Создание технологии производства новых продуктов питания из семян льна

 
Создание технологии производства новых продуктов питания из семян  льна

 

В современных условиях возрастают требования к пищевым продуктам - они должны не только соответствовать  сформировавшимся, традиционным вкусам потребителей,но и относится к  категории продуктов здорового  питания, т.е. не вредить человеческому  организму, а укреплять и оздоравливать  его. 

 

На протяжении XX в. перед  технологами мукомольного производства стояла задача выделить из перерабатываемого  зерна как можно больше эндосперма, в максимальной степени отделяя  его от оболочек и других частей зерновки. Такая позиция соответствовала  концепции питания, учитывающей  пищевую и энергетическую ценность пищевых продуктов. Однако при этом мука вследствие удаления оболочек и  других периферийных частей зерновки была крайне обеднена макро- и микроэлементами.

В процессе развития науки  о питании спектр необходимых  для жизнедеятельности организма  пищевых веществ был значительно  расширен, и возникла новая концепция - концепция адекватного питания, в которой необходимым компонентом  пищи были признаны не только полезные, но и балластные вещества (пищевые  волокна), а на ее основе была разработана  концепция функционального питания [4, 5], в рамках которой ученые ГНУ  ВНИИЗ создают новые направления  переработки зерна различных  сельскохозяйственных культур.

Известно, что в развитых странах первое место по летальному исходу занимают сердечно-сосудистые заболевания и рак - около 75% смертей, как констатирует ООН. Учитывая необходимость  профилактики подобных заболеваний, пищевая  и перерабатывающая отрасли промышленности должны претворять в жизнь стратегическую задачу создания таких продуктов, которые  позволят улучшить и сохранить здоровье нации. Одним из главных направлений  этой работы является выявление новых  источников биологически ценных пищевых  продуктов. В развитых странах в  последние десятилетия потребление  льняного семени и масла из льна переживает настоящий бум,что можно  объяснить, сопоставив причины смертности и биохимический состав льняного семени. 

 

Так, в Канаде, где смертность от рака занимает первое место, принята  специальная национальная программа  по льну, рекомендующая включать до 12% семян льна в хлебобулочные  изделия. Согласно исследованиям Канадского совета по льну, компоненты семян льна w-3, лигнаны и пищевые волокна  можно использовать в качестве лечебных добавок. 

 

Известно, что противораковый эффект льняного семени заключается  в содержащихся в нем лигнанах - фитохимических веществах, имеющих  широкий спектр биологической активности с антибактериальным, антивирусным и антигрибковым эффектом. Помимо лигнанов противораковым действием  обладают полиненасыщенная жирная кислота (ПНЖК) w-З и растворимые пищевые  волокна. По данным зарубежных ученых, ценные ПНЖК называют эликсиром молодости.  

 

В связи с лечебными  свойствами льняного семени, для профилактики рака и сердечнососудистых заболеваний  лён должен стать сырьем не только для масложировой продукции, но и  для производства широкого ассортимента продуктов: хлебобулочных, крупяных, кондитерских, кулинарных, а также пищевых добавок  на основе полученных промежуточных  продуктов переработки льна со значительным содержанием w-З, лигнанов, пищевых волокон, макро- и микронутриентов. 

 

 

 

Однако в нашей стране до сих пор отсутствует государственный  стандарт на семена льна и продукты его переработки пищевого назначения. Согласно ГОСТ 10582-76 «Семена льна масличного. Промышленное сырье. Технические условия», семена льна предназначены для промышленной переработки, хотя имеются глубокие и интересные исследования льна как  пищевого сырья. В целом для проведения такой работы требуется взаимодействие ученых различных отраслей сельского  хозяйства, науки и промышленности в рамках федеральной целевой  программы «Развитие льняного комплекса  России на период до 2020 г.». Для успешного  решения обозначенной проблемы ученые ГНУ ВНИИЛ и ГНУ ВНИИЗ Россельхозакадемии объединили свои усилия. 

 

В 2005 г. впервые ученые ГНУ  ВНИИЛ (академик РАСХН А.А. Жученко (мл.); доктор биол. наук Т.А. Рожмина; ст, науч. сотр. Т.С. Киселёва; ст. науч. сотр. ЛМ. Голубева; канд. биол. наук И.В. Ущаповский; канд. с.-х. наук ИМ. Лошакова: канд. биол. наук Т.В. Крылова) создали отечественный  сорт масличного льна пищевого назначения ЛМ 98 (патент № 2655 от 13.04.2005). 

 

Для России данный сорт уникален, поскольку авторы создали его  специально для продовольственных  целей с учетом необходимости  сохранения функциональных свойств  льна в процессе хранения и переработки  в пищевую и фармацевтическую продукцию. Отличительные особенности  данного сорта - желтая окраска семени, тонкая его оболочка и низкое содержание линоленовой кислоты, что обеспечивает существенный экономический эффект за счет значительного увеличения продолжительности  хранения масла. Так, содержание линоленовой  кислоты в масле составляет 4%, линолевой - 68,9%.

