Номенклатура продуктов, первичной сырьевой основой для которых является зерно, довольно обширна. В настоящее время только мукомольно-крупяная промышленность производит более 60 видов основных и побочных зернопродуктов (рис. 1). Рекомендуемое Институтом питания РАМН РФ потребление зернопродуктов на одного человека составляет 107 кг в год (~290 г в сутки); за последние годы фактическое потребление было несколько выше, что связано с дисбалансом структуры питания в сторону недорогих зернопродуктов.

В настоящее время рекомендуемая норма калорий, получаемых взрослым человеком за счет зернопродуктов, составляет 680 ккал в сутки, что соответствует 0,3…0,4 калорийности суточного рациона взрослого человека и включает приблизительно 200…250 г хлеба, крупы и т. п. Основными видами зернопродуктов из злаковых культур являются мука и крупы, которые, обеспечивают широкое разнообразие изделий пищеконцентратной, хлебобулочной, макаронной и кондитерской промышленности.

Как видно из рис. 1, для производства мучных кондитерских изделий используется в основном мука из различных злаковых культур — пшеницы, ржи, овса, а в последнее время все больше применяется мука из других культур, и продукты переработки зернового сырья — это композитные смеси, продукты экструдированных круп (ПЭК), побочные продукты мукомольного производства — отруби, зародыши.

Рис. 1. Основные виды продуктов переработки зерна

Мука — это измельченное ядро зерна, только степень измельчения значительно выше, чем у дробленых круп. Средний размер отдельных частиц пшеничной муки в зависимости от степени измельчения колеблется от 0,1 до менее 0,04 мм.

Вид муки определяется той зерновой культурой, из которой она получена. Производство муки возможно из смеси зерен различных культур. Сорт муки — основной показатель качества муки, который определяется ее выходом, то есть массой муки, полученной из 100 кг зерна. Чем больше выход муки (%), тем ниже ее сорт.

При помоле зерна, особенно сортовом, стремятся максимально удалить оболочки и зародыш, поэтому в муке содержится меньше клетчатки, минеральных веществ, жира, белка и больше крахмала, чем в зерне. Более высокие сорта муки получают из центральной части эндосперма, поэтому в их состав входит больше крахмала, но меньше белков, липидов, минеральных солей, витаминов, содержащихся в основном в периферийных частях зерна (табл. 1).

Таблица 1. Средний химический состав зерна и его частей (% на сухое вещество соответствующей части зерна)

Части зерна	Соотношение частей	Белок	Углеводы			Липиды	Зольность
			Всего	В том числе
				клетчатка	прочие
Пшеница
Целое зерно	100,0	16,06	78,25	2,76	75,49	2,24	2,18
Эндосперм	81,60	12,91	85,23	0,15	85,08	0,68	0,45
Зародыш	3,24	41,30	37,32	2,46	34,86	15,04	6,32
Оболочки с алейроновым слоем	15,48	28,75	57,03	16,20	40,83	7,78	10,51
Рожь
Целое зерно	100,0	14,03	68,06	2,36	65,7	1,74	2,02
Эндосперм	74,8	12,61	65,14	1,88	63,37	1,14	0,42
Зародыш	3,1	40,70	42,01	4,41	37,6	10,70	6,43
Оболочки с алейроновым слоем	22,1	16,00	51,90	3,70	48,20	2,40	7,36

Основную массу потребляемых круп составляет рис — крупа наиболее бедная белками и витаминами. Следующими по значимости идут пшено и гречневая крупа. Кроме того, в качестве побочного продукта переработки зерна в стране производится около 3 млн т в год отрубей — ценного лечебно-профилактического продукта, богатого витаминами, минеральными веществами и пищевыми волокнами.

Одним из основных потребительских свойств зерна и зернопродуктов является их пищевая ценность, которая включает количественную (энергетическая ценность продукта) и качественную (содержание основных компонентов и вкусовые достоинства) стороны.

Химический состав некоторых наиболее распространенных видов круп и муки представлен в табл. 2.

Следует обратить внимание на группу зернопродуктов специальной технологии, совсем не требующих варки — экструзионные, вспученные (типа попкорна), баротермические (типа «Самарских хлебцев»).

1. Мука из различных зерновых культур

Пшеничная мука — продукт переработки зерна пшеницы, который получают в основном из мягких сортов пшеницы. Она характеризуется средним выходом, эластичной клейковиной, хорошей водопоглотительной и газообразующей способностью.

Таблица 2. Химический состав крупы и муки (на 100 г продукта)

Показатель	Крупы							Мука
	рисовая	пшено	гречневая (ядрица)	овсяная («Геркулес»)	перловая	гороховая	манная	ржаная сеяная	пшеничная в/с	суточная норма
Белки, г	7,0	11,5	12,6	12,3	9,3	23,0	10,3	6,9	10,3	75
Жиры, г	1,0	3,3	3,3	6,2	1,1	1,6	1,0	1,4	1,1	83
Углеводы, г	74	66,5	57,1	61,8	66,9	48,1	70,6	66,6	68,5	365
Пищевые волокна, г	3,0	3,6	11,3	6,0	7,8	10,7	3,6	10,8	3,5	30
Минеральные вещества, мг:
Na	12	10	3	20	10	27	3	1	2	5000
K	100	211	380	330	172	731	130	200	122	3500
Ca	8	27	20	52	38	89	20	19	18	1000
Mg	50	83	200	129	40	88	18	25	16	400
P	150	233	298	328	323	226	85	129	86	1000
Fe	1,0	2,7	6,7	3,6	1,8	7,0	1,0	2,9	1,2	14
Витамины, мг:
B1	0,08	0,42	0,43	0,45	0,12	0,90	0,14	0,17	0,17	1,5
B2	0,04	0,04	0,20	0,10	0,06	0,18	0,04	0,04	0,04	1,8
Ниациновый эквивалент	3,3	4,6	7,2	4,6	3,7	7,2	3,0	2,7	2,9	20
Токоферолэквивалент	0,4	0,3	0,8	1,6	1,1	0,5	1,5	1,1	1,5	10
Энергетическая ценность, ккал	333	342	308	352	315	299	333	305	334	2500

Мукомольная промышленность вырабатывает муку пшеничную хлебопекарную и пшеничную общего назначения (ГОСТ Р 52189–2003).

Пшеничную хлебопекарную в зависимости от белизны, массовой доли золы, массовой доли сырой клейковины, а также крупности помола подразделяют на сорта: экстра, высший, крупчатка, первый, второй и обойная.

Пшеничную муку общего назначения в зависимости от белизны или массовой доли золы, массовой доли сырой клейковины, а также крупности помола подразделяют на типы:

• М 45-23;
• М 55-23;
• МК 55-23;
• М 75-23;
• МК 75-23;
• М 100-25;
• М 125-20;
• М 145-23.

Буква «М» обозначает муку из мягкой пшеницы, буквы «МК» — муку из мягкой пшеницы крупного помола. Первые цифры обозначают наибольшую массовую долю золы в муке в пересчете на сухое вещество, в процентах, умноженную на 100, а вторые — наименьшую массовую долю сырой клейковины в муке, в процентах.

Химический состав пшеничной муки обусловливает ее пищевую ценность и зависит от состава исходного зерна и сорта муки. Как видно из табл. 3, основными компонентами пшеничной муки являются углеводы, белки, жиры.

Таблица 3. Химический состав пшеничной муки (%)

Состав	Сорта
	высший	первый	второй	обойная
Вода	14	14	14	14
Белок	10,3	10,6	11,7	12,5
Липиды	0,9	1,3	1,81	2,15
Триглицериды	0,29	0,32	0,6	1,01
Фосфолипиды	0,09	0,2	—	—
β-Ситостерин	0,02	0,03	—	—
Жирные кислоты	0,77	0,87	1,32	1,54
Насыщенные кислоты	0,15	0,18	0,29	0,3
В том числе:
С14:0 (миристиновая)	Следы	Следы	Следы	—
С16:0 (пальмитиновая)	0,13	0,16	0,26	0,28
С18:0 (стеариновая)	0,01	0,01	0,02	0,02
С20:0 (арахиновая)	Следы	Следы	Следы	—
Мононенасыщенные	0,11	0,13	0,22	0,29
В том числе:
С16:1 (пальмитолеиновая)	0,01	0,01	0,01	0,01
С18:1 (олеиновая) С20:1 (гадолеиновая) Полиненасыщенные	0,1 Следы 0,51	0,12 Следы 0,56	0,21 Следы 0,81	0,28 Следы 0,95
В том числе:
С18:2 (линолевая)	0,48	0,53	0,77	0,89
С18:3 (линоленовая)	0,03	0,03	0,04	0,06
Моносахариды	0,04	0,08	—	—
В том числе:
арабиноза	—	Следы	—	—
галактоза	—	0,02	—	—
глюкоза	0,02	0,03	—	—
ксилоза	—	Следы	—	—
фруктоза	0,02	0,03	—	—
Ди-, трисахариды	0,22	0,22	—	—
В том числе:
мальтоза	0,05	—	—	—
раффиноза	0,06	—	—	—
сахароза	0,11	0,22	—	—
Полисахариды	70,3	69,8	—	—
В том числе:
гемицеллюлоза	1,5	2,5	—	—
клетчатка	0,1	0,2	0,6	2,0
крахмал	67,7	67,1	62,8	57,8
Зола	0,5	0,7	1,1	1,5

Примечение: в таблице (здесь и далее) «—» означает, что нет данных.

