Биотехнологическая трансформация зернового сырья в функциональные ингредиенты и функциональные продукты

Биотехнологические методы обработки растительного сырья реализуются путем применения ферментов и микроорганизмов. Эти методы позволяют повысить и стабилизировать выход пищевых веществ из сырья, максимально сберечь биологически активные ингредиенты, повысить их доступность, получить модифицированные пищевые вещества с новыми технологическими свойствами, создать многокомпонентные функциональные ингредиенты, использовать нетрадиционное сырье для функциональных ингредиентов и функциональных продуктов.

Процесс биомодификации растительного сырья может проходить по разным технологическим схемам – в зависимости от сложности строения сырья и его доступности для ферментных систем микроорганизмов и желаемых свойств функциональных продуктов.

Биотехнологические методы позволяют получить из вторичной зерновой продукции полноценные белковые продукты. Так, из отрубей, шротов зерновых культур получена смесь низко- и высокомолекулярных полипептидов, обладающая повышенной усвояемостью, что позволило использовать ее как функциональную добавку.

Ферментация полисахаридов, зерновых культур позволяет получить продукты с заданными свойствами планируя степень модификации крахмала сырья с использованием различных ферментов. Под действием ферментов в макромолекулах крахмала протекают различные реакции – деполимеризация, синтез или изомеризация. Полученные при этом модифицированные крахмалы используются в пищевых системах как функционально-технологические добавки, а их повышенная усвояемость придает им функциональные свойства. Однако эти крахмалы в зависимости от молекулярной массы, температуры клейстеризации образуют студни только в определенном температурном интервале, а при других – студни разрушаются.

Этот метод используется при получении глюкозных зерновых экстрактов из муки зерновых культур. В этой технологии проводится прямое осахаривание крахмала муки без выделения его из системы, в конечном продукте сохраняются все полезные ингредиенты, а сам процесс протекает 3-4 часа, что сводит до минимума деятельность бактериальной микрофлоры.

Оставшийся нерастворенный осадок при получении глюкозных сиропов содержит повышенное количество пищевых волокон и может использоваться как БАД.

Биотехнологические методы используются также для получения зерновых подсластителей с пребиотической активностью на основе углеводов, которые не усваиваются организмом человека. Перспективным подсластителем с высокой стимулирующей способностью по отношению к кишечной микрофлоре есть изомальто-олигосахариды. Они обладают высокой стабильностью, высокой стабильностью, приятным вкусом, отсутствием кариесогенности и другими свойствами.

Физико-химические и органолептические характеристики сиропов позволяют использовать их вместо мальтозной патоки при производстве хлебопродуктов, кондитерских изделий, напитков. При этом традиционные продукты питания приобретают функциональные свойства, а технологический процесс их производства изменяется незначительно.

Вторым направлением получения биопродуктов из зерновых культур есть ферментативный гидролиз сырья с последующей ферментацией пробиотическими бактериями. В результате этого процесса гидролизаты зерновых культур обогащаются пробиотическими бактериями и продуктами их жизнедеятельности. Обычно эти продукты вырабатывают в виде порошков с кисломолочным вкусом и ароматом. В отличии от традиционных молочно-кислых продуктов они не содержат лактозы, их можно рекомендовать в питании больных с непереносимостью лактозы.

2.2 Функциональные продукты с использованием сои.

Активное использование сои как пищевого продукта в Украине начато в XX веке, а в настоящее время уже многие предприятия вырабатывают продукты из сои или используют её в своих технологиях.

Все продукты из сои имеют функциональные свойства, а все технологии с её применением относятся к технологиям функциональных продуктов.

- Из сои получают масло методом экструзии, что позволяет сберечь в нём лецитин, токоферолы, ПНЖК, которые составляют около 65%.

- Из сои получают муку по классической технологии, которую можно использовать в хлебопечении содержание белков в нём 36-39%, но ферменты в ней дезактивированы.

Если муку получают из шротов, полученных после отделения масла, мука называется обезжиренной и содержит 49-52% белка, её относят к белковым продуктам. Такую муку перерабатывают с целью получения белковых концентратов. По содержанию аминокислот соевый белковый концентрат превышает муку, усвояемость составляет 80-88%.

Технология получения соевых белковых обогатителей включает операции по гидротермической обработке бобов, получение продукта в виде пасты, в которые добавляют эмульгаторы и консерванты, и выпускают их в виде порошка или пасты и используют в хлебопечении, производстве мясных и других изделий.

- вырабатывается «соевое молоко» – водный экстракт из соевых бобов. Для его получения соевые бобы обрабатывают горячей водой в соотношении б: в 11: 8 – 1: 10 с последующим фильтрованием для удаления нерастворенных частиц. К полученному экстракту добавляют соль, подсластители, ароматизаторы, стабилизаторы - гомогенизируют и пастеризуют. Соевое молоко содержит до 2,5 – 2,8% белка, 1,5 – 1,9% жира, 1,7 – 1,9% углеводов и все БАВ сои.

Для повышения его функциональных свойств в него добавляют витамины, микроэлементы и используют как заменитель коровьего молока и как функциональный продукт различных технологий.

- твердый остаток при переработке сои – опара, получают при отделении соевого молока. Используют его, в основном, на кормовые цели.

Соевое молоко выпускается как в сухом виде, так и в концентрированном с добавлением сахара.

- из соевого молока получают белково-жировой концентрат – «тофу», который называется соевый творог. Получаю его с использованием различных осадителей. Он имеет хорошие реологические свойства и молочно-кислый вкус.

На основе соевых продуктов разработаны соевые аналоги мяса – из соевой муки, шротов, белковых изолятов и т.д. Смеси придают текстурность с использованием методов прядения, экструзии, обработки паром, температурой, давлением и т.д.

На основе соевого молока вырабатываются йогурты, сметана, сыры, обогащенные пробиотическими бактериальными культурами.

 

Макаронные изделия функционального назначения

Макаронные изделия широко используются в питании, они хорошо усваиваются, имеют высокую энергетическую ценность, но их химический состав не отвечает нормам рационального питания. В них нет аспекта витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон, поэтому обогащение их чаще всего ведется по обеспечению сбалансированного аминокислотного состава белками, витаминами.

Для обогащения белком используются яйца, обезжиренное молоко, казеинат натрия, молочный альбумин, рыбный, белковый концентрат, клейковина, белковые концентраты, и изоляты зерна и бобовых культур.

Для обогащения витаминами и минеральными веществами используют специальные премиксы – комплексные препараты витаминов и минеральных веществ. В них микронутриенты содержатся в виде капсул или в виде соединений, которые не разрушаются при технологических операциях и при нахождении в желудке.

Обогащение макаронных изделий несколькими функциональными ингредиентами, используется не только для повышения их полезных свойств, но и для сохранения функциональных свойств в технологическом процессе.

Так, внесение в макаронные изделия лецитина и аскорбиновой кислоты способствует сохранению β-каротина в процессе получения макаронных изделий и при производстве блюд.

В настоящее время реализуются технологии макаронных изделий в рецептуры которых внесены сок свеклы, пасты и концентраты тыквы, капусты, томатов, листья шпината, кабачки, топинамбур, виноград и другие.