Cereale, leguminoase boabe şi produse rezultate din prelucrarea acestora

Caracterizarea merceologică a cerealelor

Cerealele şi produsele derivate ale acestora prezintă o deosebită importanţă economică şi socială, apreciindu-se că pentru alimentaţia umană, asigură circa 65% din necesarul zilnic de calorii şi 45% din cel al proteinelor. La aceste elemente nutritive de primă importanţă se adaugă şi un aport semnificativ de glucide, vitamine (mai ales din grupa B) şi minerale (P, K, Mg etc.).

Boabele de cereale au un potenţial tehnologic şi nutritiv ridicat, putînd fi prelucrate într-o gamă diversificată de produse: crupe, făină, paste făinoase, produse de panificaţie, concentrate alimentare etc.

Grupa cerealelor cuprinde un număr mare de specii, cel mai frecvent cultivate şi utilizate în consum fiind: grâul, secara, orzul, ovăzul, porumbul şi orezul.

Structura şi compoziţia chimică a boabelor de cereale

Calitatea şi valoarea nutritivă a produselor obţinute din cereale sunt determinate de principalele formaţiuni morfologice ale boabelor acestora.

Bobul cerealelor este constituit din trei părţi principale: învelişul, endospermul şi embrionul.

Proporţia acestor formaţiuni anatomice de bază, structura şi compoziţia lor diferă în funcţie de specie, soi, varietate şi calitatea tehnologiilor de cultivare şi recoltare utilizate.

Învelişul bobului este o formaţiune stratificată situată la suprafaţa bobului şi alcătuită din celule dense, lignificate, bogate în celuloză, hemiceluloze şi substanţe minerale; această compoziţie permite o bună protecţie a endospermului şi embrionului faţă de acţiunea unor factori de natură externă, mecanici sau chimici. În procesul de măcinare şi cernere învelişul se separă sub formă de tărîţe.

Endospermul este partea cea mai reprezentativă a bobului, atît din punct de vedere cantitativ (circa 85% din masa bobului), cît şi calitativ. Se compune din celule mari, cu pereţi groşi umplute cu amidon (circa 80%), substanţe proteice (12-15%), zaharuri (1,5-2%), grăsimi (0,6-0,7%), minerale (0,3-0,4%), celuloză (0,1-0,2%); datorită acestei compoziţii are un rol foarte important în panificaţie.

Embrionul este partea bobului din care prin încolţire se formează o nouă plantă; este bogat în proteine, grăsimi şi vitamine, substanţe care susţin germinarea şi dezvoltarea plantei tinere. Embrionul se separă în procesele de prelucrare deoarece lipidele şi enzimele din compoziţia sa pot grăbi procesele de alterare din masa cerealelor.

Cerealele includ în compoziţia lor aproape toate substanţele nutritive importante pentru alimentaţia umană: glucide (reprezentate în cea mai mare parte de amidon şi în cantităţi mai reduse de glucoză, maltoză, rafinoză) hemiceluloze, substanţe proteice (albumine, globuline, gluteline, prolamine), lipide (lecitine, gliceride, steroli), substanţe minerale (calciu, magneziu, fosfor, potasiu, fier etc.), vitamine (B₁, B₂, B₆, E, PP, D₂), enzime, pigmenţi.

Compoziţia chimică a celor mai reprezentative specii de cereale este prezentată în tabelul 1.

Tabelul 1 Compoziţia chimică a principalelor seminţe de cereale (%)

Grâul (Triticum vulgare) este cereala cu cea mai mare importanţă economică, atît datorită compoziţiei chimice, cît mai ales, datorită capacităţii făinii sale de a forma în prezenţa apei glutenul, component cu rol deosebit în panificaţie. În industria alimentară se utilizează două tipuri de grâu şi anume grâul comun pentru panificaţie şi grâul dur pentru obţinerea pastelor făinoase. Loturile de grâu depreciate calitativ (cu boabe încolţite, atacate de dăunători, etc.) sunt excluse de la industrializare.

Secara (Secale cereale) are o importanţă economică mai redusă pentru ţara noastră. Făina de secară nu are capacitatea de a forma gluten, motiv pentru care este utilizată în panificaţie în amestec cu făina de grâu.

