Розробка технологій отримання зернових основ та спеціальних добавок з місцевої зернової сировини для виробництва продуктів підвищеної харчової цінності

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.261747

Ключові слова:

зернові культури, тонкодисперсне подрібнення, екструзія, мікронізація, пророщування, вітамінний склад, мінеральний комплекс

Анотація

Об'єкт досліджень – зернові та зернобобові культури Казахстану.

Зернові та зернобобові культури та продукти з них мають велике значення в харчуванні людини, так як є джерелами білка, жиру, вуглеводів, деяких вітамінів, макро- та мікро- елементів. Вони мають рослинні волокна, і навіть ряд біологічно активних речовин, котрі необхідні для нормальної роботи всього організму людини. У той же час, сучасні технології обробки та виробництва продуктів із зернових призводять до значних втрат закладених у них природою поживних речовин, виробляючи рафіновані продукти. Проблемою, яка потребує вирішення, є вивчення впливу на зернові культури різних способів обробки та пропозиція найбільш оптимальних, що дозволяють максимально зберегти корисні речовини зернової сировини, закладені природою.

Проведено порівняльне вивчення таких способів обробки зерна: мікронізації, екструзії, пророщування, тонкодисперсного подрібнення. Запропоновано режими обробки, що дають змогу значно зменшити втрати корисних речовин зерна.

Досліджено хімічний та вітамінний склад оброблених продуктів. Встановлено, що тонкодисперсне подрібнення та екструзійна обробка є найприйнятнішими, так як дозволили використовувати зерно без відділення оболонок, які містять основні поживні речовини зерна.

Запропоновані режими обробки сприяють отриманню зернових основ та добавок з найбільш оптимальним вітамінно-мінеральним комплексом.

Результати дослідження сприяли кращому розумінню впливу вивчених способів обробки зернових та бобових культур на вітамінно-мінеральний комплекс одержаних продуктів. Режими обробки зерна можуть бути рекомендовані для практичного застосування.

Біографії авторів

Zhanar Chakanova, LLP "Scientific and Production Enterprise "Innovator"

Postgraduate Student, Senior Researcher

Darigash Shaimerdenova, LLP "Scientific and Production Enterprise "Innovator"

Doctor of Technical Sciences, Chief Researcher

Meruert Bekbolatova, LLP "Scientific and Production Enterprise "Innovator"

Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher

Gaini Sarbasova, LLP "Scientific and Production Enterprise "Innovator"

Doctor of Agricultural Sciences, Leading Researcher

Damira Iskakova, LLP "Scientific and Production Enterprise "Innovator"

PhD in Economics, Director

Adlet Yesmambetov, LLP "Scientific and Production Enterprise "Innovator"

