Potencjał wykorzystania ziarna żyta Marcin Różewicz

Potencjał wykorzystania ziarna żyta

Streszczenie

Żyto ozime jest zbożem, które uważane jest za najlepiej przystosowane zboże ozime do panujących w naszym klimacie zmiennych warunków zimowych. Charakteryzuje je wysoki stopień zimotrwałości i stosunkowo niskie wymagania glebowe. Do atutów zachęcających do jego uprawy zalicza się także odporność na okresowe niedobory wody. Uzyskuje się wysoki plon ziarna, które może zostać wykorzystane na różne cele. Żyto uznawane jest jako jedno z podstawowych zbóż, które odgrywa bardzo istotną rolę gospodarczą na terenach o słabszych glebach i ostrzejszym klimacie, a więc tam, gdzie uprawa pszenicy jest mało efektywna lub niemożliwa. Obserwuje się jednak tendencję spadkową powierzchni uprawy żyta względem lat 80. i 90. Mimo regresu areału uprawy zarówno w skali kraju jak i globalnej, Polska pozostaje wciąż jednym z liderów w E uropie pod względem areału uprawy i pozyskania ziarna żyta. Jego stała podaż na rynku jest źródłem wartościowego surowca do zagospodarowania. Ziarno żyta może być przeznaczone na różne cele. Jest ono wykorzystywane na cele spożywcze, w tym głównie na przemiał na mąki i wypiek chleba, ale także jako komponent paszowy mieszanek dla zwierząt. Nowatorskim kierunkiem jest także energetyczne wykorzystanie tego surowca. Słowa kluczowe: żyto, plon, mąka żytnia, wartość paszowa

Potential use of rye grain

Summary

Winter rye is a grain that is considered to be the best adapted winter grain to the changing winter conditions in our climate. They are characterized by a high degree of winter hardiness and relatively low soil requirements. Advantages to encourage its cultivation include also resistance to periodic water shortages. A high grain yield is obtained, which can be used for various purposes. Rye is considered as one of the basic cereals that plays a very important economic role in areas with weaker soils and a harsher climate, i.e. where wheat cultivation is inefficient or impossible. However, a downward trend in the area of rye cultivation is observed in the 1980s and 1990s. Despite the regression of the cultivation acreage both nationally and globally, Poland remains one of the leaders in Europe in terms of acreage cultivation and obtaining rye grain. Its constant supply on the market is a source of valuable raw material for development. Grains of this grain can be used for various purposes. It is used for food purposes, mainly for flour milling and bread baking, but also as a feed component of animal mixtures. The energy use of this raw material is also an innovative direction. Keywords: rye, yield, rye flour, fodder value

Żyto jest ważnym gospodarczo zbożem uprawianym w Polsce i U nii Europejskiej, wykorzystywanym głównie do produkcji chleba. W Polsce największe ilości żyta przeznacza się na żywność, co stanowi 40,4% zużycia krajowego. Na pasze przeznacza się około 27,3%, zużycie przemysłowe stanowi 18,5%, na siew przeznacza się 7,8%, natomiast inne wykorzystanie wynosi 6,0% ogółu podaży krajowej (rys. 1).

Żyto miało niegdyś bardzo duże znaczenie gospodarcze. Występujące dawniej mroźne zimy, powodowały wymarzanie zbóż ozimych, przy czym żyto cechowało się najwyższą zimotrwałością. Z tego względu było to zboże uprawiane na dużym areale. Dodatkowym atutem przemawiającym za uprawą żyta w Polsce są jego niższe wymagania glebowe, co w powiązaniu z przeważającym udziałem (około 60%) gleb słabych predysponuje ten gatunek do znacznie szerszej uprawy [11, 15].

40,40%

6% 27,30%

18,50%

7,80%

Pasze Nasiona Zużycie przemysłowe Rys. 1. Zużycie ziarna żyta w Polsce (%).

Inne Żywność

Obserwowane w ostatnich latach złagodzenie klimatu, czego objawem są zimy o krótkotrwałym obniżeniu temperatury do wartości ujemnych spowodowało, że plantatorzy chętniej uprawiają inne gatunki zbóż ozimych. Wskazuje na to zauważany trend spadku areału uprawy żyta względem lat 80. i 90. Analiza zbiorów ziarna żyta przedstawiona na rys. 2 wskazuje, że produkcja ziarna w roku 2018 wynosiła 2,2 mln ton i była niższa w porównaniu do średniej z lat 2014-2018 o 7,2%.

Mimo regresu areału uprawy w skali naszego kraju, Polska pozostaje wciąż jednym z liderów w Europie pod względem powierzchni uprawy i pozyskania ziarna żyta. Podaż ziarna na rynku jest źródłem surowca do zagospodarowania. Z konsumpcyjnego punktu

500 1000 1500 2000 2500 Zbiory (tys.) to n

0

Rys. 2. Zbiory ziarna żyta (tys. ton) w Polsce w latach 2014-2018.

widzenia ziarno żyta ma wysoką wartość odżywczą, jednak spadek spożycia pieczywa (na mieszkańca) wiąże się z koniecznością zagospodarowania nadmiaru surowca na cele paszowe, ponieważ podaż ziarna na rynku znacząco przekracza zapotrzebowanie na cele spożywcze. Żyto może być wykorzystywane w żywieniu różnych gatunków zwierząt gospodarskich. Jego wykorzystanie ma liczne zalety, do których zaliczyć należy wartość pokarmową oraz wymierne korzyści ekonomiczne związane ze znacznie niższą ceną w stosunku do ziarna pozostałych gatunków zbóż. Jednak, ze względu na ograniczenia wynikające z obecności w ziarnie tego zboża substancji antyodżywczych, można je wykorzystać w ograniczonej ilości. Spożywcze wykorzystanie ziarna żyta

Ziarno żyta stanowi ważny surowiec przetwórczy, wykorzystywany głównie do produkcji mąki i wypieku pieczywa, ale także przerabia się go na płatki zbożowe. Produkty wytwarzane z ziarna żyta wprowadzają do diety człowieka wiele cennych substancji odżywczych o prozdrowotnym działaniu. Potwierdzają to wyniki prowadzonych badań naukowych [5, 17]. Należą do nich: błonnik pokarmowy, substancje mineralne, przeciwutleniacze, witaminy, fitoestrogeny i polifenole [8]. Najczęściej spożywanym produktem, jednocześnie będącym źródłem tych cennych substancji jest pieczywo żytnie [4]. Ziarno żyta zawiera wartościowe pod względem biologicznym białko bogate w aminokwasy egzogenne, głównie lizynę. Mąka żytnia, podobnie jak ziarno, cechuje się wysoką wartością odżywczą, która zależy od rozdrobnienia i oczyszczenia ziarna z okrywy owocowo-nasiennej. Mąka żytnia z pełnego przemiału stanowi źródło błonnika, przewyższając pod tym względem mąkę pszenną. Cechuje ją wyższa zawartość okrywy owocowo-nasiennej i warstwy aleuronowej, a także zawiera więcej białka, witamin (zwłaszcza z grupy B) i składników mineralnych (żelaza, fosforu i magnezu). Błonnik uznawany jest również za ważny składnik diety. Jego zawartość w ziarnie żyta uzależniona jest od sposobu uprawy [14]. We frakcji błonnika dominują pentozany (arabinoksylany) i β-glukany, które mają korzystne działanie w diecie człowieka, w przeciwieństwie do wykorzystania w żywieniu zwierząt. Żyto o dużej zawartości arabinoksylanów oraz wyprodukowana z niego mąka zawierają znaczne ilości tokoferoli [7]. Mąka żytnia z pełnego przemiału wykorzystywana jest do wypieku pieczywa razowego, które ma podwyższoną zawartość substancji prozdrowotnych [23]. Innym ważnym kryterium, którym kierują się konsumenci podczas wyboru produktów spożywczych jest ich kaloryczność, która w przypadku żyta jest najniższa w stosunku do innych zbóż. Ponadto, w procesie fermentacji kwasowej, której poddawane jest ciasto żytnie, zostają uwolnione większe ilości wapnia niż w przypadku ciasta pszennego [13]. Pieczywo żytnie znacznie dłużej zachowuje świeżość i przydatność konsumpcyjną [24]. Dodatkowo, chleb żytni charakteryzuje się również najbardziej elastycznym i wytrzymałym miękiszem, co jest pożądaną cechą jakościową przez konsumentów.

Poza stricte spożywczym wykorzystaniem ziarna żyta, może być ono wykorzystywane w przemyśle gorzelniczym. Obecnie ponad 70% produkowanego przez krajowe gorzelnie spirytusu otrzymywane jest z żyta [19]. Ziarno żyta charakteryzuje się wysoką zawartością węglowodanów, z czego skrobia stanowi około 60%. Umożliwia to uzyskanie wysokiej wydajności i efektywności w procesie produkcji alkoholu [28]. Spirytus produkowany na bazie surowca, jakim jest ziarno żyta, charakteryzuje się bardzo dobrą jakością. Zawiera niewielką ilość niepożądanych związków, jakimi są aldehydy (średnio 0,07g/dm 3 ). Ostateczna, jakość produktu finalnego uzależniona jest jednak, od jakości ziarna. Jeśli ma ono niską jakość, jest porośnięte lub porażone grzybami pleśniowym, uzyskany spirytus surowy zawiera ponadnormatywne ilości aldehydów i kwasów organicznych [22].

Wykorzystanie na cele paszowe Ziarno zbóż jest podstawowym składnikiem receptur mieszanek paszowych dla zwierząt gospodarskich. Stanowi ono wartościowy komponent, który ze względu na wysoką zawartość skrobi podnosi znacząco wartość energetyczną i koncentrację energii w paszy. Generalnie krajowa produkcja ziarna zbóż zabezpiecza bazę surowcową do produkcji mieszanek paszowych. Spośród uprawianych gatunków zbóż, żyto odznacza się najniższą ceną netto za 1 tonę. Relacja ceny giełdowej netto w Polsce jest znacznie korzystniejsza dla żyta, gdyż koszt 1 tony stanowi jedynie 73% ceny pszenicy. W przypadku relacji cen pomiędzy żytem, a pszenżytem koszt netto zakupu 1 tony żyta stanowi około 81% wartości 1 tony pszenżyta. W związku z tym uzasadnione ekonomicznie jest wykorzystanie ziarna żyta na cele paszowe. Ma ono korzystniejszy skład aminokwasowy białka, co przekłada się na wyższą wartość pokarmową żyta. Pogłowie zwierząt decyduje o zapotrzebowaniu na ziarno, a także na konkretny gatunek zboża. Zasoby surowców paszowych i wymagana powierzchnia upraw uzależnione są od skali produkcji i jej intensywności.

