ВведениеСовременные тенденции максимального использования всех анатомических частей зерновки в питании человека обусловливают интерес к разработке готового к употреблению продукта на основе целого зерна. В производстве консерви-рованной продукции из зерновых культур используют зерно кукурузы определенных сортов для производства консервов «Кукуруза сахарная консервированная», а также крупы для производства мясорастительных, растительно-мясных, рыборасти-тельных, растительно-рыбных консервов, в том числе для детского питания. Учеными проводятся исследования по использованию зерна для расширения ассортимента пищевых продуктов на основе зерна или с добавлением зерна. Широко используется прорастание для производства проросших зерновых культур для потребления в повседневной жизни. При прорастании накапливаются различные биологически активные соединения, поэтому такие продукты часто рекомендуют для употребления в качестве функциональных с целью предупреждения хронических заболеваний [1, 2]. Однако повышение контаминации микроорганизмами пророщенного зерна при прорастании является одним из сдерживающих факторов применения пророщенного зерна в общественном питании и для обогащения продуктов питания без дополнительной обработки [3, 4]. Многие исследования ученых посвящены разработке продуктов из пророщенного зерна, а также продуктов с добавлением пророщенного зерна и семян с целью повышения их пищевой ценности [5–13].В Беларуси исследования по разработке технологии проращивания и изучению возможности использования пророщенного зерна в производстве пищевых продуктов проведены учеными Могилевского государственного университета продовольствия [14–18]. Также проводятся исследования по разработке технологии консервированных продуктов на основе зерна пшеницы [19]. В настоящее время большое внимание уделяется разработке продуктов со сбалансированным составом, с пониженным содержанием сахара и жира, с содержанием полезных для здоровья человека ингредиентов, с длительным сроком годности, быстрого приготовления и безопасных для человека. Темп современной жизни ставит многих потребителей в условия постоянной нехватки времени на завтрак или обед, а продукты длительного хранения (консервы) могут стать альтернативой продуктам быстрого питания. Немаловажными критериями для потребителей при выборе таких продуктов являются отсутствие специальных условий хранения, удобство приготовления (разогрев в СВЧ-печах) и употребления (достаточно вскрыть упаковку и переложить блюдо в тарелку). Одним из перспективных направлений в разработке продуктов данной группы является проектирование и производство продуктов многокомпонентного состава, сочетающих в себе сбалансированный комплекс необходимых организму пищевых веществ. При разработке консервированных продуктов «Вторые обеденные блюда» с добавлением зерна необходимо учитывать особенности строения зерновки, особенности подготовки и химического состава зерна пшеницы, а также ожидания потребителей при употреблении таких продуктов. Готовый продукт представляет собой смесь из подготовленных овощей, целых отварных шампиньонов (не менее 12 %), подготовленного зерна пшеницы (не менее 20 %), овощного пюре (томатного, морковного и тыквенного), соли, лимонной кислоты для корректировки вкуса, перца горького и перца душистого. В составе проектируемого продукта предполагается использовать подготовленное зерно пшеницы как источник пищевых волокон, что также позволит расширить ассортимент и увеличить спрос на консервированные вторые обеденные блюда. Поскольку данное сырье не является характерным для консервной отрасли, его использование для консервирования требует разработки технологии по подготовке сырья.Цель исследований – обоснование основных этапов процесса подготовки зерна пшеницы, предназначенного для изготовления консерви-рованных продуктов в части вторых обеденных блюд. Поставленная цель достигается путем последовательного решения следующих задач: изучение физико-химических показателей качества и изменения микрофлоры зерна пшеницы при замачивании, установление оптимальных параметров бланширования зерна, изучение кинетики набухания зерновки при замачивании, бланшировании зерна и хранении модельных образцов консервов. Объекты и методы исследованияОбъектом исследований являлось зерно пшеницы голозерное сорта Рассвет, выращенное в Беларуси в период 2010–2017 гг., со следующими показателями: содержание влаги (8,7 ± 0,5) %, содержание азота (3,58 ± 0,08) %, содержание крахмала (50,4 ± 0,7) %, содержание жира (1,93 ± 0,1) %.