МУКА ПШЕНИЧНАЯ И СПОСОБ ЕЕ ПРОИЗВОДСТВА
FLOUR WHEAT AND ITS PRODUCTION METHOD

Область техники
Изобретение относится к пищевой промышленности, конкретнее к способам помола зерна пшеницы с получением из него муки для хлебопекарной промышленности.
Известно, что хлеб является одним из главных продуктов питания населения России. Зерновка пшеницы является источником питательных веществ - белков, углеводов, липидов; биологически активных веществ - витаминов, ферментов, минеральных веществ. Однако основная масса хлеба и хлебобулочных изделий выпекается из сортовой муки, при получении которой основной технологической задачей является как можно более полное отделение от эндосперма периферийных частей зерна. А именно в периферийных частях зерна содержатся наибольшее количество питательных веществ. Удаление периферийных частей зерна существенно обедняет муку, полученную из чистого эндосперма.
Описание уровня техники
Поиск, проведенный по отечественным и зарубежным источникам информации, показал, что известны способы производства муки, которая содержала бы в своем составе периферийные части зерна.
Наиболее полным решением вопроса извлечения питательных веществ является производство цельносмолотой, например, обойной муки, выход которой составляет 96%. Способ заключается в простом размоле зерна с формированием одного вида муки без выделения отрубей (Н.С. Беркутова, И.А. Швецова «Технологические свойства пшеницы и качество продуктов его переработки», М., «Колос», 1984, с.200). В отличие от сортовой, такая мука имеет наивысшую пищевую ценность за счет того, что содержит все составляющие части зерна. Однако при получении подобной муки возникает проблема ее качества. Она имеет низкие хлебопекарные свойства, связанные, в частности, с неоднородностью ее гранулометрического состава.
Известен способ производства сортовой муки из зерна пшеницы, при котором вырабатывают взамен обойной муку нового сорта тонкодисперсную повышенной усвояемости, содержащей повышенную концентрацию витаминов, минеральных веществ, полноценных по аминокислотному составу белков, пониженную концентрацию клетчатки и пигментированных веществ, придающих темную окраску мякишу хлеба, не уступающей по пищевой ценности зерну пшеницы (а.с. СССР №654282, опубликовано БИ №12, 1979). Но выход такой муки составляет не более 10%.
Известен способ получения стабилизированной цельнозерновой муки, включающей измельчение целых зерен злаков, разделение размолотого зерна с получением грубой фракции, включающей отруби, зародыши и крахмал, и тонкой фракции, включающей эндосперм, размол грубой фракции с получением измельченной грубой фракции с заданным гранулометрическим составом, стабилизацию измельченной грубой фракции нагреванием, объединение тонкой фракции со стабилизированной грубой фракцией (заявка на изобретение №2008146514/13 от 25.11.2008). В данном способе не происходит поэтапного разделения зерна на анатомические фракции и их раздельного измельчения с целью обеспечения определенного гранулометрического состава муки и возможности их приведения в форму, полностью доступную усвоению в организме человека.
Известен способ производства муки из цельносмолотого зерна пшеницы, включающий выделение из зерновой массы примесей, очистку покровов зерна, его шелушение, увлажнение и отволаживание, помол зерна с рассортированием на драных и размольных системах с получением муки и отрубей после вымола сходов рассевов последних систем и объединение муки всех систем, где с целью увеличения выхода муки при одновременном улучшении ее качества, отруби подвергают однократному ударному измельчению (а.с. СССР №1123720, опубликовано БИ №42, 1984).
Предлагаемый способ позволяет получить муку из цельносмолотого зерна 96,5-97,0% выхода с повышенным содержанием балластных веществ, с выровненными по размеру частицами эндосперма и оболочек и обладающую лучшими по сравнению с мукой обойной хлебопекарными свойствами. Указанная мука содержит 98% и более частиц проходовой фракции сита с отверстиями 250 мкм и не менее 60% частиц размером менее 160 мкм.
Однако хлеб из данной муки имеет низкие показатели объемного выхода хлеба и пористости мякиша, по сравнению с хлебом из муки высшего сорта.
Существует способ производства зернового хлеба, предусматривающий шелушение зерна, замачивание его в воде, измельчение, приготовление теста из полученной зерновой массы, добавление рецептурных компонентов, выбраживание теста, его разделку, расстойку и выпечку, где с целью повышения пищевой ценности хлеба и улучшения его хлебопекарных качеств путем обеспечения необходимого химического состава, шелушение зерна осуществляют до удаления 50-80% плодовых оболочек, имеющихся в зерне, с сохранением зародышей и алейронового слоя (а.с. СССР №1214054, опубликовано БИ №8, 1986). Но в данном способе не удалось добиться значений показателей качества хлеба на уровне значений показателей качества хлеба из муки высшего сорта и не была произведена обработка алейронового слоя. К тому же при использовании этого способа, влажность зерна при замачивании должна быть 30-50%, что может привести к снижению микробиологической безопасности готового изделия и говорит о большом расходе воды и в дальнейшем о значительных расходах на ее очистку. К тому же длительное замачивание зерна ведет к его прорастанию, вследствие чего возможно ухудшение качества хлебобулочных изделий.
