автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему: Исследование технологических свойств зерна полбы (Triticum dicoccum Schrank.) и разработка кулинарной продукции с его использованием
Автореферат диссертации по теме "Исследование технологических свойств зерна полбы (Triticum dicoccum Schrank.) и разработка кулинарной продукции с его использованием"
На правах рукописи
БАЖЕНОВА Ирина Анатольевна
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЗЕРНА ПОЛБЫ (Triticum dicoccum Schrank.) И РАЗРАБОТКА КУЛИНАРНОЙ ПРОДУКЦИИ С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
Специальность 05.18.15 Товароведение пищевых продуктов и технология продуктов общественного питания
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Санкт - Петербург - 2004
Диссертационная работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский торгово-экономический институт"
доктор технических наук, профессор КрасильниковВалерий Николаевич
доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Иванова Раиса Гавриловна
кандидат технических наук
Кариева Алтынгуль Сергеевна
ГНЦ РФ Всероссийский НИИ растениеводства
им. Н.И. Вавилова РАСХН
_ часов; на заседании
Диссертационного Совета К 227.003.01 Санкт-Петербургского торгово-экономического института по адресу: 194021, Санкт-Петербург, ул. Новороссийская, 50, ауд. 1256.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского торгово-экономического института.
Ученый секретарь Диссертационного Совета кандидат технических наук, доцент
Общая характеристика работы
Актуальность темы. В нашей стране издавна ведущее место в пищевом рационе занимали и занимают хлеб, мучные и крупяные блюда. Состав зерновых продуктов для их производства достаточно разнообразен. Повсеместно возделывают овес, гречиху, просо. Широко распространены различные виды пшеницы, рожь, ячмень.
Сегодня почти все нутрициологи рекомендуют сохранять зерновые как центральную часть нашего рациона вследствие их естественно высокого содержания комплекса углеводов и низкого содержания жира. Потребляемые ежедневно в постоянных и достаточно высоких количествах, хлеб и блюда из зерновых являются оптимальными для обогащения витаминами, минералами и другими биологически активными веществами.
Создание продуктов здорового питания на основе зерновых связано с оценкой их биологических и потребительских свойств на современном уровне с учетом требований нутрициологии к химическому составу и биологической ценности продуктов питания.
В связи с этим в данной работе рассмотрен малоиспользуемый в настоящее время вид пшеницы, входящий в группу пленчатые виды - полба-двузернянка (Triticum dicoccum Schrank.). Этот вид пшеницы, когда-то широко распространенный и используемый в питании на юго-востоке России, в настоящее время культивируется в незначительных объемах Известно, что полба отличается неприхотливостью к условиям возделывания, устойчива к засухе и болезням, характеризуется достаточно высоким содержанием белка.
Представляет интерес изучить пищевую ценность нетрадиционного для кулинарии зерна полбы и разработать ассортимент кулинарной продукции с его использованием.
Цель и задачи исследований: Целью настоящей работы являлась технологическая оценка зерна полбы и разработка рецептур биологически полноценной кулинарной продукции с его использованием.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
• изучение химического состава и технологических свойств зерна полбы как крупяной культуры;
• оценка биологической ценности белкового комплекса зерна полбы;
• исследование физико-химических свойств крахмала зерна полбы;
• обоснование ассортимента кулинарной продукции с использованием зерна полбы и разработка рецептур блюд, оптимизированных по содержанию белка и аминокислотному составу.