При выполнении работы применялись следующие методы исследования: наблюдение, сравнение, счет, измерение, эксперимент, аналогия и обобщение. Содержание основных питательных веществ определяли в соответствии с действующими в Республике Беларусь техническими нормативными правовыми актами по стандартным методикам для зерна и продуктов его переработки, а также для продуктов переработки фруктов и овощей, так как подготовленное зерно в сочетании с подго-товленными овощами употребляется в пищу в виде консервов (готовых продуктов) и показатели качества продуктов указываются без пересчета на сухое вещество. Содержание азота определяли по ГОСТ 26889-86 на приборе Kjetltek, массовую долю крахмала – поляриметрическим методом по ГОСТ 10845-98, содержание жира – по ГОСТ 29033-91 и гравиметрическим методом с экстракцией жира бензином по ГОСТ 8756.21-89, общее количество сахаров (в расчете на инвертный) и массовую долю редуцирующих сахаров – перманганатным методом по ГОСТ 8756.13-87. Содержание влаги определяли по ГОСТ 13586.5-2015 и ГОСТ 28561-90, массовую долю золы – по ГОСТ 28418-89 и ГОСТ 25555.4-91, массовую долю клетчатки – по ГОСТ 13496.2-91. Исследования энергии прорастания и способности прорастания зерна проводились по ГОСТ 10968-88. Исследования проводили в двух последовательных пробах не менее четырех параллельных измерений. Исследования микробиологических показателей проводили в соответствии с ГОСТ 28805-90 и ГОСТ 10444.15-94. Этапы проведения исследований по подготовке зерна пшеницы при производстве консервированных продуктов представлены на рис. 1. Результаты и их обсуждениеПодготовка зерна заключается в удалении примесей из зерновой массы, очистке и мойке поверхности зерна. При использовании зерна в консервировании определяли физические показатели зерна пшеницы, такие как энергия прорастания (92,0–96,2 %) и способность к прорастанию (92,4–96,0 %). Высокое значение показателя прорастания является одной из характеристик, показывающей активизацию имеющихся в зерне ферментов. После удаления примесей было исследовано качество сухого зерна, результаты представлены в табл. 1. Важным этапом подготовки зерна к консервированию является его замачивание с целью набухания и размягчения оболочек. Во время замачивания зерно получает необходимое количество воды, что способствует развитию основных биологических процессов. Замачивание зерна проводят, как правило, в течение 10–24 ч.В процессе набухания увеличивается активность ферментов, ускоряется расщепление сложных запасных веществ на более простые, легкорастворимые, которые служат питанием для развивающегося зародыша. Скорость активизации ферментных систем зависит от продолжительности замачивания зерна. Поэтому, чтобы зерно приобрело характерный сладковатый вкус, процесс замачивания проводили в течение 30 ч. Промытую зерновую массу замачивали в открытых варочныхкотлах, заливая ее питьевой водой так, чтобы над поверхностью зерна слой воды был не более 20 мм. Всплывшие на поверхность щуплые и мелкие зерна удаляли. Замачивание проводили в условиях производственной базы предприятия по переработке фруктов и овощей при температуре(18 ± 2) °С в течение 30 ч. В ходе замачивания воду 6 раз меняли на свежую, а зерно перемешивали [20]. При смене воды происходит эффект аэрации зерна для предотвращения анаэробного дыхания. Процесс поглощения воды клетками зерна приводит к прорастанию, и росток при этом достигает длины 1,0–2,0 мм. При такой длине ростка отмечается максимальная биологическая ценность зерна [9, 15, 21]. Влияние замачивания и проращивания зерна на изменение морфологии гранул крахмала, на молекулярную структуру, физико-химические и технологические свойства зерна подробно исследовано многими учеными и практиками [8, 15–18, 23]. Известны способы проращивания зерна в пивоварении, где процесс проращивания характеризуется также тремя визуально наблюдаемыми явлениями: поглощение воды зерном, начинающимся развитием зародыша и превращениями резервных веществ, имеющихся в эндосперме [22]. Научные подходы, направленные на разработку технологии производства консервированных продуктов питания, должны сочетать в себе сохра­нение натураль­ных качеств сырья, пита­тельность готового продукта и хорошие органолептические показатели. На данном этапе работы были исследованы показатели качества сухого зерна, которое находилось в состоянии покоя. Состояние покоя пшеницы нарушается достаточно легко: при повышении влажности зерна и температуры активность ферментов возрастает, в зерне начинаются процессы, ведущие к развитию зародыша в новое растение [20]. Средние данные по химическому составу сухого зерна пшеницы в пересчете на сухое вещество и подготовленного для консервирования зерна без пересчета на сухое вещество представлены в табл. 1.   