Определение оптимальных параметров экструдирования при производстве зерновых хлебцев из зерна ржи

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение оптимальных параметров экструдирования при производстве зерновых хлебцев из зерна ржи

Ваншин В.В.,

Ваншина Е.А.,

Косякова А.Е.

На сегодняшний день сырье растительного происхождения занимает доминирующие место в рационе питания человека. Такое превосходство над другими продуктами питания объясняется более низкой себестоимостью и более коротким периодом воспроизводства. При этом следует отметить, что питательная ценность продуктов, полученных из растительного сырья, не может обеспечить полноценного питания. Поэтому люди все больше стремятся разнообразить свой рацион. Человек все больше понимает, что пища это не просто еда, которая насыщает его организм энергией, а это источник различных витаминов, микроэлементов, биологически активных веществ, потребление которых влияет на его здоровье. Поэтому полноценное питание обеспечит не только здоровую жизнь, но и увеличит ее продолжительность.

Целью нашего исследования является изучение возможности получения продукта невысокой себестоимости и соответственно с минимальной обработкой, который можно было бы использовать для здорового питания. Для удешевления стоимости продукта нами была поставлена задача получения его из необработанного сырья. В качестве такого сырья мы выбрали зерно ржи. Выбор был не случаен, а обусловлен следующими факторами.

В мире основными производителями ржи, более 80 %, являются Германия, Российская Федерация, Польша, Белоруссия, Украина и Китай. По валовому производству зерна Россия производит более 25 % общего мирового сбора зерна ржи [1].

Рожь широко культивируется в зонах рискованного земледелия нашей страны, так как она неприхотлива по сравнению с пшеницей к резким изменениям климата и не требовательна к качеству почв и практически всегда дает устойчивые урожаи [2].

Оренбургская область также является зоной рискованного земледелия, где рожь выращивают в больших объемах.

Рожь является озимой культурой и при хороших запасах влаги дает высокие урожаи до 40 центнеров с одного гектара. В основном рожь используется в мукомольной, комбикормовой, пивоваренной, спиртовой и хлебопекарной промышленности. Зерно ржи имеет свои специфические биохимические и технологические свойства [3, 4].

При оценке химического состава ржи было установлено, что основными запасными веществами зерна являются белок (9-18 %) и крахмал (52-63 %). Зерно озимой ржи содержит около 2,5 % жира. Жирные масла ржи богаты ненасыщенными кислотами (до 82 %) и поэтому обладают способностью растворять холестерин, вызывающий атеросклероз. Жироподобные вещества - стеарины играют большую роль в образовании витамина D [5]. зерно продукт энергетический

При сравнительном анализе данных, представленных в таблице 1, видно, что рожь имеет достаточно высокую углеводную питательность и сравнительно низкий показатель содержания золы.

Таблица 1 - Сравнительная оценка химического состава и энергетическая ценность зерна различных культур, %

Все эти факты подтверждают перспективность использования ржи в качестве основного сырья в наших исследованиях [6].

Для обработки зерна мы выбрали один из универсальных способов, который является одним из самых перспективных на сегодняшний день, - это экструдирование.

Универсальность этого способа обработки объясняется тем, что экструзия широко используется в различных отраслях пищевой промышленности, таких как хлебопекарная, макаронная, маслоэкстракционная, пищеконцентратная, кондитерская, молочная, мясная, рыбная. Экструзию применяют при производстве жевательной резинки, макарон, конфет, пирожных, котлет, крабовых палочек, сухих завтраков. Ассортимент экструдированных продуктов составляет более 300 наименований. Перспективность экструдирования заключается в том, что весь процесс обработки сырья осуществляется в одной машине. Экструдер позволяет проводить измельчение, смешивание, влаготепловую обработку и формование за короткий период времени. Продукты, получаемые при этом, могут быть как полуфабрикаты, так и не требующие дополнительной кулинарной обработки готовые к употреблению изделия. В процессе экструзионной обработки сырья в нем под действием высокого давления и температуры протекают различные структурно-механические и химические превращения, которые затем определяют вкус, цвет, аромат и питательные свойства продукта.

Также неоспоримым достоинством экструзии является возможность получения комбинированных продуктов, то есть продуктов с заранее заданным химическим составом. Такая возможность позволяет получать продукты для функционального и лечебного питания. При этом в производстве экструдированных продуктов могут быть использованы как традиционное сырье, так и побочные продукты пищевых производств, переработка которых повысит рентабельность производства и снизит общую экологическую нагрузку на предприятие и прилегающих территориях [7, 8, 9, 10].

Учитывая то, что большая часть учащихся, студентов и трудоспособного населения в течение рабочего дня из-за недостатка времени для питания использует различные продукты для быстрого перекуса, мы решили получить с помощью экструзии продукты из цельнозернового сырья, которые не требуют дополнительной кулинарной обработки, - это зерновые хлебцы.

