Спосіб виробництва готових сніданків із зернових

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности, к производству диетических продуктов питания с повышенным содержанием пищевых волокон, которые обладают низкой калорийностью, и может быть использовано при производстве продуктов питания, в частности, продуктов питания отдельных групп населения. Исследованиями советских и зарубежных ученых установлено, что в ряде случаев в рационе питания отдельных групп населения содержится недостаточное количество трудноусвояемых балластных веществ, которые улучшают, работу желудочно-кишечного тракта. При этом установлено также, что наиболее приемлемым видом балластных веществ является клетчатка, содержащаяся в отрубянистых частицах помола зерновых культур. Спрос на диетические продукты с повышенным содержанием отрубянистых веществ, а также на пищевые отруби постоянно возрастает, так как такие продукты успешно используют для лечения и профилактики различных заболеваний (журнал "Мукомольно-элеваторная и комбикормовая промышленность", 1983, №9, с.28)[1]. Клетчатка обладает способностью связывать некоторые витамины, кальций, магний, фосфор, железо, цинк, медь и другие микроэлементы. Например, железо из растительных продуктов усваивается в 2-3 раза хуже, чем из животных продуктов. Недостаток клетчатки в диете способствует развитию ожирения, желчнокаменной болезни, сердечно-сосудистых заболеваний, появлению запоров, рака толстого кишечника и других болезней. Оптимальное содержание пищевых волокон (грубых и мягких) в ежедневном рационе взрослого человека составляет 20-25 г, в том числе непосредственно клетчатки и пектина - 20-15 г (химический состав пищевых продуктов: Справочник. М., "Легкая и пищевая промышленность", 1984, т. 2, с. 19) [2]. Отечественные разработки в области насыщения рациона пищевыми волокнами в основном ориентированы на применение пшеничных отрубей. Последние обладают целым рядом ценных питательных свойств и биологических свойств, в том числе нативными свойствами. Их получают при размоле зерна и сортировке его частиц по размеру и массе, Они состоят в основном из оболочек зерна, его алейронового слоя, и служат источником пищевых волокон и ряда биологически активных веществ (в дальнейшем тексте БАВ), повышающи х моторику желудочно-кишечного тракта, его выделительную функцию. Известен способ производства диетических продуктов из пшеничных отрубей по авт. св. СССР №1755774, кл. А 23 L 1/10, 1992 [3]. Сущность известного способа заключается в химическом выделении пищевых волокон из отрубей и последующем их использовании в виде добавке при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий. Пищевые волокна - это неусвояемые углеводы, а именно: клетчатка, гемицеллюлоза, пектиновые вещества , лигнин и т.п. Организмом они практически не усваиваются, однако играют исключительно важную роль в процессе пищеварения и сохранения здоровья, в выведении солей тяжелых металлов (Биологически активные вещества пищевы х продуктов: Справочник. К., "Те хника", 1985, с. 5) [4]. При существующем в стране ассортименте хлеба и хлебобулочных изделий и сложившемся в среднем их потреблении в размере 250 г/сутки на человека потребность в пищевых волокнах удовлетворяется лишь на 25-30% ( "Пищевая промышленность", 1992, №4, с. 6) [5]. Недостатком известного способа являются высокие затраты труда и энергии при его использовании и, как следствие этого, высокая стоимость конечного продукта. Кроме того, согласно известному способу, по которому фактически осуществляется химическое воздействие на исходный продукт, конечный пищевой продукт получают с пониженным содержанием клетчатки, витаминов, микроэлементов, в котором к тому же потеряны нативные свойства. Известен также способ производства зернового продукта "Сумалак", включающий приготовление измельченного ячменевого солода с добавлением к нему пассивированной пшеничной муки (патент Российской Федерации №1734649, кл. А 23 L 1/202, 1991) [6]. Указанный способ характеризуется некоторым сравнительным снижением энергозатрат и трудозатрат, по сравнению с выше приведенным аналогом. Однако энергозатраты и трудозатраты по этому способу остаются все же достаточно высокими. Кроме того, для обеспечения диетических свойств "С умалака" необходимо, согласно расчету, ввести такое количество добавок (муку и др.), что