Изменение химического состава овса голозерного при проращивании

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Важное место в производстве продуктов массового питания, пользующихся каждодневным спросом у населения, занимают зерновые ресурсы республики. Их правильное использование позволяет производить продукты питания с заданным составом и свойствами.

В решении этой задачи важное место занимает внедрение новых процессов повышения биологической ценности зерна - проращивания.

Проросшее зерно - это полезный легкоусвояемый продукт. По сравнению с непророщенным оно содержит значительно больше витаминов, макро- и микроэлементов в легкоусвояемой форме, и, следовательно, обладает высокой биологической ценностью. Благодаря наличию в нем активных протеолитических ферментов улучшается усвояемость белков. Крахмал в проросших зернах частично превращается в солодовый сахар, что облегчает его переваривание. В таком зерне пробуждаются силы зародышевого организма, активизируются ферменты, сохраняются в своем естественном природном виде все вещества, содержащиеся в целом зерне.

Из пророщенного зерна можно получать различные продукты питания - традиционные, обладающие лечебными свойствами, специального назначения и др. [1], их употребление не имеет побочных эффектов, приводит к нормализации обмена веществ и похудению людей с избыточным весом.

Проросшее зерно используют при производстве детского и диетического питания, спирта, хлебопекарных изделий, а также кормовых добавок животным.

Одной из перспективных зерновых культур, выращиваемых в Республике Беларусь, является овес.

В овсе содержатся незаменимые аминокислоты и протеины. Большую ценность представляет также клетчатка (11%). Растворимая клетчатка предотвращает колебания уровня сахара в крови и оказывает тонизирующее воздействие, а нерастворимая - восстанавливает микрофлору кишечника.

Продукты из овса отличаются наиболее высокой калорийностью по сравнению с другими крупяными продуктами, довольно высоким содержанием белка, жира. Кроме того, благодаря наличию значительного количества слизистых веществ овсяные продукты обладают диетическими свойствами. В этих продуктах содержится много витаминов - тиамина, рибофлавина, ниацина и ряд микроэлементов.

Однако из овса пленчатого в процессе переработки получается очень низкий выход готовой продукции (45-50%), что связано с большим содержанием в нем цветковых пленок (30%). Кроме того, у ядра пленчатого овса вся поверхность густо покрыта волосками. Хотя общая доля волосков составляет всего 1,5-3% от массы ядра, они снижают усвояемость и вкусовые качества крупы, поэтому в процессе переработки овса в крупу их удаляют.

В этой связи большой интерес представляет использование для переработки в пищевых целях овса голозерного, который имеет ряд преимуществ перед пленчатым [2].

В настоящее время в Государственный реестр Республики Беларусь включено три сорта овса голозерного - Вандровник, Гоша и Крепыш.

Овес голозерный - ценная продовольственная культура. Высокое содержание белка, жира, крахмала, витаминов при низком содержании клетчатки обуславливает его высокую пищевую ценность. Интерес к овсу голозерному обусловлен еще и тем, что в нем содержатся все незаменимые аминокислоты. По их содержанию белки овса не уступают белкам пшеницы, а по некоторым аминокислотам (лизин, аргинин, триптофан) даже превосходят их. Овес голозерный превосходит пленчатый по содержанию сырого протеина на 3,5-4,0%, жира - на 2,5-3,0%, кроме того, он имеет меньшее содержание сырой клетчатки. Зерно овса голозерного также содержит органические соединения железа, фосфора, кальция [3, 4].

Примерно у 90-95% зерновок овса голозерного отсутствуют цветковые пленки. Также у овса голозерного только на вершине зерновки имеются волоски, а на поверхности ядра они отсутствуют. Поэтому выход готовой продукции из зерна овса голозерного значительно выше.

При изучении физических свойств зерна установлено, что овес голозерный по гранулометрическому составу, натуре, массе 1000 зерен, плотности, пленчатости, содержанию ядра, объему зерновки существенно отличается от пленчатого. Овес голозерный имеет низкую пленчатость (практически нулевую), высокое содержание ядра, высокую натуру [2].

Поэтому изучение процесса проращивания зерна овса голозерного представляет большой интерес и является актуальным и перспективным направлением научных исследований.

Проращивание зерна в зависимости от конкретного назначения включает различные периоды от 1 до 10 суток. Так, в пищевых производствах используют зерно, проращиваемое до 9 суток.

Важнейшими предварительными условиями для прорастания зерна являются: достаточная влажность, соответствующая температура и наличие кислорода.

В настоящее время используются несколько способов замачивания зерна: воздушно-водяное замачивание; в непрерывном потоке воды и воздуха; оросительное замачивание; воздушно-оросительное замачивание [5].

В Могилевском государственном университете продовольствия на кафедре «Технология хлебопродуктов» исследовали влияние длительности проращивания овса голозерного на его химический состав.

Для исследования использовали зерно овса голозерного следующих сортов - Крепыш, Вандровник, Гоша, Белорусский голозерный и зерно рядовое, выращенное в различных регионах Республики Беларусь.

