Этапы и режимы гидротермической обработки крупяных культур.

Гидротермическая обработка (ГТО) — это обработка влагой и теплом с целью направ­ленного изменения свойств зерна. ГТО используют в технологии муки, крупы и комби­кормов как обязательную и высокоэффективную технологическую операцию подготовки зерна к переработке. В технологическом плане ГТО предназначена для решения главной задачи мукомольной и крупяной технологий — разделить с максимальной эффективностью малоусвояемые, малоценные, грубые оболоч­ки и эндосперм. Эндосперм зерна дает основную продукцию — муку или крупу, а оболоч­ки — побочную продукцию технологии — лузгу, отруби, мучку. В технологии комбикор­мов в задачу процесса не входит разделение оболочек и эндосперма, так как практически все анатомические части зерна должны оказаться в готовой продукции. В технологии муки и крупы также происходит улучшение питательных свойств продук­ции благодаря миграции растворимых биологически активных веществ из периферии зерна в эндосперм. При тепловых способах воздействия благодаря биохимическим изме­нениям происходит улучшение перевариваемости, цвета, запаха и вкуса продукции из зерна, прошедшего ГТО. При этом гидротермическая обработка зерна позволяет получать продукцию заранее обусловленной влажности и обеспечивает более длительные сроки бе­зопасного хранения,

Необходимость гидротермической обработки становится очевидной при оценке свойств зерна, не прошедшего гидротермическую обработку. Предположительно, что влага в зерне при хранении в сухом состоянии распределена по параболическому закону. Это означает, что крахмалистый эндосперм более влажный, чем периферийная часть зерна.

В целом зерно имеет невысокую влажность, что предопределяет ряд негативных для технологии свойств:

• зерно прочно и измельчение идет с повышенным расходом энергии;

• невысокая влажность оболочек предопределяет их повышенную дробимость и попа­дание в муку;

• разделяемые в технологии анатомические части (наружные, внутренние оболочки,
эндосперм) прочно связаны, что препятствует их эффективному разделению;

 

• биологически активные вещества зерна сосредоточены в большом количестве по пе­риферии, что способствует их потере в побочные продукты.

• В связи с этим гидротермическая обработка в первую очередь направлена на миними­зацию негативных свойств зерна. В технологии муки необходимо обеспечить высокую эластичность и прочность оболочек, чтобы не допускать их излишнего дробления при измельчении.

• При переработке зерна в крупу, особенно в целые недробленые продукты, решают прямо противоположную задачу — сохранить эндосперм в целостности и тем повысить выход основной продукции. При этом при тепловом воздействии благодаря биохимичес­ким изменениям упрочняется ядро. Оболочки, особенно пленчатых культур, обезвожива­ются, что делает их хрупкими и легкоотделимыми. Разрушаются также связи внутрен­них оболочек и эндосперма зерна.

• Процесс гидротермической обработки осуществляется в результате многоступенчатого воздействия на зерно влаги и тепла во времени, что и приводит к оптимизации технологи­ческих свойств, а также к улучшению питательности и перевариваемости продукции. Несмотря на многообразное сочетание отдельных операций, режимных условий их прове­дения, конструктивных особенностей аппаратов в гидротермической обработке можно вы­делить ряд общих операций, характерных для всех способов.

1Увлажнение. Массовое добавление воды в зерно в соответствии с сущностью метода гидротермической обработки, видом зерна и технологии. Вода может добавляться в виде жидкости комнатной температуры (водопроводная вода), подогретой воды в специаль­ных аппаратах или в виде пара с различными параметрами. При обработке паром ув­лажнение совмещается с прогревом зерна, что активизирует процессы влагопереноса. В этом случае технология сокращается во времени, например, при скоростном кондицио­нировании уменьшается время отволаживания и температура рассматривается как фак­тор интенсивности.

2Отволаживание. Технологическая операция, когда увлажненное зерно находится в емкостях различное время, оптимальное для данной технологии. Время отволаживания может изменяться от 10-30 мин до 24 и более часов. Отволаживание связывают с переме­щением влаги от поверхности зерна вглубь эндосперма с разрушением структуры и преоб­разованием свойств. Возможны два способа отволаживания — порционное, когда зерно неподвижно лежит в емкостях, и непрерывное, когда зерно в процессе отволаживания перемещается в емкостях непрерывно со скоростью, обеспечивающей заданное время от­волаживания.

3Обезвоживание увлажненного зерна. Осуществляется с целью обеспечения заданной влажности зерна в целом или отдельных анатомических частей, например обезвоживание оболочек пленчатых культур при гидротермической обработке. Обезвоживание может осу­ществляться в специальных аппаратах при контакте с нагретой поверхностью (кондуктйвный нагрев), нагретым до определенной температуры воздухом (конвективный на­грев), а также при сочетании обоих способов нагрева. При высоких температурах и дли­тельном воздействии обезвоживание может способствовать изменению химического соста­ва зерна, например, денатурации белков, клейстеризация крахмала, инактивация фер­ментов и т. п. Последнее приводит к изменению питательности, перевариваемости, цвета, запаха продуктов.

4Охлаждение. Осуществляется с целью достижения оптимальной температуры без ухуд­шения ранее достигнутых свойств зерна. Резкое охлаждение нагретого зерна может при­вести к ухудшению структурно-механических свойств зерна, например образованию тре­щин и снижению прочности ядра. Охлаждение влажным воздухом может привести к увлажнению сухих пленок и ухудшить условия их отделения при шелушении,

• В технологии муки, крупы и комбикормов эти операции могут присутствовать в раз­личных сочетаниях все одновременно или только некоторые из них. Отдельные операции гидротермической обработки могут сочетаться с другими операциями подготовки зерна, как это имеет место в технологии муки. Или операция гидротермической обработки мо­жет быть самостоятельной и выполняться непосредственно перед операциями переработ­ки, как в технологии крупы.

• Очевидно, что выбор способа воздействия на зерно, температурный режим, место гид­ротермической обработки в общем процессе подготовки зерна диктуется, в первую оче­редь, общей задачей технологии по получению продукции определенного вида и качества.