Научная новизна результатов работы состоит в том, что:
• изучена товароведная характеристика зерна полбы (Triticum dicoccum Schrank.), выращенного в разных регионах РФ: сорта Белка- в Ленинградской области и Приозерская - в Карачаево-Черкесской Республике. Определены геометрические характеристики, стекловидность, натура, физическая плотность, масса 1000 зерен;
• исследованы химический состави биохимкявски^^^Щ^ййОД^ полбы,
бивлиотека С1 08
определены микроструктура зерна, компонентный и аминокислотный состав белков, групповой состав углеводов;
• впервые исследованы сравнительные термогравиметрические характеристики нативного крахмала полбы, картофеля, риса, пшеницы;
• исследованы сравнительные термогравиметрические характеристики клей-стеризованного крахмала полбы, картофеля, риса;
• определены основные технологические свойства зерна полбы как крупяной культуры: набухание, температура клейстеризации крахмала, продолжительность замачивания, варки и развариваемость;
Практическая значимость работы состоит в определении товароведных характеристик зерна полбы, которые могут быть использованы при разработке ТУ на продовольственное зерно. С помощью компьютерной программы разработаны рецептуры кулинарной продукции с использованием зерна полбы, оптимизированные по содержанию белка и аминокислотному составу. Определена пищевая и энергетическая ценность разработанных блюд. Даны практические рекомендации по использованию блюд из полбы в питании населения. Разработан проект ТУ на запеканки для доготовочных предприятий.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на Международной конференции, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга (15-17 апреля 2003 года), на Всероссийском совещании генеральных директоров НПФ "Российские семена" (16 июля 2003 года). Диссертация обсуждена на кафедре технологии и организации питания Санкт-Петербургского торгово-экономического института (февраль 2004 г.) и рекомендована к защите.
Публикации. Основные результаты проведенных исследований отражены в 6 печатных работах.
Объем и структура работы: диссертация состоит из введения, четырех разделов, выводов и рекомендаций, списка литературы, включающего 147 наименования работ отечественных и зарубежных авторов, и приложений. Диссертация изложена на 109 страницах, содержит 33 таблицы и 13 рисунков.
Введение содержит обоснование актуальности работы, цели и задачи исследования.
1. В обзоре литературы описаны история возделывания, биологические особенности полбы; рассмотрены химический состав, биологическая ценность зерна полбы и дан обзор использования зерна полбы в кулинарии различных народов. Определены направления исследования.
В экспериментальной части дана характеристика объектов и методов исследований, а также результаты экспериментов, выводы и рекомендации. Схема исследований представлена на рис. 1.
Анализ данных научно-технической и патентной литературы с использованием фонде» научных библиотек и системы Internet
Сравнительная характеристика биологической ценности круп и их химического состава История возделывания и использования полбы
Изучение химического состава и -* Морфологические особенности зерна
биохимических свойств зерна -» Изучение микроструктуры зерна
спективных для районирования ■ Содержание белка и фракционный состав белков
сортов -* Углеводы и их состав
Исследование физико-химических свойств крахмала зерна полбы Термогравиметрические исследова-
ния нативных крахмалов
Сравнительный анализ крахмалов
разных крупяных культур
Оценка биологической ценности белков полбы Компонентный состав белке» полбы
Аминокислотный состав белков полбы и сравнительный аминокислотный скор белксв полбы и других крупяных культур
Изучение технологических свойств зерна полбы Набухание зерен в разных условиях
Развариваемо сть и выбор режимов тепловой обработки
Термогравиметрические исследования клейстеризованных крахмалов
Технология кулинарной продукции на основе зерна полбы
Выбор и обоснование пищевых систем
Ошимизация пищевой ценности блюд из полбы
Комплексная оценка готовых блюд
Практическая реализация результатов исследований
Рафаботк а проекта ТУ на запеканки из полбы
Рис. 1. Схема проведения эксперимента.
2. Объекты исследований. Объектом являлось зерно полбы Triticum dicoccum Schrank. новых селекционных сортов Белка (выращен в 2001 году в г. Пушкине) и Приозерская (урожай 2002 года, Карачаево-Черкессия).
В сравнительных исследованиях использовали зерно мягкой яровой пшеницы сорта Иргина, рисовую крупу, картофельный, рисовый, пшеничный крахмал и крахмал полбы.
Отбор проб и их подготовку для лабораторных исследований проводили согласно единой методике определения качества отечественных пищевых продуктов (Ковальская Л. П., 1991).
Методы исследований. Для комплексной оценки качества сырья и готовой продукции определяли органолептические, физико-химические, структурно-механические показатели.
Определение влажности, зольности, количества и качества клейковины проводили по стандартным методикам.