В работе применяли общепринятые и стандартные методы анализа.

Определение влажности зерна - по ГОСТ 13586.5, энергии прорастания и способности прорастания - по ГОСТ 10968, белка - по ГОСТ 10846, крахмала - по ГОСТ 10845, сахаров - по методу Бертрана, жира - по ГОСТ 29033, клетчатки по методу Кюршнера и Ганека.

Технологический процесс получения пророщенного зерна овса голозерного включает в себя следующие этапы: очистка зерна от примесей, мойка и дезинфекция зерна, замачивание и проращивание.

Для замачивания зерна овса голозерного использовали водопроводную воду с температурой 8-12 єС. Проращивание осуществляли воздушно-водяным методом в термостате марки ЛП-122, в котором поддерживается постоянная температура и относительная влажность воздуха. Сущность данного метода проращивания заключается в попеременном пребывании зерна в воде (водяная пауза) и без воды (воздушная пауза). В этом способе учтено важное значение кислорода воздуха, как активатора энергии прорастания зерна, и предусмотрено продувание воздухом во время пребывания зерна под водой и после каждого спуска воды. Хорошая аэрация замачиваемого зерна ускоряет впитывание воды и его прорастание [6].

На основании проведенных ранее исследований была установлена оптимальная длительность воздушно-водяных пауз - 5-10 часов, при этом достигается длина роста 1,5-2 мм. Длительность проращивания изменялась от 0 до 25 часов, через каждые пять часов определялись исследуемые показатели. овес голозерный пищевой прорастание

Семенные свойства зерна овса голозерного являются основным показателем, определяющим возможность его использования для получения из пророщенного зерна продуктов питания повышенной биологической ценности.

К семенным свойствам зерна относят энергию прорастания, способность прорастания и жизнеспособность.

Энергия прорастания - это способность семян быстро прорастать. Энергию прорастания определяют в тех же условиях и одновременно со способностью прорастания (в первые три-четыре дня).

Жизнеспособность семян - свойство семян сохранять способность к прорастанию. Только что убранные или хранящиеся при низкой температуре семена часто не прорастают, хотя и имеют здоровый зародыш, т. е. жизнеспособны. Это вызывается периодом покоя, после прохождения которого семена могут дать нормальные всходы.

Показатели семенных свойств зерна овса голозерного приведены в таблице 1.

Исследуемые сорта зерна овса голозерного можно охарактеризовать как зерно с высокой энергией и способностью прорастания.

Высокие значения энергии и способности прорастания позволяют предположить, что практически все исследуемые образцы зерна овса голозерного пригодны для использования их в качестве сырья для получения зерновых продуктов повышенной биологической ценности из пророщенного зерна.

Таблица 1. Семенные свойства зерна овса голозерного

В процессе проращивания происходит снижение сухой массы зерна, так как в этот период зерно теряет некоторое количество содержащихся в нем органических веществ, которые растворяются в воде и вымываются, а также вследствие увеличения интенсивности дыхания. Объем зерновки овса голозерного пророщенного увеличивается, а плотность при этом снижается. Увеличение объема зерновки и уменьшение плотности связано с тем, что при проращивании происходит поглощения коллоидами зерна влаги, зерно набухает. Влага, проникая внутрь зерновки, ослабляет связи между биополимерами зерна, происходит разрыхление эндосперма.

Проведенные нами ранее исследования показали, что химический состав овса голозерного по сравнению с овсом пленчатым характеризуется более высоким содержанием крахмала, сахара, белка и жира и более низким содержанием клетчатки.

У исследуемых различных сортов овса голозерного содержание белка составляет 12,4-15,4%, крахмала 55,4-58,3%, сахара 1,9-2,3%, жира 5,2-7,0%, клетчатки 1,5-3,0%.

В процессе проращивания зерна овса голозерного происходит интенсивный гидролиз высокомолекулярных соединений до низкомолекулярных и перевод их в растворимое состояние, доступное для подачи в развивающийся росток, что приводит к изменению химического состава зерна. В результате увеличения активности ферментов протеаз, белки разлагаются до аминокислот, которые частично усваиваются, частично разлагаются дальше на нуклео-тиды.

Таким образом, белок в пророщенном зерне переходит в легкоусвояемое состояние - увеличивается содержание незаменимых аминокислот.

В процессе проращивания зерна овса голозерного во всех исследуемых образцах количество белка снижается (рис. 1). В первые 10 часов замачивания и проращивания овса голозерного содержание в нем белка не изменяется или снижается незначительно. Это говорит о том, что активность протеаз низкая. При дальнейшем проращивании с 10 до 25 часов наблюдается значительное снижение содержания белка, что объясняется интенсификацией процесса распада белка под действием протеаз. В процессе проращивания содержание белка снижается на 0,6-2,8%.

Уравнения, описывающие данный процесс, приведены в таблице 2.