Влага, входящая в состав муки, является активным участником всех биохимических и микробиологических процессов. Вещества, способные к набуханию в воде, составляют в пшеничной муке высшего сорта 80 %, при этом белки, набухая, поглощают до 250 % воды, крахмал — до 350, слизи — до 800 %. Углеводы в муке представлены в виде крахмала, сахаров, декстринов, гемицеллюлозы и клетчатки.

Наибольший удельный вес занимает крахмал (62…68 %). Обычно он содержится в клетках эндосперма зерна и совсем отсутствует в алейроновом слое и в зародыше. Характерная особенность крахмала — его способность набухать в воде (при 50 °С), а затем при повышении температуры (от 65 до 67,5 °С) клейстеризоваться. Содержание крахмала может достигать 80 %. Чем больше в муке крахмала, тем меньше в ней белков.

Сахара муки в основном состоят из сахарозы, мальтозы, глюкозы и фруктозы, причем наибольшее количество составляет сахароза (до 2 %). Редуцирующих сахаров (глюкозы, фруктозы, мальтозы) в муке немного, их содержание колеблется от 0,1 до 0,37 %. Повышение содержания мальтозы указывает на то, что мука получена из проросшего зерна. Чем ниже сорт муки, тем выше в ней содержание сахаров. Они сбраживаются дрожжевыми клетками при брожении теста и участвуют в реакции меланоидинообразования при выпечке.

Клетчатка составляет основную массу оболочек зерна. В муке высших сортов ее обнаруживают в небольшом количестве, а в низших сортах ее значительно больше. Пищевые волокна вследствие капиллярно-пористой структуры хорошо впитывают влагу и повышают водопоглотительную способность муки, особенно обойной. Водорастворимые пентозаны (слизи) — это коллоидные полисахариды, образующие при соединении с водой вязкие и клейкие растворы. В пшеничной муке их содержится от 0,8 до 2,0 %. Целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин относятся к пищевым волокнам, оказывающим значительное влияние на пищевую ценность и качество изделия. Они содержатся в отрубях, не усваиваются организмом человека и выполняют физиологические функции, выводя из организма тяжелые металлы и снижая энергетическую ценность изделий.

Белки (белковые вещества) определяют в значительной степени не только пищевую ценность изделий, но и технологические свойства пшеничной муки. В состав белковых веществ входят в основном протеины и соединения белков с другими веществами — протеиды. К ним относятся нуклеопротеиды, липопротеиды и гликопротеиды. Белки пшеничной муки состоят (в %) из альбумина (5,7…11,5), глобулина (5,7…10,8), глиадина (40…50) и глютенина (32…42).

Пищевая ценность белков определяется составом незаменимых аминокислот и усвояемостью белков. Человек испытывает потребность не просто в белках, а в определенных количествах незаменимых (не синтезируемых в организме) аминокислот — строительных блоков белка. Отсутствие любой из этих аминокислот вызывает серьезные нарушения здоровья.

Основное различие между растительными белками и белками животного происхождения в том, что последние имеют более высокое содержание некоторых дефицитных аминокислот, определяющих их пищевую ценность. К таким аминокислотам относится прежде всего лизин, содержание которого в растительных белках довольно низкое. Поэтому белок пшеницы считается неполноценным, так как лимитирующей аминокислотой во всех сортах пшеничной муки является лизин и треонин (табл. 4).

Таблица 4. Состав аминокислот белков пшеничной муки

Аминокислоты	Мука пшеничная (по сортам)
	высший	первый	второй	обойная
Незаменимые, мг/100 г	3021	3296	3515	3758
В том числе:
валин	471	510	252	550
изолейцин	430	530	560	620
лейцин	806	813	840	870
лизин	250	265	330	390
метионин	153	160	170	180
треонин	311	318	365	390
триптофан	100	120	130	140
фенилаланин	500	580	595	610
Заменимые, мг/100 г	6620	7138	7760	8519
В том числе:
аланин	330	359	405	460
аргинин	400	500	520	540
аспарагиновая кислота	340	411	480	560
гистидин	200	220	240	328
глицин	350	384	425	480
глутаминовая кислота	3080	3220	3460	3706
пролин	970	1050	1130	1218
серин	500	454	510	585
тирозин	250	300	330	362
цистин	200	240	260	280
Общее количество аминокислот, мг/100 г	9641	10434	11275	11679
Лимитирующая аминокислота, скор,%	Лизин — 44, треонин — 75	Лизин — 45, треонин — 75	Лизин — 51, треонин — 78	Лизин — 57, треонин — 78

Белковые вещества муки в присутствии воды способны набухать, при этом нерастворимые в воде глиадиновая и глютениновая фракции при замесе образуют связную, упругую, эластичную массу, которую принято называть клейковиной.

Соотношение глиадина и глютенина в пшеничной муке примерно одинаковое. Эти белки содержатся только в эндосперме, особенно в его краевых частях, поэтому в сортовой муке их больше, чем в обойной. Сырая клейковина содержит от 30 до 35 % сухих веществ, основная часть их представлена белками, которые при набухании захватывают незначительную часть других веществ муки.

От количества и качества клейковины зависят хлебопекарные свойства муки. Мука содержит в среднем 20…35% сырой клейковины. Качество клейковины характеризуется ее цветом, растяжимостью (способностью растягиваться на определенную длину) и эластичностью (способностью почти полностью восстанавливать свою форму после растягивания). В ней содержание минеральных веществ выше, чем в муке, из которой она отмыта.

При отмывании клейковины некоторые минеральные вещества в ней концентрируются, например фосфор, магний, сера. Особое место занимает калий, который отличается повышенной прочностью связи с неклейковинными веществами зерна и при отмывании он почти весь остается в зерновых остатках. Содержание железа, цинка и меди в клейковине значительно выше, чем в зерне. Например, в зерне пшеницы железа содержится 0,26 %, в золе клейковины — 1,9 %.

Большие различия в зольности отдельных частей зерна используют для контроля выхода (по сортам) и качества пшеничной муки. По массовой доле золы в пшеничной муке можно судить о количестве периферийных частиц, перешедших из зерна.

Липиды — это жиры и жироподобные вещества, которые играют важную роль в физиологических и биохимических процессах. Пшеничная мука в зависимости от сорта содержит от 1,08 до 2,15 % жира. Жиры муки состоят из три-, ди- и моноглицеридов и свободных жирных кислот, среди которых преобладают ненасыщенные. Около 60 % всех жирных кислот составляет линоленовая кислота. Таким образом, жирно-кислотный состав муки является весьма неустойчивым. Триглицериды легко гидролизуются на глицерин и свободные жирные кислоты под действием кислорода воздуха и ферментов липазы и липоксигеназы.

Окисление непредельных жирных кислот приводит к образованию перекисей и гидроперекисей, которые сами являются активными окислителями. Они легко окисляют жирные кислоты, в результате чего мука при хранении прогоркает. Перекиси и гидроперекиси могут также окислять красящие вещества муки — каротиноиды, вследствие чего мука при хранении светлеет.

В липидах содержится большая группа жирорастворимых витаминов (А, D, Е, K). К жироподобным веществам относятся фосфатиды (0,4…0,7 %) и другие соединения. Фосфатиды, в отличие от жиров, кроме глицерина и жирных кислот, содержат фосфорную кислоту и азотистое основание.

Ферменты пшеничной муки выполняют функции регуляторов биохимических процессов. Из большого числа ферментов, содержащихся в пшеничной муке, технологическое значение имеют протеолитические (протеиназы) ферменты, действующие на белковые вещества, и амилолитические (α- и β-амилазы), гидролизующие крахмал, липаза, катализирующая расщепление липидов, липоксигеназа, катализирующая окисление ненасыщенных связей в жирных кислотах и о-дифенолоксидаза, способствующая образованию нежелательных меланинов.

Протеиназы способны гидролитически расщеплять белки по их пептидным связям, в результате чего образуются пептоны, полипептиды и свободные аминокислоты. Оптимальными условиями действия протеиназы пшеничной муки являются температура 45 °С и рН среды — 4,0…5,5.