Porumbul (Zea mays) este o cereală bogată în amidon şi mai săracă în substanţe proteice. Este utilizat în industria alimentară ca materie primă pentru obţinerea amidonu-lui, băuturilor alcoolice, uleiului, glucozei, produselor de patiserie etc. Embrionul conţine o cantitate mare de grăsimi, ce determină o instabilitate destul de ridicată la păstrare.

Orzul (Hordeum vulgare) are ca specific faptul că bobul este îmbrăcat în învelişuri florale care reprezintă 10-12% din masa sa. Se utilizează în principal ca materie primă pentru industria berii şi a alcoolului; pe scară mai redusă se foloseşte la fabricarea unor crupe (arpacaş) sau a unor sortimente de făină în amestec cu făina de grâu, secară sau orez.

Orezul (Oryza sativa) asigură baza alimentaţiei pentru circa 50% din populaţia globului. Este cereala cu cel mai mare conţinut în amidon, însă endospermul său este aproape complet lipsit de vitaminele necesare metabolizării acestuia de către organismul uman. De asemenea, boabele de orez prezintă cele mai multe defecte (boabe şistave, incomplet dezvoltate, fisurate, cu endosperm îngălbenit etc.) ceea ce conduce la un randament scăzut în prelucrare. Este utilizat ca materie primă pentru fabricarea crupelor, a amidonului şi a unor băuturi alcoolice tari.

Caracterizarea merceologică a principalelor leguminoase boabe

Boabele de leguminoase sunt alcătuite din două cotiledoane între care se găseşte embrionul; acestea sunt acoperite de un tegument tare, cornos, lucios, alb sau colorat. Forma, culoarea şi dimensiunile boabelor sunt caracteristici de diferenţiere a speciilo şi soiurilor de leguminoase.

Compoziţia chimică se caracterizează printr-un conţinut mare de proteine (20-36% sau chiar mai mult la unele soiuri de soia), de glucide (predomină amidonul) şi mai redus de grăsimi (2-6%) cu excepţia boabelor de soia (16-20%) (tabelul 2).

Leguminoasele boabe conţin şi elemente cu rol antinutriţional, respectiv inhibitori ai enzimelor proteolitice, numite glicozizi care trebuie inactivate prin tratamente termice.

Principalele leguminoase cultivate în ţara noastră sunt: fasolea, mazărea şi soia.

Fasolea (Phaseolus vulgaris). Pentru obţinerea preparatelor culinare pe bază de fasole se utilizează boabele întregi sau prelucrate sub formă de făină sau fulgi. Datorită comportării neuniforme la fierbere, se recomandă comercializarea în loturi omogene, formate dintr-un singur soi şi din recolta anului curent.

Mazărea (Pisum sativum) are o compoziţia chimică apropiată de cea a fasolei, fiind însă mai puţin utilizată în alimentaţie comparativ cu aceasta.

Soia (Glicine hispida Max) are o valoare nutritivă superioară tuturor materiilor prime agroalimentare de origine vegetală. Ea se caracterizează printr-un conţinut ridicat de proteine (30-35%) bine echilibrate în aminoacizi. De asemenea, soia este bogată şi în grăsimi (16­20%), fiind utilizată pentru extracţia uleiului alimentar. Datorită acestor caracteristici nutritive, soia este utilizată la fabricarea unor sortimente largi de produse alimentare, uneori chiar în amestec cu produse de origine animală.

Produse obţinute prin prelucrarea cerealelor

Crupele

Crupele sunt produse care rezultă în urma unui proces special de prelucrare prin care este separat endospermul de celelalte părţi structurale ale boabelor de cereale sau leguminoase. Sortimentul de crupe cuprinde mai multe, cum sunt:

• crupe pe bază de grâu: crupe expandate şi glazurate, griş, arpacaş;
• crupe pe bază de porumb: mălai, fulgi de porumb, porumb expandat;
• crupe pe bază de orz: arpacaş, brizură de orz;
• crupe pe bază de orez: orez şlefuit, orez polisat, orez expandat, brizură de orez, orez expandat, fulgi de orez;
• crupe de ovăz: fulgi de ovăz.

Compoziţia chimică a crupelor este identică sau apropiată de cea a boabelor din care provin, în funcţie de procesele de prelucrare la care sunt supuse.