энергозатраты и трудозатраты возрастают еще больше. Известен также способ получения продуктов из зерна, предусматривающий варку замоченного зерна в масляной ванне и обжаривание его в аппарате типа "пушка" при давлении 5,0-7,0 ати по патенту Российской Федерации №1725810, кл. А23L1/18, 1992 [7]. Способ обеспечивает получение сухи х завтраков со сравнительно повышенной биологической ценностью. Однако указанная биологическая ценность таких завтраков недостаточна, а трудозатраты и энергозатраты остаются такими же сравнительно высокими. Известен также способ производства зерновых завтраков из предварительно сваренной и раздавленной крупы - конечный продукт - в виде чипсов или хлопьев (журнал "Пищевая промышленность", 1992, №30-31) [8]. Недостатком известного способа остается высокое энергопотребление и потеря БАВ в конечном продукте за счет изменения качественных характеристик углеводов при технологической обработке, снижения физиологической ценности получаемого продукта, потери его нативных свойств. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ производства хлопьев из зерновых, предусматривающий приготовление смеси из рецептурных компонентов, обработку смеси в варочном экструдере, формование и обжаривание по патенту Российской Федерации №2014786, кл. А 23 L 1/164, 1/18// А 23 Ρ 1/14, 1994 [9]-прототип. Способ позволяет сравнительно повысить физиологическую ценность конечного пищевого продукта. Однако в процессе варки, формования и обжаривания в конечном продукте уменьшается количество клетчатки, микроэлементов и витаминов. Операции известного способа сохраняют высокое энергопотребление, высокие трудозатраты и сложность технологического процесса. Решаемая изобретением задача заключается в том, чтобы сохранить нативные (природные) свойства конечного продукта, обеспечить получение сравнительно повышенного содержания пищевых волокон, низкую калорийность, что характеризует этот продукт как диетический и позволяет использовать его для лечения и профилактики желудочно-кишечных и други х заболеваний. Кроме того, решаемая изобретением задача заключается в том, чтобы на осуществление заявленного способа было израсходовано сравнительно меньшее количество энергии и трудозатрат, что существенно снижает себестоимость продукта. Поставленная в изобретении задача решается тем, что известном способе производства готовых завтраков из зерновых, предусматривающем подготовку зернового сырья, приготовление вмеси из рецептурных компонентов и ее обработку в экструдере, согласно изобретению, в качестве зернового сырья используют необработанное зерно с естественной влажностью, подготовку сырья ведут его измельчением, а обработку смеси в экструдере ведут одновременно с ее тепловой обработкой. Измельчение зернового сырья ведут его дроблением до размера частиц, не превышающего 4,0 мм. Содержание фракции зернового сырья с размером частиц до 4,0 мм в составе сырья составляет 99,099,7%. Обработку смеси в экструдере ведут п утем ее нагрева до температуры 90-220°С при давлении 0,2-5,0 МПа в течение времени 90-180 с. Обработку смеси ведут в экструдере типа А1КХ2П. Такое решение поставленной задачи обеспечивает повышение содержания пищевых волокон по сравнению с прототипом в 2-3 раза, обеспечивает сохранение нативных свойств исходного сырья, сокращает трудозатраты и расходы энергии не менее, чем в 2-3 раза. Ниже представлены примеры конкретного выполнения заявленного способа. Пример 1. Использовали 20 кг необработанного кукурузного зернового сырья, соответствующего ГОСТ 13634-90. Согласно техническим условиям хранения это зерновое сырье имеет естественную влажность при хранении, величина которой лежит в пределах 9-19%. При подготовке указанного зернового сырья его поместили в дробилку, на выходе которой использовали сито №2, и проводили его измельчение. Измельченная масса содержала фракцию с размером частиц до 4мм в количестве 99,3% от всей массы. Полученное измельченное зерновое сырье затем использовали для приготовления рецептурной смеси следующего состава: - измельченное кукурузное зерновое сырье; - соль; - сахар. Готовую смесь поместили в экструдер марки А1КХ2П производства ПО "Элеватор-мельмаш", г. Днепропетровск, где одновременно с экструзией смеси проводили ее тепловую обработку при температуре 220°С и давлении 0,2 МПа в течение 90 с. Время