Лекция 7. Зерно – основное сырье для производства муки и крупы

 План лекции:

1.     Виды хлебных растений, их классификация.

2.     Зерновые культуры.

3.     Крупяные культуры.

4.     Бобовые культуры.

5.     Масличные и эфиромасличные культуры.

 Основные зерновые культуры

Зерно важнейший продукт сельского хозяйства. Оно служит основным источником питания человека, кормовой базой продуктивного животноводства и сырьем для технического производства. По количеству питательных веществ (белки, углеводы, а также минеральные вещества и витамины группы В) продукты переработки зерна (мука, крупа, хлеб, макаронные изделия) составляют 1/3 рациона питания человека, обеспечивая более половины энергетической ценности суточного рациона.

Хлебные растения делятся на яровые и озимые.

Яровые культуры – однолетние растения (пшеница, рожь, овес, ячмень, просо, гречиха, рис), нормально развивающиеся при посеве весной, дают урожай в год посева.

Озимые культуры – однолетние растения (пшеница, рожь, овес, ячмень, рапс, вика и др.), нормально развивающиеся при осеннем посеве, дают урожай на следующий год. Озимые культуры обычно более урожайные, чем соответствующие яровые.

В обычной практике семена большинства растений, идущие в пищу, называют зерном, а направляемые на посев – семенами.

По химическому составу все зерновые культуры делят на три группы:

-         зерно богатое крахмалом – хлебные (пшеница, рожь, ячмень, овес) и ложные (кукуруза, рис, просо и семейство гречишных) злаки;

-         богатые белком – семейство бобовых;

-         масличные культуры, семена которых богаты жиром.

Пользуются и другой классификацией. В ней хлебные растения включают зерновые культуры (пшеница, рожь, тритикале, ячмень, овес, кукуруза), крупяные культуры (просо, гречиха, рис, сорго), бобовые культуры (горох, чечевица, фасоль, кормовые бобы, чина, нут, вика, люпин, соя, арахис), масличные культуры (подсолнечник, хлопчатник, клещевина, горчица, кунжут, рапс, сафлор, конопля, кенаф и др.), эфиромасличные культуры (кориандр, тмин, анис, фенхель, ажгон, чернушка). Все эти культуры или продукты их переработки используются в производстве хлебопродуктов в качестве основного сырья, либо в качестве компонентов мучных композиционных смесей, либо в качестве добавок, повышающих пищевую ценность изделий или придающим им специфический вкус и аромат.

 Зерновые культуры

Пшеница. В Росси возделывают в основном два вида пшеницы – мягкие и твердые, причем предпочтение отдается мягким – на их долю выпадает 90% посевов и сборов. Содержит 9,2-26,8% белка. Однако он неполноценен из-за недостатка лизина и метеонина.

Мягкую пшеницу по технологическими (мукомольным и хлебопекарным) достоинствам делят на три группы – сильную, среднюю и слабую. Сильной называется пшеница, имеющая зерно с высоким содержанием белка (не менее 14%), со стекловидностью не ниже 60%. Мука из такой пшеницы образует упругопластичное, неразжижающееся тесто, хлеб получается большого объема с хорошим мякишем. Слабой называется доброкачественная пшеница, отличающаяся малым содержанием белка (менее 11%), в основном мучнистая (стекловидность менее 40%). Она обладает низкими хлебопекарными качествами. Тесто из такой муки при брожении быстро ухудшает свои структурно-механические свойства, становится липким, мажущим, а хлеб получается неудовлетворительного качества с низким объемом и грубой пористостью. В качестве улучшителей слабой пшеницы используют сильные пшеницы. В то же время муку слабой пшеницы можно использовать для производства мучных кондитерских изделий. Средняя наиболее распространенная пшеница по своим свойствам занимает промежуточное положение между сильной и слабой Она обладает хорошими хлебопекарными свойствами, но эффективно улучшать слабую пшеницу не может

Твердая пшеница значительно отличается от мягкой: она гораздо лучше противостоит осыпанию, меньше полегает под действием ветров и дождей. В отношении урожайности она уступает мягким сортам. Зерно твердой пшеницы более крупное, чем у мягкой. Цвет зерновки желтый, стекловидность довольно высокая (90-100%). Наиболее распространены преимущественно яровые формы пшеницы. Мука из этой пшеницы имеет низкие хлебопекарные качества, хлеб получается небольшого размера с плотным мякишем. Клейковина ее отличается высокой упругостью и слабой растяжимостью. Главное назначение твердых пшениц – получение макаронных изделий.