Intensywna i wielkotowarowa produkcja wymaga znacznie większej podaży surowców do produkcji pasz, zwłaszcza dla drobiu [20]. W ostatnich latach produkcja drobiarska stała się jednym z największych sektorów produkcji zwierzęcej w Polsce. Zarówno produkcja mięsa drobiowego, w którym główną rolę odgrywa chów kurcząt brojlerów indyków, jak i chów niosek jaj konsumpcyjnych sprawiają, że produkcja pasz dla drobiu stale wzrasta. Stąd zastosowanie żyta, jako tańszego surowca w porównaniu do innych zbóż komponentu mieszanek paszowych, zwłaszcza jeśli chodzi o żywienie młodych kurcząt brojlerów ma uzasadnienie [21, 12]. Negatywnym aspektem jest wysoka zawartość polisacharydów nieskrobiowych, co powoduje zmniejszenie tempa wzrostu i pogorszenie wykorzystania paszy u kurcząt brojlerów, a niekiedy stany niedoborowe witamin i mikroelementów, poprzez zmniejszenie ich przyswajalności oraz zwiększoną lepkość odchodów. Wszystkie objawy można obserwować głównie w pierwszym okresie odchowu kurcząt (otrzymujących w paszy zwiększony poziom śruty żytniej) z powodu zawartości pentozanów. Ich poziom zbliżony jest do pszenicy, natomiast ilość β-glukanów jest znacznie niższa, niż w jęczmieniu. W ziarnie żyta stwierdza się wyższą zawartość inhibitorów trypsyny, których antyodżywcze działanie polega na tworzeniu nieaktywnych kompleksów z enzymami trawiennymi, co wpływa na ograniczenie wykorzystania białka przez organizm i prowadzi w efekcie do zahamowania wzrostu młodych zwierząt. Ogranicza to szersze zastosowanie paszowe tego zboża [27]. Nowsze odmiany żyta mają niższy poziom tych związków, porównywalny do jego zawartości w pszenżycie. Substancjami antyodżywczymi są także zawarte w życie taniny, należące do garbników. Tworzą z białkami trwałe połączenia, utrudniające ich trawienie i wykorzystanie przez organizmy zwierząt. Zaletą żyta jest jednak większy stopień odporności na porażenie przez grzyby i zanieczyszczenie mikotoksynami [25]. W mniejszym stopniu dotyczy go również zagrożenie ze strony buławinki czerwonej (Claviceps purpurea) nazywanej sporyszem, której zarodniki znajdujące się na ziarniakach stanowiły przyczynę zatruć u ludzi i zwierząt.

Ziarno żyta może być stosowane w żywieniu kur niosek, gdyż w prowadzonych badaniach nad możliwością wykorzystania w recepturach tego surowca jako substytutu droższej kukurydzy i pszenicy w ilości 20-40% nie wpłynęło negatywnie na masę i jakość jaj [9]. Bederska-Łojewska i wsp. [2] wskazują na brak negatywnego wpływu na nieśność kur i jakość jaj, przy 25% udziale żyta w paszy, poza mniejszą intensywnością wybarwienia żółtka. Jednak strawność białka żyta jak i poszczególnych aminokwasów u kur niosek jest zróżnicowana (zakres strawności Lys. 35-59%; Met 57-75%; Thr 34-54%; Trp 36-71%) w zależności od odmiany [29]. Utrudnione jest natomiast stosowanie żyta w paszy dla młodych kurcząt brojlerów. Nawet niewielki jego udział w mieszance paszowej negatywnie wpływało na przyrost masy ciała. U starszych kurcząt (okres powyżej 3 tyg. życia) można stosować ten komponent w ilości do 20% przy dodatku enzymu ksylanazy [1]. Udział żyta do 15% uzupełniany mieszanką pszenicy i kukurydzy wpływa pozytywnie na rozwój kośćca i ścięgien ptaków, co korzystnie wpływa na ich dobrostan [16]. Perspektywą szerszego zastosowania ziarna żyta w żywieniu zwierząt może być wykorzystanie nowych odmian o obniżonej zawartości pentozanów [10]. Zmniejszenie zawartości pentozanów w życie pozwoli na zwiększenie poziomu ziarna w paszy, bez negatywnego wpływu na wyniki produkcyjne drobiu.

Wykorzystanie ziarna żyta w paszy dla młodych zwierząt monogastrycznych, głównie dla trzody chlewnej jest utrudnione. Jednak zastosowanie preparatów enzymatycznych w paszy umożliwia zastosowanie tego ziarna, jako komponentu w paszy, jak również zwiększenie jego poziomu. U starszych zwierząt możliwe jest jednak efektywniejsze jego zastosowanie, bez pogorszenia wyników tuczu, w ilości 30-60% udziału w paszy. Ziarno żyta stosowane jest także, jako pasza treściwa dla prze

żuwaczy (bydła, owiec, kóz). Stosuje się je w postaci ześrutowanej, dodając do pasz w różnych systemach żywienia zwierząt. Dodatek ziarna żyta podnosi wartość energetyczną paszy i sprzyja wyższej mleczności. Może stanowić do 40% udziału w mieszance. Jednocześnie, jako szeroko dostępny na rynku i znacznie tańszy surowiec (w stosunku do pozostałych gatunków zbóż) wpływa na lepsze wskaźniki ekonomiczne produkcji mleka. W przypadku bydła opasowego ziarno żyta może mieć większy udział (do nawet 60%) w dawce. Żyto może także w pewnym stopniu zastępować owies w dawce paszowej dla koni. Jego znaczny udział powoduje jednak konsekwencje w postaci występowania kolek, przez co nie może być stosowane w żywieniu klaczy źrebnych i młodzieży, ponieważ powoduje zaparcia oraz kolki. Po uprzednim przyzwyczajeniu można koniom roboczym podawać 3-6 kg żyta, w postaci zwilżonej śruty z sieczką lub całego ziarna, uprzednio moczonego.

Energetyczne wykorzystanie żyta

Polityka Unii Europejskiej nakłada na kraje członkowskie obowiązek wykorzystania do celów energetycznych surowców pochodzących ze źródeł odnawialnych. W polskich warunkach klimatycznych i gospodarczych większego znaczenia nabierają surowce pochodzenia roślinnego. Nowym trendem obecnie obserwowanym jest wykorzystanie ziarna zbóż na cele energetyczne – produkcję bioetanolu. Przewidywany wzrost popytu na biopaliwa będzie czynnikiem dalszego wzrostu przetwórstwa zbóż na cele przemysłowe. Przerób zbóż na ten cel może się zwiększyć, z ok. 5-6% do ponad 10% całkowitych zasobów zbóż w Polsce [26]. W tym kontekście ziarno żyta, niespełniające wymagań jakościowych do przetwórstwa młynarskiego i piekarskiego oraz paszowego, może zostać wykorzystane na cele energetyczne. Dotyczy to ziarna niskiej jakości, w dużym stopniu porażonego przez choroby grzybowe i zanieczyszczonego mikotoksynami. Ziarno to stanowi jednak cenny surowiec do produkcji bioetanolu [6]. Jest on pozyskiwany z rolniczych surowców odnawialnych, a następnie stosowany jako dodatek do

paliw. Produkcja bioetanolu ze zboża pociąga za sobą korzyści z uzyskania produktów odpadowych, które mogą być ponownie wykorzystane. W procesie produkcji bioetanolu powstają produkty uboczne – suszone gorzelniki ziaren (ang. DDGS) coraz częściej stosowane, jako substytuty poekstrakcyjnej śruty sojowej. Odmiany hybrydowe żyta ozimego, które dostarczają znacznych ilości biomasy zarówno świeżej, jak i suchej mogą zostać wykorzystane do produkcji biogazu [18]. Biogaz uzyskiwany z żyta nie stanowi raczej konkurencji dla biogazu z rzepaku ozimego, ze względu na większą efektywność energetyczną rzepaku – rzędu 43,1 GJ • ha -1 [3].

Podsumowanie

Żyto ozime jest zbożem o niskich wymaganiach glebowych, co przy dużym udziale gleb o niskiej bonitacji jest czynnikiem predysponującym ten gatunek do uprawy w naszym kraju. Atutem ziarna żyta jest także możliwość wielokierunkowego wykorzystania tego surowca, zarówno ma cele piekarskie, paszowe jak również energetyczne. Ziarno żyta cechuje się znaczną zawartością wielu substancji prozdrowotnych. Pomimo spadku spożycia pieczywa ogółem, pieczywo żytnie razowe cieszy się coraz większym zainteresowaniem. Jako surowiec paszowy, mimo pewnych ograniczeń, spowodowanych zawartością substancji antyodżywczych może być stosowane jako komponent pasz dla różnych grup zwierząt gospodarskich. Jego atutem jest dostępność ziarna z krajowej uprawy, jego stała podaż i niska cena. Przekłada się to na wymierne korzyści ekonomiczne, poprzez obniżenie kosztów jednostkowych paszy. Ziarno żyta niespełniające wymogów jakościowych może zostać przeznaczone na cele energetyczne.

LITERATURA: [1]  Arczewska-Włosek, A., S. Świątkiewicz, D.

Bederska-Łojewska, S. Orczewska-Dudek, W. Szczurek, D. Boros, A. Fraś, E. Tomaszewska, P. J. Dobrowolski, S. Muszyński, M. Kwiecień, T. Schwarz. 2019. The efficiency of xylanase in broiler chickens fed with increasing dietary levels of rye. Animals, 9(2): 46-57. [2]  Bederska-Łojewska D., A. Arczewska-Włosek, S. Świątkiewicz, S. Orczewska-Dudek, T. Schwarz, M. Puchała, J. Krawczyk, D. Bo

ros, A. Fraś, P. Micek, P. Rajtar. 2019. The effect of different dietary levels of hybrid rye and xylanase addition on the performance and egg quality in laying hens. British Poultry Science. [3]  Bielski S., K. Jankowski, W. Budzyński. 2014.

The energy efficiency of oil seed crops production and their biomass conversion into liquid fuels. Przemysł Chemiczny, 93(12): 2270–2273. [4]  Björk I., E. Östman, M. Kristensen, N. M.

Anson, R.K. Priced, G. Haen, R.K.E. Havenaar, A. Knudsen Frid, H. Mykkänen, R.W. Welchd, G. Riccardii. 2012. Cereal grains for nutrition and health benefits: Overview of results from in-vitro animal and human studies in the health grain project. Trends

Food Sci. Technol., 25: 87-100. [5]  Buksa K., A. Nowotna, H. Gambuś. 2012.

Analiza towaroznawcza i skład chemiczny ziarna wybranych polskich odmian żyta pochodzących z trzech kolejnych lat uprawy. Acta Agrophysica, 19 (2): 265-276. [6]  Burczyk H. 2011. Przydatność zbóż na potrzeby produkcji energii odnawialnej – w świetle wyników doświadczeń. Problemy

Inżynierii Rolniczej, 3: 43-51. [7]  Czerwińska D. 2011. Wartość odżywcza i walory zdrowotne żyta, mąki żytniej i pieczywa żytniego. Przegląd Zbożowo- -Młynarski, (55) 6:11-13. [8]  Gani A., S.M. Wani, F.A. Masoodi, H. Gousia. 2012. Whole-grain cereal bioactive compounds and their health benefits: A review.

