Пищевая и биологическая ценность зерна и продуктов его переработки
УЧЕБНЫЙ МАТЕРИАЛ
Пищевая и биологическая ценность зерна и продуктов его переработки
Пищевая ценность - комплекс свойств пищи, обеспечивающих физиологические потребности человека в энергии и основных пищевых веществах (белки, жиры, углеводы, витамины, макро- и микроэлементы, эссенциальные вещества).
Биологическая ценность – показатель качества пищевого белка (протеина) продукта, отражающая степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка (или степень утилизации белкового азота организмом).
Для определения показателей биологической ценности продуктов используют химический и биологический методы. Химический метод основан на расчете аминокислотного скора, то есть вычислении процентного содержания каждой незаменимой аминокислоты (или всех аминокислот) в исследуемом белке (продукте) по отношению к количеству этой же аминокислоты в белке, принимаемом в качестве стандартного (белки яйца, казеина или эталонного белка). Аминокислота, скор которой минимален, считается лимитирующей биологическую ценность белка исследуемого продукта.
Зерно большинства продовольственных культур состоит из трех частей: эндосперма (85% общей массы), зародыша (1,5% общей массы) и оболочек (13,5% общей массы). Эндосперм состоит из крахмала и белка. Белок содержится также в зародыше. В оболочках и зародыше сконцентрирован жир, пищевые волокна, основная часть витаминов и минеральных веществ. Химический состав злаковых культур зависит от селекционного вида, условий культивирования и климатических особенностей. Количество белков в них колеблется от 7,5% (рис) до 13% (твердая пшеница); жиров – от 2,2% (рожь) до 6,2% (овес); углеводов – от 54,6% (просо) до 62,3% (рис); содержание влаги – 13-14%; пищевых волокон – от 9,6% (кукуруза) – до 16,4% (рожь).
Белки злаковых культур состоят из альбуминов, глобулинов, глиадинов и глютаминов. Лимитирующими аминокислотами белков злаковых являются лизин и треонин (скор, % : Лиз – 49, Тре – 72), мало также аргинина и гистидина, что приводит к снижению биологической ценности белка. Однако, в составе смешанного рациона питания зерновые обеспечивают около 40% потребности в белке.
Зерновые продукты являются основными источниками пищевых волокон и сложных углеводов (крахмала) в питании человека, обеспечивая 70 – 90% поступления этого макронутриента с пищей.
Рекомендуемые материалы
Небольшое количество жира, находящееся в зародыше и оболочках, имеет высокую пищевую ценность, поскольку содержит незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты (линолевую и линоленовую), фосфолипиды (лецитин), фитоэкстрогены, фитостиролы и токоферолы.
Минеральные вещества и витамины, как и жиры, сконцентрированы в оболочках и зародыше. В зерне достаточно много железа, калия, магния, фосфора, меньше кальция. Однако фосфор и кальций входят в состав инозитфосфорной (фитиновой) кислоты, которая сама плохо усваивается и затрудняет усвоение других минеральных веществ. В зерновых культурах хорошо представлены витамины группы В и токоферолы.
Крупы. Пищевая и биологическая ценность круп зависят от вида зерновой культуры и характера технологической обработки, которой они подвергаются. Степень удаления наружных оболочек, зародыша и других периферических частей обуславливает содержание в крупе витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон. Основными технологическими процессами в получении круп являются шелушение, шлифовка, полировка и дробление. Выход готовой крупы составляет 50 – 70%.
Наиболее распространенные крупы: из пшеницы – манная; из овса – овсяная, «Геркулес», толокно; из риса – рисовая; из гречихи – ядрица, продел; из проса - пшено; из ячменя – перловая, ячневая; из кукурузы – кукурузная. Наибольшая пищевая ценность отмечается у гречневой и овсяной круп. Наименьшую нагрузку на желудочно-кишечный тракт при переваривании оказывает манная крупа и рис. В последнее время получили распространение быстро разваривающиеся крупы, плющенные и взорванные зерна.
В крупах, как и в зерне, строго регламентируется наличие различных примесей (металлопримесей, семян сорных растений, насекомых). Влажность круп, предназначенных для длительного хранения, должна быть на 1,5 – 2,0%
ниже, чем для круп текущей реализации (12,5 – 15,5%).
Мука. При получении муки на мельницах с помощью сложной системы специального оборудования от зерна отделяют зародыш и верхние оболочки, включая алейроновый слой, что ведет к уменьшению количества жира, витаминов, минеральных веществ, отчасти белков и к соответственному увеличению количества крахмала. Чем выше сорт муки, тем больше в ней крахмала и меньше остальных веществ, но повышается усвояемость и энергетическая ценность. Наиболее распространены следующие выходы муки (в % от массы зерна): пшеничная мука - крупчатка – 10%; высший сорт – 25%; 1-й сорт – 72%; 2-й сорт – 85%; обойная – 97,5%; ржаная мука – пеклеванная 60%; сеяная – 63 – 65%; обдирная – 85 – 87%; обойная – 95 – 96,5%.
