METODA OTRZYMYWANIA PRODUKTU ŻYTNIEGO O PODWYŻSZONEJ ZAWARTOŚCI BŁONNIKA POKARMOWEGO

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "METODA OTRZYMYWANIA PRODUKTU ŻYTNIEGO O PODWYŻSZONEJ ZAWARTOŚCI BŁONNIKA POKARMOWEGO"

Marcin Janiszewski
6 lat temu
Przeglądów:

2 METODA OTRZYMYWANIA PRODUKTU ŻYTNIEGO O PODWYŻSZONEJ ZAWARTOŚCI BŁONNIKA POKARMOWEGO Jan MICHNIEWICZ, Piotr KOŁODZIEJCZYK, Agnieszka MAKOWSKA Zakład Technologii Zbóż Instytut Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego Wydział Nauk o Żywności i Żywieniu Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

3 POLSKA - CZOŁOWE MIEJSCE W ŚWIECIE (produkcja ziarna) DLACZEGO ŻYTO? TRADYCJA UPRAWY WARUNKI GLEBOWE I KLIMATYCZNE (wydajność) POLSKIE ODMIANY

4 ŻYTO - ZBOŻE NIECHCIANE SYMBOL UBÓSTWA - tradycja PREFERENCJE KONSUMENCKIE SKOMPLIKOWANY PROCES PRODUKCJI PIECZYWA ZALETY ZIARNA ŻYTA KOSZTY PRODUKCJI (uprawa) BŁONNIK POKARMOWY (frakcje rozpuszczalne) pentozany, beta-glukany, fruktany BIAŁKA (przyswajalność) SUBSTANCJE PROZDROWOTNE fitoestrogeny, alkilorezorcynole, kwasy fenolowe SPOSOBY ZAGOSPODAROWANIA NADMIAR ZIARNA ŻYTA?

5 HISTORIA XVI i XVII w. żyto główny artykuł eksportowy, ciemny chleb żytni 1934 r. - chleb żytni ok. 85% pieczywa spożycie 140 kg 1952 r. - chleb żytni ciemny 51 %, 1978 r. chleb żytni ok. 3%, spożycie chleba żytniego zmniejszyło się do 2%, - Stopniowe zmniejszania się spożycia chleba. 140 kg < 2 kg 1934 r aktualnie

6 Uzasadnienie podjęcia badań 1. Zapadalność na choroby cywilizacyjne (np. otyłość, cukrzyca, ChNS, nowotwory przewodu pokarmowego), a udział przetworów zbożowych bogatych w błonnik pokarmowy (DF) w codziennej diecie człowieka 2. Ziarno żyta jako najbogatsze ze zbóż źródło DF żyto>jęczmień >owies >pszenica >kukurydza 3. Nierównomierne rozmieszczenie składników DF w poszczególnych częściach anatomicznych ziarna 4. Nieracjonalne wykorzystanie ziarna żyta na cele konsumpcyjne w Polsce (marnotrawstwo potencjału żywieniowego i dietetycznego) 5. Brak podaży wysokobłonnikowych produktów z ziarna żyta na krajowy rynek

7 CEL PRACY Opracowanie metody otrzymywania, w skali laboratoryjnej, produktu żytniego o podwyższonej zawartości błonnika pokarmowego - DF (WBPŻ) w porównaniu do jego ilości w surowcu wyjściowym. CELE SZCZEGÓŁOWE analiza zmian ilościowo-jakościowych podstawowych składników DF: arabinoksylanów (AX), fruktanów (FRU) i -glukanów (B-GLU) na poszczególnych etapach produkcji WBPŻ; ocena efektywności opracowanej metody na podstawie wartości współczynników koncentracji DF i jego składników w WBPŻ oraz porównania wartości stosunków ilościowych tych składników do skrobi w WBPŻ i w surowcu wyjściowym.

8 MATERIAŁ DOŚWIADCZALNY Do badań użyto handlowe ziarno żyta mieszańcowej odmiany Balistic ze zbioru 2009 r. z KWS Lochow Polska Sp. z o.o., które stanowiło surowiec do otrzymywania WBPŻ. Charakterystyka jakości ziarna żyta Wyróżnik oceny jakości Ziarno żyta 1. Wilgotność ziarna, % 12,3 2. Ciężar objętościowy, kg/hl 3. Masa 1000 ziaren, g s.m. 68, Zawartość zanieczyszczeń ogółem, % 0,5 w tym: - szkodliwych dla zdrowia, % 0 - ziaren porośniętych, % 0 5. Liczba opadania (7/25), s Zawartość białka (Nx6.25), % s.m. 12,5