PhD, Researcher

Посилання

  1. Shaimerdenova, D. A., Chakanova, J. M., Mahambetova, A. A., Iskakova, D. M., Yesmambetov, A. A. (2019). Methods for obtaining grain bases for food. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies, 81 (2), 230–238. doi: https://doi.org/10.20914/2310-1202-2019-2-230-238
  2. Shaimerdenova, D. A., Chakanova, Zh. M., Sultanova, M. Zh., Borovsky, A. Yu., Shaimerdenova, P. R., Abdrakhmanov, Kh. A. (2018). Instant cereals enriched with carboxylates. International Journal of Engineering & Technology, 7(2.13), 140. doi: https://doi.org/10.14419/ijet.v7i2.13.11628
  3. Sarwar, H. (2013). The importance of cereals (Poaceae: Gramineae) nutrition in human health: A review. Journal of Cereals and Oilseeds, 4 (3), 32–35. doi: https://doi.org/10.5897/jco12.023
  4. Shaimerdenova, D. A., Chakanova, Zh. M., Iskakova, D. M., Sarbassova, G. T., Bekbolatova, M. B., Yesmambetov, A. A. (2020). JT Effective method of grain processing using in grain bases for foods: Methods of grain bases' production. EurAsian Journal of Biosciences, 14 (2), 6291–6302.
  5. Moreno, C. R., Fernández, P. C. R., Rodríguez, E. O. C., Carrillo, J. M., Rochín, S. M. (2018). Changes in Nutritional Properties and Bioactive Compounds in Cereals During Extrusion Cooking. Extrusion of Metals, Polymers and Food Products. doi: https://doi.org/10.5772/intechopen.68753
  6. Koehler, P., Wieser, H. (2012). Chemistry of Cereal Grains. Handbook on Sourdough Biotechnology, 11–45. doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4614-5425-0_2
  7. Garg, M., Sharma, A., Vats, S., Tiwari, V., Kumari, A., Mishra, V., Krishania, M. (2021). Vitamins in Cereals: A Critical Review of Content, Health Effects, Processing Losses, Bioaccessibility, Fortification, and Biofortification Strategies for Their Improvement. Frontiers in Nutrition, 8. doi: https://doi.org/10.3389/fnut.2021.586815
  8. Oghbaei, M., Prakash, J. (2016). Effect of primary processing of cereals and legumes on its nutritional quality: A comprehensive review. Cogent Food & Agriculture, 2 (1). doi: https://doi.org/10.1080/23311932.2015.1136015
  9. Reddy, M. B., Love, M. (1999). The Impact of Food Processing on the Nutritional Quality of Vitamins and Minerals. Impact of Processing on Food Safety, 99–106. doi: https://doi.org/10.1007/978-1-4615-4853-9_7
  10. Ahmed, J. (2021). Emerging technologies for pulse processing. Pulse Foods, 265–293. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-818184-3.00011-8
  11. Nayak, B., Liu, R. H., Tang, J. (2015). Effect of Processing on Phenolic Antioxidants of Fruits, Vegetables, and Grains – A Review. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 55 (7), 887–918. doi: https://doi.org/10.1080/10408398.2011.654142
  12. Gustinovich, V. G. (2020). Sovershenstvovanie tekhnologii i razrabotka novogo assortimenta funktsional'nykh muchnykh konditerskikh izdeliy s ispol'zovaniem tonkodispersnykh rastitel'nykh poroshkov. Voronezh, 18.
  13. Nikolaev, N. A., Yaichkin, V. N., Gulyanov, Yu. A. (2013). Praktikum po tekhnologii pererabotki produktsii rastenievodstva» (po kursu «Tekhnologiya khraneniya, pererabotki i standartizatsii rastenievodstva»). Orenburg: Izdatel'skiy tsentr OGAU, 70.
  14. Gouldstein, Dzh., Yakovitsa, Kh. (Eds.) (1978). Prakticheskaya rastrovaya mikroskopiya. Moscow: Mir, 656.
  15. Razrabotka tekhnologii polucheniya gotovykh zernovykh osnov dlya produktov pitaniya. Otchet o NIR (promezhutoch.). No. GR 0118RK00544. Inv. No. 0218RK00489. Astana, 138.
  16. Pongrac, P., Arčon, I., Castillo-Michel, H., Vogel-Mikuš, K. (2020). Mineral Element Composition in Grain of Awned and Awnletted Wheat (Triticum aestivum L.) Cultivars: Tissue-Specific Iron Speciation and Phytate and Non-Phytate Ligand Ratio. Plants, 9 (1), 79. doi: https://doi.org/10.3390/plants9010079
  17. Li, B., Yang, W., Nie, Y., Kang, F., Goff, H. D., Cui, S. W. (2019). Effect of steam explosion on dietary fiber, polysaccharide, protein and physicochemical properties of okara. Food Hydrocolloids, 94, 48–56. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.02.042
  18. Saldanha do Carmo, C., Varela, P., Poudroux, C., Dessev, T., Myhrer, K., Rieder, A. et. al. (2019). The impact of extrusion parameters on physicochemical, nutritional and sensorial properties of expanded snacks from pea and oat fractions. LWT, 112, 108252. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.108252
  19. Sayanjali, S., Ying, D., Sanguansri, L., Buckow, R., Augustin, M. A., Gras, S. L. (2017). The effect of extrusion on the functional properties of oat fibre. LWT, 84, 106–113. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.05.025
  20. Arribas, C., Cabellos, B., Sánchez, C., Cuadrado, C., Guillamón, E., Pedrosa, M. M. (2017). The impact of extrusion on the nutritional composition, dietary fiber and in vitro digestibility of gluten-free snacks based on rice, pea and carob flour blends. Food & Function, 8 (10), 3654–3663. doi: https://doi.org/10.1039/c7fo00910k