Микроструктура зерна была исследована на электронном сканирующем микроскопе JSM-35C (Jeol, Япония). Термогравиметрические исследования проводили на дериватографе GL-1000. Исследование процесса набухания круп проводили весовым и объемным методами при значениях рН среды от 3,2 до 8,0. Аминокислотный состав белков определяли на автоматическом аминокислотном анализаторе Jeol (Япония). Изучение состава глиадинов полбы проводили методом электрофореза по методике ВИРа на приборе экспериментальной лаборатории "Хийу Каллур" (г.Таллинн). Результаты исследований записывали в виде белковых, или сортовых, формул по эталонному спектру.
Расчет оптимизации блюд проводили с использованием компьютерной программы "LIS" "Оптимизация аминокислотного состава" в режимах:
- оптимизация аминокислотного состава смеси из N компонентов методом перебора в случае двухкомпонентных смесей;
- оптимизация аминокислотного состава смеси из N компонентов методом деформируемого многогранника в случае многокомпонентных смесей.
Качество (внешний вид, вкус, запах, консистенцию, цвет) готовых изделий оценивали органолептически. Содержание жиров в готовых блюдах определяли по методу Гербера.
3. Результаты исследований.
3.1. Морфо-биохимическиехарактеристики зерна полбы.
Зерно полбы по этим характеристикам приближается к твердой пшенице (табл. 1).
Морфологические характеристики зерна полбы
Показатели Сорт Белка Сорт Приозерская
Объем зерна, мм3 22-24 24-25
Площадь внешней поверхности, мм2 49-50 50-52
Сферичность зерна 0,81 0,79
Масса 1000 зерен, г 24-25 33-35
Стекловидность, % 70-75 80-90
при неплотной упаковке; 690-715 734-742
при плотной упаковке 750-770 816-830
Удельный объем, CM3
при неплотной упаковке; 1390-1450 1320-1365
при плотной упаковке 1300-1330 1200-1235
Физическая плотность, 1080-1190 1100-1250
Влажность зерна, % 8,1-8,5 9,4-9,7
Содержание эндосперма, % 83-85 86-89
Содержание зародыша со щитком, % 3,7-3,9 3,8-4,2
Исходя из анализа морфологических характеристик, для дальнейших исследований было выбрано зерно полбы сорта Приозерская.
По своему химическому составу полба относится к высокобелковым видам пшеницы. Был проведен анализ химического состава зерна полбы сорта Приозерская: зольность - 1,44%; массовая доля белка - 17,7%, жира - 1,9%. От общего количества углеводов крахмал составляет 62,4%, редуцирующие сахара 1,06%, инвертные сахара- 2,38%, клетчатка - 2,38%. Некрахмальные полисахариды, которые являются основой пищевых волокон (диетической клетчатки), составляют 11,74%.
3.1.1. Белки зерна полбы. Формула глиадина зерна в целом типична для твердой пшеницы. Интересно, что во фракции у-глиадина отсутствует пятый компонент, что позволяет говорить о высокой стекловидности зерна. В а-фракции слабо представлен а6-компонент. Это делает данный сорт перспективным для использования в диетическом питании, так как именно этот компонентограничи-вает использование зерновых больными целиакией.
Содержание незаменимых аминокислот в белке зерна полбы составляет 34,42 % к белку, содержание заменимых - 65,58% (табл. 2). Белки зерна полбы дефицитны по лизину и треонину, скоры 0,53 и 0,66 соответственно.
Аминокислотный состав белков зерна полбы
Аминокислоты % к белку г на 100 г зерна
изолейцин 4,10 0,657
лейцин 7,51 1,203
метионин+цистеин 4,21 0,674
треонин 2,93 0,469
триптофан 0,88 0,141
фен ила ла нин 6,23 0,997
аланин 3,78 0,605
аргинин 4,49 0,718
аспарагиновая кислота 5,92 0,947
гистидин 2,24 0,359
глицин 4,03 0,644
глутаминовая кислота 24,08 3,852
пролин 14,80 2,368
тирозин 3,30 0,528
сумма 100 16,004
3.1.2. Крахмал зерна полбы. Проведено сравнительное исследование микроструктуры крахмальных зерен пшеницы, риса и полбы. Установлено, что форма крахмальных зерен данных культур различна: у риса - многогранная, у пшеницы и полбы - округлая. В рисовом зерне не видно связи крахмальных зерен с белками, а у пшеницы и полбы крахмальные зерна погружены в белковую матрицу, связь с которой у полбы больше. Исследованные зерновые различаются по размерам и соотношению разных фракций крахмальных зерен. Рис имеет самые мелкие (3-15 мкм), достаточно плотно упакованные зерна. Крахмальные зерна пшеницы различны по размерам. Необходимо отметить, что крупных зерен (до 50 мкм) у пшеницы значительно больше. Размер мелких зерен 210 мкм. Полба по среднему размеру крахмальных зерен занимает промежуточное положение между рисом и пшеницей - 10-35 мкм.