Хлебцы - это уникальный продукт, хорошая замена обычному дрожжевому хлебу. По вкусу хлебцы также не уступают хлебу (хотя вкусы у всех разные, и в этом аспекте можно поспорить). Хлебцы можно использовать и в качестве сухого завтрака, употребляя вместе с фруктовым соком или молоком. По сравнению с обычным хлебом хлебцы содержат в себе гораздо больше витаминов и минеральных веществ. Они богаты клетчаткой и, соответственно, полезны для работы кишечника, снижают уровень холестерина в крови. Зерновые хлебцы содержат большое количество клетчатки, и, по мнению многих ученых, их употребление позволит очистить организм от токсичных и канцерогенных веществ, а также избавиться от проблем с пищеварением.

Исследования по производству зерновых хлебцев из цельного зерна ржи проводились на кафедре технологии пищевых производств Оренбургского государственного университета. Обработка зерна ржи осуществлялась с использованием двухэтапной экструзионной обработки. При этом на первом этапе сырье из цельного зерна предварительно обрабатывалось в режиме теплой и горячей экструзии для выявления оптимальной степени увлажнения, позволяющей получать максимальную степень декстринизации, но при этом не позволяющей вспучиваться продукту на выходе из фильеры. Обработка зернового сырья на первом этапе осуществлялась на пресс-экструдере КЭШ-1, представленном на рисунке 1.

Рисунок 1 - Чертеж шнекового пресс-экструдера КЭШ-1

В ходе экструзии была установлена оптимальная влажность экструдируемого образца, она составила 17 %. После первого этапа обработки сырье повторно экструдировалось и формовалось на пресс-экструдере ПЭШ-30/1, при этом оптимальные режимы обработки составили: влажность экструдированной смеси 17 %, температура экструзии 170 0С.

Полученные в ходе исследований зерновые хлебцы обладали хорошими органолептическими и физическими показателями. Так в ходе исследований оценивалась прочность, влагоудерживающая способность, пористость, насыпная масса хлебцев. Для оценки вкуса, цвета, консистенции и запаха изделий была проведена экспертная оценка. Все собранные в ходе исследований результаты позволили разработать машинно-аппаратурную схему производства зерновых хлебцев из цельно зерна ржи с помощью экструзии.

Анализируя полученные результаты, следует отметить, что ржаные хлебцы, полученные из цельного зерна ржи, могут быть использованы как для быстрого перекуса, так и для диетического и спортивного питания.

Экструзионная обработка протекает при высоких температурах и давлениях, что позволяет провести качественную стерилизацию получаемых продуктов, что существенно повышает их санитарное состояние и увеличивает их срок хранения. Использование экструдера для производства экструдированных зерновых хлебцев существенно сокращает количество технологического оборудования, что отражается на себестоимости и цене готового продукта, что на сегодняшний момент является главным определяющим фактором в условиях рынка.

Список литературы

1. Кедрова, Л.И. Биологические основы производства зерна озимой ржи на евро-северо-востоке РФ / Л.И. Кедрова, Е.И. Уткина, Е.А. Шляхтина, Т.К. Шешегова // Достижения науки и техники АПК. - 2012. - N 6. - С. 21-23.

2. Любарский Л.В. Рожь / Л.В. Любарский.; Под ред. Д.Я. Гельман. - М: 1957. - 260 с.

3. Кретович, В.Л. Основы биохимии растений / В.Л. Кретович, М., Высшая школа, 1971. - 436 с.

4. Вашкевич, В.В. Техника и технология производства муки / В.В. Вашкевич, О.Б. Горнец, Г.Н Ильичев. - Барнаул "Графикс", 2000. - 209 с.

5. Аллахвердиев, Т.И. Химический состав зерна коллекционных образцов ржи (Secale L.) / Т.И. Аллахвердиев // Аграрная наука. - 2012. - N 6. - С. 21-23.

6. Егоров, Г.А. Технологические свойства зерна / Г.А. Егоров. - М.: Агропромиздат, 1985. - 334 с.

7. Технология экструзионных продуктов [Текст] : учеб. пособие для вузов / А.Н. Остриков [и др.]. - СПб. : Проспект науки, 2007. - 202 с. - ISBN 5-903090-04-4.

8. Ваншин, В.В. Повышение белковой питательности экструдированных продуктов / В.В. Ваншин, Е.А. Ваншина // Хлебопродукты. - 2016. - №7. - С.64-65. - ISSN 0235-2508.

9. Ваншин, В.В. Изучение возможности использования нута при производстве макаронных изделий / В.В. Ваншин, Е.А. Ваншина, С.Н. Малышев, Т.А. Лазарева, А.В. Хрипунов // Хлебопродукты. - 2017. - № 1. - С.49-51. - ISSN 0235-2508

10. Ваншин, В.В. Побочные продукты пищевых производств как источник сырья для производства экструдированных продуктов / Е.А. Ваншин

Размещено на Allbest.ru