пшеничные отруби, льняные зёрна, кунжутные зёрна, сорго, гречневая крупа, пшеничные хлопья, кукурузная крупа, солодовая мука, пшеничная клейковина, гранулированный люпин, компонент для обработки муки, растительный жир, сухая закваска, эмульгатор, энзим Компания ТД «Продсервис» предлагает злаковую смесь TM PFAHNL, содержащую пшеницу (мука, хлопья, зёрна), соевый шрот, набухающую ржаную муку, соль, тмин, сухое молоко, сухой растительный жир, эмульгатор Е 472е, сахар, декстрозу, ферменты (амилаза, ксиланаза, фунгаль), мучной консервант Е 300. Разработана мучная смесь, содержащая муку из зерна пшеницы и проросшего риса. Установлено, что хлеб, приготовленный из данной мучной смеси, обладает хорошими потребительскими свойствами. Большой ассортимент высококачественных зерновых смесей отечественного производства предлагает компания «ИМТ-Групп». Среди этих смесей следующие:
Ученые Всероссийского научно-исследовательского института зерна и ГосНИИХП разработали мучные композитные смеси, включающие либо продукты переработки зерна пшеницы, либо муку из крупяных культур. К ним относятся:
Предназначены для расширения ассортимента хлебобулочных изделий с улучшенным аминокислотным составом, повышенным количеством макро- и микроэлементов, а для смеси, содержащей муку из ячменя или гречихи, характерно содержание веществ, снижающих холестерин в крови. Фирма IREKS AROMA предлагает смеси для приготовления хлебобулочных изделий:
Известен способ производства составных пищевых продуктов, содержащих цельное зерно, включающий варку зерна в воде и смешивание с крахмалом, мукой из цельносмолотого зерна, разрыхлителем и пищевыми компонентами для производства теста. В резульате получают питательный продукт с низким содержанием жира и высоким содержанием клетчатки. Учеными ВГТА разработан порошкообразный продукт «Амисол» из зерен ячменя, кукурузы, гречихи. Для производства этого продукта зерно каждой культуры замачивают отдельно до определенной влажности, проращивают в течение 6-7 суток и смешивают в соотношении 1:1:1, измельчают и экстрагируют 30-35 минут при гидромодуле 1:1 и температуре (35-40) ºС, затем измельчают массу на протирочной машине, гомогенизируют, высушивают и измельчают до частиц размером (1-250) мкм. Порошкообразный продукт используют в хлебобулочной промышленности и при выработке специального питания для людей с ослабленным иммунитетом. Ученые исследовательского центра швейцарской компании Nestlé S.A нашли способ облегчения или увеличения всасывания минеральных веществ из обычной пищи у млекопитающих и человека. Этого удалось добиться за счет применения композиции для энтерального введения, содержащей микроорганизмы культуры Lactobacilli. Минеральные вещества, основным источником которых является пища, усваиваются организмом при прохождении через слизистую кишечника, чтобы затем перейти в кровяной поток. Степень усвояемости (или всасывания) минеральных веществ в организме фактически зависит как от их растворимости в среде кишечника, так и способности кишечных клеток усваивать их и переносить их в кровяной поток. В течение многих лет изучали локализацию, эффективность и механизмы всасывания кальция по всему кишечнику на крысах и цыплятах. По понятным этическим и техническим причинам эти исследования на людях были ограниченными, и предпринималось только несколько опытов in vitro. Одной из наиболее широко изученных сторон всасывания минеральных веществ является биодоступность минеральных веществ в зависимости от состава суточного пищевого рациона. Однако многие минеральные вещества, которые обладают высокой биодоступностью являются также нестабильными и не пригодны для использования с пищей. Кроме того, просто добавление в пищу больших количеств минеральных веществ часто оказывает негативное воздействие на органолептические свойства пищи. Возможным решением проблемы является облегчение или улучшение всасывания минеральных веществ из пищи. Однако имелось мало исследований по способам облегчения или увеличения всасывания минеральных веществ из пищи, и результаты не были согласующимися. Например, обнаружили, что минеральные вещества, содержащиеся в молочных продуктах, усваиваются лучше, когда эти продукты подвергаются ферментации. Этот эффект относится к наличию кислот в сквашенных молочных продуктах. Совсем недавно японские ученые также показали увеличение всасывания кальция у крыс из обогащенной кальцием сыворотки, когда потребляется комбинация олигосахаридов и Bifidobacteria. Существуют результаты, показывающие, что Lactobacillus acidophilus естественно используют Fe2+ и окисляют его в Fe3+, которое является нерастворимой формой, которая усваивается труднее. Поэтому остается необходимость в получении методов облегчения или увеличения всасывания минеральных веществ, присутствующих в пище. Успеха в этом направлении добились ученые исследовательского центра швейцарской компании Nestlé S.A. Они разработали способ увеличения всасывания минеральных веществ из пищи, включающий энтеральное