Разработка технологии и рецептуры хлебобулочного изделия функционального назначения с использованием нетрадиционного растительного сырья

Одним из путей решения проблемы создания пищевых продуктов заданного химического состава, является использование экологически безопасных, нетрадиционных сырьевых ресурсов растительного происхождения.

В качестве перспективных ингредиентов для создания функциональных пищевых продуктов практический интерес представляют продукты переработки нетрадиционного растительного сырья – виноградных выжимок и лекарственные растения, в частности ромашка аптечная.

Использование природных растительных ресурсов, как источника сырья, богатого незаменимыми микронутриентами, позволит расширить ассортимент выпускаемой хлебной продукции и улучшить ее химический состав

В Кубанском государственном аграрном университете на кафедре технологии хранения и переработки растениеводческой продукции проводятся научные исследования по изучению нетрадиционных видов сырья и возможности их применения для обогащения хлеба, что объясняется анализом состояния пищевого статуса населения Краснодарского края [7, с.31].

Одним из немаловажных факторов, определяющих возможность использования растительного сырья в производстве продуктов функционального назначения, являются входящие в его состав пектиновые вещества [4, с.14].

Как известно, виноградные выжимки являются богатым источником пектиновых веществ и используются для промышленной переработки с целью получения пектина и пектинсодержащих продуктов [3, с.63].

В наших исследованиях были исследованы виноградные выжимки (сухие и замороженные) белых сортов винограда районированных и наиболее перспективных в Краснодарском крае [6, с.10].

Из виноградных выжимок были получены пектиновые экстракты по ранее разработанной технологии [2, с.23].

Результаты эксперимента по содержанию сухих веществ, в том числе пектиновых веществ в пектиновых экстрактах, позволили определить чистоту пектиновых экстрактов в зависимости от условий консервирования виноградных выжимок (таблица 1).

Таблица 1

Качественные характеристики виноградных пектиновых экстрактов

Показатель	Пектиновый экстракт, полученный из выжимок винограда сортов
	Бианка	Виорика	Пино	Шардоне	Первенец Магарача	Цитронный Магарача
Сухие вещества (СВ), %	5,1 * 4,0	5,4 4,3	6,0 4,5	5,3 4,4	5,4 4,2	5,0 3,9
Выход пектинового экстракта из 100 г выжимок, мл	540,0 592,5	480,0 570,0	486,7 565,0	477,3 574,0	500,0 567,5	512,0 575,0
Массовая доля ПВ (спиртоосаждением), %	0,75 0,79	0,64 0,69	0,68 0,70	0,67 0,74	0,65 0,71	0,74 0,77
Степень чистоты, Ач	0,15 0,20	0,12 0,16	0,11 0,15	0,13 0,17	0,12 0,17	0,15 0,20
* В числителе – ПЭ из сухих выжимок; в знаменателе – ПЭ из замороженных выжимок

 

Проведенный анализ качества полученных виноградных пектиновых экстрактов (ВПЭ), показал, что степень чистоты экстрактов из замороженных выжимок выше, чем у экстрактов из сухих выжимок, поскольку при заморозке не происходит деградации пищевых веществ.

Комплексная оценка (по физико-химическим и органолептическим показателям) позволила выделить лучшие пектиновые экстракты, полученные из виноградных выжимок сорта Бианка и Цитронный Магарача.

Наряду с пектиновыми экстрактами, полученными из виноградных выжимок, были исследованы цветки ромашки аптечной, произрастающей в Краснодарском крае, и полученный из нее в соответствии с рекомендациями фитотерапии водный экстракт [5, с.163]. Результаты исследования по содержанию пектиновых веществ в ромашке аптечной представлены в таблице 2.

Исходя из полученных данных по высокому содержанию пектиновых веществ в виноградных выжимках и ромашке аптечной, сделали вывод о возможности их использования для обогащения хлеба пектиновыми веществами.

