MODERN ACHIEVEMENTS OF CEREAL PRODUCTION
DOI:
https://doi.org/10.31395/2310-0478-2021-1-71-76Keywords:
cereals, grain, water-heat treatment, quality, cereal cropsAbstract
The current state of cereal production is analyzed. The modern range of cereal products and the peculiarities of obtaining their certain types are highlighted. It has been established that the range of cereal products is expanding due to the use of less common types of crops, as well as the use of innovative elements of grain processing. This is especially regarding triticale, spelt wheat and emmer wheat. The grain production of these crops has increased significantly. So it is promising to process it into cereals. This is due to the lower material consumption of cereal plants compared to flour mills, the possibility of efficient grain processing in low producing enterprises, lower requirements to the technological properties of raw materials. Given the quality properties of less common grain types, it is possible to build an effective marketing strategy for low and medium producing cereal plant. Cereals obtained from the grain of these crops are of high quality due to biochemical components (protein content, amino acid composition, higher content of biologically active compounds).One of the main processes of cereal production is water-heat treatment and grain husking. A significant change in the technological properties of grain as a result of its water-heat treatment is proved. Energy costs for grain moistening and softening level off by a significant increase in the number of high quality kernels. As a result, there is an increase in the yield of cereals, which have a higher cost. This process occurs at husking stage which follows after grain moistening and softening.As a result of the use of water-heat treatment and reducing the duration of grain husking, it is possible to increase the yield of cereals by 10–15 %, and energy consumption is reduced by 50 %. During wheat grain processing, the increase in husking duration causes a gradual abrasion of the surface layers which contain the main amount of fiber and dietary fiber. The use of grain moistening and softening contributes to the controlled change of technological properties with optimal level fixation. The positive effect of water-heat treatment during wheat grain processing has been proven, and the corresponding processes are used in industry.The importance of water-heat treatment conducting with an ultrahigh frequency electromagnetic field and its use in the technological process of cereal production is highlighted. In addition, methods for improving the nutritional value of cereals and prospects for the production of gluten-free products are shown.
References
Любич В. В., Новіков В. В., Лещенко І. А. Технологічні властивості зерна різних видів пшениці залежно від генотипу. Таврійський науковий вісник. 2020. Вип. 114. С. 63–69.
Liubych V. V., Tretiakova S. O., Melnik D. S. Optimization of groats production at processing of spelt grain. Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського. 2020. Том 31 (70), №5. С. 184–189.
Кернасюк Ю. В. Ринок круп’яних культур у 2020 році: аналітика та прогнози. Агробізнес сьогодні. 2020. Режим доступу – http://agro-business.com.ua/agro/ ekonomichnyi-hektar/item/17395-rynok-krupianykh-kultur- u-2020-rotsi-analityka-ta-prohnozy.html.
Технологія зберігання зерна з основами захисту від шкідників: Навч. посіб. / Н.М. Осокіна, І.І. Мостов’як, О.П. Герасимчук, В.В. Любич, К.В. Костецька, Н.П. Матвієнко. Київ: ННЦ «ІАЕ», 2016. 181 с.
Осокіна Н. М., Герасимчук О. П., Матвієнко Н. П. Технологія зберігання та переробки зерна. Київ: ТОВ «Книга-плюс», 2012. 320 с.
Rahaman T., Vasiljevic T., Ramchandran L. Shear, heat and pH induced conformational changes of wheat gluten-impact on antigenicity. Food Chem. 2016. Vol. 196. Р. 180– 188.
Agriculture, Forestry and Fishery Statistics – 2016 Edition. [(accessed on 10 September 2018)]; Available online: https://ec.europa.eu/eurostat/web/products-statistical- books/-/KS-FK-16-001.
Площі, валові збори та урожайність сільськогосподарських культур за їх видами та по регіонах у 2019 році. Режим доступу: http://www.ukrstat.gov.ua/.