În procesul obţinerii crupelor pot fi delimitate două etape: pregătirea boabelor pentru prelucrare şi prelucrarea propriu-zisă. Pregătirea boabelor presupune eliminarea impurităţilor, sortarea pe dimensiuni şi după caz, opărirea şi uscarea lor. În funcţie de specificul produsului finit ce urmează a fi obţinut, operaţiunile de prelucrare propriu-zisă pot fi: fragmentare, şlefuire, polisare, laminare, prăjire, expandare, glazurare etc.

Crupele cu cea mai mare frecvenţă de utilizare în consumul alimentar sunt: mălaiul, grişul şi orezul (crupele de orez).

Mălaiul (făina de porumb) se obţine prin măcinarea boabelor de porumb, cu sau fără separarea germenilor. Gradul de extracţie prin cernere este cuprins între 75 - 90% din masa bobului întreg. Cantitatea de tărîţe care rămîne în mălai creşte proporţional cu gradul de extracţie. Mălaiul de calitate superioară are un grad redus de extracţie, o granulaţie mare şi uniformă (800-1000 ^m), conţine puţine învelişuri iar compoziţia sa se apropie de cea a endospermului.

Grişul se obţine concomitent cu făina albă şi are o structură granulară de 500-800^m. Este un produs uşor asimilabil şi nutritiv. La verificarea calităţii se apreciază mirosul şi gustul normal, lipsa urmelor de infestare cu dăunători culoarea alb-gălbui şi umiditatea maximă de 14%.

Orezul (crupe de orez) se obţine din boabe de orez după operaţiuni de decorticare (îndepărtarea învelişurilor florale), şlefuire, polisare şi eventual glazurare (acoperirea cu un sirop de glucoză, sau miere, caolin amidon, etc.). Prin glazurare orezul îşi îmbunătăţeşte proprietăţile tehnologico-culinare, căpătînd o stabilitate mai mare în timpul fierberii. La verificarea calităţii se apreciază aspectul de bob sănătos, complet decorticat, de culoare alb- gălbui, fără miros străin, cu gust specific produsului sănătos, neinfestat.

Făina

Făina este un produs sub formă de pulbere fină, obţinut prin măcinarea boabelor de cereale. Procesul de obţinere a făinii se derulează în două etape: pregătirea boabelor pentru măcinare şi măcinarea propriu-zisă.

Gradul de extracţie reprezintă cantitatea de făină ce se obţine prin măcinare din 100 kg boabe. În funcţie de gradul de extracţie, făina poate fi alcătuită numai din endosperm (făina albă de calitate superioară) sau poate conţine şi învelişuri în proporţii crescînde pînă la cuprinderea lor în totalitate (făină integrală).

Extracţia făinii se exprimă şi se controlează prin conţinutul de cenuşă, avînd în vedere că cea mai mare cantitate de substanţe minerale este concentrată în zona învelişurilor, iar cea mai mică în zona periferică a endospermului. Cu cît gradul de extracţie al făinii este mai mare, cu atît conţinutul de cenuşă este mai mare.

După măcinare, făina este supusă unui proces de maturare. Maturarea se realizează prin păstrarea în condiţii normale şi are ca scop ameliorarea proprietăţilor de panificaţie. În funcţie de sortimentul de făină, maturarea durează între 5 şi 15 zile. Maturarea se poate realiza şi artificial, prin utilizarea unor substanţe chimice speciale, lipsite de toxicitate.

Clasificarea făinii poate fi realizată după următoarele criterii:

• specia de cereale din care provine: grâu, secară etc.;
• granulozitatea: făină obişnuită, făină grifică;
• gradul de extracţie: 30%, 70%, 80%;
• destinaţia: făina pentru panificaţie, făina pentru patiserie, făina pentru pastele făinoase.

Cele mai frecvente tipuri de făină sunt făina de grâu şi făina de secară. În cantităţi mai reduse se produce şi făină de orez, orz, porumb, făină de leguminoase boabe (de soia, fasole, mazăre).

Făina de grâu se clasifică în făină pentru panificaţie şi făină pentru fabricarea pastelor făinoase. Sortimentul de făină pentru panificaţie cuprinde făina albă, făina semialbă, făina neagră (integrală) şi făina dietetică.

