Спосіб виробництва харчового продукту на зерновій основі

1. Спосіб виробництва харчового продукту на зерновій основі, що передбачає підготовку зернового та овочевого компонентів, екструдування, який відрізняється тим, що овочевий компонент вводять в зерновий компонент у сирому вигляді перед екструдуванням, причому зерновий компонент змішують з овочевим компонентом при співвідношенні (80-90):(10-20) мас. %, а отриману суміш витримують протягом 15-60 хв. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як овочевий компонент використовують подрібнені до розміру часток 0,5-2,0 мм коренеплодів топінамбура та/або селери, та/або моркви, та/або зелені петрушки у кількості 20-30 мас. % кожного компонента. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як зерновий компонент використовують очищені зерна кукурудзи або очищені та лущені зерна ячменю або вівса, або гречки. Винахід належить до харчової промисловості, конкретно до способу виробництва продукту на зерновій основі. Продукти, які містять екструдовані зернові компоненти і смакові добавки користуються широким попитом через те, що вони, як правило, не потребують тривалого приготування, містять харчові волокна, в результаті високотемпературної обробки при високому тискові відбувається знезараження зерна від сторонньої мікрофлори та покращуються його смакові якості, а такі природні біополімери зерна, як крохмаль та білок переходять у легкодоступні ферментам шлунковокишкового тракту форми, що разом з наявністю вітамінів групи В і таких макро- і мікроелементів, як натрій, калій, фосфор та ін. сприяють оптимізації складу шлунково-кишкової мікрофлори людей (Ковбаса В.М. Наукове обґрунтування високотемпературної екструзії природних біополімерів та розроблення раціональних технологій харчоконцентратів і хлібопродуктів поліпшеної якості: Автореф. дис. д-ра техн. наук. - Київ, 1998. - 41 С.; Магомедов Т.О. и др. Продукты функционального питания и экструзия / Г.О. Магомедов, А.Ф. Брехов, Л.Н. Шатнюк, Е.Г. Окулич-Казарин // Пищевая промышленность. - 2004. - №2. - С. 84-87; Абрамов О.В. Экструдированные хрустящие палочки с различными добавками // Известия вузов. Пищевая технология. - 2006. - №1. - С. 66-68). Всі ці перетворення сприяють покращенню процесу травлення поживних речових і сприяють нормалізації складу кишкової мікрофлори, яка віді (19) UA (11) 94421 (21) a200803540 (22) 19.03.2008 (24) 10.05.2011 (46) 10.05.2011, Бюл.№ 9, 2011 р. (72) ЄГОРОВА АНТОНІНА ВІКТОРІВНА (73) ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ (56) Шульга О.С., Ковбаса В.М., Петрова Ж.О. Екструзійні картоплепродукти з використанням яблучного та бурякового порошків. – Хімія харчових продуктів і матеріалів. Нові види сировини, 2009, №1(6), С.59-62. Экструзия в пищевой технологии/Остриков А.Н., Абрамов О.В., Рудометкин А.С.-СПб.: ГИОРД, 2004. Магомедов Г.О. и др. Продукты функционального питания и экструзия. – Пищевая промышленность, 2004, №2, С.84-87. Остриков А.Н. Экструзионная технология пищевых текстуратов. – Пищевая промышленность, 2007, №9, С.18-20. RU C1 2080084, 27.05.1994 RU C1 2102900, 27.01.1998 UA A 63495, 15.01.2004 C2 2 (13) 1 3 грає надзвичайно важливу роль у здоров'ї людей. Основним видом мікрофлори шлунково-кишкового тракту людей є біфідобактерії та молочнокислі бактерії (Асонов Н.Р. Микробиология. - 2-е изд.; перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989. - 351 С.). Чисельними дослідженнями доведено можливість успішного регулювання біоценозу кишкового тракту за допомогою пребіотичних речовин, які або утворюються в процесі біоконверсії їжі, або надходять разом з нею. Як виявилось, біфідобактерії найбільш чутливі до складу поживного середовища, ніж молочнокислі бактерії, для їх розмноження необхідні олігосахариди, вітаміни, аміноцукри, деякі макро- та мікроелементи. Наприклад, натрій, яким багаті зернові продукти, прискорює розвиток клітин і підвищує вихід біомаси біфідобактерій та регулює транспорт поживних речовин через їх мембрани (Бифидобактерии и использование их в молочной промышленности /Л. В. Красникова, И. В. Салахова, В. И. Шаробайко, Т. М. Эрвольдер // АгроНИИТЭИ мясомолпрома. - 1991. – 34 С.). Існує також цілий ряд речовин, які мають стимулюючий ефект росту біфідобактерій, до них в першу чергу належить провітамін А - Р-каротин (Капрельянц Л. В. Пребиотики и их роль в функциональном питании // Молочная промышленность. 