J. Food. Proces. Technol. 3: 146-56. [9]  Grabiński J., G. Hołubowicz-Kliza, F. Brzóska. 2007 Uprawa i wykorzystanie żyta ozimego. Instrukcja Upowszechnieniowa IUNG-PIB Puławy, 138: 1-80. [10]  Kobylyanskij V.D., O.V. Solodukhina, I.V. Lunegova, S.P. Novikova, O.P. Farm, T. Region, V.I. Makarov. 2017. Rye breeding for low- -pentosans and possibility of its use in animal feeding. Proceedings on Applied Botany, Genetics and Breeding, 1(178):31-40. [11]  Krasowicz S., M. Matyka. 2015. Zmiany w polskim rolnictwie a wykorzystanie rolniczej przestrzeni produkcyjnej. Materiały Szkoleniowe IUNG-PIB 103: 1-32. [12]  Lảzaro R., M. Garcia, P. Medel, G.G. Mateos. 2003. Influence of enzymes on performance and digestive parameters of broilers fed rye-based diets. Poultry Science, 82: 132- 140. [13]  Litwinek D., H. Gambuś, R. Sabat, A. Wywrocka-Gurgul, M. Laskoś. 2015. Porównanie jakości i wartości odżywczej mąki żytniej, pszennej i orkiszowej z pełnego przemiału. Technologiczne kształtowanie jakości żywności. Red. K.M. Wójciak, Z.J. Dolatowski. Wyd. Nauk. PTTŻ, Kraków:171-180. [14]  Ł ysoń E., W. Biel. 2016. Ocena składu chemicznego ziarna wybranych odmian żyta z uprawy ekologicznej i konwencjonalnej. Żywność Nauka Technologia Jakość, 23(3): 91-101. [15]  Madej A. 2016. Ocena zmian produkcyjnych i organizacyjnych w polskim rolnictwie w latach 2004-2014. Studia i Raporty, 47 (1): 55-82. [16]  Muszyński S., S. Świątkiewicz, A. Arczewska-Włosek, P. Dobrowolski, J.L. Valverde Piedra, M.B. Arciszewski, S. Szymańczyk, A. Zacharko-Siembida, S. Kowalik, M. Hułas- -Stasiak, A. Tomczyk-Warunek, T. Schwarz, E. Tomaszewska. 2019. Analysis of mechanical properties of bones and tendons shows that modern hybrid rye can be introduced to corn-wheat based diet in broiler chickens as an alternative energy source irrespective of xylanase supplementation. Poultry Science. [17]  Nordlund E., R.L. Heiniö, K. Viljaen, J.M. Pihlava, P. Lehtinen, K. Poutanenad. 2013. Flavour and stability of rye grain fractions in relation to their chemical composition. Food Research International, 54: 48-56. [18]  Piechota T., Z. Sawińska, M. Kowalski, L. Majchrzak, S. Świtek, A. Dopierała. 2017. Plonowanie i zdrowotność wybranych odmian żyta ozimego uprawianego przeznaczeniem na biogaz. Fragmenta Agronomica, 34(2): 67-74. [19]  Pietruszka M., J. Szopa. 2014. Agricultural Distillates from Polish Varieties of Rye. Czech Journal of Food Science, 32(4): 406-411. [20]  Ravindran V. 2013. Poultry feed Availability and Nutrition in Developing Countries. Poultry Development Review: 60-63, FAO. [21]  Silva S.S.P., R.R. Smithard. 2002. Effect of enzyme supplementation of a rye-based diet on xylanase activity in the small intestine of broilers, on intestinal crypt proliferation and nutrient digestibility and growth performance of the birds. British Poultry Science, 2 (43): 274-282. [22]  Stanisz M., E. Sapińska, K. Pielech-Przybylska. 2009. Charakterystyka zanieczyszczeń występujących w spirytusach surowych. Zeszyty Naukowe Chemia Spożywcza i Biotechnologia, 1058:105–121. [23]  Szawara-Nowak G. 2013. Bioaktywne składniki pieczywa. Towaroznawcze Problemy Jakości, 3: 103-115. [24]  Tomiło J., D. Dziki, R. Różyło. 2013. Zmiany tekstury pieczywa żytniego podczas przechowywania. Naukowo-Kulturalne, 2: 143-154. [25]  Tyburcy A. 2005. Możliwość większego wykorzystania żyta w produkcji pasz. Przegląd Zbożowo-Młynarski, 2:8-9. [26]  U rban R. 2006. Stan głównych działów gospodarki żywnościowej po wejściu Polski do Unii Europejskiej. Sektor zbożowy, mięsny i napojów. Instytutu Ekonomiki Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej – Państwowy Instytutu Badawczy, 25: 57-66. [27]  U rban S. 2015. Zmiany w produkcji pasz treściwych w Polsce. Roczniki Naukowe Stowarzyszenia Ekonomistów Agrobinesu, 17(5): 307-311. [28]  Wang S., K.C. Thomas, W.M. Ingledew, K. Sosulski, F.W. Sosulski. 1997. Rye and triticale as feedstock for fuel ethanol. Cereal Chemistry, 74: 621-625. [29]  Zuber T., T. Miedaner, P. Rosenfelder, M. Rodehutscord. 2016. Amino acid digestibility of different rye genotypes in caecectomised laying hens. Archives of Animal Nutrition, 70(6): 470-487.

Możliwości wykorzystania optoelektronicznych separatorówdo czyszczenia nasion gryki, przeznaczonych do produkcji żywności bezglutenowej

Streszczenie

W pracy przedstawiono ocenę możliwości mechanicznego pozyskiwania nasion gryki, przy wykorzystaniu optoelektronicznych separatorów do produkcji żywności bezglutenowej z masy zbieranej kombajnowo. Wskazano, że optoelektroniczne separatory mogą znacząco wspomóc tę technologiczną operację. Jednocześnie odnotowano, że brakuje istotnych danych, dotyczących m.in. skuteczności i wydajności tego typu technologii. Stwierdzono, że problem związany z zakupem tego typu maszyn pozostaje erudycyjny, otwarty i intuicyjny. Słowa kluczowe: nasiona gryki, produkty bezglutenowe, separatory optoelektroniczne, ocena techniczna i ekonomiczna

Possibilities of using optoelectronic separators for cleaning buckwheat seeds intended for the production of gluten free food

Summary

The paper presents an assessment of the possibilities of mechanical extraction of buckwheat seeds using optoelectronic separators for the production of gluten-free food from combine harvests. It was pointed out that optoelectronic separators can significantly support this technological operation. At the same time, it was noted that important data were missing, including effectiveness and efficiency of this type of technology. It was found that the problem associated with the purchase of this type of machinery remains erudite, open and intuitive. Keywords: buckwheat seeds, gluten-free products, optoelectronic separators, technical and economic assessment

Gryka zwyczajna (Fagopyrum esculentum Moench) jest rośliną z rodziny rdestowatych (Poligonaceae), której uprawę odnotowano ok. 6000 lat temu we wschodnim Tybecie, a do Europy trafiła z Azji tzw. „Jedwabnym Szlakiem” [1]. Roślina ta jest zaliczana

do tzw. pseudozbóż. Jej trójgraniaste orzeszki (rys. 1), które stanowią główny plon, są surowcem wykorzystywanym do produkcji m.in. mąki, prażonej lub nieprażonej kaszy, płatków, produktów piekarskich i cukierniczych, piwa, octu i wyrobów spirytusowych, m.in. zalecanych dla osób chorych na celiakię lub z nadwrażliwością na gluten [2].

Według licznych doniesień naukowych, obłuszczone nasiona gryki są doskonałym źródłem: białek, lipidów, błonnika i minerałów, a także związków fenolowych o prozdrowotnym działaniu. Z przeglądu prac naukowych dotyczących analizowanej kwestii wynika głównie, że [4-9]: –nasiono gryki składa się aż w 55-70% ze skrobi, która dominuje wśród węglowodanów. Wśród tej frakcji największą część stanowi tzw. skrobia oporna (33-38%) –niepodatna na działanie enzymów, przez co nie jest trawiona w jelicie cienkim, ale ulega fermentacji w jelicie grubym. Dlatego produkty wytworzone z nasion gryki mają niski indeks glikemiczny; –błonnik pokarmowy stanowi 5-11% masy nasion. Oznacza to, że 100 g kaszy gryczanej dostarcza człowiekowi 20-30% zalecanego, dziennego spożycia błonnika. Dodatkowo wskazuje się na prozdrowotne „funkcje” związane z: pobudzeniem perystaltyki jelit, wiązaniem kwasów żółciowych i cholesterolu, obniżeniem indeksu glikemicznego, pełnieniem roli prebiotyku (poprzez sprzyjanie rozwojowi pożądanej mikroflory przewodu pokarmowego), ograniczeniem wchłaniania substancji toksycznych;

–surowiec wyprodukowany z nasion gryki charakteryzuje się słabą rozpuszczalnością białek, a ich skład aminokwasowy przyczynia się do obniżania poziomu frakcji cholesterolu LDL; –związki fenolowe zawarte w nasionach gryki zwiększają aktywność enzymów antyoksydacyjnych, chroniących nas przed reaktywnymi formami tlenu (RFT), które nie tylko przyśpieszają procesy starzenia się, ale także rozwój wielu chorób.

Przedstawione fakty świadczą o tym, że nasiona gryki są również doskonałym surowcem do produkcji tzw. żywności funkcjonalnej

Uzasadnienie podjęcia tematu

By pozyskać surowiec (nasiona gryki) do produkcji wyrobów bezglutenowych konieczna jest obecnie manualna (wizualna) selekcja materiału. Główną przyczyną tego stanu rzeczy jest to, że technologiczna (mechaniczna) operacja zbioru nasion gryki odbywa się (po odpowiednim ustaleniu parametrów roboczych) przy wykorzystaniu kombajnów stosowanych głównie do zbioru zbóż. Z praktycznego punktu widzenia, nie ma możliwości uzyskania 100 % pewności uzyskania czystego surowca. Wynika to głównie ze specyfiki lokalizacji upraw (w pobliżu upraw zbóż) oraz braku technicznych możliwości oczyszczenia maszyny wykorzystywanej do tego typu operacji technologicznej. W efekcie uzyskuje się materiał zanieczyszczony m.in. ziarniakami zbóż (potencjalne źródło glutenu) oraz segmentami łuszczyn rzodkwi świrzepy [10].

Wymaganiom tym jest również trudno sprostać w operacjach czyszczenia pozbiorowego materiału, w których stosuje się zazwyczaj typowe przesiewacze sitowe (ewentualnie wspomagane strumieniem powietrza) lub tryjery. Ogólną konkluzją w tym zakresie jest fakt, że podejmowane od wielu lat działania dotyczące rozwiązania problemu wydzielania ziarniaków zbóż, przy wykorzystaniu wymienionych urządzeń, nie przyniosły oczekiwanych efektów [11, 12 13]. Cel pracy

W niniejszej pracy przedstawiono przykładową propozycję wykorzysta

Rys. 2. Schemat ilustrujący zasadę działania sortownika optycznego SORTEX Z+ B firmy Bühler [15]

nia optoelektronicznych separatorów mieszanin nasiennych rozdzielających składniki w oparciu o cechy związane głównie ze zróżnicowaniem barwy, ze szczególnym uwzględnieniem możliwości wykorzystania ich do pozbiorowej obróbki mieszaniny nasion gryki do produkcji żywności bezglutenowej. Dokonano również oceny technicznej i ekonomicznej zakupu tego typu maszyn w odniesieniu do polskich warunków produkcji nasion gryki na ten surowiec.

Propozycje nowych rozwiązań konstrukcyjnych

Działanie obecnie stosowanych optycznych separatorów składników mieszanin nasiennych oparte jest głównie na wykorzystaniu fotodetektorów (sensorów padającego i odbitego światła) lub kamer. Pozwalają one na odróżnienie barwy obiektu właściwego od pozostałych domieszek i zakwalifikowaniu go jako „zaakceptowany” lub „odrzucony”. W separatorach tego typu wykorzystywane są zazwyczaj kamery monitorujące „obraz” monochromatyczny lub kolorowy w zakresie podczerwieni lub ultrafioletu. W najnowszych rozwiąza

niach oferuje się konstrukcje wykorzystujące wymienione kombinacje rozróżniania barwy. Ogólny schemat działania tego typu sortowników przedstawiono na rysunku 2 [14].