Гидролитическая активность протеолитических ферментов муки, полученной из нормального по качеству зерна, невелика. Однако в пшеничной муке, полученной из проросшего или пораженного клопом-черепашкой зерна, активность протеиназ резко возрастает. Клейковина из такой муки и тесто сильно разжижаются, понижается ее упругость, увеличивается текучесть.

Из амилолитических ферментов в муке из нормального зерна пшеницы содержится только β-амилаза. В пшеничной муке из проросшего зерна кроме β-амилазы содержится и α-амилаза. Оба фермента расщепляют клейстеризованный крахмал на декстрины: β-амилаза, расщепляя 1,4-гликозидные связи в полисахаридах, образует главным образом незначительное количество высокомолекулярных декстринов, в то время как α-амилаза образует в основном декстрины и незначительное количество мальтозы.

Гидролизующее действие α- и β-амилазы зависит от многих факторов: температуры, рН среды, концентрации субстрата, состояния крахмальных зерен и др. Активность α-амилазы наиболее проявляется при температуре 60…70 °С и рН 5…6, а β-амилазы — при 45…55 °С и рН 4…5.

Витамины входят в состав ферментов активной своей частью. В пшеничной муке содержится ряд важных витаминов: тиамин (В1), рибофлавин (В2), пантотеновая кислота (В3), пиродоксин (В6), токоферол (Е), ниацин (РР) и др.

Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессах жизнедеятельности человека, но особенно велика их роль в построении костной ткани, где преобладают такие элементы, как фосфор и кальций. Они участвуют в важнейших обменных процессах организма — водно-солевом, кислотно-щелочном, ферментативном процессах. Обычно их делят на две группы: макроэлементы (Са, Р, Мg, Na, K, Cl, S), содержащиеся в пище в относительно больших количествах, и микроэлементы (Fe, Zn, Cu, I, F и др.), концентрация которых невелика. Из минеральных веществ муки особый интерес представляют кальций и магний. Чем выше соотношение между содержанием кальция и магния, тем меньшее количество кальция выводится из организма. Высокие сорта муки, лишенные периферических слоев зерна, обеднены многими витаминами и минеральными веществами (табл. 15).

Таблица 5. Состав витаминов и минеральных веществ пшеничной муки

Состав	Мука пшеничная (по сортам)
	высший	первый	второй	обойная
Витамины, мг%:
β-каротин	0	Следы	0,006	0,01
Е (токоферолы)	2,57	3,05	5,37	5,50
В6 (пиридоксин)	0,17	0,22	0,50	0,55
биотин (Н), мкг	2,00	3,00	4,40	—
ниацин (РР)	1,20	2,20	4,55	5,50
пантотеновая кислота (В3)	0,30	0,50	0,80	0,90
рибофлавин (В2)	0,04	0,08	0,12	0,15
тиамин (В1)	0,17	0,25	0,37	0,41
фолацин (В9), мкг	27,1	35,5	38,4	40,0
холин	52,0	76,0	86,0	—
Макроэлементы, мг%:
натрий	3	4	6	7
калий	122	176	251	310
кальций	18	24	32	39
магний	16	44	73	94
фосфор	86	115	184	336
Микроэлементы, мкг%:
алюминий	1050	1220	1400	—
бор	37	74	93	—
ванадий	90	100	130	—
железо	1200	2100	3900	4730
йод	1,7	—	—	—
кобальт	1,6	2,4	3,0	4,0
марганец	570	1120	1470	2460
медь	100	180	290	400
молибден	12,5	15,9	20,4	22
никель	2,2	9,3	20,0	22
олово	5,2	7,7	12,0	—
селен	6,0	—	—	—
серебро	—	30	—	—
титан	11,0	18,1	22,0	—
фтор	22	—	—	—
хром	2,2	3,1	4,5	—
цинк	700	1010	1850	2000

Пигменты — красящие вещества муки, к которым относятся ксантофиллы, каротиноиды и хлорофиллы. Наибольшее значение имеют каротиноиды, окрашивающие частицы муки в желтый и оранжевый цвета и обладающие биологической активностью (β-каротин).

Ржаная мука — продукт переработки зерна ржи, который по сравнению с пшеницей содержит на 5…6% меньше эндосперма, а так как муку получают из эндосперма, то из зерна ржи ее выход несколько меньше, чем из пшеницы. В соответствии с ГОСТ Р 52809–2007 мука ржаная хлебопекарная по сорту различается на обойную, обдирную, сеяную и особую. Разные сорта муки различаются по биохимическим показателям и функциональным свойствам: содержанию крахмала, белка, водорастворимых веществ, вязкости, водопоглотительной способности, гранулометрическому составу, ферментативной активности.

Химический состав ржаной муки различных сортов представлен в табл. 6 (цитировано по И. М. Скурихину и М. Н. Волгареву).

Таблица 6. Химический состав ржаной муки (на 100 г продукта)

Состав	Мука ржаная (по сортам)
	сеяная	обдирная	обойная
Вода, г	14	14	14
Белок, г	6,9	8,9	10,7
Липиды, г	1,39	1,69	1,94
Жирные кислоты, г	0,96	1,18	1,41
Насыщенные кислоты, г	0,15	0,18	0,24
В том числе:
С14:0 (миристиновая)	Следы	Следы	Следы
С16:0 (пальмитиновая)	0,14	0,16	0,2
С18:0 (стеариновая)	Следы	0,01	0,03
С20:0 (арахиновая)	Следы	0,01	0,01
Мононенасыщенные кислоты, г	0,15	0,16	0,22
В том числе:
С16:1 (пальмитолеиновая)	0,01	0,01	0,01
С18:1 (олеиновая)	0,14	0,15	0,2
С20:1 (гадолеиновая)	Следы	Следы	0,01
Полиненасыщенные кислоты, г	0,66	0,84	0,95
В том числе:
С18:2 (линолевая)	0,59	0,74	0,83
С18:3 (линоленовая)	0,07	0,10	0,12
Усвояемые углеводы, г	66,3	61,8	58,5
В том числе:
крахмал	65,3	60,7	57,2
моно-, дисахариды	0,7	0,9	1,1
Пищевые волокна, г	10,8	12,4	13,3
Зола, г	0,6	1,2	1,6
Витамины, мг%:
β-каротин	Следы	0,005	0,01
токоферолы (Е)	2,04	3,66	4,2
пиридоксин (В6)	0,1	0,25	0,35
биотин (Н), мкг	2,0	3,0	5,5
ниацин (РР)	0,99	1,02	1,16
пантотеновая кислота (В3)	0,33	0,84	0,96
рибофлавин (В2)	0,04	0,13	0,15
тиамин (В1)	0,17	0,35	0,42
фолацин (В9), мкг	35,0	50,0	55,0
никотиновая кислота	0,87	0,95	1,22
Макроэлементы, мг%:
натрий	1,0	2,0	3,0
калий	200	350	396
кальций	19	34	43
магний	25	60	75
фосфор	129	189	256
сера	52	68	78
Микроэлементы, мкг%:
алюминий	130	270	1400
железо	2920	3500	4100
йод	—	3,9	4,5
марганец	800	1340	2590
медь	110	230	350
молибден	3,5	6,4	10,3
фтор	—	38	50
цинк	1140	1230	1950
Незаменимые аминокислоты, мг/100 г белка	2190	2760	3170
В том числе:
валин	410	510	520
изолейцин	260	380	400
лейцин	480	580	690
лизин	230	300	360
метионин	100	120	150
треонин	200	260	320
триптофан	100	110	130
фенилаланин	410	500	600
Заменимые аминокислоты, мг/100 г белка	4660	5530	6690
В том числе:
аланин	350	420	480
аргинин	380	420	470
аспарагиновая кислота	500	690	750
гистидин	160	190	200
глицин	310	450	500
глутаминовая кислота	1770	1970	2470
пролин	480	560	850
серин	380	420	470
тирозин	220	260	290
цистин	1100	150	210
Общее количество аминокислот	6850	8290	9860
Лимитирующая аминокислота, скор, %	Лизин — 74,	Лизин — 61,	Лизин — 61,
	треонин — 72	треонин — 73	треонин — 75

Технологические свойства белков ржаной муки значительно ниже свойств белков пшеничной муки. Белки ржаной муки не образуют клейковину в связи с тем, что в ней находятся слизи — вещества углеводной природы, которые препятствуют образованию клейковинного каркаса в тесте не только вследствие затруднения слипания отдельных частиц глиадина и глютенина, но и путем образования комплексного соединения с повышенной растворимостью.

Слизи представляют собой коллоидные полисахариды, в большинстве случаев растворимы в воде. В ржаной муке их количество может достигать 4 %, из них 40 % водорастворимы (в пшеничной муке их лишь 20…24 %). При гидролизе слизи образуют пентозаны (арабинозу и ксилозу). Слизи ржи очень легко набухают в воде. В зерне ржи содержатся левулезаны, которые растворимы в воде и образуют при гидролизе фруктозу и глюкозу. В значительном количестве левулезаны содержатся в зерне ржи — до 1,5 % от сухого вещества (в пшеничном зерне всего лишь 0,3 %). Слизи повышают водопоглотительную способность муки и укрепляют консистенцию теста.