Burdo O., Bandura V., Zykov A., Zozulyak I., Levtrinskaya J., Marenchenko E. Development of wave technologies to intensify heat and mass transfer processes. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017. Vol. 4, Issue 11 (88). P. 34–42.
Furman B. J. Triticale. Reference Module in Food Science. 2016. Vol. 3. P. 298–303.
Киселева M. И., Коломиец T. M., Пахолкова E. В., Жемчужина Н. С., Любич В. В. Дифференциация сортов озимой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) по устойчивости к наиболее вредоносным возбудителям грибных болезней. Биология растений. 2016. №. 51 (3). С. 299–309.
Jimenez L., Morales-Osorio A., Martinez M. Forage yield, chemical composition and in vitro gas production of triticale varieties (x Triticosecale Wittmack) preserved by silage or hay. Acta Agron. 2018. Vol. 67, Issue 3. P. 431–437.
Mergoum M., Singh P. K., Pen R. J., Lozano-del A. J., Cooper K. V., Salmon D. F., Macpherson H.Triticale: A ‘‘New’’ Crop with Old Challenges. Cereals. 2009. P. 267–287.
Karl F. Technology of main ingredients – water and flours. Wafer and Waffle. 2017. P. 115–121.
Wrigley C., Bushuk W. Triticale: Grain-Quality Characteristics and Management of Quality Requirements. Cereal Grains. 2017. P. 174–194.
Salmon D.F., Mergoum M., Macpherson H. Triticale production and management. FAO Plant Production and Protection Paper. 2004. No. 179. Р. 27–36.
Laskowski W., Górska-Warsewicz H., Rejman K., Czeczotko M., Zwolińska J. How Important are Cereals and Cereal Products in the Average Polish Diet? Nutrients. 2019. No 11 (3). Р. 66–79.
Якість зерна тритикале та продуктів його перероблення: моногр. / Г. М. Господаренко, В. В. Любич, В. В. Новіков, В. В. Желєзна; за заг. ред. Г. М. Господаренка. Київ: ТОВ «СІК ГРУП УКРАЇНА», 2019. 176 с.
Дмитрук Є. А., Любич В. В., Новіков В. В. Вихід крупи плющеної із зерна тритикале залежно від ступеня його лущіння та режиму водно-теплової обробки. Зернові продукти і комбікорми. 2015. №3. С. 23–27.
Дмитрук Є.А., Любич В. В., Новіков В. В., Полянецька І. О. Вплив вологості зерна тритикале озимого та тривалості відволожування на вихід ядра. Наукові праці ОНАХТ. 2014. Вип. 46, Т. 2. С. 19–23.
Poltoretskyi S., Hospodarenko H., Liubych V., Poltoretska N., Demydas H. Genetic origin and spreading of Triticum spelta L. Journal of Food, Agriculture and Environment. 2018. Vol. 16, Issue 3–4. P. 24–28.
Hospodarenko H., Karpenko V., Liubych V., Novikov V. Characterization of amino acid content of grain of new wheat varieties and lines. Agricultural Science and Practice. 2018. Vol. 5, Issue 3. P. 12–18.
Пшениця спельта. Г. М. Господаренко, П. В. Костогриз, В. В. Любич, Ф. М. Парій, С. П. Полторецький, І. О. Полянецька, Л. О. Рябовол, Я. С. Рябовол, О. Г. Сухомуд. За заг. ред. Г. М. Господаренка. Київ: ТОВ «СІК ГРУП УКРАЇНА», 2016. 312 с.
Akel W., Thorwarth P., Mirdita V., Weissman E. A., Liu G., Würschum T., Longin C. F. H. Can spelt wheat be used as heterotic group for hybrid wheat breeding? Theoretical and Applied Genetics. 2018. Vol. 131, Issue 4. P. 973–984.
Любич В. В., Полянецька І. О. Якість цілої крупи із зерна спельти залежно від індексу лущіння та водно- теплової обробки. Вісник Уманського НУС. Умань. 2015. № 2. С. 34–39.