W odniesieniu do sortowania pozbiorowego mieszaniny nasion gryki, a w szczególności wydzielenia z niej ziarniaków różnych gatunków zbóż (surowiec bezglutenowy), można stwierdzić, że wykorzystanie tego typu separatorów jest ze wszech miar zasadne. Wynika to z faktu, że „odróżnienie” orzeszków gryki (o barwie brunatnej) od ziarniaków zbóż, których barwa zmienia się od żółtej do szarej, nie stanowi istotnego problemu. Przykładowy widok mieszaniny nasion gryki poddanej oczyszczaniu w tego typu separatorze po kombajnowym zbiorze i operacji segregacji przedstawiono odpowiednio na rysunkach 3 i 4.

Generalnie można stwierdzić, że wiele firm światowych oferuje tego typu separatory, np.: SORTEX, A-MECS, ASM, WICHARY, SETAKE, AMD. Firmy te mają szeroko rozwiniętą sieć handlową swoimi produktami wwielu krajach, poprzez różnych dystrybutorów. Ponadto, posiadają oferty sortowników (działających

Rys. 3. Widok partii mieszaniny nasion gryki po zbiorze kombajnowym [16]

Rys. 4. Widok partii mieszaniny obłuszczonych nasion gryki, oczyszczonych przy wykorzystaniu optoelektronicznego separatora [16]

na tej samej zasadzie) przeznaczonych m.in. dla zakładów: produkujących pasze, przetwórstwa polimerów, sortujących śmieci, szkło, beton i biomasę [15, 17, 18, 19, 20, 21]. Podsumowanie

Przedstawiony w niniejszej pracy pogląd dotyczący możliwości mechanicznego pozyskiwania nasion gryki z pozbiorowej (kombajnowej) masy nasiennej surowca do produkcji żywności bezglutenowej wskazuje, że optoelektroniczne separatory stosowane w sektorze przetwórstwa płodów rolnych mogą znacząco wspomóc tę operację technologiczną. Niestety, w dostępnych źródłach bibliograficznych brakuje istotnych danych, dotyczących m.in. skuteczności i wydajności tego typu technologii. Można, jedynie, znaleźć źródła dotyczące wydajności takiego procesu, które (w zależności od rodzaju/typu maszyny) sygnalizują, że wydajność tego typu operacji technologicznej może wynosić od 3 do 200 t×h -1 . Są to dane niepotwierdzone i mało wiarygodne. Ponadto, czołowi producenci tego typu separatorów nie podają informacji związanych z kosztem zakupu takiej maszyny. Ceny tych maszyn (głównie w zależności od firmy, typu i deklarowanej wydajności) zawierają się w granicach od kilku do kilkuset tysięcy PLN (do uzgodnienia z dystrybutorem), co w przypadku struktury polskich gospodarstw rolnych i specyfiki ich produkcji jest bardzo istotne pod względem zyskowności.

Generalnie, można stwierdzić, że problem związany z zakupem tego typu maszyn pozostaje erudycyjny, otwarty i intuicyjny.

Bibliografia [1]  Król M., M. Płoszyński. 1993. Sprawozdanie z V Sympozjum nt. Gryki. Materiały Krajowego Seminarium pt. „Agrotechnika gryki i jej przetwórstwo”. Wyd. ART. Olsztyn, s. 1-18; [2]  Raspor P. 2016. Gryka –między tradycją a innowacją. Materiały Międzynarodowego Sympozjum nt. „Od tradycji do innowacji –gryka, owies i produkty bezglutenowe –strategie dla małych i średnich przedsiębiorstw w zakresie produkcji, przetwórstwa i obrotu”. Wyd. Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie [3] http://margaretglutenfree.blogspot. com/2015/07/bezglutenowe-zboza- -rzekome-gryka.html (dostęp marzec 2020 r.) [4]  Brunori A., C. Nobili, S. Procacci. 2016. Toward the Use of Buckwheat as an Ingredient for the Preparation of Functional Food. W: Molecular Breeding and Nutritional Aspects of Buckwheat. Zhou M., Woo S., Wieslander G., Kreft I., Chrungoo N. (red.), Academic Press, s. 219-227

[5]  Chłopicka J. 2008. Gryka jako żywność funkcjonalna. Bromatologia i Chemia Toksykologiczna, 3, s. 249-252 [6]  Giménez-Bastida J.A., J.M. Laparra Llopis,

H. Zieliński. 2019. Buckwheat. W: Whole Grains and their Bioactives: Composition and Health. Johnson J., Wallace T.C. (red.),

John Wiley & Sons, s. 251-260 [7]  Giménez-Bastida J.A., H. Zieliński. 2015.

Buckwheat as a Functional Food and Its Effects on Health. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 63, s. 7896-7913 [8]  Kalinova J., N. Vrchotova. 2011. The influence of organic and conventional crop management, variety and year on the yield and flavonoid level in common buckwheat groats. Food Chemistry, 127, s. 602-608 [9]  Skrabanja V., I. Kreft. 2016. Nutritional

Value of Buckwheat Proteins and Starch. W: Molecular Breeding and Nutritional Aspects of Buckwheat. Zhou M., Woo S., Wieslander G., Kreft I., Chrungoo N. (red.), Academic Press, s. 169-174 [10]  Rawa T. 1992. Studia nad skutecznością czyszczenia ziarna gryki. Acta Acad. Agricult. Techn. Olst, Aedif. Mech., 22, Supplementum A [11]  Rawa T. 1991. Cylinder do maszyny czyszczącej, zwłaszcza do czyszczenia nasion gryki. Zgłoszenie patentowe UP RP, Nr P-290419; [12]  Rawa T., Z. Kaliniewicz. 2004. Cylinder do czyszczenia nasion gryki. Patent UP RP, PL 187945 [13]  Konopka S. 2007. Urządzenie do czyszczenia mieszanin nasiennych, zwłaszcza gryki. Patent PL 195961 B1 [14]  Przystupa W., P. Markiewicz, J. Nowak. 2014. Nowe metody czyszczenia i sortowania nasion. Technika Rolnicza, Ogrodnicza, Leśna, 5, s. 8-10 [15] Strona internetowa producenta sortowników firmy BÜHLER: www.buhlergroup.com (dostęp marzec 2020 r.) [16] https://smart-sort.pl/zastosowania-sortownikow/czyszczenie-kaszy/ (dostęp marzec 2020 r.) [17] https://www.foodmachines.pl/o/27/sortownik-optyczny-a-mecs-do-kontrolikasz-ryzu-fasoli-orzechow-ziaren-zbozgranulatow (dostęp marzec 2020 r.) [18] https://asmtechnology.eu/ (dostęp marzec 2020 r.) [19] http://www.wichary.eu/sortowanie- -optoelektroniczne.html (dostęp marzec 2020 r.) [20] http://beanpol.pl/sortowniki-optyczne/ (dostęp marzec 2020 r.) [21] https://www.ex-p.pl/2017/01/30/segregacja-rgb-led-y-czyli-sortownikioptyczne-pomagaja-przetworstwie/ (dostęp marzec 2020 r.).

www.pzmlyn.pl

Zgłoszenia prosimy przysyłać na adres

e-mail: haller.h@muehle-rueningen.de

lub

Mühle Rüningen Stefan Engelke GmbH z.Hd. Herrn Haller oder Herrn Jäger Berkenbuschstraße 9-15 38122 Braunschweig

Solidna, rodzinna firma młynarska z siedzibą w północnoniemieckim Brunszwiku (Braunschweig) zatrudni od zaraz

► ślusarza młynarskiego ► montera urządzeń młynarskich ► elektryka ► młynarza

Oferujemy dobre wynagrodzenie z możliwością zakwaterowania. Znajomość języka niemieckiego jest mile widziana, ale niekonieczna, ponieważ mamy polskojęzycznych pracowników.

Informacje o firmie: www.muehle-rueningen.de

www.themarmlyn.com.pl

Biuro ds. Rynku Zbożowo-Młynarskiego 02-532 Warszawa, ul. Rakowiecka 36 tel./fax 22/606 37 73, tel. 22/894 60 00, tel. kom. 604 536 353 e-mail: biuro@themar.com.pl www.themar.com.pl

Oferujemy:

–POLIAMIDOWE GAZY MŁYŃSKIE NYTAL: mączne (XXX), (XX) i kaszkowe (GG) szwajcarskiej firmy SEFAR, w pełnym zakresie numeracji –AKCESORIA DO EKSPLOATACJI ODSIEWACZY m.in. szkła do liczenia oczek w gazie, łopatki do mąki z lupą, taśmy bawełniane do obijania ramek o szerokości 11 i 13 mm, szybkoschnący klej QUICKTAL do mocowania gaz na ramkach, oryginalne elementy czyszczące (Niemcy, Szwajcaria) – różne modele, aparat TENSOCHECK do kontroli prawidłowego naciągu gazy.

Gwarantujemy:

–natychmiastowy odbiór z magazynu w Warszawie lub wysyłkę do klienta –najwyższą jakość gaz (precyzja wykonania i trwałość) potwierdzoną świadectwem ISO 9001 –atrakcyjne ceny – jako bezpośredni importer jesteśmy w stanie maksymalnie ograniczyć koszty

PREPARATY OWADOBÓJCZE I GRYZONIOBÓJCZE DO DEZYNFEKCJI, DEZYNSEKCJI ORAZ DERATYZACJI

do stosowania w biurach, magazynach zbożowych, elewatorach, młynach, wytwórniach pasz, magazynach wyrobów gotowych i opakowań, pomieszczeniach gospodarczych, środkach transportu. W ofercie znajdą Państwo także najwyższej jakości lampy owadobójcze, duży wybór modeli opryskiwaczy, karmniki deratyzacyjne i żywołapki od czołowych światowych producentów w branży DDD. Najwyższa jakość i różnorodność dostosowana do indywidualnych potrzeb. TYGlE ZBOżOWE do spalań oraz PROBÓWKI do oznaczania liczby opadania – autoryzowany dystrybutor Katalog wysyłamy na życzenie

www.themarmlyn.com.pl

Biuro ds. Rynku Zbożowo-Młynarskiego 02-532 Warszawa, ul. Rakowiecka 36 tel./fax 22/606 37 73, tel. 22/894 60 00, tel. kom. 604 536 353 e-mail: biuro@themar.com.pl www.themar.com.pl

Oferujemy:

–POLIAMIDOWE GAZY MŁYŃSKIE NYTAL: mączne (XXX), (XX) i kaszkowe (GG) szwajcarskiej firmy SEFAR, w pełnym zakresie numeracji –AKCESORIA DO EKSPLOATACJI ODSIEWACZY m.in. szkła do liczenia oczek w gazie, łopatki do mąki z lupą, taśmy bawełniane do obijania ramek o szerokości 11 i 13 mm, szybkoschnący klej QUICKTAL do mocowania gaz na ramkach, oryginalne elementy czyszczące (Niemcy, Szwajcaria) – różne modele, aparat TENSOCHECK do kontroli prawidłowego naciągu gazy.