Ржаное тесто, в отличие от пшеничного, лишено упругости и эластичности. Роль клейковины в газоудерживающей способности ржаного теста выполняют полифруктозиды и водорастворимые пентозаны — слизи, которые создают подобно клейковинному каркас, удерживающий структуру мякиша.

При замене пшеничной муки ржаной снижается содержание клейковины в сахарном тесте, поэтому можно ожидать, что химическим разрыхлителям легче разорвать структурный каркас; изделия должны быть более пористыми.

Свойства ржаной муки оцениваются в основном по состоянию углеводно-амилазного комплекса, что связано с большим технологическим значением таких отличий ржаной муки от пшеничной, как большое содержание собственных сахаров, пониженная температура клейстеризации крахмала, большая его атакуемость.

Тритикалевая мука — продукт переработки зерна тритикале; по хлебопекарным свойствам она отличается от ржаной и пшеничной муки. Ее подразделяют на три сорта: сеяную, обдирную и обойную. Сведения о пищевой и энергетической ценности муки представлены в табл. 7.

Таблица 7. Пищевая и энергетическая ценность тритикалевой муки (на 100 г продукта)

Сорт муки	Пищевые вещества, г			Энергетическая ценность, ккал/кДж
	Белки	Жиры	Углеводы
Сеяная	7,5	1,0	77,0	347/1454
Обдирная	9,5	1,7	73,5	349,6/1465
Обойная	11,0	1,6	71,0	343,5/1439

В состав липидов тритикалевой муки входят следующие жирные кислоты (в % от суммы):

• масляная — 4,98,
• каприловая — 3,83,
• каприновая — 3,45,
• лауриновая — 3,00,
• тридециловая — 7,30,
• миристиновая — 37,21,
• пальмитиновая — 7,14,
• стеариновая — 4,24,
• олеиновая — 6,16,
• линолевая — 20,68,
• линоленовая — 0,76.

Жирно-кислотный состав липидов тритикалевой, пшеничной и ржаной муки представлен в табл. 8.

Из табл. 8 видно, что по количеству насыщенных жирных кислот тритикалевая мука превосходит пшеничную, ржаную и смесь ржаной и пшеничной муки, а по соотношению ненасыщенных и насыщенных жирных кислот уступает им. Это несколько снижает пищевую ценность тритикалевой муки, но увеличивает срок ее хранения.

Таблица 8. Сравнительная характеристика состава липидов различных видов муки

Мука	Содержание кислот, % от суммы жирных кислот			Соотношение ненасыщенных и насыщенных жирных кислот
	полиненасыщенные	насыщенные	мононенасыщенные
Тритикалевая	27,6	71,15	6,16	0,47
Пшеничная 1 с.	76,8	20,9	13,8	4,33
Ржано-пшеничная	71,3	19,2	14,5	4,47
Ржаная обдирная	63,8	17,3	16,8	4,66

В последнее время находят широкое применение новые виды муки из нетрадиционных злаковых культур.

Соевая мука — продукт переработки зернобобовой культуры — бобов сои; ее применение способствует повышению биологической и питательной ценности любого продукта, обогащению его белками, жиром, лецитином, витаминами A, B1, B2, РР.

Для изготовления кондитерских изделий используют только дезодорированную муку, то есть полученную из предварительно дезодорированных соевых бобов. Дезодорацией называют процесс устранения неприятных запахов, свойственных соевым бобам. Соевую дезодорированную муку получают путем размола соевого зерна, а также пищевого соевого жмыха и шрота.

Соевую муку в зависимости от содержания жира вырабатывают трех видов: необезжиренную (массовая доля жира в пересчете на сухое вещество не менее 17 %), полуобезжиренную (от 5 до 8 %) и обезжиренную (не более 2 %) (табл. 9).

Таблица 9. Химический состав соевой муки (г/100 г продукта)

Соевая мука	Вода	Зола	Жир	Белок	Клетчатка	Другие углеводы
Необезжиренная	9,0	4,7	20,2	38,5	2,6	25,0
Полуобезжиренная	9,0	5,2	6,3	45,6	2,9	31,0
Обезжиренная	9,0	5,9	1,0	48,9	2,8	33,0

Каждый из этих видов может быть высшего и первого сорта. Необезжиренную муку получают из зерна сои, полуобезжиренную — из соевого жмыха, а обезжиренную — из соевого шрота. Мука имеет желтовато-кремовый цвет, без постороннего запаха. Массовая доля белка на сухое вещество составляет не менее 43 %.

Мука соевая необезжиренная содержит лизина примерно в 10 раз больше, чем пшеничная мука. В ней также содержится большое количество витаминов и ценных минеральных веществ (в мг%):

• В1 — 1,6,
• В2 — 0,36,
• В6 — 1,18,
• РР — 2,44,
• пантотеновой кислоты — 2,15,
• биотина — 1,18,
• инозита — 0,229,
• Ca — 0,22,
• Р — 0,29,
• Na — 0,38,
• K — 2,09,
• Cl — 002,
• Mg — 0,24,
• Fe — 0,008,
• Mn — 0032.

Мука соевая обезжиренная — это самая простая форма соевого белка, получаемая после помола обезжиренных хлопьев (белого соевого лепестка). Она содержит до 50 % белка, но поскольку не очищена от водорастворимых углеводов, продукты из муки могут иметь бобовый привкус.

В жире сои содержатся и биологически ценные фосфатиды и полиненасыщенные жирные кислоты. В пищевых системах соевая мука обладает уникальными функциональными свойствами (образование эмульсий, сорбция жира и воды, пенообразующая способность, гелеобразование).

Многочисленные исследования показали, что аминокислотный состав соевого белка является наиболее совершенным из всех источников растительных белков. Таким образом, добавление в изделия дезодорированной соевой муки может значительно повысить их биологическую ценность.

Из сои получают не только муку, но и концентраты (не менее 70 % белка) и изоляты (не менее 92 % белка) соевых белков. Возможно, например, получение комбинированных (горохового и соевого) белковых концентратов. В последнее время находят широкое применение новые виды соевых продуктов — соевое молоко и соевый шрот (окара).

Соевое молоко сухое также вырабатывают из семян сои путем их измельчения с последующей экстракцией водой и высушиванием на распылительных сушильных установках; представляет собой кремовый сухой порошок со вкусом, свойственным соевому молоку.

Определены функциональные свойства сухого соевого молока: водоудерживающая способность составляет 73,6%, жироудерживающая — 90 %, пенообразующая — 38,5 %, стойкость пены — 75 %. Использование этих свойств позволяет создавать новый ассортимент кондитерских изделий с заранее заданными реологическими характеристиками.

В соевом молоке содержится холин, метионин, токоферол, витамин А, рибофлавин, пиридоксин, пантотеновая кислота.

Соевый шрот (окара) является превосходным источником растительного белка, пищевой клетчатки и содержит значительное количество питательных веществ целой сои.

Окара представляет собой влажную массу без запаха, светло-желтого цвета с высоким содержанием протеина. Данный продукт получают в результате отжима соевого молока на фильтр-прессе. Окара — единственный растительный источник двухвалентного железа, легко усвояемого организмом. Окару добавляют в обычную муку в соотношении 1 : 1, используют для приготовления хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, ею можно заменить яйцепродукты (меланж, свежее яйцо).

По химическому составу окара, в среднем, содержит:

• белка — не менее 38%,
• жира — не менее 18 %,
• углеводов — не менее 25 %;
• фолиевой кислоты — 0,2 г,
• витамина Е — 0,173 г,
• витамина В6 — 0,85 мг,
• Na — 44 мг,
• K — 1607 мг,
• Ca — 248 мг,
• F — 510 мг,
• Fe — 11,8 мг,
• I— 0,8 мг.

Минеральные вещества продукта, большая часть которых представлена солями основного характера, имеют важное значение в поддержании кислотно-щелочного равновесия в крови. Ряд витаминов, содержащихся в сое, выполняют коферментные функции, участвуют в окислительно-восстановительных реакциях.

Белковое содержание 1 кг сои эквивалентно 1,7 кг говядины. Качество белка максимально приближено к белкам говядины. Важной чертой сои является отсутствие в ее составе холестерина.

В состав соевого масла входит до 2 % фосфатидов (лецитин и кефалин), незаменимые жирные кислоты (содержание линолевой и линоленовой кислот не менее 43 % от общего содержания), что обусловливает его высокую биологическую ценность.