9 METODY Założenia metody otrzymywania WBPŻ Opracowana metoda otrzymywania WBPŻ polega na wielokrotnym rozdrabnianiu CMŻ w młynach walcowym i kulowym oraz jej sortowaniu w celu stopniowego zwiększenia w kolejno otrzymywanych produktach stosunku ilościowego cząstek pochodzących z zewnętrznych tkanek ziarna, bogatych w składniki DF, do cząstek pochodzących z wewnętrznych tkanek - ubogich w składniki DF. Główne zadanie przy otrzymywaniu produktów zbożowych o podwyższonej zawartości składników DF - opracowanie odpowiednio skutecznych metod rozdrabniania i sortowania, pozwalających na uwolnienie skrobi ze struktur komórkowych, a następnie jej wyeliminowanie z surowca wyjściowego. Skrobia, zlokalizowana prawie wyłącznie w bielmie, jest ilościowo największym komponentem ziarna powodującym obniżenie koncentracji składników DF w tego rodzaju produktach. Praktycznie jedynym sposobem pozwalającym na otrzymanie suchych produktów o możliwie wysokiej zawartości składników składników DF jest usunięcie z nich możliwie największej ilości skrobi.

10 Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden. METODY c.d. CEL ZABIEGÓW SCHEMAT OTRZYMYWANIA WBPŻ ZIARNO ŻYTA (oczyszczanie i nawilżanie ~ 14,5%) MLEWNIK WALCOWY QUADRUMAT SENIOR (rozdrabnianie: śrutowanie i wymielanie) Destrukcja struktur komórkowych tkanek CMŻ w stopniu pozwalającym na uwolnienie z nich możliwie największej liczby ziaren skrobi CAŁOZIARNOWA MĄKA ŻYTNIA MLEWNIK ŚRUTUJĄCY I WYMIELAJĄCY QUADRMAT SENIOR (1-krotne śrutowanie oraz 2-krotne wymielanie) Usunięcie ziaren skrobi żytniej typu A i B z CMŻ Dodatkowe zniszczenie struktur komórkowych oraz uwolnienie z nich pozostałych ziaren skrobi Eliminacja ziaren skrobi Zagęszczenie zewnętrznych tkanek ziarna w WBPŻ FRAKCJA 1A (<50 m) FRAKCJA 3C (<50 m) FRAKCJA 5E (>50-80 m) DROBNO ROZDROBNIONA CAŁOZIARNOWA MĄKA ŻYTNIA - CMŻ (mieszanie) SORTOWNIK WIBRACYJNY sito - 50 m (sortowanie; = 45 min.) MŁYN KULOWY (rozdrabnianie; = 90 min.) SORTOWNIK WIBRACYJNY sito - 50 m (sortowanie; = 45 min.) SORTOWNIK WIBRACYJNY sita - 80 m i 125 m (sortowanie; = 45 min.) FRAKCJA 2B (>50 m) FRAKCJA 4D (>50 m) FRAKCJA 6F (> m) PRODUKT KOŃCOWY WBPŻ (>125 m)

11 METODY c.d. W surowcu wyjściowym (CMŻ), produkcie końcowym (WBPŻ) oraz międzyproduktach oznaczono zawartość: -składników mineralnych (popiołu); - skrobi metodą enzymatyczną; -błonnika pokarmowego ogółem (DF) oraz jego frakcji rozpuszczalnej i nierozpuszczalnej w wodzie (WE-DF i WUE-DF) oraz jego składników: - arabinoksylanów ogółem (AX) oraz ich frakcji rozpuszczalnej i nierozpuszczalnej w wodzie (WE-AX i WUE-AX); - -glukanów ogółem (B-GLU) oraz ich frakcji rozpuszczalnej i nierozpuszczalnej w wodzie (WE-B-GLU i WUE-B-GLU); - fruktanów (FRU).

12 Młyn walcowy WYNIKI Zawartość popiołu i skrobi w surowcu wyjściowym, produkcie końcowym oraz w frakcjach pośrednich i ubocznych oraz ich wydajność Produkt Wydajność, % Popiół, % s.m. Skrobia, % s.m. popiół:skrobia CMŻ 100,0 1,89 58,2 1:31 1A (<50 m) 30,9 0,67 83,1 1:124 2B (>50 m) 69,1 2,40 49,4 1:21 3C (<50 m) 28,8 1,03 72,6 1:70 Młyn kulowy 4D (>50 m) 40,3 3,55 30,1 1:9 5E(>50-80 m) 8,3 1,44 44,1 1:31 6F (> m) 11,8 1,80 42,1 1:23 WBPŻ (>125 m) 20,2 5,44 16,3 1:3 Frakcje 1A, 3C, 5E oraz 6F produkty uboczne usuwane z procesu Frakcje 2B i 4D produkty pośrednie wykorzystywane na kolejnych etapach procesu