Gwarantujemy:

–natychmiastowy odbiór z magazynu w Warszawie lub wysyłkę do klienta –najwyższą jakość gaz (precyzja wykonania i trwałość) potwierdzoną świadectwem ISO 9001 –atrakcyjne ceny – jako bezpośredni importer jesteśmy w stanie maksymalnie ograniczyć koszty

PREPARATY OWADOBÓJCZE I GRYZONIOBÓJCZE DO DEZYNFEKCJI, DEZYNSEKCJI ORAZ DERATYZACJI

do stosowania w biurach, magazynach zbożowych, elewatorach, młynach, wytwórniach pasz, magazynach wyrobów gotowych i opakowań, pomieszczeniach gospodarczych, środkach transportu. W ofercie znajdą Państwo także najwyższej jakości lampy owadobójcze, duży wybór modeli opryskiwaczy, karmniki deratyzacyjne i żywołapki od czołowych światowych producentów w branży DDD. Najwyższa jakość i różnorodność dostosowana do indywidualnych potrzeb. TYGlE ZBOżOWE do spalań oraz PROBÓWKI do oznaczania liczby opadania – autoryzowany dystrybutor Katalog wysyłamy na życzenie

2020

Ocena jakości handlowych mąkżytnich typ 720

Streszczenie

Celem badań była ocena jakości handlowych mąk żytnich typ 720 wyprodukowanych w krajowych młynach przemysłowych. Badaniom poddano sześć mąk kupionych w sklepach na terenie Warszawy. Przeprowadzono ocenę wybranych cech fizyko-chemicznych mąk, ocenę amylograficzną oraz wypiek laboratoryjny i ocenę jakości pieczywa. Stwierdzono, że badane mąki różniły się istotnie pod względem wilgotności, kwasowości, barwy, zawartości popiołu całkowitego i białka ogółem, aktywności enzymów amylolitycznych oraz parametrów amylograficznych. Pieczywo z próbnego wypieku laboratoryjnego było istotnie zróżnicowane pod względem objętości bochenka, porowatości i masy właściwej miękiszu oraz właściwości sensorycznych. Biorąc pod uwagę ww. wskaźniki jakościowe najwyżej oceniono chleby wypieczone z mąk nr 2 i 3, a najniżej chleb z mąki nr 1. Pod względem cech sensorycznych najwyżej został oceniony chleb z mąki nr 5, a najniżej chleb z mąki nr 1. Słowa kluczowe: żyto, mąka handlowa, cechy fizyko-chemiczne, wartość wypiekowa, pieczywo, jakość

Evaluation of the quality of commercial rye flours type 720

Summary

The aim of this study was to assess the quality of the commercial rye flour type 720 produced in domestic industrial mills. The tested material was six rye flours purchased in stores in Warsaw. The chosen physical and chemical properties of flour, amylograph properties and laboratory baking with assessment of bread quality were determined. Tested flours differed significantly in terms of moisture content, acidity, color, ash content and protein content, amylolytic activity and amylographic parameters. Bread obtained from laboratory baking was significantly different in terms of loaf volume, porosity and sensory properties. Bread obtained from flour No 2 and No 3 were characterized by the highest quality, and the lowest quality – bread from flour No 1. Bread obtained from flour No 5 was characterized by the highest sensory properties, and the lowest – bread obtained from flour No 1. Keywords: rye, commercial flour, physico-chemical characteristics, baking value, quality

W Polsce żyto (Secale) jest drugim po pszenicy, tzw. „zbożem chlebowym”. Tradycja jego uprawy sięga wielu lat. Powszechnie uprawianym gatunkiem jest Secale cereale, czyli żyto zwyczajne. Pomimo że w ostatnich latach areał uprawy i zbiory żyta obniżają się, Polska jest obecnie drugim po Niemczech światowym producentem tego zboża. Zbiory ziarna żyta w Polsce w latach 2014-2018 wynosiły średnio 2370 tys. ton rocznie, z tego około 35% przeznaczano do przerobu na cele żywnościowe. Głównym kierunkiem wykorzystania ziarna żyta jest produkcja mąk, które są surowcem do wyrobu chleba żytniego oraz mieszanego (żytnio-pszennego, pszenno-żytniego). Żyto jest także cenionym surowcem do produkcji napojów alkoholowych (najpopularniejszy surowiec do produkcji spirytusu) oraz pasz dla zwierząt [4, 7, 19].

Według PN-A-74032:2002 [13] z ziarna żyta produkowane są mąki jasne (typu 500 i 720) oraz ciemne (typu 1150, 1400, 2000). Mąki te różnią się między sobą właściwościami fizycznymi, składem chemicznym oraz przydatnością do przetwórstwa. Spośród ww. typów mąki żytniej w największych ilościach produkowana jest mąka typ 720 (pytlowa), powszechnie wykorzystywana w zakładach piekarskich do produkcji pieczywa mieszanego. Mąka żytnia typ 720 jest także najczęściej występującą na rynku mąką żytnią.

Celem badań była ocena jakości handlowych mąk żytnich typ 720, wyprodukowanych w krajowych młynach przemysłowych.

Materiał i metodyka badań

Materiał badawczy stanowiło sześć handlowych mąk żytnich typ 720 od różnych producentów (Gdańskie Młyny Sp. z o.o., GoodMills Polska Sp. z o.o., Melvit S.A., Młyny Stoisław S.A., Młyny Szczepanki Sp. z o.o., produkt marki własnej Tesco Polska). Mąki zostały kupione w sklepach na terenie Warszawy w czerwcu 2019 roku. Zakres badań obejmował ocenę sensoryczną mąk [6] oraz oznaczenie: wilgotności [16], zawartości popiołu całkowitego [14], kwasowości [6], barwy metodą instrumentalną w układzie barw CIE L*a*b* [2], zawartości białka ogółem metodą Kjeldahla (Nˑ6,25) [17], liczby opadania [15]. Przeprowadzono także ocenę amylograficzną [18] oraz wypiek laboratoryjny pieczywa. Ciasto do wypieku (o wydajności 165%) przygotowano metodą trójfazową (żurek, kwas, ciasto). Kęsy ciasta (o masie 350 g) poddano fermentacji końcowej, a następnie wypiekano w piecu Sveba Dahlen przez 40 minut w temperaturze 240°C. W ramach oceny jakości pieczywa oznaczono: objętość bochenka, porowatość i masę właściwą miękiszu [5]. Przeprowadzono także ocenę sensoryczną pieczywa uwzględniającą: wygląd ogólny, smak, zapach oraz właściwości skórki i miękiszu [12]. Każdy z wymienionych wyróżników jakościowych pieczywa oceniano w 9-stopniowej skali hedonicznej (od -4 – wyjątkowo niepożądana, do +4 – wyjątkowo pożądana). Wszystkie

oznaczenia wykonano w dwóch powtórzeniach. Otrzymane wyniki opracowano statystycznie w programie PQStat. Przeprowadzono jednoczynnikową analizę wariancji przy poziomie istotności α = 0,05,istotność różnic między średnimi określono testem Fishera. Wyniki i dyskusja

Wszystkie badane mąki żytnie typ 720 charakteryzowały się swoistym smakiem i zapachem oraz barwą białą, z lekko szarawym odcieniem. W żadnej z badanych mąk nie stwierdzono obecności zanieczyszczeń zarówno organicznych, jak i nieorganicznych oraz szkodników zbożowo-mącznych lub ich pozostałości. Na tej podstawie stwierdzono, że pod względem cech sensorycznych spełniały one wymagania zawarte w PN-A-74032: 2002 [13].

Jednym z ważniejszych parametrów decydujących o trwałości i przydatności technologicznej mąki jest jej wilgotność [1]. Według PN-A-74032: 2002 [13] wilgotność mąki żytniej typ 720 nie powinna przekraczać 15,0%. Mąka jest produktem charakteryzującym się dużą higroskopijnością, łatwo wchłania wodę z otoczenia, dlatego w pomieszczeniach przeznaczonych do jej magazynowania wilgotność względna powietrza powinna wynosić 55-70%, a temperatura powietrza nie powinna przekraczać 15°C. W trakcie przechowywania wilgotność mąki powinna być wyrównana w całej masie, najlepiej żeby była utrzymywana na poziomie 11,0-13,5%. Dolna granica stanowi próg dla zmian oksydacyjnych, górna natomiast jest progiem aktywności hydrolitycznej oraz biologicznej drobnoustrojów, owadów i roztoczy [1]. Wilgotność badanych mąk żytnich typ 720 mieściła się w zakresie od 10,5 do 11,3%, i była zróżnicowana statystycznie (rys. 1). Najniższą wilgotnością charak

teryzowała się mąka nr 1, a najwyższą mąka nr 4. Zróżnicowanie w wilgotności badanych mąk handlowych mogło wynikać z różnego czasu ich przechowywania w magazynach lub przebywania na półkach sklepowych. Stosunkowo niskie wartości tego wskaźnika, świadczą o prawidłowych warunkach przechowywania wszystkich mąk.

Mąki żytnie typ 720 od różnych producentów różniły się istotnie pod względem zawartości składników mineralnych (popiołu). Popiołowość mąk mieściła się w przedziale od 0,61 do 0,76%. s.m. (rys. 2). Najniższą zawartość

[1, 7]. Badane mąki żytnie typ 720 pochodzące z różnych młynów wykazywały zróżnicowanie pod względem barwy. Wartości jasności barwy (L*) mieściły się w zakresie od 90,03 do 91,63, i były zróżnicowane statystycznie (rys. 3). Pod

Rys. 3. Jasność barwy (L*) handlowych mąk żytnich typ 720

względem tego parametru brak istotnie statystycznych różnic stwierdzono wyłącznie pomiędzy mąkami nr 2 i 6. Wartości parametru barwy a* mieściły się w zakresie od -0,77 do 0,16 (rys. 4).

Rys. 2. Zawartość popiołu całkowitego whandlowych mąkach żytnich typ 720

popiołu stwierdzono w mące nr 6, ale nie była ona statystycznie istotnie różna od zawartości popiołu w mąkach nr 3 i 4 (odpowiednio: 0,62 i 0,63% s.m.). Istotnie najwyższą zawartością popiołu (0,76% s.m.) cechowała się mąka nr 1. Należy jednak podkreślić, że mimo tych różnic popiołowość każdej z badanych mąk odpowiadała zakresowi wartości tego parametru (0,59-0,78% s.m.) określonemu w PN-A-74032: 2002 [13]. Na duże zróżnicowanie w zawartości popiołu w handlowych mąkach żytnich typ 720 wskazują również wyniki badań Stępniewskiej [21] (od 0,66 do 0,82% s.m.) oraz Szafrańskiej [24] (od 0,65 do 0,78% s.m.).

Barwa mąki zależy od barwy ziarna, z którego została wyprodukowana, jej typu, wilgotności oraz granulacji. Poszczególne partie ziarna mogą różnić się pod względem zawartości barwników karotenoidowych, co wpływa na ich barwę oraz barwę otrzymanej z ich przemiału mąki. Mąki wyższego typu cechują się ciemniejszą barwą niż mąki niskiego typu, ze względu na większy udział w ich składzie rozdrobnionych cząstek okrywy owocowo-nasiennej

Rys. 4. Parametr barwy a* handlowych mąk żytnich typ 720

W przypadku większości mąk, z wyjątkiem próbki nr 1, wartości tego parametru przyjmowały wartości ujemne, co wskazuje na większy udział w ich barwie odcienia zielonego niż czerwonego. Wartości parametru barwy b* mieściły się w zakresie od 5,46 do 6,79, co wskazuje na duży udział w ich barwie odcienia żółtego (rys. 5).

Mąka wykazuje odczyn kwaśny wynikający przede wszystkim z obecności kwaśnych fosforanów magnezu, potasu i wapnia. W czasie przechowywania następuje wzrost kwasowości mąki, powodowany enzymatycznym rozkładem związków fosforanowych, tłuszczu i białek [6]. Kwasowość badanych mąk żytnich typ 720 mąk mieściła się w zakresie od 3,6 do 5,4° kwasowości, i była zróżnicowana statystycznie (rys. 6). Najniższą

Rys. 6. Kwasowość handlowych mąk żytnich typ 720

kwasowością cechowały się mąki nr 3 i 4 (odpowiednio: 3,6 i 3,7° kwasowości), a najwyższą mąki nr 1 (5,4° kwasowości) i nr 2 (4,5° kwasowości). Według Litwinek i wsp. [9] na kwasowość mąki duży wpływ ma zawartość popiołu. Znalazło to częściowe potwierdzenie w wynikach niniejszej pracy. Mąki nr 1 i 2 o najwyższej kwasowości cechowały się jednocześnie wyższą popiołowością, natomiast w przypadku mąk nr 3, 4 i 6 stwierdzono powiązanie niskiej kwasowości z niższą zawartością popiołu. Wyjątek stanowiła mąka nr 5 (średnia kwasowość, wysoka popiołowość).