Осокіна Н. М., Любич В. В., Возіян В. В. Вихід і якість крупи плющеної з пшениці спельти залежно від елементів технології переробки. Зб. наук. пр. Уманського НУС. 2017. Вип. 90. С. 91–98.
Caballerol Martín L. M., Alvarez J. B. Collection and characterisation of populations of spelt and emmer in Asturias (Spain). Czech Journal of Genetics and Plant Breeding. 2005. Vol. 41. Р. 175–178.
Laghetti G., Fiorentino G., Hammer K., Pignone D. On the trail of the last autochthonous Italian einkorn (Triticum monococcum L.) and emmer (Triticum dicoccon Schrank) populations: a mission impossible? Genetic Resources and Crop Evolution. 2009. Vol. 56(8). Р. 1163–1170.
Lacko-Bartošová M., Čurná V., Lacko-Bartošová L. Emmer – ancient wheat suitable for ecological farming. Research Journal of Agricultural Science. 2015. Vol. 47(1). Р. 3–10.
Čurná V., Lacko-Bartošová M. Chemical composition and nutritional value of emmer wheat (Triticum dicoccon Schrank): a review. Journal of Central European Agriculture. 2017. Vol. 18(1). Р. 117–134.
Zaharieva M., Ayana N. G., Hakimi A. A., Misra S. C., Monneveux P. Cultivated emmer wheat (Triticum dicoccon Schrank), an old crop with promising future: a review. Genetic Resources and Crop Evolution. 2010. Vol. 57 (6). Р. 937–962.
Dhanavath S., Prasada Rao U. J. S. Nutritional and nutraceutical properties of Triticum dicoccum wheat and its health benefits: An overview. Journal of Food Science. 2017. Vol. 82(10). Р. 2243–2250.
Любич В. В., Лещенко І. А. Вихід і якість цілої крупи із зерна пшениці полби залежно від консистенції ендосперму та водотеплового оброблення. Вісник аграрної науки Причорномор’я. 2020. Вип. 2 (106). С. 71–79
Любич В. В., Лещенко І. А., Сторожик Л. І., Войтовська В. І. Вихід і якість подрібненої крупи із зерна пшениці полби. Агробіологія. 2020. №2 (158). С. 79–90.
Осокіна Н. М., Любич. В. В., Новіков В. В., Лещенко І. А. Вихід крупи плющеної із пшениці полби залежно від тривалості опромінення ЕМП НВЧ і водотеплового оброблення. Збірник наукових праць Уманського НУС. 2020. Вип. 96, ч. 1. С. 52–71.
Bucsella B., Takács Á., Vizer V., Schwendener U., Tömösközi S. Comparison of the effects of different heat treatment processes on rheological properties of cake and bread wheat flours. Food Chem. 2016. Vol. 190. Р. 990–996.
Qu C., Wang H., Liu S., Wang F. Effects of microwave heating of wheat on its functional properties and accelerated storage. J Food Sci Technol. 2017. Vol. 54. Р. 3699–3706.
Osokina N., Liubych V., Novikov V., Leshchenko I., Pryhodko V., Petrenko V., Khomenko S., Zorunko V., Balabak O., Moskalets V., Moskalets T. Effect of Electromagnetic Irradiation of Emmer Wheat Grain on the Yield of Flattened Wholegrain Cereal. Eastern European Journal of Enterprise Technologies. 2020. Vol. 5, No 6 (108). Р. 40–51.
Seema A., Ghufran S.S.M., Asad S.S. Impact of microwave treatment on the functionality of cereals and legumes. Int J Agric Biol. 2012. Vol. 14. Р. 365–370.
Marston K., Khouryieh H., Aramouni F. Effect of heat treatment of sorghum flour on the functional properties of gluten-free bread and cake. LWT Food Sci Technol. 2016. Vol. 65. Р. 637–644.
Gómez M., Martínez M.M. Changing flour functionality through physical treatments for the production of gluten-free baking goods. J Cereal Sci. 2016. Vol. 67. Р. 68–74.