Таблица 2

Содержание пектиновых веществ в ромашке аптечной

Лекарственная трава	Содержание пектиновых веществ
	в сухом сырье, %			в водном экстракте, г/100 мл (спиртоосаждением)
	РП	ПП	ОП
Ромашка аптечная	2,11	5,88	7,99	0,40

С целью определения влияния пектинового экстракта, полученного из замороженных виноградных выжимок, и их дозировки на процесс брожения и кислотонакопления, тесто готовили из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта безопарным способом в лабораторных условиях. При замесе теста пектиновый экстракт вносили в дозировках: 5, 10 и 15% к массе муки.

Результаты исследования показали, что при внесении ВПЭ процесс кислотонакопления и брожения идут более интенсивно.

Изучение влияния пектиновых экстрактов в ранее выбранных дозировках на «силу» пшеничной муки показало укрепляющее действие ВПЭ на свойства клейковины (таблица 3).

Таблица 3

Влияние пектиновых экстрактов на силу муки

 

Таким образом, применение ПЭ может являться рекомендацией его использования для улучшения качества слабой по силе муки.

Подъемная сила хлебопекарных дрожжей с пектиновым экстрактом, полученном из виноградных выжимок составила – 3,5 мин для образца с дозировкой экстракта 5%, 7,5 мин – 10% и 9,2 мин – с дозировкой экстракта 15%. На основании полученных результатов, можно сделать вывод, что наилучшими вариантами повышения подъемной силы и ускорения процесса созревания теста, является использование пектинового экстракта в количестве 5 и 10% к массе муки, но с точки зрения функциональности была принята дозировка 10%.

Для определения влияния ПЭ на размножение дрожжевых клеток исследовали активность дрожжевых клеток микроскопированием. Тесто готовили безопарным способом, с добавлением ВПЭ из сухих и замороженных выжимок сортов Бианка и Цитронный Магарача – 10% к массе муки. Количество дрожжевых клеток подсчитывали через 1,5 и 3 ч после начала брожения (рисунок 1).

а)

б)

                         

Контрольный образец (без добавления пектинового экстракта)

а)

б)

 

б)

                          

Образец с добавлением пектинового экстракта, полученного из замороженных виноградных выжимок

 

Рис. 1 – Влияние ВПЭ на активность размножения дрожжевых клеток при брожении теста: а) – через 1,5 часа после начала брожения; б) – через 3 часа после начала брожения

 

Анализ полученных данных показал, что активность размножения дрожжевых клеток была выше в образцах с ПЭ, полученными из замороженных виноградных выжимок сорта Бианка, по сравнению с экстрактом, полученным из сухих выжимок, поэтому было принято решение об использовании этих экстрактов в дальнейших исследованиях.

Поскольку вносимые добавки оказывают определенное влияние на клейковинный комплекс, нами было исследовано влияние ВПЭ и ВЭ ромашки аптечной на реологические свойства теста.

Данные фаринограмм, полученных с прибора фаринограф Брабендера, указывают на значительное увеличение ВПС теста – 55,7% у контрольного образца, 65,1% у образца с ВПЭ и ВЭ ромашки аптечной, что положительно сказывается на выходе хлебобулочных изделий и соответственно повышении экономической эффективности производства, увеличивается устойчивость теста, улучшается эластичность теста.

Положительное влияние пектиновых экстрактов на качество теста дает основание говорить об аналогичном их влиянии на качество хлебобулочных изделий. Показатели качества хлебобулочных изделий с ВПЭ представлены в таблице 4.

Таблица 4

Показатели качества хлебобулочных изделий с виноградным пектиновым экстрактом

Показатель	Контроль	Дозировка ПЭ, %
		5	10	15
Удельный объем, см3/ 100 г	308	293	325	300
Кислотность, град.	1,4	2,0	2,5	3,5
Пористость, %	76	78	80	77

Данные пробных лабораторных выпечек свидетельствуют о том, что с увеличением дозировок пектинового экстракта активизируются процессы кислотонакопления и брожения теста, улучшается подъемная сила теста, удельный объем хлебобулочных изделий, улучшаются структурно-механические свойства мякиша и наблюдается его осветление.

По анализу комплекса показателей, учитывая и органолептические, можно сделать вывод, что для хлебобулочных изделий функционального назначения целесообразно вносить в тесто пектиновый экстракт в количестве 10% от массы муки и ВЭ ромашки аптечной в аналогичной дозировке.