2002. - №1. - С. 44-46, Keijro S., Masanori E., Zenzo T. Bifidus Factors in Carrot. I. Purification and some properties// Chem. Pharm. Bull. - 1971. -V.I9, №1. -P. 166-177), що спричинило розробку способів виробництва сухих зернових продуктів з включенням сухих порошків овочів. Найбільш близьким, з відомих заявникові, є спосіб виробництва сухої поживної суміші на зерновій основі за заявкою на винахід Російської Федерації №2000121954. Зазначений спосіб передбачає термообробку зернової частини, формування її шляхом спучування, змішування зернової частини зі смаковими добавками. Як зернову частину, що підлягає формуванню, використовують зерно рису й пшениці, а як зернову частину, що підлягає формуванню у вигляді пластівців, зерно кукурудзи. Як смакові добавки використовують смажений арахіс, ізюм, насіння соняшника, льону, кунжуту, плоди та/або ягоди, та/або соки, та/або цукати, та/або горіхи, та/або ядра кісточок кісточкових плодів, та/або формовані вироби з них. Даний спосіб вибраний прототипом. Прототип і винахід, що заявляється, мають такі спільні ознаки: - підготовка зернового компонента (в описі прототипу - зернової частини); - підготовка овочевого компонента (в описі прототипу - смакової добавки); - екструдування зернового компонента (в описі прототипу - формування зернової частини шляхом спучування); - змішування зернового й овочевого компонентів (в описі прототипу - змішування зернової частини зі смаковими добавками). Однак описаний відомий спосіб має ряд істотних недоліків. 94421 4 По-перше, одержувана за цим способом суха поживна суміш має обмежений біфідогенний ефект, оскільки містить жири, які стримують рост біфідобактерій (Асонов Н. Р. Микробиология. - 2-е изд.; перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1989. 351 с.). По-друге, екструдуванню (формуванню шляхом спучування) частини зернового компонента піддають сухе зерно з вологістю 10-14 %. Це потребує високих питомих витрат електроенергії на здійснення процесу екструдування (до 170-190 кВт*год/т). Зволоження зерна водою не дає бажаних результатів, оскільки тільки 10-20% води переходить у внутрішньозв'язану вологу, інша частина води є поверхневозв'язаною, що призводить до зниження ефекту екструдування та до отримання готового продукту з підвищеною вологістю, що потребує сушіння, а це також підвищує питомі витрати енергії. По-третє, зерновий компонент до екструдування піддають термічній обробці, що призводить до суттєвих втрат вітамінів групи В, термолабільних амінокислот, в першу чергу лізину та метіоніну, а також до зниження перетравності білків із-за прояву реакції Маярда - утворення міцних, недоступних ферментам, ковалентних зв'язків між атомами водню бокових амінних груп білків і бокових гідроксильних груп цукрів. Крім того, овочевий компонент використовують після сушіння. Проте відомо, що термічна обробка овочевого компонента, наприклад моркви, призводить до суттєвих (до 40%) втрат основної біологічно активної речовини - -каротину (Снєжкін Ю., Петрова Ж., Шапар P., Михайлик Т. У кондитерські вироби можна додавати 5-10 % порошку з моркви та гарбуза // Хлібопекарська і кондитерська промисловість України. - 2007. - №9. - С. 21-22). В основу винаходу поставлено задачу розробити удосконалений спосіб виробництва харчового продукту, в якому шляхом введення овочевого компонента в зерновий компонент в сирому вигляді та наступного екструдування суміші при певних режимах забезпечити значне підвищення якості готового продукту за рахунок збереження термолабільних біологічно активних речовин біфідогенної дії (-каротину, вітамінів групи В, лізину та метіонину), підвищення перетравності білків, зменшення питомих енерговитрат на 25-30 %, а також розширення асортименту харчових продуктів на зерновій основі. Поставлена задача вирішена в способі виробництва харчового продукту на зерновій основі, що передбачає підготовку зернового та овочевого компонентів, екструдування зернового компонента, а також змішування зернового та овочевого компонентів тим, що овочевий компонент вводять в зерновий компонент у сирому вигляді перед екструдуванням. Як овочевий компонент використовують подрібнені до розміру часток 0,5-2,0 мм коренеплодів топінамбура та/або селери, та/або моркви, та/або зелені петрушки у кількості 20-30 мас. % кожного компонента. 