Овсяная мука — продукт переработки зерна овса; отличается пониженным содержанием крахмала и повышенным содержанием жира. В муке содержатся все незаменимые аминокислоты, витамины Е, А, группы В, ферменты, холин, сахара, пищевые волокна (клетчатка), микроэлементы, в том числе кремний, минеральные соли — фосфорные, кальциевые. Отличительной особенностью является наличие нерастворимой и растворимой клетчатки — β-глюкан. Доказано, что β-глюкан понижает уровень холестерина в крови.

Токоферолы, содержащиеся в овсяной муке, влияют на процесс хранения готовых изделий. Широко используют овсяную муку при острых воспалениях желудочнокишечного тракта.

Гречневая мука — продукт переработки зерна гречихи; это ценный диетический белковый продукт с оптимально сбалансированным содержанием аминокислот. Высокую питательность гречневой муке обеспечивает белок гречихи, который легко усваивается организмом человека и имеет наибольшую биологическую ценность по сравнению с другими злаковыми культурами. Гречневая мука имеет богатый жирно-кислотный состав, высокое содержание клетчатки, витаминов В1, В2, РР, Р, рутина, микроэлементов Fe, Р и Cu, что способствует снижению вредного воздействия радиации на организм и восстановлению гемоглобина в крови. Клетчатки в гречневой муке содержится в 1,5…2 раза больше, чем в овсяной, пшенной и рисовой.

Отсутствие белка глютена позволяет применять данную муку больным целиакией (глютеновой энтеропатией), а благодаря низкому гликемическому индексу гречневую муку можно рекомендовать людям, страдающим сахарным диабетом. Продукты, содержащие гречневую муку, рекомендуют также употреблять при атеросклерозе, болезнях печени, гипертонии, при отеках различного происхождения. Изделия с применением гречневой муки благодаря своему химическому составу можно отнести к продуктам лечебно-профилактического назначения.

Рисовая мука — продукт переработки зерна риса. По биологической ценности белка, содержанию крахмала рисовая мука занимает ведущее место среди других видов злаковой муки. Она является источником широкого спектра природных микроэлементов, витаминов и минеральных веществ, что делает рисовую муку полезной для всех возрастов, и особенно детей.

Отличительной особенностью рисовой муки является то, что она относится к крахмалосодержащему сырью (около 80 %), у которого отсутствует клейковина. Рисовая мука является источником растительного белка, полноценного по аминокислотному составу, Na, K, P, витаминов В1, В2 и РР.

Сравнительный химический состав представленных выше трех видов муки дан в табл. 10.

Важнейшим аспектом применения рисовой муки является направление диетического безглютенового питания, необходимого людям, страдающим определенным видом аллергии — целиакией (полной непереносимостью белка глютена).

Кукурузная мука — продукт размола зерна кукурузы. Вырабатывают кукурузную муку тонкого, крупного помола и обойную. Отличительной особенностью кукурузной муки является повышенное против пшеничной содержание крахмала (до 85 %), жира (до 3 %) и гемицеллюлозы. Содержание белка ниже, чем в пшеничной, и составляет в среднем 9,8 %.

Кукурузная мука отличается от пшеничной более высоким содержанием витаминов и минеральных веществ. Она богата витаминами Е, В6, макро- и микроэлементами, среди которых преобладают K, Ca, Mg, Р. Массовая доля белков в муке — от 8 до 11,5 %. Установлено, что из незаменимых аминокислот в муке превалируют лейцин, валин, фенилаланин, из заменимых — глутаминовая кислота, пролин, аланин, аспарагиновая кислота. По содержанию лимитирующих аминокислот (лизина, треонина) она превосходит злаковые культуры — ячмень, просо, сорго и приближается к пшеничной муке и ржи.

Таблица 10. Химический состав различных видов муки

Состав	Мука
	овсяная	гречневая	рисовая
Вода,%	14,0	14,0	14,0
Белок,%	14,5	13,6	7,4
Углеводы,%	65,0	70,6	78,9
Липиды,%	6,5	1,2	0,7
Крахмал,%	63,5	70,2	79,10
Клетчатка,%	13,0	10,0	—
Пищевые волокна,%	4,5	2,8	2,3
Зола,%	1,7	2,5	—
Минеральные вещества, мг%:
калий	280	130	50
кальций	58	42	20
железо	3,8	4,0	1,3
фосфор	350	250	119
Витамины, мг%:
ниацин (РР)	1,0	3,1	0,06
тиамин (В1)	0,36	0,4	0,03
рибофлавин (В2)	0,10	0,18	1,4
Энергетическая ценность, ккал	369	353	259

Жирные кислоты представлены пальмитиновой, стеариновой, миристиновой, олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами. Преобладают полиненасыщенные (линолевая и линоленовая) кислоты.

Кукурузная сеяная мука тонкого помола на ощупь и по виду напоминает пшеничную. Энергетическая ценность ее выше, чем у многих других видов муки. Кислотность, размер частиц, сахаро- и газообразующая способности кукурузной муки также выше, причем последнее — за счет более высокой атакуемости крахмала амилолитическими ферментами. Кукурузный крахмал имеет высокую температуру клейстеризации — 72…78 °С и образует быстро стареющий гель, что приводит к быстрому черствению изделий с добавлением кукурузной муки.

Муку крупного помола используют для приготовления каш, а муку тонкого помола — для приготовления пудингов, коржей и пр. При добавлении кукурузной муки в торты, эклеры и печенье изделия становятся более вкусными и рассыпчатыми. Кукурузную муку используют также в качестве добавок к пшеничной муке при приготовлении кондитерских изделий.

Ячменная мука — продукт переработки зерна ячменя; по сравнению с другими видами муки из злаковых культур ячменная мука обладает диетическими свойствами из-за содержания большого количества сахаров, некрахмальных полисахаридов — слизей, а также β-глюкана. Крахмал, содержащийся в ячменной муке, легко гидролизуется.

Различают муку ячменную сортовую, обойную и сеяную. В ячменной муке содержатся следующие пищевые вещества (в %):

• белки — 10,0,
• жиры — 1,6,
• углеводы — 56,1,
• клетчатка — 1,5,
• зола — 1,4;

витамины и минеральные вещества (в мг): РР — 2,5, В1 — 0,3, В2 — 0,1; Ca — 58, K — 147, Mg — 63, Na — 10, P — 275, Fe — 0,7. Энергетическая ценность ячменной муки — 265 ккал.

Известно использование ячменной муки при частичной замене муки пшеничной в производстве бисквитных и песочных полуфабрикатов. Присутствие в тесте ячменной муки приводит к повышению упругости теста и снижению растяжимости.

Гороховая мука — продукт переработки бобов гороха; она не способна образовать клейковину, что связано с особенностями ее состава и свойствами входящих в нее белковых веществ. Содержание важнейших незаменимых аминокислот в белках гороховой муки значительно выше, чем в пшеничной: лизина — в 6,5 раза, валина — в 3, триптофана — в 2 раза. По составу аминокислот белки гороховой муки близки к белкам мяса и молока; в ней содержится: водорастворимых веществ — 16,8 %; собственных сахаров — 7,1 %; кислотность муки — 12…14 град.

При добавлении в рецептуру пряников гороховой муки снижается содержание клейковины в тесте; в этом случае химическим разрыхлителям легче разорвать клейковинный каркас, изделие получается более пористым, рассыпчатым, что позволяет расходовать минимальное количество химических разрыхлителей, допускаемое рецептурами на пряники.

Из гороховой муки получают белковый концентрат — пастообразное вещество светло-желтого цвета с бобовым запахом, содержанием белка — 30…32 %, влажностью около 63 % и рН 4,2.

Препараты из гороха с содержанием белка 85% отличаются лучшей растворимостью в воде, чем белки концентратов и изолятов соевых бобов. Водопоглотительная способность протеина гороха ниже, чем пшеничной клейковины, а способность связывать жир лучше, чем у соевого белка. Протеины гороха обладают лучшей эмульгирующей способностью по сравнению с соевыми, и в них содержится больше незаменимых аминокислот. При переработке гороха можно получить высококачественный крахмал и растительный белок. Как сырье для производства этих продуктов он может представлять интерес в районах, непригодных для выращивания сои и кукурузы.

Нутовая мука — продукт переработки бобов нута. Она является хорошим источником Ca, K, Zn и белка. Кроме того, в ней содержится значительное количество растворимых пищевых волокон (диетической клетчатки), так называемых сложных углеводов. Нутовая мука богата витаминами Е, группы В, пантотеновой кислотой и макро- и микроэлементами — Ca, K, Mg, Fe, Zn, аминокислотами — лизином, треонином. Таким образом, внесение нутовой муки в рецептуру изделий способствует повышению их биологической ценности.

Амарантовая мука — продукт переработки зерна амаранта, который характеризуется более высоким содержанием белков и липидов по сравнению с пшеничной мукой. В амарантовой муке содержатся следующие пищевые вещества: белки — 17,6 %, липиды — 8,5 %. Мука содержит два вида протеаз, которые проявляют свою активность как в кислой (рН 4,65), так и в нейтральной (рН 7,7) среде. Активность амилолитических ферментов муки амаранта в 2 раза ниже, чем пшеничной.