Размеры и соотношение разных фракций крахмальных зерен, связь с белками определяют такие технологические свойства, как набухание, продолжительность варки, развариваемость. Исходя из полученных данных, можно ожидать, что по указанным технологическим свойствам полба будет занимать промежуточное положение между свойствами риса и пшеницы. Это предположение было подтверждено дальнейшими исследованиями.
Сравнительные термогравиметрическиеисследования нативных крахмалов, проведенные с целью изучения изменения крахмала в процессе тепловой обработки, показали, что общий характер дериватограмм не зависит от вида крахмала. Для нативных крахмалов отмечаются три эндотермических эффекта: один низкотемпературный и два более высокотемпературных (табл. 3).
Первый эндотермический эффекту всех видов крахмала находится в области 100±2*С и сопровождается изменениями массы в пределах 8,1-9,1%. Этот тепловой эффект соответствует удалению адсорбционной влаги. Действительно, найденные значения потери массы соответствуют нормируемым значениям массовой доли влаги в товарных пищевых крахмалах.
Зерновые крахмалы имеют практически одинаковые значения вторых эндотермических эффектов (258-2600С). Второй эндотермический эффект обусловлен высвобождением воды, связанной водородными связями с глкжозидными единицами крахмалов. Высокие значения второго эффекта свидетельствуют о множественности межмолекулярных связей, за счет которых образуются комплексы, легко распадающиеся уже при небольших изменениях среды, а также стабилизирующих в известной степени и внутреннюю структуру молекул крахмала.
Третий эндотермический эффект (277-295'С) определяется, по-видимому, высвобождением воды из кристаллических областей полисахаридов, а также, вероятно, их термической деструкцией (дегидратацией, термическим разложением). Третий эндотермический эффект оказался выше для крахмала из риса (295'С). Крахмал из картофеля позиционируется несколько обособленно от крахмалов из риса, пшеницы и полбы как по температурным значениям второго и третьего эндотермических эффектов, так и по потере массы, соответствующей им. Второй и третий эндотермические эффекты сопровождаются значительными изменениями массы, а именно для картофельного - 42,1 ±2,1%, а для зерновых - 55,1 ±2,75 - 57,2±2,86%.
Деструкция крахмалов происходит в процессе кулинарной обработки (пассерование муки, обжарка крупы), а также при изготовлении "взорванных" злаков. Полученные данные впервые позволили отчетливо определить температурные пороги деструктивных изменений крахмалов, которые фактически оказались значительно выше тех, которые сообщались некоторыми авторами. Эти данные необходимо учитывать при оптимизации процессов экструзионной обработки зерна и сухого нагревания.
Результаты термогравиметрических исследований нативных крахмалов
Виды крахмала Параметры термогравиметрических исследований, соответствующие тепловому эффекту
первому второму третьему
СС Ат, % СС СС Дпк % *
Картофельный 100+2 эндо 8,8±0,44 250±3 эндо 277±5 эндо 42,1 ±2,10
Рисовый 100+2 эндо 8,1±0,40 260±3 эндо 295+3 эндо 55,1+2,75
Крахмал полбы 100±2 эндо 9,1+0,45 258±3 эндо 285+5 эндо 56,012,80
Пшеничный 100+2 эндо 8,210,41 260±3 эндо 288+5 эндо 57,2±2,8б
- суммарно для второго и третьего эфе ектов.