За прототип взят способ производства пшеничной муки и мука, полученная этим способом с высоким содержанием зародыша и пищевых волокон (патент РФ №2 314 872, опубликовано БИ №2, 2008). Способ включает подготовку зерна к помолу путем очистки зерновой массы от примесей, обработку поверхности зерна и его гидротермическую обработку, поэтапное измельчение подготовленного зерна на вальцовых станках в драном и размольном процессах, поэтапное сортирование продуктов дробления на ситовеечных системах и формирование муки по сортам. При этом отруби драного процесса делятся на 2 фракции: с размером частиц >0,8 мм и размером частиц <0,8 мм. Далее сортовую муку, отруби драного процесса с размером частиц <0,8 мм и отруби с зародышем размольного процесса избирательно смешивают. Полученная мука отличается более высоким процентным содержанием витаминов и минеральных веществ по отношению к зерну.
Однако этот способ не предусматривает доизмельчение отрубей. За счет этого полученная мука имеет неоднородный гранулометрический состав, что ведет к снижению потребительских свойств готовой продукции. Из представленной муки возможна выпечка хлеба по пористости на уровне хлеба второго сорта, соответственно, мука не обладает высокими хлебопекарными свойствами. В дополнение к вышесказанному этот способ характеризуется сложностью процесса и значительными энергозатратами за счет применения ситовеечных машин.
Задачей настоящего изобретения является разработка нового вида муки пшеничной и способа ее производства, отвечающей следующим требованиям:
- выход муки в пределах до 90%, что обеспечивает в большей степени сохранность пищевых и биологически активных веществ зерна при достаточно высоком их усвоении организмом человека;
- высокие хлебопекарные свойства муки за счет сбалансированности ферментативной активности муки нового вида и ее гранулометрического состава.
Поставленная задача решена тем, что теоретически обосновано и экспериментально подтверждено получение нового продукта - муки пшеничной хлебопекарной, полученной в результате переработки зерна пшеницы, характеризующейся тем, что она содержит фракции в количестве по отношению к его массе в %: фракция «оболочки семенные» 1,0-4,0%, фракция «алейроновый слой» 5,0-10,0%, фракция «эндоспермовая мука» 67-75%, с показателями качества муки: массовая доля белка не менее 13%, массовая доля жира не более 2%, массовая доля клейковины не менее 25%; качество клейковины не ниже второй группы; число падения не менее 185 с; массовая доля золы не более 1,0%, при этом мука имеет распределение размеров частиц с более или равным 315 мкм - не более 1,0%, с менее 315 мкм, но более или равным 250 мкм - не более 13,0%, с менее 140 мкм - не более 68%.
Указанный состав муки и соответствие ее по качеству приведенным показателям позволяет сформировать сорт муки, использующий в полной степени потенциал исходного зерна и концентрирующей более полно и сбалансировано в ней макро- и микронутриенты, витамины, минеральные ингредиенты, балластные вещества - все, что содержит природное (нативное) зерно.
Выход за указанное содержание компонентов в большую или меньшую стороны приведет к разбалансировке потенциала муки и нарушению ее хлебопекарных свойств. Оптимальность состава для хлебопекарной промышленности подтверждена лабораторными выпечками.
Из анализа уровня техники нами не выявлена мука с такими конкретными показателями и свойствами.
Таким образом, предлагаемый продукт является новым, позволяет решить первую часть поставленной задачи, а описанный ниже конкретный способ получения муки подтверждает промышленную применимость изобретения.
Поставленная задача решается также тем, что в известном способе, включающем в себя подготовку зерна к помолу, состоящую из очистки зерновой массы от примесей, гидротермическую обработку зерна и его шелушение, измельчение шелушенного зерна, обработку продуктов шелушения, смешивание компонентов с целью формирования готового продукта с заданными параметрами, после очистки и гидротермической обработки зерно сначала разделяют на анатомические части, путем циклического шелушения, получая последовательно в виде отдельных фракций «оболочки плодовые», «оболочки семенные», «алейроновый слой» и «шелушенное зерно», затем измельчают фракцию «шелушенное зерно» ударным или валковым способом до крупности, соответствующей ферментативной активности зерна, и сортируют продукты измельчения на две фракции: «эндоспермовую муку» и «отруби». Фракцию «алейроновый слой» и фракцию «оболочки семенные» смешивают, смесь сначала сортируют, удаляя из нее крупные семенные оболочки, после чего измельчают, разрушая клеточные стенки и матрицу алейронового слоя и извлекая из нее алейроновые зерна в измельчителе ударного принципа действия или валкового типа, а готовый продукт - муку - получают, избирательно смешивая полученные фракции: «эндоспермовую муку», «алейроновый слой» и часть «оболочек семенных». Оставшуюся часть «оболочек семенных», «оболочки плодовые», «отруби» и кормовой зернопродукт объединяют в кормовой продукт, который подвергают экструдированию или грануляции, или прессованию.
Отличительным признаком предлагаемого способа является то, что разделение зерна на анатомические фракции осуществляется до процесса измельчения.