Пшеничную муку в зависимости от ее целевого использования подразделяют на пшеничную хлебопекарную и пшеничную общего назначения.
Пшеничную хлебопекарную муку в зависимости от белизны или массовой доли золы, массовой доли сырой клейковины, а также крупности помола подразделяют на сорта: экстра, высший, крупчатка, первый, второй и обойная. Пшеничную муку общего назначения в зависимости от белизны или массовой доли золы, массовой доли сырой клейковины, а также крупности помола подразделяют на типы: М 45 – 23; М 55 – 23; МК 55 – 23; МК 75 – 23;
М 100 – 25; М 125 – 20; М 145 – 23. Буква «М» обозначает муку из мягкой пшеницы, буквы «МК» - муку из мягкой пшеницы крупного помола. Первые цифры обозначают наибольшую массовую долю золы в муке в пересчете на сухое вещество в процентах, умноженное на 100, а вторые – наименьшую массовую долю сырой клейковины в муке в процентах.
При поставке муки каждая партия должна сопровождаться товарно-транспортной накладной и копией качественного удостоверения, в котором указаны:
· для пшеничной муки – цвет, запах, вкус, содержание металломагнитной примеси, сорт, влажность, крупность помола, зольность или показатель белизны, количество и качество клейковины (упруго – эластичные свойства), соответствие требованиям санитарных правил и норм по показателям безопасности.
· для ржаной муки – цвет, запах, вкус, содержание металломагнитной примеси, сорт, влажность, зольность, крупность помола, соответствие требованиям санитарных норм и правил по показателям безопасности.
Хлеб занимает основное место в питании населения большинства стран мира. Пищевая ценность хлеба и хлебобулочных изделий зависит от вида использованной муки и характера добавляемых веществ. В среднем в хлебе содержится 6 – 8% белка, 0,8 – 1,4% жира, углеводов 40 – 50%. Энергетическая ценность 100 г хлеба составляет 210 – 250 ккал. Белки хлеба лимитированы по таким незаменимым аминокислотам как лизин, треонин, метионин, триптофан. Скор лимитирующих аминокислот колеблется от 41% (лизин) и 72% (треонин) в пшеничном хлебе 1 сорта до, соответственно, 61% и 75% в ржаном хлебе. В других сортах пшеничного хлеба и изделиях из пшеницы скор лизина находится в пределах 39 – 63%, треонина 68 – 89%, метионина 65% от нормы.
Содержание витаминов в хлебе зависит, прежде всего от содержания их в муке. Витамины группы В концентрируются в оболочке зерна, и потому в муке высоких сортов этих витаминов мало. Если в пшеничном хлебе из обойной муки 0,25 мг% витамина В1, 0,09 мг% витамина В2 и 3,7 мг% витамина РР, то в белом хлебе из муки высшего сорта витамина В1 лишь 0,11 мг% , рибофлавина 0,03 мг% и 0,9 мг% витамина РР. Что касается витаминов А, D, B12 и С, их в хлебе практически нет.
Минеральные вещества, как и витамины, сконцентрированы в оболочках зерна и при обычном помоле в значительной степени удаляются. Железа, например, в пшеничном хлебе из цельного зерна в 4 раза больше, чем в хлебе из муки высшего сорта. Фосфора хотя и много, но значительная его часть – в составе фитиновой кислоты, которая сама плохо усваивается и затрудняет усвоение различных минеральных веществ. Магния в хлебе 40 – 70 мг % и 300 г хлеба могут обеспечить организм этим минералом до 30% от суточной потребности. Хлеб несбалансирован по соотношению натрия и калия (оптимум 1:2). Положение усугубляется еще и тем, что в рецептуры практически всех сортов хлеба включена поваренная соль в количестве 1,5 – 2,0 % от массы муки.
Хлеб, как продукт массового потребления, доступный для всех групп детского и взрослого населения, может использоваться в качестве носителя для обогащения рациона железом (для детей и женщин), кальцием, при одновременном снижении натрия, витаминами группы В, в частности фолиевой кислотой, и другими микронутриентами. В этом случае, производитель должен гарантировать достаточное содержание витаминов и минералов в хлебе или других продуктах питания, чтобы удовлетворять 30 – 50 % средней суточной потребности в этих микронутриентах. Обогащение витаминами и минералами не должно ухудшать потребительские свойств хлебобулочных изделий, уменьшать содержание и усвояемость других пищевых веществ, существенно изменять вкус, аромат, свежесть продуктов, сокращать срок их хранения.
Вместе с этой лекцией читают "1. Необходимость автоматизации химико-технологических процессов".
В качестве обогащающих добавок для хлебобулочных изделий используют:
· витаминно-минеральные комплексы (витамины В1, В2, В6, фолиевая кислота, электролитическое редуцированное железо, углекислый кальций);
· водо- и жирорастворимый бета -каротин ;
· пищевые профилактические соли с пониженным содержанием натрия, обогащенные йодом, калием, магнием);
· полифункциональные растительные добавки – порошки овощей и лекарственных растений (морковь, крапива, шиповник).
Пищевая и энергетическая ценность некоторых видов хлебобулочных изделий приведена в Приложении 1.