Выполненные исследования убедительно показали, что наблюдаемые второй и третий эндотермические эффекты определяются природой крахмалоноса, а именно различным соотношением амилозы и амилопектина, наличием в их составе минеральных веществ, липидов и некоторых других соединений. С нашей точки зрения, отличия в поведении картофельного крахмала также могут быть объяснены присутствием в его амилопектине фосфатных групп.
3.2. Технологические свойства зерна полбы
Качество клейковины (ее упругость, эластичность, растяжимость, связность) определяют возможность того или иного кулинарного использования зерновой культуры. По содержанию сырой клейковины полба приближается к сильным видам пшеницы, но ее качество ограничивает использование данной культуры в
хлебопечении и изготовлении макаронных изделий. Клейковина полбы изученных сортов малоэластичная, темнеющая на воздухе. Следовательно, тесто из полбеной муки будет тяжелым и темным. Скорее всего, мука из полбы может быть использована как добавка к ржаной или пшеничной муке, а также для приготовления некоторых видов теста, например, песочного.
Технологические свойства зерна полбы
Размер крахмальных зерен, мкм мелкие: 8-15
Форма крахмальных зерен округлая, овальная
в слабокислой среде 0,29-0,35
в нейтральной и слабощелочной средах 0,32-0,37
Температура клейстеризации, °С 60-63
Количество сырой клейковины, % 30-37
Качество клейковины Серая, темнеющая на воздухе, сред-
няя по растяжимости (15-17 см), удов-
Время замачивания, мин 240-360
Время варки, мин
без замачивания 160-180
с замачиванием 45-60
В работе особое внимание было уделено таким технологическим свойствам, как набухание и развариваемость, так как именно они определяют технологические приемы, которые будут применяться при приготовлении блюд из полбы.
Коэффициент развариваемости зависит от содержания и качества клейковины, стекловидности зерна, его структуры и др. Для полбы коэффициент развариваемости по объему составляет 2,8-3,0, а по массе - 3,0-3,5. Эти показатели сопоставимы с гречневой, овсяной крупой и рисом.
Кривые набухания, приведенные на рисунке 2, свидетельствуют, что при проведении процесса при Г=20±2*0 в воде разница в предельной степени набухания зерен пшеницы, полбы и риса незначительна. Однако, предельная степень набухания пшеницы несколько выше (0,39), чем у полбы (0,35) и риса (0,30). Рис набухает быстрее, и процесс проходит через максимум. Наблюдаемые эффекты вполне согласуются с особенностями микроструктуры крахмальных зерен, описанных нами в разделе 3.1.2. Уравнения скорости набухания для пшеницы (1) и полбы (2) имеют следующий вид:
В опытах при той же температуре в слабощелочной (рН=7,4 - 8,0) и слабокислой средах (рН= 3,2 - 5,0) особых различий в протекании процессов набухания
не выявлено; различна лишь предельная степень набухания: в слабощелочной 0,39-0,41, в слабокислой - 0,32-0,33.
В опытах при Г=35±2'С в воде пшеница и полба набухают примерно одинаково: предельная степень набухания 0,42 и 0,37 соответственно. Скорость набухания риса выше, но предельная степень набухания ниже - 0,33. Уравнения скорости набухания для пшеницы (3) и полбы (4) имеют следующий вид:
сМ/сК = 10,45(0,33 -V/,) (3)
сМ/сИ = 7,10(0,32 -\Л/,) (4)
В слабощелочной и слабокислой средах при той же температуре характер процесса сохраняется, но различаются предельные степени набухания: для пшеницы - 0,4 и 0,33 соответственно; для полбы - 0,35 и 0,29.
Наблюдаемые различия, по-видимому, можно объяснить структурой зерен исследуемых объектов, что подтверждается данными электронной микроскопии. Мелкие крахмальные зерна не позволяют достичь высокой степени набухания. Легкость проникновения жидкой среды к крахмальным зернам и, как следствие, высокая скорость набухания зависят от плотности наружного слоя зерна. Уменьшение скорости процесса у полбы объясняется еще и тем, что крахмальные зерна погружены в белковую матрицу и связаны с ней больше, чем у пшеницы. При увеличении температуры предельные степени набухания возрастают на 0,020,05.