Пищевые продукты на основе амарантовой муки не содержат глютена и рекомендуются для лечебно-профилактического питания больным целиакией (глютеновой энтеропатией), страдающим пищевой аллергией, при заболеваниях центральной нервной системы, желудочно-кишечного тракта, при диабете, остеопорозе и ряде других заболеваний.

Чечевичная мука — продукт переработки семян чечевицы. Для нее характерен желтый или желтый с серым оттенком цвет.

В чечевичной муке содержатся следующие пищевые вещества:

• белки — 24,0 %,
• липиды — 1,5 %,
• моно- и дисахариды — 2,9 %,
• крахмал — 43,4 %,
• золы — 2,7 %;

минеральные вещества (в мг/100 г): Na — 55, K — 672, Ca — 83, Mg — 80, Fe — 11,8, Р — 390.

В ней по сравнению с пшеничной мукой первого сорта больше содержание белка — в 2,2 раза, суммы незаменимых аминокислот — в 2,6 раза, витамина В1 — в 2 раза, витамина В2 — в 2,6 раза. В чечевичной муке содержание углеводов (в виде крахмала) на 22,7 % меньше, а моно- и дисахаридов — в 5,8 раз выше, чем в пшеничной муке 1-го сорта. Аминокислотные скоры по лизину и треонину у чечевичной муки составляют 130,4 и 100 % против 45,5 и 75 % — пшеничной.

Мука из цельносмолотого зерна — продукт переработки цельного зерна с оболочками, из которого ни одна из полезных составляющих зерна (отруби, зародыш, эндосперм) не удаляется в процессе переработки.

2. Крупы

Крупы — это побочный продукт мукомольного производства. Они могут состоять из цельных ядер — перловая, пшеничная (типа «Полтавская»), пшенная, ячменная, кукурузная, гороховая, рисовая, гречневая (ядрица) и овсяная. Если ядро разрушить, получаются дробленые крупы — ячневая, пшеничная (типа «Артек») или манная, гречневый продел, рис дробленый. Если ядро сплющить, предварительно обеспечив его пластичность, то получим хлопья, например овсяные «Геркулес».

Получение крупы сводится прежде всего к отделению от зерна оболочки, при этом резко снижается содержание неусвояемых человеком веществ — клетчатки и гемицеллюлозы. Дальнейшее повышение усвояемости достигается как полным удалением оболочек, так и алейронового слоя, что достигается шлифованием и полированием зерна. В процессе переработки зерна удаляется также богатый жиром зародыш, присутствие которого в крупах снижает их устойчивость при хранении.

Шлифованию подвергается как целое, так и дробленое зерно. Таким образом, при производстве большинства круп повышаются питательные свойства круп и уменьшается время приготовления из них готовых блюд. В таких крупах белки подвергаются тепловой денатурации, а крахмал клейстеризуется и частично гидролизуется до декстринов. Лучше всего усваиваются плющеные крупы, вздутые и взорванные зерна.

По химическому составу крупы характеризуются как продукты, богатые крахмалом и белком. Содержание крахмала в некоторых крупах достигает 75 % и выше. На долю белковых веществ приходится от 9 до 16 %.

Крупы содержат немного жира, растворимых углеводов и минеральных веществ. Содержание клетчатки и гемицеллюлозы незначительно.

Пищевая ценность круп обусловлена отсутствием в них вредных примесей и наличием незаменимых питательных веществ. По отсутствию примесей лучшими крупами являются манная, кукурузная, шлифованный рис высшего сорта. По наличию незаменимых питательных веществ предпочтительнее крупы гречневая, овсяная, гороховая. Энергетическая ценность 100 г круп довольно высокая: овсяная — 303 ккал, пшено — 348 ккал.

Усвояемость белков, жиров и углеводов различных круп неодинакова. Наиболее высокая усвояемость белков (в %) круп — манной (89), пшена (85), рисовой (84); наименьшая — у овсяной (76) и гречневой (74). Биологическая ценность наиболее высокая у гречневой крупы, лущеного гороха, овсяной крупы, наименьшая — у манной и кукурузной.

Пшено — крупа, получаемая из плодов культурных видов проса (Panicum), освобожденных от колосковых чешуек посредством обдирки.

Массовая доля белка в пшене составляет 11,5 %. Пшено содержит витамины:

Е, В1, В2, В6, РР, рибофлавин, тиамин, ниацин, β-каротин и др.

Минеральный состав представлен макроэлементами: калий, кальций, магний, натрий, сера, фосфор, хлор и микроэлементами: алюминий, железо, йод, марганец, титан, цинк, медь.

Из углеводов присутствуют крахмал, клетчатка, гемицеллюлозы, сахароза, раффиноза, глюкоза, фруктоза.

В состав белков пшена входят все незаменимые аминокислоты. Пшено обладает липотропным действием (препятствует отложению жира) и оказывает положительное влияние на работу сердечно-сосудистой системы, печени и кроветворения. Просо и пшено тяжело переваривается желудком с пониженной и нулевой кислотностью, но дает много энергии. Его полезно есть тем, кто склонен к ожирению, кроме того, оно нормализует кровяное давление. В народной медицине пшено ценится как продукт, дающий силу, «укрепляющий тело». В последнее время все чаще высказывается мнение, что пшенная каша — это одно из средств, способных наилучшим образом выводить из организма антибиотики.

3. Хлопья

С каждым годом ассортимент сырья из зерновых культур становится все более разнообразным. Для производства хлопьев помимо традиционно используемых (овса, пшеницы, кукурузы) в последние годы все большее распространение находят такие культуры, как рис, гречиха, рожь, ячмень и горох. При производстве хлопьев в зерне сохраняется часть наружной оболочки, увеличивая тем самым содержание витаминов (В1, В2 и РР), ценных микроэлементов (железа, магния, фосфора, кальция) и необходимых организму пищевых волокон. Хлопья, употребляемые в пищу, улучшают обмен веществ, выводят из организма токсины и соли тяжелых металлов, что очень важно для жителей промышленных городов. Сравнительный химический состав различных видов муки и хлопьев из бобовых и злаковых культур представлен в табл. 11.

Из табл. 11 видно, что по сравнению с пшеничной мукой 1-го сорта хлопья обладают более высокой усвояемостью, большей питательностью, в них содержится больше белка, минеральных веществ, таких как калий, кальций, железо, магний и фосфор, они богаты всеми необходимыми аминокислотами и витаминами РР, Е, группы В. Для обоснования ценности продуктов по качеству белка в табл. 12 приведены следующие их характеристики: коэффициент утилитарности аминокислотного состава (U), показатель сопоставимой избыточности содержания незаменимых аминокислот, биологическая ценность (БЦ) и индекс незаменимой аминокислоты (ИНАК).

Таблица 11. Химический состав муки и хлопьев из злаковых и бобовых культур (в 100 г продукта)

Состав	Наименование сырья
	Мука				Хлопья
	пшеничная 1 с.	пшенная	кукурузная	гороховая	овсяные	ржаные	гречневые
Вода, г	14,0	14,0	14,0	14,0	13,5	14,0	14,0
Белки, г	10,6	11,5	10,3	20,5	10,0	9,9	10,8
Незаменимые аминокислоты, мг:
валин	510	470	416	1010	606	457	619
изолейцин	530	430	312	1090	414	360	418
лейцин	813	1534	1282	1650	722	620	690
лизин	265	288	247	1550	384	370	460
метионин + цистин	160	476	290	455	416	392	430
треонин	318	400	247	840	332	300	380
триптофан	120	180	67	260	152	130	137
фенилаланин + тирозин	580	990	840	1700	918	730	757
Жиры, г	1,3	1,8	1,5	1,03	6,0	1,7	1,2
Углеводы усвояемые, г:
общие	73,2	70,3	72,1	64,0	64,9	61,8	71,9
в т. ч.
моно- и дисахариды	1,7	2,1	1,8	2,2	1,2	3,5	2,5
крахмал	67,1	53,0	58,0	44,0	36,1	54,0	51,0
Клетчатка, г	0,2	5,3	2,1	4,5	10,7	1,9	1,7
Зола, г	0,7	1,6	2,5	3,3	3,2	1,7	2,0
Минеральные вещества, мг:
калий
кальций
магний	176	211	340	873	421	424	325
фосфор	24	27	34	115	117	59	70
железо	44	83	104	107	135	120	258
йод	115	233	301	329	361	366	334
селен	2,1	2,7	3,7	6,8	5,53	5,38	8,27
цинк	–	0,0045	0,0052	0,0051	0,0075	0,0093	0,0051
	–	–	0,03	0,0013	0,0238	0,0258	–
	1,01	1,68	1,73	3,18	3,61	2,04	2,77
Витамины, мг:
В1	0,25	0,42	0,38	0,81	0,48	0,44	0,31
В2	0,08	0,04	0,14	0,15	0,12	0,20	0,14
В6	0,22	0,52	0,48	0,27	0,26	0,41	0,34
РР	2,2	1,55	2,10	2,20	1,50	1,30	3,87
Е	3,05	2,6	5,50	9,10	2,80	0,018	0,01

Таблица 12. Показатели качества белка сырья из злаковых и бобовых культур

Наименование	U, доли ед.	σ, доли ед.	БЦ,%	ИНАК, доли ед.
Мука:
пшеничная 1 с.	0,45	–0,350	44,13	0,97
пшенная	0,40	–0,351	31,00	1,05
кукурузная	0,44	–0,352	54,00	0,82
гороховая	0,55	–0,353	50,00	1,11
Хлопья:
овсяные	0,64	–0,354	57,00	0,98
ржаные	0,74	–0,355	70,00	0,96
гречневые	0,77	–0,360	74,00	1,10

Анализ результатов показал, что большим значением биологической ценности — 74 % и коэффициентом утилитарности — 0,77 доли ед. обладают гречневые хлопья, наименьшим значением — пшенная мука — 31 % и 0,40 доли ед. (соответственно).