Данное соотношение кислот приближается к рекомендованному совместным Комитетом пищевой и сельскохозяйственной организации и Всемирной организацией здоровья. 

 

Сорт позднеспелый, урожайность  семян - 16,3 ц/га, содержание масла -42,8 %, устойчив к полеганию, осыпанию и  болезням (ржавчина, фузариозное увядание). Сорт включен в Госреестр селекционных достижений РФ с 2008 г. по Средне-волжскому  и Восточно-Сибирскому регионам. 

 

В соответствии с современными требованиями здорового питания, ученые ГНУ ВНИИЗ разработали концепцию  мукомольного процесса, максимально  использующего фитохимический потенциал перерабатываемого сырья. Эта концепция предусматривает, прежде всего, создание технологий помола зерновых и крупяных культур, позволяющих получать новые продукты переработки зерна на основе разделения зерновки или семени на отдельные анатомические части, в зависимости от их целевого назначения, что будет способствовать укреплению и поддержанию здоровья человека. 

 

 

   

 

Поскольку главным источником лигнанов и пищевых волокон является семенная оболочка, ПНЖК - зародыш и  эндосперм семени льна, белок - эндосперм  и зародыш, то перед мукомолами стоит  задача разделения семени льна на семенные оболочки, зародыш и эндосперм  как источники веществ, используемые для профилактики онкологических, сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных, почечных заболеваний, сахарного диабета, артрита и  укрепления иммунной системы. 

 

ГНУ ВНИИЗ под руководством директора  Л.И. Мачихиной провел поисковые  исследования в направлении получения  новых видов продуктов на основе использования семян нового сорта  льна ЛМ 98. Поскольку до настоящего времени исследования в нашей  стране по применению семян льна в  пищевых целях проводились только на сортах с темноокрашенными семенами масличного льна и льна-долгунца, то представляет большой интерес исследование отечественного продовольственного сорта  льна со светлоокрашенными семенами. В связи с этим исследовали 3 пробы  льна, полученные от ГНУ ВНИИЛ: две (1 и 2) - лён светлоокрашенный масличный; одна (3) - лён темноокрашенный масличный. Все пробы урожая 2010 г. 

 

Пробы семян льна были проанализированы по стандартизированным показателям  качества в соответствии с ГОСТ 10582-76 «Семена льна масличного. Промышленное сырье. Технические условия», разработчиком  которого является ГНУ ВНИИЗ. Дополнительно  были определены масса 1000 семян и  зольность. Установлено, что по физическим свойствам сорта темно- и светлоокрашенных семян льна значительно различаются.  

 

В результате проведенной  в ГНУ ВНИИЗ поисковой работы также установлено, что существует возможность получения из семян  льна, как минимум, трех видов продуктов: крупы, крупки и муки с разным гранулометрическим составом. Решение этого комплекса  задач позволит проводить извлечение и определять возможности использования  извлеченных компонентов на те или  иные лечебные цели с наибольшей целесообразностью.  

 

Для выявления технологических  свойств льняной необезжиренной муки провели переработку семян  льна по предварительной технологической  схеме, получив льняную нативную муку и льняные нативные отруби. У проб 1 и 2 выход муки составил соответственно 70 и 65%. Далее оценивали качество полученной муки, свойства клейковины в пшеничной муке при добавлении льняной муки и льняных отрубей. Установлено, что при введении до 10% льняной муки клейковина из смеси  пшеничной и льняной муки отмывается, однако увеличение количества льняной  муки приводит к существенному расслаблению клейковины и препятствует агрегированию  кусочков клейковины - она становится несвязной, особенно при ручном способе. Такое влияние характерно именно для муки, полученной по новой технологии, в отличие от технологии, описанной  в работе И. Э. Миневич , где получены данные по укреплению клейковины. 

 

Но, поскольку главная  цель работы - исследование функциональных свойств семян льна, то было определено содержание жира в продуктах его  переработки. В отличие от пшеничных  муки и отрубей, в льняной муке содержание жира выше, чем в отрубях, что объясняется анатомическим  строением семян льна: зародыш, содержащий основное количество жира, находится  внутри семени. 

 

В табл. 4 и 5 приведены результаты определения с помощью газовой  капиллярной хроматографии по ГОСТ Р 51483-99 содержания основных жирных кислот льняного семени, льняной муки и  отрубей, пшеничной муки и смесей, составленных из пшеничной муки с  добавлением льняной муки и отрубей.  