обработки выбирали путем подбора времени пребывания смеси в экструдере за счет выбора скорости вращения шнека. После пропускания рецептурной смеси через фильеры экструдера, в результате чего происходит "внутренний взрыв" зерновых частиц с образованием кукурузных "палочек" или "рожков", полученный продукт содержал (на 100 г продукта) клетчатки - 2,0-2,5 г и золы - 1,2 г со следующими органолептическими показателями: - внешняя поверхность - без вкраплений недеформированных частиц, бугристая; - консистенция - хр устя щая, рассыпчатая; - стр уктура - микропористая, при нажатии "палочки" легко рассыпаются; - вкус, запах - приятный, без привкуса пригара и други х посторонних запахов и привкусов. Содержание витаминов (мг/100 г продукта) в полученном продукте составило: Трудозатраты составили 120 чел×с/кг, энергозатраты - 300 Вт×ч/кг, Затем полученный продукт, представляющий собой готовый завтрак, расфасовывали, упаковывали в пакеты и отправляли потребителю. Пример 2. То же количество необработанного зернового сырья обрабатывали, как в примере 1, при содержании зерновой фракции до 4мм - 99,0%, приготовляли ту же рецептурную смесь, что и в примере 1, которую помещали в тот же экструдер, где вели ее тепловую обработку при температуре 90°С, давлении 5,0 МПа в течение 180 с. Энергозатраты составили - 321 Вт×ч/кг, трудозатраты - 129 чел×с/кг. Полученный конечный продукт по составу и качеству такой же, как в примере 1. Пример 3. Предварительные условия такие же, как в примере 1, при содержании зерновой фракции с размером частиц до 4мм - 99,7%. Тепловую обработку вели при температуре 155°С и давлении 2,6 МПа в течение 135 с. Энергозатраты составили - 315 Вт×ч/кг, тр удозатраты - 126 чел ×с/кг. Полученный конечный продукт по составу и качеству такой же, как в примере 1. Пример 4. Предварительные условия такие же, как в примере 1, при содержании зерновой фракции с размером частиц до 4 мм - 99,3%. Тепловую обработку вели при температуре 80°С и давлении 2,5 МПа в течение 80 с. Энергозатраты составили - 270 Вт×ч/кг, трудозатраты - 114 чел×с/кг. Полученный конечный продукт по составу был таким же, как в примере 1, а по качеству – неудовлетворительным - жесткая консистенция с вкраплениями недеформированных частиц. Пример 5. Предварительные условия такие же, как в примере 1, при содержании зерновой фракции с размером частиц до 4 мм - 99,5 %. Тепловую обработку вели при температуре 230°С и давлении 2,5 МПа в течение 200 с. Энергозатраты составили - 336 Вт×ч/кг, трудозатраты - 133 чел×с/кг. Полученный конечный продукт по составу был таким же, как в примере 1, а по качеству неудовлетворительным вследствие неприятного вкуса пригара и неприятного запаха. Пример 6. Предварительные условия такие же, как в примере 1, при содержании зерновой фракции с размером частиц до 4 мм - 99,7%, но кукурузное зерновое сырье взятое влажностью30%. Тепловая обработка, как в примере 1. Трудо- и энергозатраты - такие же, как в примере 1. Полученный конечный продукт по составу такой же, как в примере 1, но по качеству неудовлетворительно из-за стекловидной консистенции продукта. Пример 7. Условия такие же, как в примере 6, но при влажности кукурузного зернового сырья 5%. Состав полученного продукта, трудо- и энергозатраты такие же, как в примере 1, но качество продукта неудовлетворительное - цвет темно-коричневый, вкус и запах сожженной крупы. Пример 8 (прототип) Рецептурную смесь того же состава, что и в примере 1, поместили в варочный экструдер, а после формования обжаривали с получением хлопьев из зерновых. Конечный продукт содержит в мг/100 г: клетчатка - 0,8; витамины: b-каротин - 0,2; Β1 - 0,2; В2 - 0,07; РР -1,1. Другие витамины отсутствуют, а содержание микро- и макроэлементов уменьшилось на 50%. Данные примеров 1-8 сводим в таблицу. Анализ данных таблицы показывает, что удовлетворительные результаты реализации способа производства готовых завтраков из зерновых получены в примерах 1-3, условия которых соответствуют условиям заявленного способа в заявленных пределах обработки зернового сырья. За указанными пределами трудозатраты и энергозатраты растут, а качество и свойства конечного продукта ухудшаются. По сравнению с прототипом заявленный способ обеспечивает сокращение энергозатрат в 1,5 раза, трудозатрат в 2 раза при повышении диетических свойств конечного продукта.