Ячмень: полезные свойства для здоровья | Food and Health

Обработка ячменного зерна

Ячменное зерно сначала очищается от пленки (лущится), шлифуется, раздавливается в хлопья или размалывается на крупу либо муку и только потом используется в качестве ингредиента или готовых продуктов. Лущение, шелушение и шлифовка ячменных зерен происходят при помещении зерен на вращающуюся абразивную поверхность.

В процессе лущения удаляется пленка, а также небольшая часть оболочки зародыша и эндосперма. При шлифовке обрушенного зерна обычных сортов или зерен генетически модифицированного голозерного ячменя удаляется оставшаяся пленка, отруби, зародыш, а также часть эндосперма. Очищенные зерна пропариваются и разрезаются на слои для изготовления ячменных хлопьев.

Очищенное ячменное зерно может разрезаться вдоль бороздки и шлифоваться, затем из него изготовляется ячменная сечка, которая используется в основном в качестве добавки к рису. Разрезание ячменного зерна вдоль бороздки и последующая его шлифовка делают его внешне и по размеру похожим на полированное рисовое зерно, а также ускоряют поглощение им воды, в результате чего сокращается время его приготовления.

Преимущества ячменя еще недостаточно изучены

Ячмень – одно из наиболее древних растений, которое благодаря окультуриванию сегодня стало основной сельскохозяйственной культурой в мире по занимаемой площади и валовому производству. Совершенствование растения превратило ячмень из продовольственной культуры в кормовую и пивоваренную. Поскольку сегодня ячмень сравнительно мало используется для производства продуктов питания, у него есть большой потенциал заявить о себе как о продовольственном зерне, в основном благодаря своей высокой питательной ценности.

Ячменное зерно имеет низкое содержание жира, сложные углеводы (в основном крахмал) для восполнения энергии, относительно хорошо сбалансированный белок. Оно способно удовлетворять потребность человека в аминокислотах, минералах, витаминах, особенно витамине E, и других антиоксидантах, в первую очередь полифенолах, а также нерастворимой и растворимой клетчатке, приносящих общую пользу для здоровья.

Стенки клетки эндосперма богаты b-глюканами, положительно влияющими на уровень холестерина и сахара в крови. Это помогает укреплять сердечно-сосудистую систему организма и, соответственно, контролировать диабет. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов в США недавно опубликовало заключение, что употребление ячменя полезно для здоровья.

Этот вывод основан на способности b-глюкана снижать содержание холестерина в крови. Высокое содержание клетчатки и других компонентов дают ощущение сытости, что помогает контролировать избыточный вес. Кроме того, клетчатка ускоряет прохождение пищи в желудочно-кишечном тракте.Несмотря на то что уже многое известно о питательной ценности ячменя и его пользе для здоровья, совсем мало данных о функциональном значении компонентов ячменного зерна с точки зрения его обработки и развития продовольственного продукта.

Физические и химические свойства зерна, включая клетчатку, цвет, текстуру, твердость и т.п., предоставляют определенные возможности, но вместе с тем создают определенные проблемы при использовании ячменя для питания. Например, некоторые свойства клетчатки ячменя полезны для здоровья, но ячмень труднее, чем пшеницу, молоть на муку.

Из-за того что со временем цвет ячменя изменяется, с ним сложнее работать, чем с рисом. Тем не менее ячмень может частично или полностью заменить пшеницу во многих пресных выпекаемых продуктах, пропаренный шлифованный рис, овес и кукурузу в холодных и горячих готовых завтраках. Сегодня наблюдается тенденция к увеличению использования ячменя, особенно в хлебе из цельного зерна и продуктах для сухих завтраков.

Пищевые качества ячменя еще требуют изучения. А вот информации, позволяющей значительно улучшить ячмень для употребления в пищу благодаря селекции, уже предостаточно. Например, частично известен генетический контроль уровней b-глюкана, белков, цвета зерна и твердости. Существуют линии с восковым крахмалом и высоким содержанием амилозы, которые могут обеспечить выведение сортов с новыми качествами.

Новая методология, объединяющая генетический, хемометрический, инфракрасный анализы и анализ основных компонентов, – это перспектива для выявления и классификации эффектов отдельного гена и совокупности генов. Генетическое совершенствование позволяет провести более радикальные изменения в растении, чем традиционная селекция.