Рис. 2. Зависимость степени набухания зерен риса, полбы и пшеницы от времени в воде при температуре 35±2'С. Объемный метод. 1 - рис; 2 - полба; 3 - пшеница.
Результаты опытов по набуханию определяют оптимальную продолжительность замачивания зерна полбы, которая составляет 4-6 часов, так как процесс набухания идет интенсивно в первые три часа, достигает максимума в течение 45 часов.
Температура клейстеризации крахмала полбы 60-63°С. Термогравиметрические исследования показывают, что для клейстеризован-
ных крахмалов, также как и для нативных, отмечаются три эндотермических эффекта: два низкотемпературных и один более высокотемпературный (табл. 5).Но в отличие от нативных крахмалов значения этих эффектов смещены в область более низких температур. С нашей точки зрения, это свидетельствует о том, что при клейстеризации нативные структуры существенно разупорядочены, и химические связи, ответственные за их стабилизацию значительно ослаблены.
Первый и второй низкотемпературные эффекты находятся в областях 75-95°С и 100-110"С и сопровождаются значительными изменениями массы по сравнению с неклейстеризованными крахмалами: для картофельного 89,7±4,48%, для рисового 47,1 ±2,35%, для крахмала полбы 68,0+3,40%. Отмеченные изменения массы соответствуют влагоудерживающей способности клейстеризованных крахмалов. Эти значения необходимо учитывать при варке круп, особенно при приготовлении рассыпчатых каш и пловов (консистенция, форма зерна, выход готовых блюд).
Третий эндотермический эффект для клейстеризованных крахмалов лежит в области 265-275'С и сопровождается незначительным изменением массы - 4,922,5%. При этом наибольшее изменение массы отмечено у рисового крахмала (22,5±1,12%), а наименьшее - у картофельного (4,9±0,24%). По-видимому, наблюдаемые изменения в термогравиметрических характеристиках различных видов клейстеризованных крахмалов связаны с различным соотношением амилозы и амилопектина
Результаты термогравиметрических исследований клейстеризованных крахмалов
Виды крахмала Параметры термогравиметрических исследований, соответствующие тепловому эффекту
первому второму третьему
t,°C t,°c Am, % t,°C Am, %
Картофельный 95+2 эндо 110+2 эндо 89,7±4,48 26712 эндо 4,9+0,24
Рисовый 75±2 эндо 100±2 эндо 47,1+2,35 272±2 эндо 22,5+1,12
Крахмал полбы 9512 эндо 106±2 эндо 68,0±3,40 27312 эндо 12,3+0,62
* - суммарно для первого и второго эффектов.
Сравнительные данные по морфологическим характеристикам полбы и, в еще большей степени, термогравиметрические исследования позволяют определить наиболее предпочтительный ассортимент кулинарной продукции с использованием зерна полбы: каши, кулинарные изделия из каш, гарниры.
3.3. Разработка сбалансированныхбелковыхкомпозиций при комбинировании полбы с традиционными белковыми продуктами (мясными, рыбными, молочными и грибами).
Анализ двойных и тройных комбинаций белков полбы с белками других про-
дуктов, выполненный с помощью компьютерной программы, представлен в таблице 6.
При комбинировании белковых продуктов исходили из физиологически обоснованных представлений об аминокислотной сбалансированности конечного изделия. Выбор рационального пути использования в питании белоксодержа-щих продуктов основывался на получении эффекта истинного обогащения или эффекта простого обогащения (В.Г. Высоцкий, 1985). Следует отметить, что эффект истинного обогащения регистрируется, когда в белковой композиции скор каждой незаменимой аминокислоты не менее 1,0 относительно аминокислотной шкалы ФАО/ВОЗ. При простом обогащении значение аминокислотного скора белковой композиции выше, чем у белков каждого из исходных продуктов, но в ряде случаев не достигают величины 1,0.
Все рассчитанные комбинации не лимитированы по первой для крупяных культур незаменимой аминокислоте - лизину. Некоторые из комбинаций лимитированы по треонину, но скор этой аминокислоты в комбинированных смесях выше, чем в белках полбы. Комбинация полбы с грибами может быть использована для приготовления вегетарианских блюд. Белки выбранных тройных комбинаций более сбалансированы по аминокислотному составу. Предложенные сочетания являются основой для разработки рецептур различных каш, пловов, фаршей.