Zawartość substancji białkowychwmące zależy od zawartości tego składnika w użytym do przemiału ziarnie oraz jej typu [1, 7]. Zawartość białka ogółem w badanych mąkach żytnich typ 720 pochodzących z różnych młynów mieściła się w zakresie od 8,3 do 9,3% s.m., i była zróżnicowana statystycznie (rys. 7). Najwyższą zawartością tego składnika cechowały się mąki nr 1 i 3 (9,3% s.m.), a najniższą mąki nr 4 i 5 (8,3-8,4% s.m.). Zróżnicowana zawartość białka w badanych mąkach handlowych mogła wynikać z różnej zawartości tego składnika w użytym do przemiału ziarnie. Według Najewskiego i Szarzyńskiej [10] ziarno różnych odmian żyta wykazuje duże zróżnicowanie pod względem zawartości białka, np. odmiany mieszańcowe żyta zawierają zwykle mniej białka niż odmiany populacyjne. Z badań przeprowadzonych przez Stępniewską [20, 21] oraz Szafrańską [24] wynika, że istnieje dodatnia zależność pomiędzy zawartością białka i popiołu w mąkach żytnich. W niniejszej pracy, stwierdzoną przez ww. autorów zależność, potwierdzono w przypadku mąk nr 1 i 2 (wyższa zawartość popiołu odpowiadała większej zawartości białka) oraz mąki nr 4 (niższa zawartość popiołu odpowiadała niższej zawartości białka). Otrzymane wyniki wskazują, że mąki żytnie tego samego typu mogą różnić się istotnie pod względem zawartości białka, co wykazała również Stępniewska [21]. Zawartość białka w mące ma wpływ na wartość odżywczą otrzymanych z niej produktów. Mąki żytnie zawierają mniej białka ogółem niż pszenne, ale w składzie białka żyta więcej jest albumin i globulin –frakcji białkowych o stosunkowo wysokiej wartości biologicznej (większej zawartości aminokwasów egzogennych), co przyczynia się do lepszego wykorzystania białka przez organizm [3, 9]. Białka pełnią także ważną rolę technologiczną – w czasie tworzenia ciasta żytniego pęcznieją i tworzą lepką fazę, w której zawieszone są cząsteczki skrobi [23].

Liczba opadania jest wskaźnikiem oceny aktywności amylolitycznej [1]. Badane mąki żytnie typ 720 różniły się istotnie pod względem tego parametru (rys. 8). Najwyższymi wartościami liczby opadania (odpowiednio: 172 i 179 s) cechowały się mąki nr 6 i 4, w przypadku pozostałych mąk wartości tego parametru były znacznie niższe, wynosiły od 132 s (mąka nr 2) do 148 s (mąka nr 5) (rys. 8). Według PN-A-74032: 2002 [13] wartość liczby opadania mąki żytniej typ 720 powinna mieścić się w zakresie 90-240 s. Wszystkie badane mąki handlowe spełniały wymagania normy w zakresie tego parametru. Według Stępniewskiej [21] mąka odpowiednia do produkcji dobrej jakości pieczywa żytniego powinna cechować się liczbą opadania w zakresie 125-200 s (średnia aktywność amylolityczna). Wartości liczby opadania wszystkich badanych mąk żytnich typ 720 mieściły się w ww. zakresie. Poziom aktywności enzymów amylolitycznych w mące ma wpływ na jakość uzyskanego z niej pieczywa. Z badań wielu autorów [8, 20, 21] wynika, że chleb wypieczony z mąki o zwiększonej aktywności amylolitycznej ma płaski kształt i wilgotny miękisz, często z zakalcem, natomiast chleb z mąki o zbyt niskiej aktywności amylolitycznej cechuje się małą objętością oraz suchym, kruszącym się miękiszem.

Oprócz aktywności enzymów amylolitycznych na jakość pieczywa uzyskanego z mąki żytniej duży wpływ mają właściwości skrobi, przede wszystkim jej zdolność do kleikowania oraz podatność na działanie enzymów [21]. Skrobia żytnia kleikuje w stosunkowo niskiej temperaturze i w stosunkowo szerokim przedziale (55-70°C). W tym przedziale mieści się także optymalna temperatura działania alfa-amylazy [11]. Początkowa temperatura kleikowania skrobi zawartej w badanych handlowych mąkach żytnich typ 720 wynosiła od 48,0 do 52,2°C, i była zróżnicowana statystycznie (rys. 9). Najwyższą początkową

temperaturą kleikowania cechowały się kleiki skrobiowe z mąk nr 1 i 3, a najniższą kleik z mąki nr 2. Końcowa temperatura kleikowania skrobi mieściła się w zakresie od 60,4 do 63,7°C, i również była zróżnicowana statystycznie (rys. 9). Najwyższą wartością tego parametru cechował się kleik skrobiowy z mąki nr 3, a najniższą kleik z mąki nr 5. Optymalne wartości końcowej temperatury kleikowania skrobi żytnich mieszczą się w zakresie 63-68°C [20, 22]. Spośród badanych próbek tylko mąki nr 3 i 6 charakteryzowały się optymalną wartością tego parametru, w przypadku pozostałych mąk końcowe temperatury kleikowania skrobi wynosiły poniżej 63°C. Maksymalne lepkości kleików skrobiowych mieściły się w zakresie od 195 do 470 AU, i były zróżnicowane statystycznie (rys. 10). Najniższą wartością tego parametru ce

wych związana była z wyższą wartością liczby opadania (niska aktywność amylolityczna). W przypadku próbek nr 1, 2 i 5 niższe wartości lepkości maksymalnej związane były z niższą wartością liczby opadania – te mąki wykazywały wyższą od pozostałych aktywność amylolityczną.

Pieczywo uzyskane z próbnego wypieku laboratoryjnego cechowało się właściwym smakiem i zapachem, typowym dla pieczywa żytniego. Kształt bochenków był prawidłowy, typowy dla pieczywa wypiekanego w foremkach. Skórka chleba miała właściwą grubość, dobrze przylegała do miękiszu, ale była zróżnicowana pod względem barwy oraz wyglądu powierzchni (rys. 11).

chleby z mąki żytniej typ 720 uzyskane przez Stępniewską [21], która również stosowała tę samą trójfazową metodę przygotowania ciasta. Porowatość miękiszu chleba mieściła się w zakresie od 45,2 do 56,3%, i była zróżnicowana statystycznie (rys. 13). Najwyższą warto

Rys. 13. Porowatość miękiszu pieczywa z handlowych mąk żytnich typ 720

ścią tego parametru cechował się chleb z mąki nr 3, a najniższą z mąki nr 1. Masa właściwa miękiszu chleba wynosiła od 0,49 do 0,58 g/cm 3 , i była zróżnicowana statystycznie (rys. 14). Najwyż

Rys. 10. Lepkość maksymalna kleiku skrobiowego z handlowych mąk żytnich typ 720

chował się kleik skrobiowy z mąki nr 2, a najwyższą kleik z mąki nr 6. Wysoką wartością tego parametru charakteryzowały się także kleiki skrobiowe z mąk nr 4 i 3, odpowiednio: 450 i 445 AU. Optymalne wartości maksymalnej lepkości kleików skrobiowych z mąki żytniej przeznaczonej do wypieku jasnego pieczywa mieszczą się w zakresie 400-600 AU [20, 22]. Wartością tego parametru w ww. zakresie charakteryzowała się połowa badanych próbek mąki (nr 3, 4 i 6). Wprzypadku pozostałych próbek wartości maksymalnej lepkości wynosiły poniżej 400 AU.

W niniejszej pracy, dla większości badanych mąk (z wyjątkiem mąki nr 3), zaznaczyła się zależność między aktywnością alfa-amylazy mierzoną wartością liczby opadania a zdolnością skrobi do kleikowania. W przypadku próbek mąki nr 4 i 6 wyższa wartość maksymalnej lepkości kleików skrobio

Rys. 11. Wygląd bochenków chleba z handlowych mąk żytnich typ 720

Objętość w przeliczeniu na 100 g pieczywa wynosiła od 195 do 224 cm 3 , i była zróżnicowana statystycznie (rys. 12).

Rys. 12. Objętość pieczywa z handlowych mąk żytnich typ 720 Rys. 14. Masa właściwa miękiszu pieczywa z handlowych mąk żytnich typ 720

szą wartością tego parametru cechował się chleba wypieczony z mąk nr 1 i 6, a najniższą z mąk nr 2 i 3.

Pieczywo otrzymane z badanych próbek mąki wykazywało różnice pod względem cech sensorycznych – wyglądu ogólnego, struktury i barwy miękiszu (rys. 15), wyglądu i barwy

Największą objętością charakteryzował się chleb zmąki nr 2, a najmniejszą chleb z mąki nr 1. Zgodnie z PN-A-74108: 1996 [12] objętość jasnego pieczywa żytniego nie powinna być mniejsza niż 220 cm 3 /100 g. Wymaganą objętością cechowały się chleby z mąk nr 2 i 3, nieznacznie niższą (217-205 cm 3 ) chleby z mąk nr 4, 5 i 6. Podobną objętością (od 210 do 230 cm 3 ) cechowały się

skórki oraz smaku i zapachu. Sumaryczna liczba punktów przyznanych za ww. wyróżniki jakościowe mieściła się w zakresie od 5,7 do 12,7 (rys. 16). Najwyżej został oceniony chleb z mąki nr 5, a najniżej chleb z mąki nr 1. Chleb z mąki nr 5 uzyskał najwyższą ocenę pod względem prawie wszystkich badanych parametrów – wyglądu ogólnego, jakości miękiszu, smaku i zapachu, z wyjątkiem wyglądu skórki. Pod względem wyglądu skórki najwyżej oceniono chleb z mąki nr 6. Najniższe oceny za wszystkie ww. parametry oceny sensorycznej otrzymał chleb wypieczony z mąki nr 1. Zastrzeżenia oceniających dotyczyły nieodpowiedniej struktury miękiszu (kruszący się, nieelastyczny) oraz smaku (zbyt kwaśny).

Rys. 16. Wyniki oceny sensorycznej pieczywa z handlowych mąk żytnich typ 720

Wnioski

1. H andlowe mąki żytnie typ 720 od różnych producentów były istotnie zróżnicowane pod względem wilgotności, kwasowości, zawartości popiołu oraz białka ogółem. Każda z badanych mąk spełniała wymagania określone w PN-A-74032:2002 odnośnie cech sensorycznych, wilgotności oraz zawartości popiołu (typu mąki). 2. Badane mąki żytnie typ 720 cechowały się średnią aktywnością enzymów amylolitycznych – optymalną dla mąk przeznaczonych do wypieku chleba. Optymalnymi wartościami maksy

malnej lepkości kleików skrobiowych charakteryzowała się połowa badanych próbek mąki (nr 3, 4 i 6). 3. Pieczywo z próbnego wypieku laboratoryjnego było istotnie zróżnicowane pod względem objętości bochenka oraz porowatości i masy właściwej miękiszu. Biorąc pod uwagę ww. wskaźniki jakościowe najwyżej oceniono chleby wypieczone z mąk nr 2 i 3, a najniżej chleb z mąki nr 1. 4. Pieczywo z próbnego wypieku laboratoryjnego było zróżnicowane pod względem cech sensorycznych. Biorąc pod uwagę wygląd ogólny, strukturę i barwę miękiszu, wygląd i barwę skórki oraz smak i zapach najwyżej oceniono chleb z mąki nr 5. Najniżej został oceniony chleb z mąki nr 1, zastrzeżenia oceniających dotyczyły nieodpowiedniej struktury miękiszu oraz zbyt kwaśnego smaku tego chleba.