Предлагаем ознакомиться  Как варить сыро мороженые креветки аргентинские

Например, развитие процесса проращивания ячменя может превратить эту культуру в «химическую биофабрику» по перепроизводству фармацевтических препаратов или нутрицевтиков или даже таких природных биохимических веществ, как, например, лизин, витамины и т.п. В этом случае ячменное зерно или само растение разделяется на фракции для концентрации целевых химических веществ, природных или трансформированных.

Ячмень является безопасным кормом для животных, отличным материалом для пивоварения и производства пищевых продуктов. Существует большой потенциал, чтобы улучшать ячмень для использования в вышеуказанных целях. Опираясь на имеющиеся данные о положительных свойствах ячменя, можно с уверенностью сказать, что использование ячменя в продуктах питания в будущем представляется многообещающим, перспективным направлением.Стивен Е. Ульрих (Steven E. Ullrich)Министерство растениеводства и почвоведения,Университет Вашингтона, Pullman, WA 99164-6420, США

Перевод с английского – Нина Уляницкая

(Опубликовано в № 12.2020 г.)

Твердость зерна

Ячменное зерно обычно обрушивается для удаления оболочки перед употреблением или дальнейшей обработкой. Структура ткани эндосперма и цвет ячменного зерна считаются основными признаками, определяющими качество шлифования и последующее конечное использование ячменя. Время очистки зависит от твердости зерна.

Кроме того, твердость определяет время, необходимое для размола зерна.Для определения физических характеристик ячменного зерна и их влияния на качество очистки изучались сорта различных генотипов канадского ячменя, включая восковидный и обыкновенный, обрушенный и голозерный, шестирядный и двухрядный.

Наблюдались существенные различия в пористости (текстуре) зерна различных сортов ячменя и прямая зависимость между твердостью зерна и временем его очистки. Также было установлено, что обрушенные сорта с восковым крахмалом больше подходят для шлифовки и дальнейшего использования в качестве наполнителя риса, чем обрушенные сорта с обычным крахмалом, из-за более твердой структуры ткани эндосперма.

Для пивоварения большое значение имеет твердость ячменного зерна. Пивоваренные сорта ячменя обычно мягкие, а непивоваренные – твердые. Большинство сортов ячменя, из которых трудно делать солод, имеют высокую мукомольную энергетическую ценность. И наоборот, сорта с низкой мукомольной энергетической ценностью позволяют производить солод с высоким показателем экстрагирования горячей водой.

Причина этого явления заключается в том, что данные сорта изначально созданы для производства солода и, соответственно, отбирались по эндосперму с более мягкой структурой ткани. Обычно ячмень мягче пшеницы. Твердость зерна ячменя негативно влияет на экстрагирование горячей водой эндосперма солода, в результате чего значительно снижаются пивоваренные качества ячменя.

В мягкой пшенице наличие фриабилина на поверхности гранул крахмала приводит к слабому соединению между гранулами крахмала и белковым матриксом, поэтому зерно имеет мягкую структуру ткани эндосперма. В твердой же пшенице из-за малого количества фриабилина соединение между гранулами крахмала и белковым матриксом плотное, что приводит к повышенной твердости зерна.

Общепризнано, что в пшенице основными компонентами фриабилина являются пуроиндолины. Присутствием генов пуроиндолина в локусе твердости (Ha) в хромосоме 5D хлебопекарной пшеницы поддерживается контроль твердости зерна пшеницы.Brennan и др. (1996) продемонстрировали различия в образцах эндосперма по протяженности адгезии крахмал-белок между хорошими и плохими сортами пивоваренного ячменя, используя сканирующую электронную микроскопию.

В сортах ячменя плохого пивоваренного качества, как и в твердой пшенице, плоскость излома эндосперма пересекает гранулу крахмала из-за высокой степени соединения крахмал-белок. И наоборот, в сортах с хорошим пивоваренным качеством, как и в мягкой пшенице, разрушение происходило вокруг гранул крахмала из-за низкой степени соединения крахмал-белок.

Darlington и др. (2001) ранее сообщали, что не было никаких очевидных эффектов влияния аллелей hordoindoline конкретного гена на текстуру зерна ячменя. Оказывается, гены hordoindoline могут отвечать только за небольшую часть изменений в твердости зерна. Структурные и композиционные составляющие эндосперма ячменя могут влиять на твердость зерна, включая белки, крахмал и b-глюкан, их взаимодействие и уплотнение в период налива зерна.

В отличие от пшеницы, ячмень содержит высокий уровень b-глюканов, которые составляют 75% стенок клеток эндосперма ячменя, формирующих их внутренний слой. Совершенно очевидно, что наше понимание твердости зерна ячменя и факторов, от которых она зависит, ограничено. Но это и не удивительно, так как не было необходимости в изучении значения твердости зерна для традиционного использования ячменя и его переработки.