Compoziţia chimică a făinii este determinată de cea a bobului de grâu precum şi de tipul de extracţie practicat. În făină se găsesc glucide (predomină amidonul), substanţe proteice, grăsimi, substanţe minerale (P, K), vitamine (mai ales din complexul B) şi enzime. Făina are o valoare energetică mare, datorită conţinutului de amidon care se regăseşte şi în produsele făinoase.

Aprecierea calităţii făinii se face prin intermediul proprietăţilor organoleptice (culoare, aspect, gust, miros), fizico-chimice (umiditate, aciditate, conţinut în cenuşă, cantitatea de gluten umed şi uscat, indicele glutenic, granulozitate etc.) şi igienico-sanitare (conţinutul de aditivi şi tipul acestora, conţinut de pesticide etc).

De asemenea, o atenţie specială trebuie acordată şi proprietăţilor microbiologice. Boabele de cereale, chiar sănătoase, conţin pe suprafaţa lor o microfloră bogată care trece prin măcinare în făină; numărul de microorganisme din făină este mai mic decît la cereale, datorită operaţiunilor de curăţire a boabelor şi măcinare. Păstrarea făinii în condiţii ridicate de temperatură şi umiditate favorizează dezvoltarea microorganismelor şi implicit procesele de alterare, cele mai frecvente fiind incingerea şi mucegăirea. Făina încinsă are miros caracteristic, gust iute-amar şi aciditate crescută.

Pentru evaluarea comportării tehnologice a făinii se verifică capacitatea de hidratare, capacitatea de a forma şi reţine gaz în aluat, proprietăţile reologice ale aluatului (consistenţă, elasticitate, plasticitate, vîscozitate).

Pastele făinoase

Pastele făinoase sunt produse care se obţin pe bază de aluat crud, nefermentat şi uscat pînă la o umiditate de 12-13%.

Făina destinată obţinerii pastelor făinoase provine în special din soiuri superioare de grâu tare (Triticum durum) şi soiuri de grâu comun (Triticum vulgare) cu sticlozitate mare. Se utilizează făina grişată (grifică) cu granule omogene şi cu un grad de extracţie recomandat de 30%.

Pastele făinoase se clasifică după două criterii:

după particularităţile reţetei de fabricaţie:

• paste făinoase simple (obişnuite), în alcătuirea cărora intră doar făina şi apa;
• paste făinoase cu adaos (ouă, spanac, brînzeturi etc.).

după particularităţile modelării:

• macaroane (cu formă tubulară);
• fidea şi spaghete (cu formă filiformă);
• tăiţei şi lazane (cu formă de panglică, lazanele au o lăţime mai mare).
• figuri diferite (litere, steluţe, inele etc.).

Compoziţia chimică a pastelor este determinată de materia primă utilizată pentru obţinerea lor (făină şi după caz, diferite adaosuri), predominînd glucidele reprezentate în cea mai mare proporţie de amidon; conţin deasemenea preteine (gluten, albumine, globuline şi prolamine), vitamine (B₁, B₂, PP) şi substanţe minerale (calciu, fosfor, fier).

Prin verificarea calitativă se apreciază însuşiri precum:

• aspectul : suprafaţă să fie netedă, mată, iar la lumină difuză să fie translucide;
• culoarea: alb-gălbui iar la cele cu adaos specifică diferitelor produselor adăugate;
• miros şi gust specifice, fără urme de viciere;
• umiditate maximă 13%;
• aciditate maximă 3,5 grade;
• rezistenţă mecanică bună, apreciată prin rezistenţa la încovoiere;
• friabilitate redusă.

Dintre proprietăţile tehnologico-culinare se apreciază durata de fierbere, comportarea la fierbere (gradul de cedare a substanţelor hidrosolubile) şi creşterea în greutate şi volum.

Ambalarea, depozitarea şi păstrarea crupelor, făinii şi pastelor făinoase. Pentru ambalare se utilizează saci de iută, pungi de celofan, de polietilenă, de hîrtie pergamentată sau lăzi de carton. Păstrarea se face în spaţii uscate, bine ventilate şi lipsite de dăunători, departe de produsele perisabile sau cu mirosuri puternice.

Produsele de panificaţie

În funcţie de procedeul utilizat pentru afînarea produselor din această categorie, întîlnim produse afînate biologic şi produse afînate chimic.