Рисунок 1 – Этапы исследований по подготовке зерна пшеницы при производстве консервированных продуктовFigure 1 – Research stages devoted to wheat grain preparation during preserved food production Таблица 1 – Химический состав сухого и подготовленного зерна пшеницы (средние данные)Table 1 – Chemical composition of dry and preparedwheat grain (average data) Наименование показателейСухое зерноПодготовлен-ное зерноСодержание влаги, %8,70 ± 0,5044,40 ± 1,00Зольность, %1,44 ± 0,011,96 ± 0,01Содержание азота, %3,58 ± 0,076,67 ± 0,02Массовая доля крахмала, %50,40 ± 0,7032,43 ± 0,90Массовая доля клетчатки, %10,06 ± 0,123,30 ± 0,10Массовая доля жира, %1,93 ± 0,100,21 ± 0,01Массовая долясахаров, %общих/редуцирующих1,99/0,990,57/0,22   Рисунок 2 – Изменение массы зерна пшеницыпри замачиванииFigure 2 – Wheat grain mass changes at steeping   Рисунок 3 – Зерно пшеницы после замачиванияFigure 3 – Wheat grain after steeping Изменение массы зерна пшеницы при замачивании в расчете на 100 г зерна представлено на рис. 2. В результате проведения исследований установлено, что при замачивании масса зерна увеличивается и коэффициент набухания зерна пшеницы составляет k = 1,3. Коэффициент набухания зерна учитывается при проектировании рецептуры и нормы расхода сырья. В процессе замачивания изменяются консистенция и вкус зерна: оно становится более мягким и сладковатым, что связано с гидролизом крахмала и нарастанием содержания сахаров. В начальный период замачивания происходит увеличение массы зерна на 11 % за счет быстрого поглощения зерном воды.С увеличением влагосодержания снижается скорость поглощения зерном воды, и масса зерна увеличивается в меньшей степени. Особенно замедляется этот процесс при достижении зерном влажности (44,4 ± 1) %. Замачивание зерна прекращали при видимом появлении роста, т. е. когда корешок зародыша проникал через основание зерна и становился видимым (рис. 3). При такой длине корешка не образуются продукты гидролиза жирных кислот, отвечающие за появление ощутимого огуречного запаха в пророщенном зерне. Также при замачивании увеличивается дыхание зерна пшеницы, поэтому очевидно, что такое зерно хранится значительно хуже, чем сухое, и хранение зерна в производстве консервированной продукции недопустимо. Зерно следует направлять на дальнейшие технологические операции, такие как бланширование и смешивание с другими подготовленными ингредиентами рецептуры. В числе факторов, влияющих на качество зерна при замачивании, существенная роль принадлежит микроорганизмам. Для оценки фактической микробной контаминации сухого зерна и зерна пшеницы после замачивания определяли количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), плесневых грибов и дрожжей. Для этого готовили водные «болтушки» зерна после замачивания, которые разводили по методу пластинчатых разводок Коха (разведения 1:10, 1:100, 1:1000, 1:10000, 1:100000 и 1:1000000),а затем высевали по 0,1 см3 поверхностным способом на соответствующие питательные среды. Контролем служили образцы разведений, приготовленных из «болтушек» сухого зерна. Результаты микробиологических исследований представлены в табл. 2.Как видно из табл. 2, общая микробная контаминация зерна после замачивания выше, чем у сухого, причем с увеличением времени проращивания численный состав микробиоты зерна увеличивается. Следует отметить, что в процессе замачивания зерна в течение 20 ч количество колоний МАФАнМ увеличилось примерно в 12 раз, плесневых грибов и дрожжей – в 1900 раз и 1550 раз соответственно, что указывает на динамичность и неравномерность распределения микроорганизмов. Высокая микробиологическая контаминация зерна негативно влияет на качество продуктов. С целью снижения микробиологической обсемененности, инактивации ферментов, повышения проницаемости протоплазмы клеток и клейстеризации крахмала зерно пшеницы подвергалось бланшированию (кратковременной тепловой обработке). Бланширование проводилось в открытых варочных котлах в воде, куда погружалось зерно после замачивания в металлических сетках примерно по 3 кг. Окончание процесса бланширования определяли по органолептическим показателям, а именно по количеству треснувших (поврежденных) зерен. С целью определения оптимального режима бланширования проводилось исследование процесса при различных температурах и продолжительности. Полученные результаты представлены в табл. 3. Таблица 2 – Динамика изменения микробиоты при замачивании зернаTable 2 – Dynamic changes in microbiota at wheat steeping Наименование сырьяВремя замачивания, чКМАФАнМ, КОЕ/гПлесени, КОЕ/гДрожжи, КОЕ/гСухое зерно (контроль) 9,8 · 1072,0 · 1052,0 · 105Подготовленное зерно124,6 · 1081,2 · 1081,3 · 108201,2 · 1093,8 · 1083,1 · 108  Таблица 3 – Влияние бланширования на качество зернаTable 3 – Effect of parboiling on grain quality Темпе-ратура, °СПродолжи-тельность, минКоэф-фициент