LITERATURA [1]  Ambroziak Z. (red.) 1988. Piekarstwo i ciastkarstwo. WNT, Warszawa. [2]  Biller E. 2003. Instrumentalny pomiar barwy. W: Wybrane procesy w technologii żywności (red. E. Janda). Wyd. SGGW, Warszawa. [3]  Binder M., A. Pruska-Kędzior, Z. Kędzior,

M. Jankowska, E. Chojnacka. 2011. Charakterystyka składu frakcyjnego i właściwości reologicznych białka wypełniającego ziarna żyta. Żywność. Nauka. Technologia.

Jakość 6, 67-78. [4]  Cacak-Pietrzak G. 2016. Wykorzystanie ziarna żyta na cele konsumpcyjne i inne. W: Materiały XXXVII Konferencji w Krynicy Morskiej – Kontrola jakości w obrocie i przetwórstwie ziarna zbóż, Krynica Morska, 1-4 czerwca 2016, Wydawnictwo

IBPRS, Warszawa. [5]  Ceglińska A. 2014. Pieczywo. W: Wybrane zagadnienia z technologii żywności pochodzenia roślinnego (red. M. Mitek, K. Leszczyński). Wydawnictwo SGGW, Warszawa, 310-322. [6]  Dojczew D., A. Ceglińska. 2014. Mąki. W:

Wybrane zagadnienia z technologii żywności pochodzenia roślinnego (red. M. Mitek, K. Leszczyński). Wydawnictwo SGGW,

Warszawa, 274-284. [7]  Gąsiorowski H. (red.). 1994. Żyto – chemia i technologia. PWRiL, Poznań. [8]  Kot M., E. Słowik. 2012. Wartość wypiekowa mąki żytniej. Przegląd Zbożowo-Młynarski, 56(12), 19-21. [9]  Litwinek D., H. Gambuś, R. Sabat, A. Wywrocka-Gurgul, M. Laskoś. 2015. Porównanie jakości i wartości odżywczej mąki żytniej, pszennej i orkiszowej z pełnego przemiału. W: Technologiczne kształtowanie jakości żywności (red. K.M. Wójciak, Z.J. Dolatowski). Wydawnictwa Naukowe PTTŻ, Kraków, 171-180. [10]  Najewski A., J. Szarzyńska. 2013. Wartość technologiczna odmian żyta. Przegląd Zbożowo-Młynarski 57(8), 6-7. [11]  Ostasiewicz A., A. Ceglińska, S. Skowronek. 2009. Jakość pieczywa żytniego z dodatkiem zakwasów. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 2, 67-74. [12]  PN-A-74108: 1996. Pieczywo. Metody badań. [13]  PN-A-74032: 2002. Przetwory zbożowe. Mąka żytnia. [14]  PN-EN-ISO 2171: 2010. Ziarno zbóż i przetwory zbożowe. Oznaczenie popiołu całkowitego. [15]  PN-EN-ISO 3093: 2010. Pszenica, żyto i mąki z nich uzyskane, pszenica durum i semolina. Oznaczenie liczby opadania metodą Hagberga-Pertena. [16]  PN-EN ISO 712: 2012. Ziarno zbóż i przetwory zbożowe. Oznaczanie wilgotności. Metoda odwoławcza. [17]  PN-EN ISO 20483: 2014. Ziarno zbóż i nasiona roślin strączkowych. Oznaczanie zawartości azotu i przeliczanie na zawartość białka. Metoda Kjeldahla. [18]  PN-EN-ISO 7973: 2016. Ziarno zbóż i przetwory zbożowe. Oznaczanie lepkości mąki. Metoda z zastosowaniem amylografu. [19] Rocznik Statystyczny Rolnictwa: 2019. Wydawnictwo GUS, Warszawa. [20]  Stępniewska S. 2017. Wartość wypiekowa mąki żytniej typ 500 produkowanej w krajowych młynach. Acta Agrophysica 24, 341-343. [21]  Stępniewska S. 2019. Ocena wartości wypiekowej mąki żytniej typ 720 wyprodukowanej w krajowych młynach przemysłowych. Przegląd Zbożowo-Młynarski 63(1), 32-37. [22]  Stępniewska S., G. Cacak-Pietrzak. 2016. Wartość wypiekowa mąki żytniej i metody jej oceny. Przegląd Zbożowo-Młynarski 60(4), 40-43. [23]  Stępniewska S., W.H. Hasoon, A. Szafrańska, G. Cacak-Pietrzak, D. Dziki. 2019. Procedures for breadmaking quality assessment of rye wholemeal flour. Foods 8, 331-342. [24]  Szafrańska A. 2011. Ocena wartości wypiekowej mąki żytniej. Postępy Nauki i Technologii Przemysłu Rolno-Spożywczego 66, 5-18.

Polub nas na

Dominika Olszak -Osso wska

1 Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu 2 Lantmännen Unibake Polska

Pumpernikiel –połączenie tradycji i współczesnych oczekiwań

Streszczenie

W artykule opisano specyfikę głównych etapów produkcji pieczywa typu pumpernikiel. Omówiono poszczególne procesy fermentacji zakwasów oraz fermentacji ciasta. Wyszczególniono czynniki wpływające na proces prowadzenia fermentacji oraz wydłużenia trwałości chleba za pomocą pasteryzacji. Opisano specyficzny sposób wypieku chleba oraz rozpisano wartości odżywcze pieczywa pełnoziarnistego. Dokonano analizy walorów smakowych i zapachowych tego typu pieczywa. Słowa kluczowe: pumpernikiel, pieczywo, zakwas, fermentacja, wypiek, mąka pełnoziarnista, błonnik

Pumpernickel bread – split of tradition and nowadays demands

Summary

The article describes the specificity of the main stages of the production of pumpernickel bread. The fermentation of sourdough and dough are discussed. Influencing factors for fermentation process and pasterization process are presented. It shows the specific of baking pumpernickel bread and wholegrain products’ nutritional value. The article analyzes taste and aroma attributes. Keywords: pumpernickel bread, bread, leaven, fermentation, baking, wholegrain flour, fibre

Wśród różnych sposobów zachęcających konsumentów do zainteresowania spożyciem pieczywa warto przypomnieć produkty, które jeszcze kilkadziesiąt lat temu uznawane były za delikatesowe, a obecnie są nieco zapomniane. Jednym z takich produktów jest pumpernikiel – pieczywo żytnie zaspokajające najbardziej wybredne oczekiwania sensoryczne, ale także wysoko cenione ze względu na jego wartość żywieniową.

Chleb ten, produkowany z surowców grubego przemiału w oparciu o tradycyjną, wieloetapową fermentację i długotrwały wypiek dostarcza m.in. witaminy z grupy B, cynk, żelazo, niacynę, magnez oraz błonnik pokarmowy. Ma większą wartość odżywczą w porównaniu z razowym pieczywem pszennym; zawiera więcej błonnika, zarówno w formie rozpuszczalnej jak i nierozpuszczalnej, więcej węglowodanów złożonych, które jak wiadomo, powinny być spożywane w większej ilości niż cukry proste. Zapotrzebowanie przeciętnej osoby dorosłej na energię pochodzącą z węglowodanów to 50-70% całkowitego dobowego zapotrzebowania ener

getycznego [2]. Nie bez znaczenia jest także duża zawartość w tym pieczywie związków o charakterze przeciwutleniaczy, będących pochodnymi daleko zaawansowanej reakcji Maillarda.

Pumpernikiel jest ciemnym, pełnoziarnistym pieczywem, które początkowo wytwarzane było z grubo mielonego ziarna żyta. Należy do chlebów żytnich wytwarzanych z zastosowaniem procesu fermentacji wielofazowej na tak zwanym zakwasie. Cechą charakterystyczną pumpernikla jest brak typowej skórki chlebowej oraz wysoka wilgotność chleba, które wynikają z wyjątkowo długiego wypieku przekraczającego 16 godz. Wypiek ten dodatkowo jest prowadzony w zamkniętych formach, w stosunkowo niskiej temperaturze ok. 110°C, co w efekcie bardziej przypomina proces gotowania czy też parowania. Jak podaje Neumann i Pelshenke [6] ojczyzną pumpernikla jest Westfalia, a sprzedaż pumpernikla w małych bochenkach zapoczątkował piekarz Engelbert Söckeland, którego uznano za prekursora sprzedaży dużej ilości pumpernikla początkowo w Niemczech, a następnie w E uropie. Warto dodać, że pumpernikiel z Westfalii Westfälischer Pumpernickel jest wpisany na listę produktów o chronionym oznaczeniu geograficznym. Pumpernikiel z Westfalii cieszy się dużą renomą i dzięki temu można go znaleźć w większości sieci sklepów w Niemczech.

W Rozporządzeniu Rady (WE) nr 510/2006 opisany jest proces technologiczny, skład, okres przydatności do spożycia, wygląd, zapach oraz smak charakterystyczny tylko dla tego rodzaju pieczywa [8].

Według dawnej receptury ciasto na pumpernikiel było zarabiane w drewnianych dzieżach, a pozostałą część z produkcji wykorzystywano do fermentacji kolejnego zakwasu. Ciasto łączono z mąką oraz wrzątkiem i następnie odbywała się fermentacja trwająca całą dobę [7]. Tradycja prowadzenia długiego procesu fermentacji zakwasu trwa do dzisiaj, jednak coraz częściej do jego fermentacji wykorzystuje się określone kultury starterowe bakterii kwasu mlekowego oraz drożdże.

Rysunek 1. Schemat technologiczny produkcji zakwasu pierwszego.

Proces produkcji zakwasu (rys. 1) rozpoczyna się od aktywacji kultur starterowych w wodzie. Po rozprowadzeniu sproszkowanego preparatu w wodzie do wytworzonej zawiesiny dodaje się mąkę żytnią T 2000 oraz wodę w takich proporcjach, aby uzyskać 170% wydajności. Wszystkie składniki muszą być razem wymieszane w dzieży na wolnych, a następnie na szybkich obrotach. Czas fermentacji tej fazy wynosi ok. 22 godzin, a jej temperatura powinna mieścić się w przedziale 28-30°C. Uzyskiwany jest w ten sposób tzw. zaczątek.

Zaczątek transportowany jest do zbiornika fermentacyjnego, gdzie dodawana jest mąka żytnia T 997 oraz woda w odpowiednich proporcjach. Tutaj odbywają się kolejne fazy fermentacji. Pierwsza trwa ok. 6 godzin. Po tym czasie dodawana jest mąka żytnia T 997 oraz woda o temperaturze umożliwiającej utrzymanie wymaganych dla tej fazy warunków cieplnych 28-30°C .