При изготовлении хлопьев браком являются мелкие хлопья, которые имеют богатый химический состав и могут быть использованы в получении мучных кондитерских изделий.

В последнее время особый интерес представляют комбинированные продукты питания в виде смеси муки из различных видов зерна и семян. При необходимости они обогащаются различными добавками. Широкие возможности в этом плане представляют оздоровительные пищевые добавки. Учитывая огромный выбор различных компонентов, можно представить себе многовариантность рецептур при формировании таких продуктов целевого назначения, вплоть до индивидуального подбора рецептур, например, исследуя реакцию организма на тот или иной продукт методом Фоля или другими нетрадиционными способами.

4. Композитные смеси

С целью получения продукта, сбалансированного по пищевой и биологической ценности, готовят смеси различных видов муки зерновых, бобовых и масличных культур. Зная содержание в каждом из компонентов композитной смеси белка и незаменимых аминокислот, можно рассчитать различные варианты их соотношений с позиции сбалансированности аминокислотного состава белка. Сотрудниками кафедры ТХКМиЗП ВГУИТ с помощью программы математического моделирования получены различные составы композитных смесей. Показатели качества белка на примере таких смесей представлены в табл. 13.

Таблица 13. Состав различных композитных смесей и показатели качества их белка

Наименование	Соотношение компонентов, %
	в мучной композитной смеси (МКС)				в композитной смеси из хлопьев (КС)
	№ 1	№2	№3	№ 4	№ 1	№2	№3	№4
			Мука:
пшенная	33,3	25	25	50	—	—	—	—
кукурузная	33,3	50	25	25	—	—	—	—
гороховая	33,3	25	50	25	—	—	—	—
			Хлопья:
овсяные	—	—	—	—	33,3	25	25	50
ржаные	—	—	—	—	33,3	25	50	25
гречневые	—	—	—	—	33,3	50	25	25
		Показатели качества белков
Лимитирующая аминокислота	Мети­онин + цистин	Лизин	Мети­онин + цистин	Лизин	Лизин	Лизин	Лизин	Лизин
Аминокислотный скор, %	82,0	80,6	76,0	80,2	72,0	73,3	71,0	71,4
БЦ,%	73,6	75,8	65,7	70,6	67,3	69,0	68,0	64,5
U, доли ед.	0,92	1,02	0,86	0,90	0,75	0,74	0,76	0,74
ИНАК, доли ед.	0,98	1,10	0,99	0,97	0,98	0,97	0,99	0,97
о, доли ед.	-0,353	-0,350	-0,351	-0,351	-0,351	-0,35	-0,36	-0,35

Из представленных мучных композитных смесей МКС2, состоящая из пшенной, кукурузной и гороховой муки в соотношении 1 : 2 : 1, на 31,6 % превосходит по биологической ценности муку пшеничную 1-го сорта. В композитных смесях содержатся все незаменимые аминокислоты; расчет аминокислотного состава композитных смесей и идеального белка через аминокислотный скор показал первую лимитирующую кислоту у МКС2 и КС3 — лизин.

Показатели качества выбранных композитных смесей представлены в табл. 14.

Таблица 14. Показатели качества композитных смесей

Наименование показателей	Мука пшеничная 1 с.	МКС2	МКС3
Влажность, %	14,0	14,5	14,5
Кислотность в градусах, не более	2,6	4,8	4,6
Водопоглотительная способность, г/г	0,97	2,6	2,3
Угол естественного откоса, град	37,5	36,0	35,5
Объемная масса, кг/м3	455	453	451

Водопоглотительная способность МКС2 и КС3 из хлопьев выше, чем у муки пшеничной 1-го сорта в 2,7 и 2,35 раза (соответственно), что объясняется большим содержанием белка, пищевых волокон сырья, входящего в состав композитных смесей, которые являются гидрофильными коллоидами, способными поглощать значительное количество свободной влаги.

Сыпучесть характеризуется углом естественного откоса. Для идеально сыпучих тел он равен углу внутреннего трения, который зависит от подвижности частиц в слое (чем больше поверхность частицы, тем меньше угол).

Сравнительный анализ пищевой ценности муки пшеничной 1-го сорта и композитных смесей представлен в табл. 15. Сравнительный анализ показал, что композитные смеси МКС2 и МКС3 из хлопьев по сравнению с мукой пшеничной 1-го сорта имеют сбалансированный состав и содержат большее количество ценных веществ: белков, липидов, углеводов, клетчатки, жиро- и водорастворимых витаминов (группы В, РР, Е), макро- и микроэлементов (калий, фосфор, кальций, железо и др.). Таким образом, применение композитных смесей взамен части пшеничной муки при производстве мучных кондитерских изделий является целесообразным, это позволит повысить их пищевую и биологическую ценность.

Таблица 15. Пищевая ценность муки пшеничной 1-го сорта и композитных смесей

Пищевые вещества	Содержание в 100 г смеси
	Мука пшеничная 1 с.	МКС № 2	КС № 3
Белки, г	10,60	10,15	13,15
Незаменимые аминокислоты, мг:
валин	510	521	514
изолейцин	530	604	625
лейцин	813	847	872
лизин	265	314	329
метионин + цистин	160	164	178
треонин	318	348	322
триптофан	120	224	206
фенилаланин + тирозин	580	608	598
Жиры, г	1,30	6,33	2,65
Углеводы, г:
моно- и дисахариды	1,7	1,98	2,68
клетчатка, г	0,20	3,50	4,00
Минеральные вещества, мг:
калий	176	441,00	398,50
кальций	24	52,50	76,25
магний	44	99,50	158,25
фосфор	115	291,00	356,75
железо	2,1	4,23	6,14
йод	—	0,005	0,0078
селен	—	0,015	0,019
цинк	1,01	2,08	2,62
Витамины, мг:
В1	0,25	0,50	0,42
В2	0,08	0,12	0,17
В6	0,22	0,43	0,36
РР	0,50	1,99	2,00
Е	3,05	5,68	4,01

5. Побочные продукты переработки зерна

Как ни парадоксально, требованиям функциональности в наибольшей степени отвечают побочные продукты переработки зерна — отруби и зародышевые хлопья. В силу особенностей своего химического строения эти продукты представляют наибольший интерес для диетологов, поскольку могут рассматриваться как биологически активные пищевые добавки, обладающие функциональными свойствами и способные придавать такие свойства другим продуктам.

Пищевые отруби — это измельченные до определенной степени семенные оболочки и алейроновый слой с частицами эндосперма и зародыша (до 5 %). Основная часть витаминов, пищевых волокон, микроэлементов, ненасыщенных жиров и других биологически активных веществ сосредоточена именно в оболочках и зародыше. То, что принято называть зародышевыми хлопьями, по существу, является смесью зародыша (65…90 %) и отрубей (10…35 %). При размоле зерна в них переходит около 1/4 всего белка, 2/3 минеральных веществ, 40 % жира и вся клетчатка. В отрубях содержится максимальное количество витаминов по сравнению с остальными продуктами размола. Энергетическая ценность отрубей невелика и составляет 733,25 кДж/100 г продукта.

В зависимости от вида перерабатываемого зерна отруби бывают пшеничные, ржаные, овсяные, рисовые, гречневые, просяные. В табл. 26 приведены некоторые данные по химическому составу отрубей и зародышевых хлопьев, полученных в процессе выработки муки на вальцевых станках, а также данные по содержанию витаминов и минеральных веществ в этих зернопродуктах.

Химический состав отрубей и зародышевых хлопьев зависит не только от качества исходного сырья, но и от технологии их получения, поэтому представленные данные характеризуются большим разбросом.