набуханияКоличество поврежденных зерен, %70–75101,070201,110301,141401,173501,196601,21985–90101,130201,182301,284401,459501,4914601,511595–98101,211201,242301,295401,398501,4314601,4521   Рисунок 4 – Зерно пшеницы после бланшированияв течение 20 мин при температуре 95–98 °СFigure 4 – Wheat grain after parboiling during 20 min at 95–98 °С   Рисунок 5 – Изменение массы зерна при хранении консервовFigure 5 – Grain mass changes during preserved food storage Увеличение температуры до 95–98 °С в процессе бланширования приводит к тому, что наблюдается новый скачок в поглощении воды зерном. Более интенсивно поглощается вода зерном при температуре 95–98 °С в течение 10–20 мин, при более длительном бланшировании (40–60 мин) зерно больше впитывает воду при температуре85–90 °С. При этом происходят необратимые структурные изменения, а именно разрушается оболочка зерна (рис. 4), также увеличивается масса зерна, и это увеличение не прекращается в течение 60 мин. Увеличение массы зерна влияет на рецептурную закладку зерна в продукт, т. к. за счет увеличения массы и объема зерна норма его расхода уменьшается. Остановить процесс набухания при бланшировании невозможно, поэтому необходимо учитывать это свойство подготовленного зерна при стерилизации готового продукта и его хранении, так как будет происходить поглощение зерном жидкой части продукта. Также бланширование приводит к такому негативному явлению, как растрескивание зерен, что влияет на внешний вид готового продукта. Для сохранения привлекательного внешнего вида готового продукта рекомендуется проводить процесс бланширования при 95–98 °С не более 20 мин.После бланширования зерно необходимо быстро охладить в целях предупреждения дальнейшего разваривания и растрескивания. Зерно охлаждают орошением холодной питьевой водой, после чего направляют на смешивание с другими ингредиентами рецептуры. Для установления продолжительности поглощения зерном жидкой части продукта промышленным способом изготавливали модельные образцы консервов: подготовленное бланшированное зерно в количестве 100 г помещали в стеклянную упаковку и заливали раствором соли (3 %) в количестве 100 г, укупоривали крышками и стерилизовали. После стерилизации модельные образцы помещали для хранения в темное помещение при температуре (18 ± 3) °С, относительной влажности воздуха не более 75 % и исследовали изменение массы зерна в течение 6 месяцев. Результаты исследований представлены на рис. 5.Таким образом, в результате исследований установлено, что в процессе хранения модельных образцов с подготовленным зерном наблюдается процесс поглощения зерном водного раствора соли и увеличения массы зерна. Данный процесс не прекращается в результате выдерживания консервов в течение 15 суток, но стабилизуется по истечении 60 суток. При этом коэффициент набухания зерна составляет k = 1,12. ВыводИзвестны способы и изучены процессы замачивания и проращивания зерна многими учеными и практиками. Широкое распространение получило производство продуктов из пророщенного зерна разных культур и семян бобовых. Однако в каждой отрасли имеются свои особенности в переработке зерна. В результате проведенных исследований по подготовке зерна для производства консервов «Вторые обеденные блюда» определены оптимальные параметры процессов предварительной подготовки зерна. Для использования зерна в производстве консервированных продуктов определены физические показатели зерна пшеницы, такие как энергия прорастания (92,0–96,2 %) и способность к прорастанию (92,4–96,0 %). Замачивание зерна в воде в течение 30 ч при температуре (18 ± 3) °С приводит к видимому появлению ростка, изменению консистенции и вкуса зерна. Определен коэффициент набухания при замачивании зерна пшеницы в воде до влажности (44,4 ± 1) %, который составляет k = 1,3. Коэффициент набухания учитывается при расчете норм расхода сырья в производстве консервированной продукции. Установлено, что в процессе замачивания зерна микробная обсемененность значительно увеличивается, и это увеличение наблюдается с увеличением времени замачивания. Проведена оптимизация процесса бланширования подготовленного зерна и установлены следующие технологические параметры бланширования: температура 95–98 °С, продолжительность 20 мин. Исследован процесс поглощения зерном раствора соли после стерилизации в процессе хранения модельных образцов консервов и установлено, что поглощение раствора прекращается после 60 суток хранения, при этом коэффициент набухания зерна составляет 1,12. Данные исследования составляют основу технологии подготовки зерна пшеницы на предприятиях по переработке фруктов и овощей при производстве консервированных продуктов «Вторые обеденные блюда».