Отличие является и то, что в данном способе не требуется дополнительное увлажнение зерна перед измельчением.
Отличием является к тому же то, что высокие хлебопекарные свойства муки и, следовательно, потребительские свойства хлеба обеспечиваются за счет сбалансированности ферментативной активности муки нового вида и ее гранулометрического состава.
Отличием является также то, что для обеспечения определенного гранулометрического состава муки осуществляют раздельное измельчение анатомических частей зерна и их последующее смешивание.
Отличием является и то, что с целью обеспечения усвоения питательных веществ, находящихся в алейроновом слое, его измельчают, разрушая клеточные стенки и матрицу алейронового слоя и извлекая из нее алейроновые зерна в измельчителе ударного принципа действия или валкового типа.
Такие отличия на наш взгляд являются существенными, так как обеспечивают решение поставленной задачи.
Структурная схема способа производства муки пшеничной представлена на рисунке 1.
Пример 1 конкретного осуществления способа: в качестве сырья используют зерно пшеницы, характеризующееся влажностью 9,6%, массовой долей сырой клейковины 23,5%, группой клейковины I, качеством клейковины 60 ед. прибора ИДК, числом падения 321 с. Очищенное от примеси зерно увлажняют путем добавления 2% воды и отволаживают в течение 5 минут.
Затем зерно через магнитный аппарат направляют на шелушильную машину, в которой поэтапно получают фракцию «оболочки плодовые», фракцию «оболочки семенные», фракцию «алейроновый слой», фракцию «шелушенное зерно».
Фракцию «шелушенное зерно» последовательно пропускают через машину ударного принципа действия. После каждого пропуска осуществляется сортировка продукта на лабораторном рассеве, выделяя на всех этапах сортировки фракцию «эндоспермовая мука» и фракцию «отруби». Измельчение фракции «шелушенное зерно» производится до достижения максимального размера частиц 315 мкм.
Полученные в процессе шелушения зерна фракцию «оболочки семенные» и фракцию «алейроновый слой» смешивают. Смесь сортируют на лабораторном рассеве на сите с размером ячеек 0,9 мм для отделения крупных семенных оболочек, после чего смесь направляют на доизмельчение на измельчителе ударного принципа действия с последовательным пропуском продукта без промежуточного фракционирования.
Подготовленные фракции «эндоспермовая мука», «алейроновый слой» и «оболочки семенные» избирательно смешали. В итоге была получена мука пшеничная нового типа с выходом 83,0% от исходного зерна.
Кормовой зернопродукт, фракцию «оболочки плодовые», фракцию «отруби» и крупные оболочки семенные направляют на смешивание. В итоге получен кормовой продукт в количестве 17,0% от исходного зерна. Затем кормовой продукт подвергают экструдированию.
Пример 2. Фракцию «шелушенное зерно», полученную аналогично примеру 1, последовательно пропускают через измельчитель валкового типа.
Пример 3. Измельчение смеси фракции «алейроновый слой» и фракции «оболочки семенные», полученной аналогично примеру 1, осуществляют в измельчителе валкового типа.
Полученная в описанном процессе мука имеет следующие показатели качества:
массовая доля золы не более 1,0%;
массовая доля клейковины не менее 25%;
качество клейковины не ниже второй группы;
число падения не менее 185 с;
влажность - не более 15%;
мука имеет распределение размеров частиц с более или равным 315 мкм не более 1,0%, с менее 315 мкм, но более или равным 250 мкм - не более 13,0%, с менее 140 мкм - не более 68%;
массовая доля белка не менее 13%;
массовая доля жира не более 2%;
запах - без посторонних запахов, не затхлый, не плесневый;
цвет - белый с кремовым оттенком;
внешний вид и консистенция - порошкообразный продукт.
3
3
Показатели качества хлеба из полученной муки, несмотря на большой ее выход 83%, соответствуют показателям хлеба выпеченного из пшеничной муки высшего сорта: объемный выход формового хлеба составил 650 см/100 г муки, подового хлеба - 700 см/100 г муки, формоустойчивость - 0,39, пористость 84%, органолептическая оценка внешнего вида - 5 баллов, мякиша - 5 баллов. Хлеб обладает приятным запахом. Проведена дегустация нового хлеба. Получена высокая оценка его качества дегустационной комиссией.
Заявленный способ позволяет получить муку пшеничную хлебопекарную нового типа с управляемым химическим составом, с повышенным %-ным содержанием в ней питательных веществ, в том числе витаминов и минералов, по отношению к зерну. Также полученная мука обладает высокими хлебопекарными свойствами. Это достигается как оптимально подобранными условиями помола, так и последующим избирательным смешиванием полученных фракций и их количественным соотношением.
Заявленный способ производства муки пшеничной хлебопекарной нового типа прост, технологичен, не требует разработки специального оборудования. Следовательно, техническое решение обладает промышленной применимостью.
Таким образом, техническим результатом изобретения являются повышение пищевой ценности разработанной муки, придание наилучших хлебопекарных и органолептических свойств хлебобулочным изделиям из этой муки.