Рожь является второй по значимости зерновой культурой после пшеницы. Это в основном озимая культура, обладает ценными качествами: нетребовательность к почвенно-климатическим условиям, отличается скороспелостью, высокой урожайностью и зимостойкостью. В ней, однако, меньше белка (9-20%), но он более полноценен (лизина и метеонина в ржаной муке примерно в 1,5 раза больше, чем в пшеничной). Более полезна рожь и по минеральному составу: содержание калия, магния и кальция в ней больше, чем у пшеницы. В зерне ржи содержится в два раза больше сахаров и сравнительно много слизистых веществ (до 2,8%). Последние являются высокомолекулярными полисахаридами и обладают способностью поглощать больше воды, образуя коллоидные растворы. Эти вещества оказывают влияние на свойства теста и хлеба из ржаной муки: тесто и мякиш более липкие и влажные.

Тритикале – новая зерновая культура, представляющая собой новый ботанический род. Она получена в результате скрещивания двух разных ботанических родов – пшеницы и ржи. По многим показателям (урожайность, содержание белков и незаменимых аминокислот, пищевой и кормовой ценности и др.) она превосходит родителей, а по устойчивости к неблагоприятным почвенно-климатическим условиям и к наиболее опасным болезням превосходит пшеницу и не уступает ржи.

Ячмень занимает в нашей стране второе место после пшеницы по объему производства зерна. В основном выращивают яровые сорта, отличающиеся коротким вегетационным периодом (70 дней). Ячмень используется для различных целей: получения муки, крупы, пива, солода, спирта, солодовых экстрактов и ячменного кофе. Для выработки муки и крупы используют стекловидный или полустекловидный ячмень, а для получения пива – мучнистый. Хлеб из такого зерна получается низкого качества, быстро черствеет, поэтому ячменную муку лучше применять в качестве добавки к пшеничной муке.

Овес отличается скороспелостью. Содержание крахмала в нем невелико (25-40%). Белок овса наиболее полноценный из всех злаковых. В нем также высокое содержание минеральных веществ, в основном фосфора и жира (до 10%). В состав овса входят гумми – растворимые в воде углеводы, образующие вязкие растворы. Они влияют на свойства овсяной крупы. Овес используется для производства солода, различных видов крупы, толокна, диетических продуктов и продуктов детского питания.

Кукуруза используется в разнообразных целях: продовольственных, кормовых и технических. Из зерна кукурузы получают крупу, взорванные зерна, кукурузные палочки, крахмал, патоку, декстрин, кристаллический сахар, спирт, муку и т.д. В хлебопечении используют муку кукурузную сортовую (крупную и мелкую). Из зародыша  выделяют полноценное пищевое масло, а белок (глютена) используют в хлебопекарной, комбикормовой и фармацевтической промышленности. 

 Крупяные культуры

Просо. Из проса получают крупу пшено дранец и пшено дробленое, муку пшенную сортовую, используемую в составе мучных композиционных смесей для хлебных изделий повышенной пищевой ценности. В небольших количествах зерно проса используют для приготовления солода в пивоварении и в качестве сырья в спиртовой промышленности. Получаемый при переработке проса побочный продукт (мучка) используется на корм скоту.

Химический состав проса характеризуется следующими показателями, %: вода 13,5, белки – 11,2, жиры – 3,8, моно- и дисахариды – 2,5, крахмал – 54,7, целлюлоза – 7,9, зола – 2,9.