На основании проведенных исследований была разработана рецептура нового сорта хлебобулочного изделия «Луговой», имеющего в своем составе ВПЭ в дозировке 10% и 10% ВЭ ромашки аптечной.

Для отработки технологии хлебобулочных изделий на основе ВПЭ и ВЭ ромашки аптечной были использованы опарный, безопарный способы тестоприготовления и с использованием охлажденного дрожжевого полуфабриката (ОДП) [1, с.185]. Тесто готовили по вариантам – безопарным способом с внесением всех ингредиентов при замесе теста; опарным способом с внесением ВПЭ 10% к массе муки в опару и ВЭ ромашки аптечной 10% к массе муки в тесто; опарным с внесением ВПЭ 10% к массе муки и ВЭ ромашки аптечной 10% к массе муки в тесто и с использованием охлажденного дрожжевого полуфабриката, где ВПЭ вносится в ОДП, который бродит 15–18 ч, а ВЭ ромашки аптечной вносится в тесто. Проведенный эксперимент позволил выявить наиболее оптимальный способ производства хлебобулочных изделий – на ОДП (таблица 5).

Таблица 5

Сравнительная оценка параметров технологического процесса хлеба «Лугового»

Наименование параметров технологических процессов	Контроль	Хлеб «Луговой»
1. Приготовление ОДП: Влажность ОДП, % Начальная температура, °С Продолжительность брожения, ч Кислотность конечная, град.	48 22 15 3,5	50 22 13 3,5
2. Режимы приготовление теста: Влажность теста, % Продолжительность замеса, мин. Начальная температура, °С Продолжительность брожения, мин. Кислотность конечная, град.	45 15 32 60 2,5	46 10 30 40 3,0
3. Режимы расстойки: Продолжительность, мин. Температура, °С Относительная влажность воздуха, %	60 40 85	45-50 40 82-85
4. Режимы выпечки: Температура паровоздушной среды, °С Продолжительность выпечки, мин.	220-250 25-30	210-220 25-30

 

Физико-химические показатели хлебобулочных изделий с использованием охлажденного дрожжевого полуфабриката приведены в таблице 6. Контролем служил образец хлебобулочного изделия, приготовленный опарным способом с внесением добавок при замесе теста.

Таблица 6

Физико-химические показатели качества хлебобулочных изделий

Показатель	Контроль	Образец хлебобулочного изделия на основе ОДП
Удельный объем, см3/100 г	337	370
Пористость, %	77	82
Кислотность, град.	2,9	3,0
Влажность, %: через 24 ч через 48 ч через 72 ч	42,8 43,7 42,3	42,6 43,1 42,7

Хлебобулочные изделия, приготовленные с использованием ОДП, в сравнении с контролем имели лучший удельный объем и пористость мякиша. Влажность в процессе хранения хлебобулочных изделий практически не изменялась.

Качественные характеристики хлебобулочного изделия с использованием ПЭ, полученного из замороженных виноградных выжимок и ВЭ ромашки аптечной представлены в таблице 7.

Таблица 7

Качественные характеристики хлебобулочных изделий с использованием ПЭ из замороженных виноградных выжимок и ВЭ ромашки аптечной

Показатель качества	Образец хлебобулочного изделия
	Контроль	Хлеб «Луговой»
Пористость, %	72,0	73,6
Кислотность, град.	1,7	3,0
Влажность мякиша, %	44,0	42,8
Удельный объем, см3/100 г	285,6	290,5
Сорбционная способность, мг Рb2+/ г	102	200

 

В таблице 8 представлены данные о химическом составе хлебобулочного изделия «Луговой», подтверждающие его функциональную направленность.

Таблица 8

Химический состав хлеба «Луговой»

Показатель	Суточная потребность взрослого человека	Контроль		«Луговой»
		содержа-ние в 250 г изделия	покрытие потребности, %	содержа-ние в 250 г изделия	покрытие потребности, %
Витамины, мг
тиамин (В1)	1,75	0,25	14,30	0,35		20,0
Рибофлавин (В2)	2,25	0,08	3,33	0,15		6,70
ниацин (РР)	20,0	2,30	11,50	6,15		30,7
Минеральные вещества, мг
кальций	900	50,0	5,6	54,0		6,0
магний	400	162,5	40,6	187,5		46,8
фосфор	1250	35,0	2,8	50,5		4,04

 

Таким образом, можно сделать вывод о том, что введенные в рецептуру хлебобулочного изделия добавки, являются дополнительным источником витаминов и минеральных веществ, обуславливающих повышение их пищевой ценности.