введение млекопитающему пищевой композиции, которая содержит бактерии lactobacilli. Неожиданно, при использовании модели in vitro ими было обнаружено, что lactobacilli способны непосредственно облегчать или улучшать всасывание минеральных веществ, особенно кальция, кишечными клетками человека. Не желая ограничиваться теорией, было выдвинуто предположение, что это связано с индуцированием подкисления микросреды около кишечных клеток и бактерий, контактирующих с кишечными клетками. Как бактерии, так и кишечные клетки могут участвовать в индукции подкисления. Это локализированное подкисление может, таким образом, играть активную роль в растворении минеральных веществ и, следовательно, в способности организма усваивать их. Объектом нового метода является применение lactobacilli при приготовлении пищевой композиции для энтерального введения для облегчения или улучшения всасывания минеральных веществ у млекопитающего. Пищевую композицию для энтерального введения можно использовать для лечения или профилактики недостатка минеральных веществ у людей любой группы – от детей до беременных женщин. Как отмечалось выше, зерновые культуры являются одним из основных источников минеральных веществ. Однако в зерне содержатся фитаты (фитин), в виде которых существует (78-90) % всего фосфора семян злаковых культур, представляющие собой это анионы фитиновой кислоты с различной степенью диссоциации. Фитиновая кислота – химическое соединение шестиатомного спирта инозитола, по концам которого прикреплено 6 остатков молекул фосфорной кислоты. Остатки фосфорной кислоты химически активны, поэтому к ним часто присоединяются атомы металлов – кальций, натрий, калий, цинк, медь. В определённое химическое взаимодействие конечные участки фитиновой кислоты могут вступать с остатками аминокислот. Таким образом, фитаты не только являются источниками трудноперевариваемого фосфора | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Значение минеральных веществ в кормлении животных Каждая клетка содержит те или иные минеральные элементы. Образование новых клеток у растущих животных невозможно без отложения в... |  | Открытый урок. 6 класс. Транспорт веществ в организме растения. Цели Особенности транспорта веществ в растении. Роль корневого давления и испарения в перемещении воды и минеральных веществ |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Изучили состав семян, выработали практические умения по обнаружению питательных веществ в семени, на основе опытов выяснили, какие... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Организация деятельности учащихся на формирование первичных знаний о процессе гидролиза в неорганической химии и возможности прохождения... |
| 1. Свойства почвы. Гранулометрический состав, влажность, кислотность... Печатается по решению Центрального координационно-методического совета Казанского государственного медицинского университета | | Внедрение технологии размножения семян перспективных сортов самоопыляющихся... Госреестр до прихода семян элиты в семеноводческие хозяйства, что не способствует своевременному использованию преимуществ сорта |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Сформировать и систематизировать знания об условиях прорастания семян, о необходимости определенной температуры, влажности, наличия... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Строение семян. Лабораторная работа №6: “Изучение строения семян двудольных и однодольных растений” |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Изучение данной дисциплины базируется на знании общеобразовательной программы по химии, а именно: теории строения органических соединений,... | | Научный руководитель Ахметов М. А Задания С3 (блок химическая реакция) проверяют усвоение знаний о взаимосвязи веществ различных классов на примерах превращений органических... |
| Реферат Минеральная вода Минеральные воды содержат комплекс необходимых человеку минеральных веществ, кроме того, различный целебный состав помогает человеку... | | Урока, сроки Тема урока Что должен знать Техника уборки картофеля и овощных культур. Отбор семенников, сбора семян овощных культур |
| Качество семян сосны обыкновенной на лсп забайкальского края Правдин, 1963, Проказин, 1962) выход полнозернистых семян, масса 1000 штук семян, энергия прорастания и техническая всхожесть на... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... «прорастание семян», помочь учащимся в ходе процесса их учебной деятельности выделить главные условия прорастания семян; отметить... |
| Кунжут относится к семейству сезамовых, и второе его название сезам (sesame). Кунжут Кунжут является одной из главнейших и старейших масличных культур. Масло Сандала изготовляется из разных семян (белых, серых, черных),... | | Примерная программа наименование дисциплины Органическая химия Рекомендуется... Фгос впо сформироватьние у студентов необходимых знанияй, умений и навыков в области органической химии закономерностях химического... |