Таблица 2. Зависимость между содержанием белка (у) и длительностью проращивания (х) зерна овса голозерного

При проращивании зерна овса голозерного происходит снижение содержания крахмала, при этом он под действием ферментов б- и Я-амилазы превращается в легкоусвояемые углеводы.

В первый период проращивания зерна овса голозерного в течение 5-10 часов процесс гидролиза крахмала протекает неактивно, при увеличении длительности проращивания гидролиз крахмала происходит более интенсивно и содержание крахмала значительно снижается, особенно при 20-25 часах проращивания.

Содержание крахмала в процессе проращивания уменьшается на 6,5-12,2%.

Уравнения, описывающие данный процесс, приведены в таблице 3.

Рис. 1. Изменение содержания крахмала в зерне овса голозерного при проращивании

Таблица 3. Зависимость между содержанием крахмала (у) и длительностью проращивания (х) зерна овса голозерного

В состав углеводного комплекса, вместе с крахмалом, входят собственные сахара. Наряду с расщеплением крахмала в пророщенном зерне происходит увеличение содержания сахара. При проращивании зерна овса голозерного значительное накопление сахаров наблюдается после 10 часов проращивания (рис. 2). Это объясняется повышением активности ферментов б- и в-амилазы. Образующиеся в процессе проращивания сахара расходуются на формирование ростка и активно возрастающий процесс дыхания.

Уравнения, описывающие данный процесс, приведены в таблице 4.

Рис. 2. Изменение содержания сахаров в зерне овса голозерного при проращивании

Таблица 4. Зависимость между содержанием сахаров (у) и длительностью проращивания (х) зерна овса голозерного

Жиры при проращивании под действием фермента липазы расщепляются на жирные кислоты и глицерин, что приводит к уменьшению их содержания. Этот процесс практически неактивен при длительности проращивания до 10 часов. С увеличением длительности проращивания процесс расщепления жиров активизируется, и количество жиров уменьшается на 0,3-0,9% при 25 часах проращивания (рис. 3).

Уравнения регрессии, описывающие данный процесс, приведены в таблице 5.

Рис. 3. Изменение содержания жира в зерне овса голозерного при проращивании

Таблица 5. Зависимость между содержанием жира (у) и длительностью проращивания (х) зерна овса голозерного

Исследуя данные модели на адекватность при помощи коэффициента детерминации определяем, что коэффициенты детерминации достаточно близки к 1, и можно сделать вывод о достаточно сильном влиянии длительности проращивания на химический состав зерна овса голозерного.

Из данных, приведенных на рисунках 1-4 и в таблицах 2-5, следует, что между содержанием белка, крахмала, жира и длительностью проращивания существует обратная зависимость, а между содержанием сахаров и длительностью проращивания - прямая зависимость.

В процессе проращивании овса голозерного происходит незначительное увеличение содержания клетчатки (на 0,2-0,4%). Это можно объяснить тем, что в процессе проращивания происходит расщепление основных питательных веществ: белков, жиров, углеводов. При этом происходит накопление водорастворимых веществ, относительное содержание питательных веществ снижается, что и приводит к некоторому увеличению содержания клетчатки в пророщенном зерне.

Таким образом, в процессе проращивания зерна овса голозерного происходит снижение содержания белка, крахмала и жира и увеличение содержания сахаров. Биохимические процессы, происходящие в зерне овса гол озерного в течение 5-10 часов проращивании, неактивны и его химический состав не изменяется или изменяется незначительно, но после 10 часов проращивания активность ферментов увеличивается, биохимические процессы интенсифицируются, в результате чего происходит значительное изменение химического состава.

Литература

Вашкевич В., Горяев В., Мусина О. Трансформация каротина при проращивании зерна пшеницы // Хлебопродукты. - 2001. - №8. - С.18-19.

Касьянова Л.А. Оценка качества зерна голозерного и пленчатого овса как сырья для производства пищевых продуктов / Касьянова Л.А., Баи-това С.Н. // Вестник МГУП. - 2007. - №1.

Курятникова Н.А. Овес голозерный - ценная продовольственная культура / Курятникова Н.А., Кирасиров З.А. // Научные основы семеноводства и агротехнологий с.-х. культур в условиях Евро-Северо-Востока РФ / Мордов. науч.-исслед. ин-т сел. хоз-ва. - Саранск, 2007. - С. 187-190.

Смирнов А.А. Новая ценная продовольственная и кормовая культура в Пензенской области - голозерный овес / Смирнов А.А., Кшникаткина А.Н., Самодуров В.А. // Материалы республ. научно-практич. конференции «Ресурсосберегающие экологически безопасные технологии получения с.-х. продукции» / Мордов. гос. ун-т. - Саранск, 2007. - С. 160-163.

Мальцев П.М. Технология солода и пива - M.: Пищевая промышленность. 1964. - 835c.

Бастриков Д. Изменение биохимических свойств зерна при замачивании / Бастриков Д., Панкратов Г. // Хлебопродукты. -2006. -№1. - С.40-41.

Размещено на Allbest.ru