Пшеничные отруби, полученные с драных систем по сравнению с общими отрубями и отрубями с размольных систем характеризуются пониженным содержанием крахмала и повышенным содержанием минеральных веществ, пищевых волокон, витаминов РР и Е (табл. 17).

Таблица 16. Химический состав отрубей и зародышевых хлопьев

Состав	Побочные продукты переработки зерна
	Отруби пшеничные	Отруби ржаные	Пшеничные зародышевые хлопья
Общий выход,%	25±1	10±8	2,5±0,5
Белки,%	17±1	15…20	28…41
Липиды,%	4±1	4±1	11…22
Крахмал,%	10,5±2	18±2	20
Пищевые волокна,%:
клетчатка	10,5±2	18±2	8±5
гемицеллюлоза	24,5±0,5	16±1	10,5±1
пектин	3,5	3,75±0,25	—
лигнин	11,5	15	—
всего	48	72,5±5	—
Зольность,%	6±1	5,5±0,5	5
Витамины (мг/100 г):
В1 (тиамин)	1,1±0,1	0,27±0,07	1,5±0,5
В2 (рибофлавин)	0,23±0,22	0,24±0,04	0,34±0,13
В3 (пантотеновая кислота)	2,5	—	—
В6 (пиридоксин)	1,2±0,4	—	0,9±0,2
РР (ниацин)	10±4	3,9±0,15	11,5±4
провитамин А (β-каротин)	0,33	—	0,6
Е (токоферол)	27±6	—	34,5±2
Макроэлементы (мг/100 г):
Na	52±6	—	3,7
K	1312±225	—	943
Ca	94±16	—	69
Mg	422±58	—	610
P	900	—	—
Fe	12	—	5,8
Микроэлементы (мг/кг):
Mn	3,9	—	19,4
Ni	0,54±0,14	—	—
Cr	0,02±0,01	—	—
Pb	0,22±0,02	0,39±0,12	1,0
Cd	0,085±0,005	0,075±0,005	—
Zn	79±4	96±2	6,4
Cu	1,3±0,3	10,5±1,3	—

Таблица 17. Химический состав пшеничных отрубей

Состав	Отруби с систем
	драных	размольных	общих
Белок,%	14,0…18,1	16,1…29,1	15,6…16,3
Жир,%	3,5…5,2	3,9…9,2	3,8…4,5
Зола,%	5,7…6,6	3,2…5,0	5,0…6,3
Крахмал,%	5,2…7,8	6,0…9,0	7,0…10,0
Сырая клетчатка,%	10,3…14,6	3,6…9,5	9,2…11,6
Пищевые волокна,%	55,8…59,4	33,1…44,8	48,6…54,4
Витамины, мг/100 г:
В1 (тиамин)	1,0…1,2	1,8…2,3	1,2
В2 (рибофлавин)	0,6…0,7	0,7…1,6	0,62
РР (никотиновая кислота)	14,5…16,5	13,2…13,6	14,0…15,0
Е (токоферол)	6,4…8,0	4,2…5,8	7,0

Полученные данные позволяют выделить потоки отрубей с наибольшим содержанием пищевых волокон и минимальным содержанием крахмала — это верхние сходы с последних (четвертой, пятой) драных систем после их обработки в бичевых машинах. Содержание пищевых волокон в этих потоках составляет 47,4…55,9 %.

Процентное соотношение компонентов пищевых волокон в различных потоках отрубей варьируется в следующих пределах (в %):

• клетчатки — 12…19,
• гемицеллюлоз — 48…51,
• пектиновых веществ — 7…17,
• лигнина — 20…27.

При этом компонентный состав потоков с драных систем отличается большим процентным содержанием клетчатки и лигнина от общего количества пищевых волокон, а также гемицеллюлоз, обладающих высокими сорбционными свойствами.

Водоудерживающая способность пищевых волокон отрубей составляет порядка 6 г воды на 1 г пищевых волокон. При взаимодействии пищевых волокон с водой увеличивается их сырая масса. Волокна хорошо связывают и выводят из организма человека желчные кислоты, генетически связанные с холестерином. По этому показателю пищевые волокна отрубей превосходят другие аналогичные препараты.

Пищевые волокна отрубей улучшают перистальтику кишечника, обменные процессы, понижают уровень холестерина в крови, кишечной микрофлоре, оказывают сахаропонижающее действие при сахарном диабете легкой и средней тяжести, снижают риск варикозного расширения вен. Пищевые отруби применяют при остром ревматизме, для восстановления сил при переутомлении, в период выздоровления и реабилитационный период, при хронических колитах, сопровождающихся запорами, предупреждают развитие атеросклероза, ишемической болезни сердца и гипертонии, при ожирении, как основном заболевании, а также выведении шлаков (токсинов, радионуклидов, солей тяжелых металлов).

Пшеничные отруби необходимы для слаженной работы пищеварительной системы и эффективны в профилактике онкологических заболеваний. Клетчатка, которой особенно богаты пшеничные отруби, способна своей пористой структурой удерживать большое количество воды. Разбухающая от воды клетчатка, подобно губке, активно впитывает в себя и эффективно выводит из организма шлаки и токсины, скапливающиеся в кишечнике. Клетчатка служит отличной питательной средой для кишечной микрофлоры, а благодаря этому регулярное употребление в пищу пшеничных отрубей — еще и эффективный способ профилактики и лечения дисбактериоза. Помогают пище варению и витамины группы В, которых много в отрубях.

При сахарном диабете диета с включением пшеничных отрубей тормозит нарастание уровня глюкозы в крови после приема пищи, соответственно уменьшается потребность в инсулине и других противодиабетических препаратах. Недостаток — препятствуют усвоению организмом кальция.

Пшеничные зародыши и отруби богаты незаменимыми аминокислотами (табл. 18).

Таблица 18. Содержание незаменимых аминокислот (мг/100 г белка) в пшеничных зародышах и отрубях

Незаменимые аминокислоты	Пшеничные зародыши	Пищевые отруби
Лизин	7700	790
Треонин	4910	680
Валин	5920	920
Метионин + цистин	2030	310
Изолейцин	3950	620
Лейцин	7010	1210
Фенилаланин + тирозин	4330	770
Триптофан	1250	230

Пшеничные отруби могут быть ценными обогатителями пищевых продуктов и с успехом использоваться для получения различных форм высококачественного пшеничного белка (муки, концентратов, текстуратов). При более глубокой переработке из отрубей в качестве самостоятельных препаратов можно получить гемицеллюлозу, а из зародыша — зародышевое масло, содержащее много (150…200 мг на 100 г) витаминов и каротиноидов, а также обезжиренные зародышевые хлопья с повышенным сроком хранения или жмых.

Оптимальное потребление пищевых волокон составляет 30…70 г/сут. По данным Организации ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства, фактическое потребление их как у нас, так и за рубежом едва ли достигает половины минимально указанной величины.

Диеты с использованием отрубей, в том числе и соевых, применяются для профилактики и лечения начальной стадии желчно-каменной болезни. Отруби влияют на метаболизм желчных кислот и холестерина, удерживают воду в кишечнике, нормализуют состав микрофлоры.

Добавка в пищевой рацион пищевых волокон в виде гемицеллюлозы и микрокристаллической целлюлозы способствует снижению холестерина в крови. По данным ВОЗ, его уменьшение на 10 % снизило бы смертность от сердечно-сосудистых заболеваний на 30 %. Пищевые волокна достаточно эффективны при лечении и профилактике сахарного диабета — они уменьшают уровень глюкозы и концентрацию липопротеидов низкой плотности в крови.

Клетчатка (пищевые волокна) отрубей является очень важным элементом здорового питания. Обеспечивая организм микроэлементами и витаминами Е, А, группы В, она замедляет повышение уровня сахара в крови после приема пищи, а также способствует снижению уровня холестерина, улучшает работу желудка, помогает контролировать вес.

Одним из ведущих методов профилактики дивертикулеза толстой кишки, который наблюдается у 20 % людей старше 60 лет и у 80 % старше 80 лет, является потребление на протяжении всей жизни диеты, богатой пищевыми волокнами.

Ржаные отруби содержат витамины А, С, В, РР, Е, K, а также минералы и микроэлементы. Рекомендуются как профилактическое и оздоровительное средство, необходимое для полноценной работы кишечника, снижения уровня холестерина в крови, очистки пищеварительного тракта от шлаков и токсинов, подавления аппетита и снижения веса, для улучшения общего самочувствия, для повышения сопротивляемости организма к болезням.

Овсяные отруби — это верхний слой оболочки овса, полученный путем запаривания овса и отделения от них отрубей. Ценность их заключается в содержании пищевых волокон, минеральных солей, белков, витаминов. Исследования показали, что пищевые волокна, содержащиеся в отрубях, способствуют снижению уровня вредного холестерина и уровня сахара в крови.