Характеристики соотношений белков полбы в двойных
и тройных комбинациях с белками мяса, рыбы, молочных продуктов и грибов
Белковые комбинации Соотношение компонентов в комбинациях Содержание белка в комбинациях, % Лимитирующая аминокислота Скор лимитирующей аминокислоты
ции: полба-говядина 1 кат. 39,9:60,1 19,08 фенилаланин+ триптофан 0,93
полба-свинина мясная 35,1:64,9 15,49 треонин 0,96
полба-треска 54,4:45,6 16,92 изолейцин 1,00
полба-молоко 9,2:90,8 4,44 метионин + цистеин 1,03
полба-творог нежирный 48,5:51,5 17,85 треонин 0,91
Тройные комбинации: полба-грибы белые-говядина 26,9:20,7:52,4 16,01 фенилаланин+ триптофан 0,94
полба-молоко-творог нежирн. 25,4:30,7:43,9 13,35 треонин 0,98
4. Разработка рецептур блюд из полбы на основе оптимизации их аминокислотного состава. В действующем Сборнике рецептур отсутствуют блюда из полбы. В таблице 7 указано количество крупы и жидкости, необходимое для приготовления 1 кг рассыпчатой и вязкой каш, атакже количество жидкости и соли, необходимое для приготовления каш из 1 кг крупы.
Количество крупы, жидкости, соли на приготовление каш из полбы
Наименование каши На 1 кг выхода каши Выход каши на 1 кг крупы Привар, % Влажность, %
крупа,г жидкость, л крупа, г жидкость, л соль, г выход, кг
рассыпчатая 344 0,81 1000 2,3 29 2,9 190 68
вязкая 225 0,85 1000 ' 3,8 44 4,4 340 79
В диссертационной работе были разработаны следующие рецептуры блюд, оптимизированные по аминокислотному составу белков:
• супы: суп молочный с полбой;
• основные блюда: мясо отварное (говядина, свинина) с вареной полбой, плов из полбы с говядиной (свининой), каша из полбы с рыбой, каша из полбы с грибами и луком, запеканка из полбы с творогом, крупеник;
• фарши: фарш мясной (говяжий, свиной) с полбой, фарш рыбный с полбой, фарш грибной с полбой.
Все разработанные блюда обладают хорошими органолептическими показателями. Пищевая и энергетическая ценность разработанных блюд приведена в таблице 8.
Пищевая и энергетическая ценность блюд из полбы
Наименование блюда Белки, г Жиры, г Углеводы (крахмал, сахара), г Энергетическая ценность, ккал
Супы: суп молочный с полбой 3,0 2,8 7,9 69,1
Основные блюда говядина отварная с полбой 7,7 1.8 10,9 90,9
свинина отварная с полбой 6,9 8,5 10,8 147,1
плов из полбы с говядиной 9,9 5,1 13,4 139,4
каша рассыпчатая: с маслом с сахаром с молоком 5,7 0,6 19,6 106,5
каша из полбы с рыбой 7,5 4,9 15,2 134,7
каша из полбы с грибами и луком 4,9 5,3 12,5 117,7
запеканка из полбы с творогом 8,2 3,2 25,5 164,1
крупеник 11,8 3,6 18,8 154,7
Фарши: фарш говяжий с полбой 10,3 7,9 14,9 172,2
фарш свиной с полбой 8,2 19,6 13,6 263,5
фарш рыбный с полбой 8,0 3,5 16,4 128,9
фарш грибной с полбой 5,5 6,1 14,4 134,8
Выводы и рекомендации:
1. Теоретически и экспериментально обоснована целесообразность более широкого использования зерна полбы (Trlticum dicoccum Schrank.) как крупяной культуры при производстве разнообразной кулинарной продукции в качестве экономически выгодного источника важнейших нутриентов - высококачественного белка и углеводов.
2. Изучены морфологические характеристики зерна полбы (геометрические показатели, натура, масса 1000 зерен, физическая плотность, содержание эндосперма и зародыша со щитком, стекловидность), которые по своим значениям приближаются к твердой пшенице.