13 Zmiany zawartości składników DF oraz ich frakcji rozpuszczalnych (WE) i nierozpuszczalnych w wodzie (WUE) na poszczególnych etapach produkcji WBPŻ 20,0 18,0 WUE-AX WE-AX 5,0 4,5 WUE-B-GLU WE-B-GLU 16,0 4,0 AX, % s.m. 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 B-GLU, % s.m. 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 4,0 1,0 2,0 0,5 0,0 CMŻ 1A 2B 3C 4D 5E 6F W BPŻ 0,0 CMŻ 1A 2B 3C 4D 5E 6F WBPŻ 7,0 6,0 FRU 30,0 25,0 WUE-NCP WE-NCP FRU, % s.m. 5,0 4,0 3,0 2,0 NCP, % s.m. 20,0 15,0 10,0 1,0 5,0 0,0 CMŻ 1A 2B 3C 4D 5E 6F WBPŻ 0,0 CMŻ 1A 2B 3C 4D 5E 6F WBPŻ

14 Zawartość DF oraz jego frakcji rozpuszczalnej (WE) i nierozpuszczalnej w wodzie (WUE) w surowcu wyjściowym, produkcie końcowym oraz w frakcji pośredniej Składnik CMŻ WBPŻ Frakcja 6F (> m) DF ogółem, % s.m. 17,1 47,2 32,9 WE-DF, % s.m. 3,7 3,4 11,8 WUE-DF, % s.m. 13,4 43,8 21,1 (++) - zwiększenie wydajności produktu końcowego o 12 pkt. % oraz wzrost zawartości WE-DF o około 1/3 (4,6% s.m.) (--) - obniżenie zawartości DF ogółem o około 10% (42% s.m.) oraz obniżenie wartości dietetycznej spowodowane wzrostem zawartości skrobi o ponad 50% tj. do poziomu 26% s.m., co wiąże się ze zwiększeniem wartości energetycznej

15 POTENCJALNE ZASTOSOWANIE WBPŻ - do bezpośredniego spożycia na sucho lub jako dodatek do mleka i przetworów mlecznych (np. kefir, jogurt,) oraz zup, sałatek warzywnych i musli; - surowiec do produkcji wyrobów ekstrudowanych; - jako dodatek do pieczywa żytniego i pszennego, suchych wyrobów cukierniczych (np. mufinki, herbatniki) itp.

16 WNIOSKI Opracowana metoda - skala laboratoryjna, WBPŻ - zwiększony stosunek ilościowy cząstek z zewnętrznych części ziarna do cząstek z wewnętrznych tkanek. Wydajność produktu - wielkość cząstek >125 m, - 20,2% masy ziarna. WBPŻ - korzystny skład chemiczny (żywienie). Stosunek ilościowy składników mineralnych do skrobi oraz DF do skrobi w WBPŻ zwiększył się około 10-krotnie (w stosunku do CMŻ). WBPŻ zawiera w 100 g suchej masy 47,2 g DF ogółem, prawie 3x więcej niż w surowcu wyjściowym. Około 70 g tego produktu w pełni pokrywa zalecaną przez ekspertów FAO/WHO dobową dawkę tego składnika. Wzrost zawartości DF ogółem oraz głównego składnika AX ogółem w WBPŻ był spowodowany głównie zwiększeniem ilości ich frakcji nierozpuszczalnych w wodzie (WUE), podczas gdy wzrost zawartości B-GLU i NCP ogółem - zwiększeniem ilości zarówno frakcji WE, jak i WUE. Efektywność suchej metody otrzymywania WBPŻ zróżnicowana dla badanych składników DF. Metoda ta była najbardziej wydajna B-GLU, natomiast najmniej dla FRU. AX i NCP zajmowały pośrednie miejsce.

Podobne dokumenty

Przetwórstwo zbóż. Przykładowe technologie przerobu i stosowane urządzenia. Oddział w Radomiu. Andrzej Śliwa

Przetwórstwo zbóż. Przykładowe technologie przerobu i stosowane urządzenia. Oddział w Radomiu. Andrzej Śliwa Oddział w Radomiu Przetwórstwo zbóż Przykładowe technologie przerobu i stosowane urządzenia Andrzej Śliwa Europejski Fundusz Rolny na rzecz Rozwoju Obszarów Wiejskich: Europa inwestująca w obszary wiejskie.