Dalsze namnażanie się mikroflory i jednocześnie utrzymanie właściwych proporcji bakterii kwasu mlekowego i drożdży odbywa się w kolejnych fazach, na początku których dodawana jest mąka oraz woda, przy czym w pierwszej fazie temperatura jest obniżana do ok. 24-26°C, a czas fermentacji trwa parę godzin, natomiast w drugiej fermentacja trwa ponad 5 godzin, a temperatura zakwasu wzrasta do 27°C. W kolejnej fazie dodaje się następną porcję mąki żytniej oraz wodę. Ogólny czas trwania standardowej fermentacji zakwasu wynosi ok. 18 h. Czas oraz temperatura mąki i/lub wody są na bieżąco aktualizowane, w zależności od pory roku oraz jakości surowca. Końcowa kwasowość zakwasu powinna wynosić ok. 16-20°SH, a wydajność 210. Odpowiednie prowadzenie zakwasu ma bardzo duży wpływ na przebieg kolejnych etapów procesu wytwarzania ciasta i aromat chleba.

Gotowy zakwas dozowany jest w odpowiednich proporcjach i mieszany ra

MIESZANIE KULTURY STARTEROWEJ Z WODĄ

aktywacja kultury starterowej (temp. 28-30°C)

ZACZĄTEK

temp. 28-30°C

KULTURA STARTEROWA + WODA

MĄKA ŻYTNIA + WODA

FERMENTACJA ZACZĄTKU

KONIEC FERMENTACJI ZACZĄTKU ZADOZOWANIE

ZACZĄTKU

START FAZA 1

temp. 24-26°C

KONIEC FAZY 1 START FAZA 2

temp. 26-28°C

KONIEC FAZY 2 START FAZA 3

temp. 24-26°C

MĄKA ŻYTNIA + WODA

MĄKA ŻYTNIA + WODA

MĄKA ŻYTNIA + WODA

KONIEC FAZY 3

MAGAZYNOWANIE (CHŁODZENIE)

Rysunek 1. Schemat technologiczny produkcji zakwasu pierwszego.

DOZOWANIE ZAKWASU DO DZIEŻY

zem z mąką żytnią T 2000 oraz wodą. Czas fermentacji tak przygotowanej mieszaniny trwa ok. 5 godzin. Poszczególne etapy produkcji pokazane są na rys. 2.

Ciasto przygotowywane jest z: mąki żytniej pełnoziarnistej, zakwasu żytniego, wody, cukru, ekstraktu słodowego jęczmiennego jasnego, soli, ekstraktu słodu jęczmiennego, prażonej mąki słodowej pszennej, błonnika pszennego, regulatora kwasowości (octanu sodu).

Po wymieszaniu, ciasto formowane jest w kęsy i układane w dużych metalowych formach. Masa jednego kęsa waha się w granicach 6000 do 7000 g. Formy są szczelnie zamykane, a ułożone w nich kęsy poddawane są końcowej fermentacji (w temperaturze powyżej 30°C) przez ok. 60 minut. Po tym czasie formy trafiają do pieca, gdzie następuje wypiek chleba, który charakteryzuje się dość niską temperaturą (ok. 115°C) i długim czasem wypieku ok. 20 godzin. Długi, wieloetapowy proces fermentacji oraz wydłużony proces wypieku chleba powodują, że pumpernikiel ma niezwykłe walory smakowe oraz zapachowe. Dzięki reakcjom Maillarda uzyskiwana jest na całym przekroju bardzo ciemna barwa chleba. Fermentacja powoduje pojawienie się ostrego smaku pumpernikla. Dodatek cukru oraz słodów daje słodki, karmelowy posmak oraz przyczynia się do ciemnienia barwy podczas wypieku. Wypiek w zamkniętych formach uniemożliwia wysychanie, dzięki czemu chleb na całym przekroju ma wyrównaną wilgotność. Po wypieku kęsy ciasta wybija się z forem i pozostawia do schłodzenia. Jego czas jest zależny od warunków panujących w chłodni. Następnie schłodzone bochenki krojone są za pomocą krajalnicy, pakowane w opakowania jednostkowe i poddawane pasteryzacji. Pasteryzacja odbywa się w piecach, w których odbywał się wypiek. Aby uzyskać wystarczającą sterylność produktu miękisz powinien być dogrzewany do temperatury co najmniej 72°C przez minimum 15 minut. Pasteryzacja wydłuża trwałość produktu, a szczelne opakowanie zapobiega wysychaniu oraz czerstwieniu pieczywa.

Pumpernikiel jest wyjątkowo cennym pieczywem nie tylko pod względem smakowym, ale i żywieniowym. Wartość

glikemiczny pumpernikla wg Fostera-Powella i wsp. [3] wynosi zaledwie 50, podczas, gdy w przypadku chleba żytniego pełnoziarnistego 58, a pszennego pełnoziarnistego aż 71. Wynika to z faktu, że proces produkcji tego pieczywa sprzyja utworzeniu w nim znacznie większej ilości opornej skrobi (tzw. resistant starch), obniżając tym samym poziom cukrów przyswajalnych i spowalniając procesy trawienia [4]. To, że pumpernikiel w porównaniu z innymi rodzajami pieczywa wykazuje najniższy indeks glikemiczny potwierdzają także Breen i wsp. [1]. Wykazali oni, że po dwóch godzinach od spożycia pumpernikla poziom glukozy we krwi był niższy o 20 mg/dl od poziomu po spożyciu porównywalnej ilości pieczywa pszennego. Pieczywo to wykazuje także dużo niższą reakcję insulinową. Poziom insuliny badany dwie godziny po spożyciu pieczywa pszennego kształtował się na poziomie ok. 110 µlU/ml, a dla pumpernikla na poziomie ok. 75 µlU/ml [1].

Skład surowcowy oraz specyficzne warunki produkcji tego pieczywa sprawiają, że odznacza się wyjątkowo bogatymi walorami smakowo-zapachowymi. Przeprowadzona analiza sensoryczna wykazała, że w aromacie pumpernikla najsilniej odczuwane wyróżniki zapachowe to „brązowy”, który to, według podstawowego słownika określeń opisujących cechy smakowo- -zapachowe [10], obejmuje m.in. takie cechy charakterystyczne jak przypalony, upalonego cukru, palonego ziarna zbóż, następnie „słodowy” i „karmelowy”. Natomiast szczegółowe badania kluczowych związków zapachowych, przeprowadzone przez nasz zespół wykazały, że za te swoiste odczucia odpowiadają między innymi takie związki jak 2- i 3-metylobutanal o zapachu słodowym, 4-hydroksy-2,5-dimetylo-3(2H)-furanon o zapachu karmelowym oraz kilkanaście innych związków, które tworzą łącznie kompozycję charakterystyczną dla tego rodzaju pieczywa [5].

Podsumowując: Pieczywo typu pumpernikiel produkowane jest z pełnoziarMIESZANIE SKŁADNIKÓW W DZIEŻY MĄKA ŻYTNIA + WODA + ZAKWA S PIERWSZY ZAKWAS DRUGI mąka żytnia, woda, cukier, ekstrakt słodowy, sól, błonnik, regulator kwasowości CIASTO FORMOWANIE KĘSÓW

W FOREMKACH

WYPIEK (ok. 115⁰C, 20 h) CHŁODZENIE KROJENIE, PAKOWANIE PASTERYZACJA fermentacja miesienie fermentacja odżywcza pumpernikla w 100 g produktu wynosi kolejno: wartość energetyczna 1017 kJ/241 kcal, zawartość tłuszczu 2,2 g w tym kwasów tłuszczowych nasyconych 0,3 g, węglowodanów 45 g, w tym cukrów 8,5 g, błonnika 10,7 g, białka 5,3 g, soli 1,5 g. Wysoka, przekraczająca 6 g na 100 g produktu zawartość błonnika pokarmowego, klasyfikuje go w grupie produktów wysokobłonnikowych o korzystnym wpływie na indeks glikemiczny oraz perystaltykę jelit [9]. Skład recepturowy, oparty o razową mąkę żytnią, dodatki, oraz długotrwały proces fermentacji i wypieku sprawiają, że zawartość białek glutenowych w pieczywie jest zdecydowanie niższa niż w klasycznym pieczywie i zawiera się w granicach 500-600 ppm, mierzonego za pomocą metody ELISA (wyniki własnych badań).

Mimo słodkawego posmaku pumpernikiel zaliczany jest do produktów o niskim indeksie glikemicznym. Indeks Rysunek 2. Schemat technologiczny produkcji pumpernikla.

nistej mąki żytniej oraz zakwasu żytniego, które są jego głównymi składnikami. Jest pieczywem, które odznacza się ciemną barwą, słodko-ostrym smakiem oraz zbitą konsystencją a dodatkowo posiada interesujący bukiet aromatyczny. Dzięki wieloetapowej fermentacji zakwasów oraz długiemu procesowi wypieku w chlebie tym tworzą się ciekawe związki zapachowe. Pumpernikiel ze względu na niski indeks glikemiczny polecany jest dla cukrzyków, a także dla tych, co dbają o prawidłową masę ciała. Niewątpliwie dzięki wysokiej zawartości błonnika poprawia trawienie. Mamy nadzieję, że niniejszy artykuł zachęci czytających do kupna tego niezwykłego, a niestety trochę zapomnianego chleba. LITERATURA: [1]  Breen C., M. Ryan, M.J. Gibney, M. Corrigan, D. O’Shea. 2013. Glycemic, Insulinemic, and Appetite Responses of Patients With Type 2 Diabetes to Commonly Consumed Breads’. Opublikowano przez SAGE w imieniu American Association of Diabetes Educators: 6-7. [2]  Ciborowska H., A. Rudnicka. 2016. Zapotrzebowanie energetyczne na węglowodany. Dietetyka. Żywienie zdrowego i chorego człowieka. Wyd. Lekarskie PZWL,

Warszawa: 63. [3]  Foster-Powell K., S.H.A. Holt, J.C. Brand- -Miller. 2002. International table of glycemic index and glycemic load values American Journal of Clinical Nutrition: 76, 5-56. [4]  Gawęcki J., W. Roszkowski. 2016. Rola produktów zbożowych w żywieniu ludzi zdrowych i chorych (w: Gawęcki J., Obuchowski W.: Produkty zbożowe. Technologia i rola w żywieniu człowieka). Poznań, 155-170. [5]  Majcher M.A., D. Olszak-Ossowska, K. Szudera-Kończal, H.H. Jeleń. 2020.Formation of Key Aroma Compounds during Preparation of Pumpernickel Bread. Journal of

Agricultural and Food Chemistry. [6]  Neumann M.P., P. Pelshenke.1943. Brotgetreide und Brot. Verlag von Paul Parey in

Berlin. 460-464. [7]  Reński A. 1964. Pumpernikiel. Technologia piekarstwa. Część III. Wyd. Przemysłu Lekkiego i Spożywczego, Warszawa: 40-42. [8]  ROZPORZĄDZENIE RADY (WE) NR 510/2006 w sprawie ochrony oznaczeń geograficznych i nazw pochodzenia produktów rolnych i środków spożywczych „WESTFÄLISCHE R PUMPERNICKEL” EG-Nr.:DE-PGI-0005-01095 – 22.02.2013: 20-22. [9]  ROZPORZĄDZENIE (WE) NR 1924/2006

PARLAMENTU EU ROPEJSKIEGO I RADY z dnia 20 grudnia 2006 r. w sprawie oświadczeń żywieniowych i zdrowotnych dotyczących żywności: 24. [10]  Stampanoni Koeferli Ch. R. Ujednolicenie słownictwa sensorycznego definicje wyróżników smakowitości. Przemysł Spożywczy, 1998, 4, 36-39.