С точки зрения полезности хлебобулочных изделий и использования их в качестве профилактического средства для групп населения, работающих и проживающих в зонах с экологически неблагоприятной обстановкой, в готовых хлебобулочных изделиях определяли количество пектиновых веществ (таблица 9).

Таблица 9

Количество пектиновых веществ в хлебе с ВПЭ и ВЭ ромашки аптечной

Содержание пектиновых веществ	Образец хлебобулочного изделия
	Контроль	Изделие с ВПЭ и ВЭ ромашки аптечной
Растворимый пектин	0,2604	0,2752
Протопектин	0,3694	0,4982
Общий пектин	0,6298	0,7734

 

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод о том, что в хлебобулочных изделиях с ВПЭ и ВЭ ромашки аптечной содержание общего пектина по сравнению с контрольным вариантом без внесенных добавок больше на 22,8% соответственно.

Результаты проведенных исследований показали, что содержание особо опасных токсичных тяжелых металлов в хлебобулочном изделии «Луговой» не превышает допустимых норм (таблица 10), установленных санитарными правилами и нормами для хлебобулочных изделий. Таким образом, по основным критериям безопасности хлебобулочное изделие с использованием растительных добавок полностью соответствуют установленным требованиям.

Таблица 10

Наличие тяжелых металлов в хлебе «Луговой»

Показатель	Хлеб «Луговой»	Допустимые уровни
Свинец, мг/кг, не более	0,15	0,35
Мышьяк, мг/кг, не более	0,01	0,15
Кадмий, мг/кг, не более	Не обнаружено	0,07
Ртуть, мг/кг, не более	Не обнаружено	0,015

 

Предлагаемая производству новая рецептура позволяет обогатить продукт функциональными ингредиентами, необходимыми для нормального функционирования организма человека, удлиняют срок сохранения свежести, а также эти хлебобулочные изделия можно рекомендовать как функциональный продукт питания для людей, проживающих в регионах с неблагополучной экологической обстановкой в качестве продукта детоксикационного назначения.

 

Литература:

1.      Ауэрман Л. Я. Технология хлебопекарного производства / Л. Я. Ауэрман: учебник. – 9-е изд.; перераб. и доп./ Под общ. ред. Л. И. Пучковой. – СПб: Прфессия, 2005. – 416 с.

2.      Влащик Л. Г. Влияние параметров процесса гидролиза-экстрагирования на выход и качество пектина из виноградных выжимок / Л. Г. Влащик // Известия ВУЗов. Пищевая технология. – 2003. – № 4. – С. 23-24.

3.      Родионова Л. Я. Технология пектиносодержащих пищевых композиций функционального назначения: монография / Л. Я. Родионова. – Краснодар: КубГАУ, 2004. – 233 с.

4.      Сокол Н.В. Применение культуры тритикале и яблочного пектинового экстракта в производстве хлеба функционального назначения / Н.В. Сокол, Л.В. Донченко, Б.В. Мисливский, С.А. Круглякова // Хлебопечение России. – 2003. - №1 – С.14-15.

5.      Соколов С. Я. Справочник по лекарственным растениям (Фитотерапия). 3-е издание, стереотипное / С. Я. Соколов, И. П. Замотаев. – М.: Медицина, 1990. – 464 с.

6.      Трошин Л. П. Районированные сорта винограда России: Учебно-наглядное пособие / Л. П. Трошин, П. П. Радчевский. – Краснодар: ООО «Вольные мастера», 2004/2005. – 176 с.

7.      Щеколдина Т.В. Применение белкового изолята подсолнечника в производстве хлеба из пшеничной муки / Т.В. Щеколдина, И.П. Кудинов, Л.К. Л.К. Бочкова, Г.Г. Сочиянц // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. – 2010. - №1 – С.31-32.