Таболич И.И., Гайдым И.Л.
(РУП «Научно-практический центр НАНБ по продовольствию);
Красильников В.А., Шиманович П.П. (УП «НПО «Центр»)

Одним из прогрессивных направлений в развитии производства продуктов функционального питания является создание обогащенных продуктов на основе зерна, в силу относительно невысокой стоимости исходного сырья, они доступны широким слоям населения и способны компенсировать недостаток биологически активных веществ в рационе, повысить сопротивляемость организма к неблагоприятным факторам внешней среды, так как зерновые продукты являются основным источником витаминов группы В, РР, многих минеральных веществ, пищевых волокон [1].
На мукомольных предприятиях, перерабатывающих зерновые культуры, такие как пшеницу, рожь, тритикале, ячмень, овес и прочие – образуется значительное количество вторичных продуктов, биологическая ценность которых несомненна, и в то же время не все и не полностью используют их в производстве пищевых продуктов. При помоле зерна удаляются его компоненты: зародыш, алейроновый слой, многослойные оболочки. Витамины зерна в основном сосредоточены в зародыше, щитке и алейроновом слое. Известно, что зародыш по составу хими¬ческих элементов и витаминов является на¬иболее ценной частью зерна, которую, выделенную как самостоятельный продукт, используют для пищевых, кормовых и ле¬карственных целей.
Химический состав зародыш зерна зависит от культуры, но во всех случаях отличается высоким содержанием биологически активных веществ. Содержание белка составляет 15-35%, при этом белок является полноценным, т.е. содержит полный набор незаменимых аминокислот; жира – от 2% до 15%, богатого непредельными жирными кислотами и фосфолипидами. В зародыше присутствуют практически все известные витамины, макро- и микроэлементы, необходимые для физиологической деятельности человеческого организма. В связи с этим извлечение зародыша в виде самостоятельного продукта является важной инженерной задачей.
При современных способах производства муки пшеничной зародыш выделяют на некоторых предприятиях. По современной технологии сортового помола пшеницы зародышевый продукт получают верхним сходом с рассева 4 Р в количестве 0,2-0,3% от массы зерна, т.е. 0,1 части зародыша зерна, в то время как его среднее содержание в зерне составляет до 5% (зародыша из зерна тритикале - 2-4%, зародыша пшеницы – 1,4-3,8%, зародыша ржи – 3,4-4,3%) [2].
При сортовых помолах зерновых культур, таких как тритикале, рожь, ячмень и других извлечение зародыша не предусмотрено. В технологическом процессе производ¬ства сеяной и обдирной тритикалевой или ржаной муки при измельчении зерна зародыш, попадая в муку, нарушает сроки ее хранения, способствует ее прогорканию, высокая концентрация в зародыше амилолитических ферментов увеличивает число падения (ЧП), что является причиной ухудшения хлебопекарных свойств. Поэтому одним из методов используемых для стабилизации ЧП рекомендовано удаление частично или полностью зародыша [3]. Таким образом, зародыши поступают в отруби целиком. Отруби – это измельченные до определенной степени семенные оболочки и алейроновый слой с частицами эндосперма и зародышем (до 5%). То, что принято называть зародышевыми хлопьями, по существу, является смесью зародыша (65-90%) и отрубей (10-35%) [1].
При более глубокой переработке из отрубей в качестве самостоятельных препаратов можно получить гемицеллюлозу, а из зародыша – зародышевое масло, содержащее до 0,2% витамина Е, фитостеролов и каратиноидов до 1%, а также обезжиренные зародышевые хлопья с повышенным сроком хранения и жмых.
На основании анализа современных технологий можно сделать вывод, что зародыш выделяется плющением в основном из крупок, где он находится в свободном виде или в виде сростков. Эффективность отбора зародыша низкая: его отбирают в количестве 0,2-0,6%, чистотой 60-90%, т.е. при среднем содержании зародыша в зерне 1,9-2,5% максимально возможная эффективность отбора зародыша составляет 20-25%.
   РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию» совместно с НПО «Центр» разработана рациональная технология, обеспечивающая извлечение крупного не разрушенного зародыша из отрубей.
Основу технологии составляет выделение зародыша из отрубей тритикале посредством воздушно-гравитационного классификатора. Принципиальная схема технологической линии представлена на рис. 1.

 

Рис.1. Принципиальная схема технологической линии классификации отрубей тритикале.
1. Классификатор каскадный воздушно-гравитационный.
2.   Циклон.
3. Вентилятор технологический.
4. Шибер регулировочный.
Извлечение производится следующим образом. Отруби подаются в классификатор, где происходит их разделение на крупную (тяжелую) и мелкую (легкую) фракции в зависимости от соотношения межу силой тяжести, направленной вниз, и силой аэродинамического сопротивления, действующей на частицу со стороны воздушного потока, который создается с помощью внешнего транспортного вентилятора. Крупные частицы под действием силы тяжести осаждаются в сборнике грубого продукта, который находится в нижней части классификатора. Более легкие мелкие частицы под действием преобладающей силы аэродинамического сопротивления поднимаются восходящим воздушным потоком в верхнюю часть классификатора, где вследствие расширения сечения классификатора происходит снижение скорости воздушного потока и осаждение мелких частиц. Оставшаяся в воздухе пыль, а также обладающая высокой «парусностью» (высоким коэффициентом аэродинамического сопротивления) шелуха выносятся воздухом в циклон, где отделяются от воздуха и осаждаются.
В экспериментальной линии использовался лабораторный образец каскадного воздушно-гравитационного классификатора типа «зигзаг», разработанный и изготовленный в НПО «Центр». Режим работы классификатора фиксировался с помощью ротаметра. Разделение происходило при скорости воздуха 4-3,5 м/с. Переработке подвергались отруби тритикале с содержанием зародыша до 10%. Полученная в результате разделения на классификаторе крупная фракция содержала 70% крупного не разрушенного зародыша (при выходе данной фракции - 8-10% от исходного количества отрубей). Содержание зародыша в тонкой фракции (в основном мелкого разрушенного зародыша) находилось в пределах 30%.
Разработанные НПО «Центр» воздушно-гравитационные классификаторы позволяют создать подобные промышленные линии производительностью от 0,2 до 20 т/ч по отрубям и, соответственно, от 0,02 до 1,5 -2 т/ч по фракции, содержащей крупный не разрушенный зародыш. Таким образом, описанный способ извлечения зародыша может быть применен в промышленности непосредственно на мукомольных предприятиях.

Литература
1. Зверев С.В., Зверева Н.С. Функциональные зернопродукты.  – М.: ДеЛи принт, 2006. – 119 с.
2. «Рекомендации  по организации и ведению технологического процесса производства пшеничных зародышевых хлопьев пищевого назначения». ВНПО «Зернопродукт» 1989 г.
3. Жуков С., Панкратов Г. Методы управления амилолитической активностью в мукомольном производстве. Хлебопродукты. 2007, № 9, с. 63-65.