5 Як зерновий компонент використовують очищені зерна кукурудзи або очищені та лущені зерна ячменю або вівса, або гречки. Зерновий компонент змішують з овочевим компонентом при співвідношенні (80-90):(10-20) мас. %, а отриману суміш витримують протягом 15-60 хвилин. Новим у винаході, що заявляється, є наявність таких ознак: 1 - овочевий компонент додають до зернового компоненту у сирому вигляді; 2 - овочевий компонент вводять у зерновий компонент перед екструдуванням; 3 - як овочевий компонент використовують подрібнені до розміру часток 0,5-2,0 мм коренеплодів топінамбура та/або селери, та/або моркви, та/або зелені петрушки у кількості 20-30 мас. % кожного компонента; 4 - як зерновий компонент використовують очищені зерна кукурудзи або очищені та лущені зерна ячменю або вівса або гречки; 5 - зерновий компонент змішують з овочевим компонентом у співвідношенні (80-90):(10-20) мас. %, а отриману суміш витримують протягом 15-60 хвилин. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю заявлених ознак і технічним результатом, який досягається, можна пояснити наступним. Введення у суміш овочевого компонента у сирому вигляді дозволяє зменшити втрати біологічно активних речовин під час сушіння сирих овочевих компонентів за відомими способами на 50-75 %. Більш того, при екструдуванні завдяки високому тискові (2,0-3,0 МПа) вологі овочеві компоненти завдяки дифузії проникають у пори зернових компонентів, що дозволяє знизити доступність олігосахаридів, інуліну, (-каротину та інших поживних і біологічно активних речовин у шлунковокишковому тракті, що забезпечує їх надходження у товстий кишечник, саме туди, де їх наявність найбільш очікувана. Оскільки біфідобактерії та лактобактерії, які переважно населяють товстий кишечник, якраз потребують олігосахариди, інулін, каротин та ін. речовини як промотори їх росту. Тобто спостерігається ефект, схожий до іммобілізації біологічно активних речовин на харчових волокнах, якими і є по природі зернові компоненти з цілого зерна. Введення у суміш овочевого компонента у сирому вигляді дозволяє також запобігти нерівномірному розподілу вологи в зерновому компоненті, оскільки при збільшенні тиску до 2,0-3,0 МПа під час екструдування прискорення тепло- і масопереносу зростає у відповідності до залежностей по А.В. Ликову (Лыков А.В. Теория сушки. - 2-е изд., доп. и перераб. - М.: Энергия, 1968. - 471 С.), оскільки нерівномірний розподіл вологи у зерні утрудняє процес екструдування або унеможливлює його, то вирішення цієї проблеми має велике наукове і практичне значення. Крім того, введення у суміш овочевого компонента у сирому вигляді дозволяє зменшити питомі витрати електроенергії на процес отримання сухого зернового продукту, готового до споживання, на 25-35 %, оскільки термопластичні властивості зер 94421 6 на у процесі екструзії значно переважають термопластичні властивості зерна, зволоженого водою. Крім того, екструдування суміші зернового та овочевого компонентів призводить до клейстеризації крохмалю, що сприяє підвищенню рівня його біологічної доступності. Під час екструзії з крохмалю зерна утворюються декстрини та прості цукри, які покращують живлення лакто- і біфідобактерій, забезпечуючи пребіотичний ефект. Крім того, у результаті утворення незначної кількості меланінів і меланоїдів, суттєво покращуються смакові якості готового зернового продукту. А високі температура і тиск забезпечують знезараження зерна від звичайної та патогенної мікрофлори, що підвищує санітарну якість готового продукту. Умови здійснення способу підібрані експериментально. Використання сирих овочів з розміром часток більше 2,0 мм знижує однорідність їх розподілу у зерновому компоненті перед екструдуванням, що призводить до суттєвого зростання енерговитрат на процес екструдування (на 10-15 %), або унеможливлює його взагалі. Крім того, при збільшенні розміру часток понад 2,0 мм знижується прояв ефекту іммобілізації біологічно активних речовин на зерновому компоненті. Подрібнення овочевого компонента до розміру часток менше 0,5 мм призводить до збільшення частки незв'язаної вологи, що погіршує ефективність процесу екструдування, оскільки зовнішньо зв'язана волога випаровується при високій температурі і тискові значно швидше, ніж зв’язана волога. Кожний овочевий компонент беруть у рівній частині - 20-30 мас. %. Зменшення масової частки менше 20 мас. % призводить до різкого зростання питомих витрат електроенергії (до 170 кВт*г/т), а збільшення за межі 30 % унеможливлює прояв процесу екструдування, при цьому ефективність знезараження зерна від сторонньої мікрофлори знижується до 20-30 %, розчеплення крохмалю до простих цукрів не відбувається, вологість готового продукту не знижується, оскільки знижується ефект адіабатичного розширення продукту при виході з матриці. Зменшення масової частки овочевого компонента (