Гречиха. Из зерна гречихи вырабатывают гречневую крупу и муку – ценнейшие продукты питания. Гречневая крупа характеризуется высокими пищевыми, вкусовыми и диетическими достоинствами. В ее состав входят органические кислоты (лимонная, яблочная, щавелевая), которые способствуют лучшей усвояемости питательных веществ организмом. В ядре гречихи много фосфора, железа и кальция. Белок гречихи содержит значительное количество лизина и по биологической ценности выше белка злаковых культур. Благодаря сильно развитому зародышу, расположенному внутри ядра и полностью остающемуся в крупе, она отличается большим содержанием витаминов: тиамина (В₁), рибофлавина (В₂) и никотиновой кислоты (РР). Гречиха является медоносным растением. Гречневую крупу рекомендуют в качестве диетического продукта в лечебных и детских учреждениях. Продукты переработки гречихи, в том числе муку гречневую 1 сорта, используют в составе мучных композиционных смесей и при производстве хлебных изделий повышенной пищевой ценности.

Химический состав гречихи следующий, %: вода – 14, белки – 11,6, жиры – 2,3, крахмал 54,9, моно- и дисахариды – 1,5, целлюлоза – 10,8, зола – 1,8.  По химическому составу гречиха близка к зерно основных злаковых культур. Белковые вещества зерна гречихи не образуют клейковину, в связи с этим мука из гречихи не находит самостоятельного применения в хлебопечении, а используется в смеси с пшеничной мукой для приготовления специальных сортов хлеба, печенья, блинов, оладьев.

Рис.  Рисовая крупа (рис шелушенный, полированный, шлифованный) легко усваивается. Коэффициент усвояемости риса самый высокий – 95,9%.  Рисовую крупу широко используют в диетическом питании. Рисовую муку используют в хлебопечении в смеси с пшеничной мукой. При переработке риса получают также сечку и лом. Из них получают спирт, фитин, особые сорта водки (саке и чум-чум), пиво, рисовую пудру. Рисовые отруби – прекрасное кормовое средство, богатое белками, жиром, витаминами. Из отрубей выделяют антиоксиданты – препараты, предохраняющие пищевые продукты, содержащие жиры, от окисления.

Сорго – растение, относящееся к культурам с повышенной засухоустойчивостью. Все части растения представляют хозяйственную ценность. Из зерна сорго можно получать крупу, муку, патоку, крахмал, сироп, пиво и вино. Продукты переработки зерна сорго в хлебопечении используются в незначительных количествах, хотя значительное содержание в нем крахмала белка и жира представляет несомненный интерес для производства хлеба.

 Бобовые культуры

К бобовым культурам относят: горох, чечевицу, фасоль, кормовые бобы, чину, нут, вику, люпин, сою и арахис. Плоды и семена бобовых культур объединяют две особенности. Содержание белков в семенах бобовых в 2-3 раза больше, чем у хлебных злаков, к тому же они биологически более полноценны, и могут заменить более дорогой животный белок.

Химический состав семян бобовых изменяется в зависимости от вида, сорта и природно-климатических условий. Средний химический состав основных зерновых культур приведен в таблице 5.

В хлебопечении используют муку гороховую сортовую и др., т.к. они богаче пшеничной муки витаминами, микро- и макроэлементами и имеют другие преимущества. Соевую муку используют как заменитель мяса при производстве колбас, молока, сыра, макаронных изделий и др. Соевое масло предназначено для производства маргарина, майонеза, масла для салата и других пищевых продуктов.

 Масличные и эфиромасличные культуры

Эти культуры условно разделяются на три группы: культуры, из которых выделяют только масло (подсолнечник, клещевина, горчица, рапс, рыжик, кунжут, сафлор); культуры, из которых получают масло и волокно (хлопчатник, лен, конопля, кенаф, кендырь); культуры, из которых извлекают жирное и эфирное масло (из листьев, цветков, корней, плодов) – кориандр, анис, тмин, фенхель, чернушка или нигелла.  

В хлебопечении применяют рафинированные масла, а также аминокислоты, полученные из перечисленных выше культур.