Предлагаем ознакомиться  Мебельные клопы: откуда берутся и как избавиться

С увеличением интереса к использованию ячменя в различных продуктах питания, требующему более интенсивной и сложной обработки, возникла необходимость в зерне ячменя определенной твердости. В целях создания таких сортов нужно ответить на следующие вопросы. Каково относительное влияние генотипа и окружающей среды на твердость зерна ячменя?

Физические характеристики ячменного зерна

Ячменное зерно, отвечающее всем требованиям (чистое, яркого желто-белого цвета, округлое, тонко очищенное, средней твердости и одинаковое по размеру), пригодно для использования в пищу и предпочтительно для шлифовки. Наличие поверхностной бороздки на ячменном зерне является положительным показателем при производстве очищенного ячменя, который используется как добавка к рису.

Ячменное зерно с поверхностной бороздкой позволяет снимать слои отрубей и складки при шлифовке с минимальной потерей эндосперма, что улучшает внешние показатели очищенных зерен и делает их внешне похожими на шлифованный рис. Тонкая пленка также легко удаляется, что повышает выход шелушеного зерна.Более твердую текстуру эндосперма можно считать преимуществом в процессе шелушения и шлифовки ячменя, так как меньше теряется эндосперма.

Однако зерна с более твердой текстурой эндосперма требуют больших механических усилий для дробления и размола, что приводит к увеличению количества разрушенных зерен в процессе шлифовки, когда крупошлифовальные машины оказывают на зерно сильное механическое воздействие при плющении и растирании.Чистое белое зерно – обязательное требование для начальной обработки многих зерновых культур, включая пшеницу, рис, овес, кукурузу и ячмень.

Судя по тому, что потребители и изготовители продуктов питания отдают предпочтение яркому белому цвету очищенного зерна и муки, белизна – один из наиболее важных признаков ячменя, употребляемого в пищу.В отличие от пшеничных, ячменные отруби легко разрушаются в процессе размола на вальцовой мельнице, что чрезвычайно усложняет задачу изготовления белой муки, свободной от крупиц отрубей.

Ячменная мука обычно содержит видимые вкрапления частичек отрубей, поэтому она темнее и содержит больше зольных элементов, чем обычная мука из пшеницы. Молотая на вальцовой мельнице ячменная мука с выходом примерно 70% содержит больше 1% зольных элементов, что в два раза больше, чем в пшеничной муке.

Образование хлопьев в процессе размалывания на вальцовой мельнице ставит перед производителями муки еще одну задачу – отделение частиц отрубей от муки во время размола. Хлопья, которые образуются во время размола ячменных зерен, не проходят сквозь сито, а отделяются как короткая фракция, что уменьшает выход муки.

Следовательно, повышенная прочность отрубей с минимальным дроблением и пониженным образованием хлопьев во время размола – желательная характеристика зерна для производства белой и чистой ячменной муки.В последнее время наблюдается повышение интереса к продуктам из необработанного цельного зерна хлебных злаков и, конечно же, муке из необработанного зерна и других продуктов переработки. В этом случае цвет не имеет большого значения.

Цвет пищевых продуктов из ячменя

Цвет и внешняя привлекательность служат в качестве индикаторов полезности и качества продуктов питания и являются главными факторами, на которые обращают внимание потребители. Они отдают предпочтение специфическому цвету для каждого продукта питания. Если пищевой продукт теряет цвет или имеет отклонения от ожидаемого, он проигрывает независимо от других характеристик качества.

Потребители обычно предпочитают яркий белый цвет для большинства рафинированных продуктов питания на основе хлебных злаков. Яркий белый или желтый цвет предпочтителен для многих азиатских макаронных изделий. Серый или тусклый цвет и черные крапинки на поверхности макарон или изменение цвета свежих макарон при хранении снижают их потребительский спрос.

Цвет макаронных изделий изменяется в основном из-за активности полифенолоксидазы (PPO). Поэтому специально выведены линии пшеницы с низким уровнем активности PPO, чтобы создавать сорта этой культуры, которые дают улучшенный цвет макаронных изделий. Серые и темные цвета, получаемые в результате очищения и варки ячменя, который используется как добавка или заменитель риса, а также в различных продуктах, приготовленных на основе пшеницы, всегда беспокоили изготовителей пищевых продуктов и стали одним из основных препятствий для использования ячменя в пищу.