  21. Beck, S. M., Knoerzer, K., Foerster, M., Mayo, S., Philipp, C., Arcot, J. (2018). Low moisture extrusion of pea protein and pea fibre fortified rice starch blends. Journal of Food Engineering, 231, 61–71. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2018.03.004
  22. Jacques-Fajardo, G. E., Prado-Ramírez, R., Arriola-Guevara, E., Pérez Carrillo, E., Espinosa-Andrews, H., Guatemala Morales, G. M. (2017). Physical and hydration properties of expanded extrudates from a blue corn, yellow pea and oat bran blend. LWT, 84, 804–814. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.06.046
  23. Ramos Diaz, J. M., Sundarrajan, L., Kariluoto, S., Lampi, A.-M., Tenitz, S., Jouppila, K. (2016). Effect of Extrusion Cooking on Physical Properties and Chemical Composition of Corn-Based Snacks Containing Amaranth and Quinoa: Application of Partial Least Squares Regression. Journal of Food Process Engineering, 40 (1), e12320. doi: https://doi.org/10.1111/jfpe.12320
  24. Kamau, E. H., Nkhata, S. G., Ayua, E. O. (2020). Extrusion and nixtamalization conditions influence the magnitude of change in the nutrients and bioactive components of cereals and legumes. Food Science & Nutrition, 8 (4), 1753–1765. doi: https://doi.org/10.1002/fsn3.1473
  25. Thachil, M. T., Chouksey, M. K., Gudipati, V. (2013). Amylose-lipid complex formation during extrusion cooking: effect of added lipid type and amylose level on corn-based puffed snacks. International Journal of Food Science & Technology, 49 (2), 309–316. doi: https://doi.org/10.1111/ijfs.12333
  26. Nikmaram, N., Leong, S. Y., Koubaa, M., Zhu, Z., Barba, F. J., Greiner, R. et. al. (2017). Effect of extrusion on the anti-nutritional factors of food products: An overview. Food Control, 79, 62–73. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2017.03.027
  27. Koksel, F., Masatcioglu, M. T. (2018). Physical properties of puffed yellow pea snacks produced by nitrogen gas assisted extrusion cooking. LWT, 93, 592–598. doi: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.04.011
  28. Korkerd, S., Wanlapa, S., Puttanlek, C., Uttapap, D., Rungsardthong, V. (2015). Expansion and functional properties of extruded snacks enriched with nutrition sources from food processing by-products. Journal of Food Science and Technology, 53 (1), 561–570. doi: https://doi.org/10.1007/s13197-015-2039-1
  29. Kristiawan, M., Micard, V., Maladira, P., Alchamieh, C., Maigret, J.-E., Réguerre, A.-L. et. al. (2018). Multi-scale structural changes of starch and proteins during pea flour extrusion. Food Research International, 108, 203–215. doi: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.03.027
  30. Pathak, N., Kochhar, A. (2018). Extrusion Technology: Solution to Develop Quality Snacks for Malnourished Generation. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 7 (1), 1293–1307. doi: https://doi.org/10.20546/ijcmas.2018.701.158
  31. Philipp, C., Oey, I., Silcock, P., Beck, S. M., Buckow, R. (2017). Impact of protein content on physical and microstructural properties of extruded rice starch-pea protein snacks. Journal of Food Engineering, 212, 165–173. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2017.05.024
  32. Deepa, C., Umesh Hebbar, H. (2016). Effect of High-Temperature Short-Time ‘Micronization’ of Grains on Product Quality and Cooking Characteristics. Food Engineering Reviews, 8 (2), 201–213. doi: https://doi.org/10.1007/s12393-015-9132-0
  33. Sarkar, D, Shetty, K. (2014). Metabolic Stimulation of Plant Phenolics for Food Preservation and Health. Annual Review of Food Science and Technology, 5 (1), 395–413. doi: https://doi.org/10.1146/annurev-food-030713-092418
  34. Majzoobi, M., Pashangeh, S., Farahnaky, A., Eskandari, M. H., Jamalian, J. (2012). Effect of particle size reduction, hydrothermal and fermentation treatments on phytic acid content and some physicochemical properties of wheat bran. Journal of Food Science and Technology, 51 (10), 2755–2761. doi: https://doi.org/10.1007/s13197-012-0802-0
  35. Pelgrom, P. J. M., Wang, J., Boom, R. M., Schutyser, M. A. I. (2015). Pre- and post-treatment enhance the protein enrichment from milling and air classification of legumes. Journal of Food Engineering, 155, 53–61. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2015.01.005

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-08-30

Як цитувати

Chakanova, Z., Shaimerdenova, D., Bekbolatova, M., Sarbasova, G., Iskakova, D., & Yesmambetov, A. (2022). Розробка технологій отримання зернових основ та спеціальних добавок з місцевої зернової сировини для виробництва продуктів підвищеної харчової цінності . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(11 (118), 23–34. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.261747

Номер

Том 4 № 11 (118) (2022): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Zhanar Chakanova, Darigash Shaimerdenova, Meruert Bekbolatova, Gaini Sarbasova, Damira Iskakova, Adlet Yesmambetov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.