 

 

 

Как видно из полученных результатов, сумма полиненасыщенных жирных кислот (первые 3 строчки табл. А) составляет в льняном семени - 86,30%, в льняной  муки - 87,21%, в льняных отрубях - 87,44%, т.е. жир льняного семени состоит  в основном из полиненасыщенных жирных кислот (линоленовой, линолевой и  олеиновой). Анализ полученных результатов  показывает, что добавление 20% льняной  муки увеличивает содержание жира в  смеси на 5,92% (в 11,8 раза, по сравнению  с пшеничной мукой), добавление 15% отрубей увеличивает содержание жира в смеси на 2,31% (в 5,2 раза, по сравнению  с пшеничной мукой). Удельный вес  линолевой и линоленовой кислот выше в жире отрубей, но в силу того, что мука содержит больше жира, общее  содержание этих кислот выше в льняной  муке. Хлеб, приготовленный из смеси  пшеничной муки с добавлением  льняной муки и отрубей, содержит, по сравнению с контролем, больше линоленовой кислоты - соответственно в 12,5 и 5,4 раз, линолевой - в 12,9 и 5,6 раз, олеиновой - в 11,5 и 5,2 раза.

Таким образом, можно сделать  вывод: жирнокислотный состав нового сорта  пищевого льна ЛМ 98 близок к пшеничной  муке, что обеспечивает возможность  его лучшего хранения, по сравнению  с другими сортами масличного льна. В свою очередь, высокое содержание жира в льняной муке и отрубях позволит обогатить пшеничную муку жирными кислотами w-3 и w-6 и тем самым получить новые продукты с повышенными пищевыми, биологическими и лечебными свойствами. 

 

 

 

Для обогащения пшеничной  муки можно использовать льняной  шрот после отжима масла из льняного семени. Этот шрот авторы статьи называют полуобезжиренной мукой. Содержание жира в нем, по сравнению с исходным сырьем, в 8 раз меньше. Внесение даже 20% такой муки обогатит хлеб только пищевыми волокнами и белком, но практически исключит такой ценный компонент льняного семени, как полиненасыщенные жирные кислоты типа w-З и w-6. 

 

Проведенная нами оценка качества хлеба, приготовленного из пшеничной  муки односортного помола 70%-ного выхода с добавлением льняной муки односортного помола и льняных отрубей, показала, что такой важный показатель, как  объемный выход при выпечке хлеба  из смеси пшеничной и льняной  муки или льняных отрубей соответствовал требованиям к пшеничной муке высшего и 1 -го сортов, имел значения около 400 см3 и выше (406-500 см3) при формоустойчивости 0,38-0,67. 

 

Лишь при выпечке хлеба  с льняной мукой пробы 2 в двух вариантах: пшеничная мука + 10% льняной  муки и пшеничная мука +15% льняной  муки, этот показатель был ниже нормы (0,35) и имел значения 0,22, вследствие длительной расстойки. Также в хлебе  из смеси пшеничной + 20% льняной муки значения объемного выхода и формоустойчивости  были ниже нормы (табл. 6). 

 

Полученные результаты свидетельствуют  о необходимости соблюдения определенной дозы добавления льняной муки и льняных  отрубей в изделия. В частности, для хлебобулочных изделий, по-видимому, максимальной является доза 10% от массы  муки при меньшей продолжительности  расстойки полуфабрикатов, по сравнению  с изделиями из одной только пшеничной  муки.

Суммарная органолептическая  оценка была достаточно высокой и  составила 8-10 баллов. При этом качество мякиша было оценено в 4-5 баллов, за исключением пробы с добавлением 20% льняной муки - соответственно 6 и 3 балла (рис. 4).

Хорошие показатели качества также были получены при выпечке  хлеба из смеси пшеничной муки и льняных отрубей (рис. 5).

Однако наибольшим достоинством хлеба с добавлением льняной  муки и льняных отрубей следует  считать его потребительские  свойства, в первую очередь вкус и запах. Экспертной дегустационной комиссией ГНУ ВНИИЗ был отмечен  очень приятный, хорошо выраженный, характерный вкус у хлеба с  добавлением льняной муки и льняных  отрубей. При этом наивысшую оценку получил хлеб с содержанием 10 и 15% льняных отрубей. 

 

 

 

Таким образом, анализ готового хлеба с добавлением льняной  муки и льняных отрубей позволил сделать вывод, что семена льна, представленного  ГНУ ВНИИЛ, не только отвечают требованиям, предъявляемым к продовольственным  семенам, но и придают хлебобулочным  изделиями великолепные потребительские  свойства, внося в рацион крайне важные вещества функционального назначения.  

 

В настоящее время исследования продолжаются. Результатом разработки технологического регламента переработки  пищевого льна станет целый комплекс продуктов лечебно-профилактического  и функционального назначения. 

 

Например, отруби - источник полезных пищевых волокон и лигнанов, льняная крупка - источник льняного масла, льняная мука - источник белков и ПНЖК (w-З и w-6, микронизированное семя льна и льняные нативные хлопья - комплексные лечебно-профилактические и пищевые препараты.  

 

Полученные новые продукты переработки семян льна могут  быть использованы как в пищевой, так и в фармацевтической и  медицинской промышленности.