Предлагаем ознакомиться  Делают ли осы мед и можно ли есть осиный мед

Нежелательное потемнение цвета, проявляющееся в этих продуктах, как на белых соленых макаронных изделиях, изготовленных с добавлением ячменной муки (рис. 1), могло быть результатом ферментативных или неферментативных реакций. Неэнзимное (неферментативное) потемнение – это результат полимеризации эндогенных фенольных соединений и реакции Майларда.

Энзимное (ферментативное) потемнение вызывается главным образом активностью PPO, которая окисляет фенольные соединения на о-хиноны, которые, в свою очередь, конденсируют и вступают в реакцию с другими фенольными соединениями или аминокислотами, что приводит к изменению цвета.Ячменные зерна содержат значительно больше фенольных соединений (0,2-0,4%), чем другие зерновые культуры.

Фенольные соединения ячменного зерна состоят из полифенолов, фенольных кислот, проантоцианидинов (PAs), катехинов и сконцентрированы в оболочке и алейроновом слое. PPO присутствуют повсюду в ячменном зерне и могут способствовать окислению фенольных соединений. Наблюдались большие различия как в общем содержании полифенола, так и в активности PPO среди генотипов ячменя.

Общее содержание полифенола достигало почти 0,04% в обрушенных генотипах, свободных от PA. В обрушенных PA-содержащих и голозерных генотипах его содержание колебалось от 0,13 до 0,22%. Основные фенольные соединения ячменного зерна двумерные PAs, а основным субстратом PPO, вызывающим изменение цвета теста из ячменной муки, являются мономерные PAs, включая катехин.

Различия в яркости вареного зерна, мучного геля и теста были очевидными среди всех типов ячменя. Обрушенные генотипы, свободные от PA, обычно давали более светлые вареное зерно, гель и тесто, чем PA-содержащие и голозерные генотипы (рис. 2). Отрицательная взаимосвязь наблюдалась между общим содержанием полифенола в зерне и светлостью вареного зерна, клейстера и теста. Однако не было никакой связи между активностью PPO и светлостью вареного зерна, геля и теста.

Начальный интерес к показателю уровня присутствия проантоцианидина был связан с качеством пивоварения, так как пиво, изготовленное из ячменного солода, свободного от PA, не требует стабилизации против помутнения. Сегодня уже известно, что этот показатель также важен для создания и стабилизации белого цвета в ячменных пищевых продуктах.

Проявление темного и серого цвета в ячменных продовольственных продуктах, в которых использовали ячменную муку с денатурированными при нагревании PPO и фенольными экстрактами, связывают как с наличием фенольных соединений, так и с активностью PPO. Проявление темного цвета было намного меньше в тесте из муки, подвергавшейся термообработке, чем в тесте из той же муки, но без термообработки.

С добавлением экстракта полифенола изменение цвета теста усиливалось в холодной муке, а в нагретой муке наблюдалось лишь небольшое изменение в тоне цвета теста. Это указывает на то, что PPO отвечает за окисление полифенольных соединений и последующее проявление темно-серого цвета в пищевых продуктах из ячменя.

Полученные данные говорят о том, что и полифенолы, и активность PPO зерна следует контролировать, чтобы минимизировать нежелательное потемнение цвета пищевых продуктов из ячменя. Учитывая, что потенциальная антиоксидантная активность полифенолов ячменя может иметь положительное влияние на состояние здоровья, необходимы дальнейшие исследования, чтобы четко определить, какие полифенолы отвечают за антиоксидантную деятельность и изменение цвета пищевых продуктов из ячменя.

Это позволит проводить разработку генотипов ячменя, лишенных полифенолов, которые способствуют потемнению, но богатых полифенолами с антиоксидантной деятельностью. Влияние генотипа на цвет теста, общее содержание полифенола и активность PPO оказалось намного сильнее, чем влияние окружающей среды. Это указывает на то, что изменение цвета продуктов питания из ячменя может эффективно контролироваться путем генетического улучшения сортов.

Вместе с тем необходимо отметить, что ячмень, выращиваемый в условиях с очень низким уровнем осадков, имеет тенденцию к более высокому общему содержанию полифенола, более слабой активности PPO и темному цвету теста из муки, чем ячмень, выращиваемый в более благоприятных по увлажнению условиях. Тем не менее сегодняшняя тенденция в системе здорового питания к увеличению потребления продуктов из необработанного цельного зерна с акцентом на вкусовые качества должна уменьшить требования к цвету продукта.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Adblock detector