Produse de panificaţie afînate biologic

În această categorie sunt incluse: pîinea, specialităţile de panificaţie, pesmetul, covrigii şi alte produse. Afînarea lor se realizează cu ajutorul drojdiilor Saccharomyces cerevisiae care produc fermentaţia alcoolică a zahărului din aluat. În urma acestui proces de fermentaţie rezultă bioxid de carbon care determină afînarea aluatului şi respectiv formarea porozităţii.

Materiile prime utilizate în panificaţie sunt făina, drojdia, sarea, apa şi alte ingrediente (zahăr, miere de albine, uleiuri vegetale, lapte etc.), în funcţie de sortimentul ce urmează a fi fabricat.

Cel mai reprezentativ produs de panificaţie obţinut prin procedeul de afînare biologică este pîinea.

Ambalarea şi păstrarea produselor de panificaţie afînate biologic. Materialele utilizate pentru ambalare sunt foliile de polietilenă sau alte materiale plastice şi hîrtia de ambalaj de diferite tipuri. Pentru manipulare şi transport se folosesc în general lăzi din materiale plastice. Pentru asigurarea protecţiei şi evitarea contaminării se recomandă preambalarea produselor după răcirea acestora.

Păstrarea pîinii trebuie să se facă la o temperatură situată sub 20^oC şi la o umiditate relativa a aerului de 60-70%. În funcţie de tipul făinii utilizate, de sortiment, gramaj, preambalare, termenul de valabilitate este de 24-48 de ore, sau mai mult pentru produsele preambalate.

Bolile produselor de panificaţie afînate biologic

Boala întinderii (boala cartofilor) se caracterizează printr-un miez de consistenţă lipicioasă, care se întinde în filamente subţiri, şi are un miros neplăcut, de fructe putrezite. Această boală este provocată de bacteriile din genul Bacillus (Bacillus mesentericus, Bacillus subtilis) şi apare la pîinea de format mare, insuficient coaptă.

Mucegăirea este cauzată de diverse microorganisme care formează colonii de culoare diferită: Monilia candida (alb-crem), Mucor pusillus (cenuşiu), Aspergilus niger (negru-brun) etc. Dezvoltarea mucegaiurilor este însoţită de apariţia unor toxine.

Boala cretoasă se manifestă prin apariţia unor pete albe cu aspect de praf de cretă. Apare în cazul în care, pîinea caldă sau insuficient coaptă este introdusă pentru scurt timp în folii de material plastic.

Aprecierea calităţii produselor de panificaţie afînate biologic se face după proprietăţile organoleptice şi fizico-chimice. Astfel, apreciem organoleptic următoarele însuşiri mai importante:

• aspectul (formă regulată caracteristică produsului, coajă netedă, lucioasă, fără crăpături, rupturi sau arsuri);
• miezul (copt, nelipicios, elastic, cu pori uniformi);
• gustul şi mirosul (specifice, fără influenţe străine).

Dintre indicatorii fizico chimici se apreciază umiditatea (34-50%, aciditatea (pînă la 11 grade) şi porozitatea.

Un indicator important al proprietăţilor de panificaţie a făinii este cantitatea şi calitatea glutenului. O pîine bine crescută, cu miez gros, poros şi elastic se obţine dintr-o făină cu conţinut ridicat de gluten (peste 24%).

Produse de panificaţie afînate chimic

Produsele afînate chimic se caracterizează prin conţinut redus de apă, conţinut ridicat de zahăr, grăsimi şi proteine echilibrate în aminoacizi esenţiali prin intermediul ingredientelor utilizate la fabricarea lor. Această categorie de produse include: biscuiţi, napolitane, pişcoturi, turtă dulce, fursecuri etc. Afînarea lor se realizează cu substanţe chimice (carbonat acid de sodiu, carbonat de amoniu, bicarbonat de sodiu şi tartrat de amoniu) care adăugate în masa aluatului suferă reacţii chimice (prin solubilizarea în apă şi încălzire) care produc gaze cu rol în afînarea aluatului şi crearea porozităţii.

Pentru fabricarea produselor afînate chimic se foloseşte făina de grâu pentru patiserie de extracţie mică, granulaţie medie sau mare şi conţinut ridicat de gluten. În funcţie de procesul tehnologic al fiecărui sortiment, se mai adaugă zahăr, miere de albine, unt, margarină, ouă, arome, coloranţi, aditivi etc.