3. Исследован компонентный состав белков полбы и аминокислотный состав суммарного белка. Установлено, что белки полбы, как и белки большинства крупяных культур, лимитированы по лизину и треонину. Электрофоретические спектры глиадина полбы свидетельствуют о перспективности использования ее в диетическом питании.
4. Проведено сравнительное исследование микроструктуры зерна полбы, пшеницы и риса. Установлено наличие в зерне полбы и пшеницы двух фракций крахмальных гранул округлой формы: крупных (до 35-50 мкм) и мелких (до 10 мкм), связь крахмальных зерен с белковой матрицей у полбы больше. В зерне риса крахмальные гранулы мелкие, многогранные, не связанные с белками.
5. Исследованы термогравиметрические свойства нативного крахмала полбы, пшеницы, риса, картофеля. У всех крахмалов отмечено наличие трех эндотермических эффектов, которые характеризуют различную степень связанности воды в крахмалах.
6. Исследованы термогравиметрические свойства клейстеризованного крахмала полбы, риса, картофеля, которые свидетельствуют о существенной разупо-рядоченности структуры крахмалов при клейстеризации. Показано сходство свойств клейстеризованных крахмалов полбы и риса, что подтверждает возможность замены риса на полбу в кулинарных изделиях.
7. Определены основные технологические свойства зерна полбы как крупяной культуры (степень набухания в зависимости от рН, температура клейстеризации крахмала, продолжительность замачивания и варки, развариваемость), которые определили оптимальные режимы кулинарной обработки зерна полбы.
8 С помощью расчетных методов математической обработки, реализованных в виде компьютерной программы, оптимизировано содержание зерна полбы в рецептурах ряда мясных, рыбных, грибных и молочных блюд, обеспечивающих сбалансированность белков блюд по аминокислотному составу и их высокую пищевую ценность в сочетании с требуемыми органолептическими показателями,
9. Для предприятий общественного питания разработано 12 блюд и кулинарных изделий с полбой: рассыпчатая и вязкая каши, которые могут использоваться в качестве самостоятельного блюда и гарнира для вторых блюд; каши с грибами и рыбой; плов с говядиной и свининой; мясные (говяжий и свиной), рыбный, грибной фарши с полбой; молочный суп с полбой, запеканка и крупеник.
10. Разработанные оптимизированные блюда обладают более высокой биологической ценностью по сравнению с традиционными, что позволяет рекомендовать их для использования в рационахлюдей, занятых тяжелым физическим трудом (в рабочих столовых), школьников.
1. Баженова И.А., Красильников В.Н., БуркатТ.В., Борисова Л. М. Исследование процесса набухания зерен полбы, пшеницы и риса // Хранение и переработка сельхозсырья, 2002, № 11, с. 33-34.
2. Баженова И. А., Барсуков А.В., Красильников В.Н. Сравнительные дериватог-рафические исследования крахмалов полбы и других культур //Хранение и переработка сельхозсырья, 2002, № 11, с. 38-40.
3. Грибанькова ЕС, Баженова И.А., БуркатТ.В. Исследование процесса набухания зерен полбы, пшеницы и риса//Тезисы докладов Международной конференции, посвященной 300-летию Санкт-Петербурга, 15-17 апреля 2003 г. - Санкт-Петербург, СП6ТЭИ, 2003. - С. 133-134.
4. Баженова И.А., Красильников В.Н., БуркатТ.В. Сравнительные исследования технологических свойств зерна полбы, пшеницы, риса. Материалы международной научно-практической конференции "Современные проблемы торговли, расширения ассортимента и контроля качества потребительских товаров и продуктов общественного питания". 7-10 октября 2002 г. Ч.И. - Санкт-Петербург, 2002.-С.120-121.
5. Красильников В.Н., Баженова ИА, Смоленцева А.А. Исследование свойств зерна полбы (Triticum dicoccum Schrank.). Материалы XIII Международного симпозиума "Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье". 5-12 сентября 2004 г., г. Алушта.
6. Красильников В.Н., Баженова И.А., Смоленцева А.А. Физико-химические, товароведные и технологические свойства зерна полбы (Triticum dicoccum Schrank.) /в печати/.