Статьи

Cовершенствование технологии и потребительских свойств диетического профилактического хлебобулочного изделия с применением пищевой добавки из семян сафлора


УДК 664.664.9

КУЦЕНКОВА Василисса Сергеевна
НЕПОВИННЫХ Наталия Владимировна

Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова

Ключевые слова: функциональное питание, хлеб, цельносмолотые семена сафлора, полиненасыщенные жирные кислоты, растительные белки

Хлеб является продуктом ежедневного потребления, поэтому обогащение его недостающими нутриентами рациона питания наиболее эффективно поможет решить проблему несбалансированного питания населения. Именно поэтому актуальным является создание хлебобулочного изделия с применением пищевой добавки из цельносмолотых семян сафлора, несущей дополнительные пищевые и биологически активные вещества в традиционный продукт.

В представленной работе установлено, что состав пищевых и биологически активных веществ добавки из цельносмолотых семян сафлора представлен липидами с высоким содержанием линолевой кислоты (ω-6) и ее конъюгированной формой — руменовой кислотой (29,4%), растительными белками, содержащими 31% незаменимых аминокислот, пищевыми волокнами, витаминами, макро- и микроэлементами.

Установлено влияние пищевой добавки на потребительские характеристики готовых изделий. Отработана технологическая схема производства и рецептура хлеба с добавкой цельносмолотых семян сафлора, определены оптимальные технологические параметры производства.
Введение.

Одной из целей национального проекта «Здравоохранение» (указ Президента РФ от 07.05.2018 г. № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития РФ на период до 2024 г.») является снижение показателей смертности населения трудоспособного возраста, причиной которого зачастую является несбалансированное питание по нутриентному составу [1−3].

Улучшение питания населения возможно путем расширения ассортимента обогащенных продуктов повседневного потребления, к которым в нашей стране, несомненно, относится хлеб. Обладая традиционно привычным вкусом и ароматом, неприедаемостью, энергетической и пищевой ценностью, хлеб полезен практически всем категориям населения в независимости от возраста, физической активности, особенностей жизнедеятельности.

В последние годы в России и за рубежом [4−6] разрабатывается и производится большой спектр пищевых компонентов из различных источников сырья с последующим включением в хлебобулочные изделия. Однако в рамках импортозамещения особое внимание следует уделять получению и использованию при производстве продуктов питания компонентов из регионального сырья, одними из которых могут являться продукты переработки семян сафлора, обладающие уникальным химическим составом [7−8].

Таким образом, актуальными являются исследования в области разработки технологии хлебобулочных изделий с пищевыми добавками из семян сафлора, позволяющие получать на основе рационального использования растительного сырья продукты, способствующие улучшению структуры питания населения.

Целью исследования является совершенствование технологии и потребительских свойств диетического профилактического хлебобулочного изделия с применением пищевой добавки из семян сафлора.
Методика исследований.

В качестве объектов исследования использовали пищевую добавку, 2020 полученную из цельносмолотых семян сафлора (лат. Carthamus tinctorius L.) сорта Камышинский 73, выведенного ОНО ОПХ «Камышинское» ГНУ Нижне-Волжский НИИСХ (далее по тексту пищевая добавка из ЦСС), тесто с пищевой добавкой из ЦСС, хлебобулочное изделие с пищевой добавкой из ЦСС. В качестве контрольного образца служил хлеб пшеничный, вырабатываемый по ГОСТ 26 987–86, на основе муки пшеничной второго сорта, дрожжей, сахара, соли и подсолнечного рафинированного дезодорированного масла; экспериментальным образцом — хлеб, отличающийся от контрольного образца внесением пищевой добавки из ЦСС взамен муки пшеничной.

Использование муки второго сорта обусловлено применением хлебобулочного изделия в низкокалорийной диете для лиц с избыточной массой тела.

Исследования выполнены с применением общепринятых, стандартных и специальных методов исследования.

Для комплексной оценки показателей качества и безопасности изучаемых объектов использовали современные общепринятые методы физико-химических и органолептических исследований. Реологические свойства теста изучали с помощью прибора MixolabChopin+ (ChopinTechnologies, Франция) с функцией системы MixolabProfiler, использующей стандартный протокол для полного описания муки и проводящей упрощенную графическую интерпретацию результатов [9, 10].

Исследование структурно-механических свойств хлебобулочных изделий осуществляли на анализаторе структуры СТ3 (Brookfield, США).

Клинические исследования разработанного хлебобулочного изделия с целью оценки его влияния на состояние здоровья лиц с избыточной массой тела были проведены совместно с медицинскими работниками на базе областного кардиологического центра ФГБОУ ВО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского».

В табл. 1 представлен состав пищевых и биологически активных веществ, содержащихся в пищевой добавке из ЦСС.

Таблица 1

Как видно из данных табл. 1, пищевая добавка из ЦСС содержит жиры, белки, пищевые волокна, макро- и микроэлементы, а также водо- и жирорастворимые витамины.

Жирно-кислотный состав липидов, содержащихся в пищевой добавке из ЦСС, представлен в табл. 2.

Как видно из полученных данных, пищевая добавка из ЦСС характеризуется высоким содержанием линолевой кислоты (ω-6) и ее конъюгированной формой – руменовой кислотой. Руменовая кислота обладает уникальными физиологическими свойствами такими, как антиканцерогенными, антитератогенными и антидиабетическими, а также способностью регулировать метаболизм липидов.

Благодаря известным свойствам руменовой кислоты предотвращать накопление избыточных жировых отложений в организме [11], пищевая добавка из ЦСС может успешно применяться в диетотерапии лиц с избыточной массой тела.

Результаты исследования аминокислотного состава и расчета аминокислотного скора белка пищевой добавки из ЦСС представлены в табл. 3.

Таблица 2

Таблица 3

Из данных табл. 3 видно, что суммарная доля незаменимых аминокислот в белке пищевой добавки из ЦСС составляет 31% от массы белка, что обусловливает его высокую биологическую ценность (74,4%).

Анализируя полученные данные химического состава пищевой добавки из ЦСС, можно сделать вывод о том, что ее использование является перспективным направлением при производстве хлебобулочных изделий.

Для определения эффективной дозировки пищевой добавки из ЦСС в рецептуре хлебобулочного изделия был проведен органолептический анализ контрольного и экспериментальных образцов хлебобулочных изделий. В качестве контрольной рецептуры была использована рецептура хлебобулочного изделия из муки пшеничной второго сорта, в которой часть пшеничной муки была заменена на пищевую добавку из ЦСС в количестве 5, 10, 15 и 20%. Тесто для хлебобулочных изделий готовили опарным способом (на обычной опаре), при этом пищевую добавку вносили на стадии приготовления теста.

Оценку качества полученных хлебобулочных изделий осуществляли органолептическим методом по 30-тибалльной шкале (табл. 4).
Результаты исследований.

Из приведённых данных видно, что контрольный образец и экспериментальные образцы хлеба с внесением пищевой добавки в количестве 5, 10 и 15 % взамен пшеничной муки по органолептическим показателям можно отнести к отличному качеству (сумма баллов от 25 до 30), а экспериментальный образец с внесением 20 % пищевой добавки – к удовлетворительному качеству (сумма баллов менее 20).

Таблица 4

Следует отметить, что из экспериментальных образцов наибольшую сумму баллов имеет образец хлеба с внесением 5% пищевой добавки. Однако, учитывая необходимость обогащения хлебобулочного изделия пищевыми ингредиентами, в дальнейших исследованиях пищевую добавку из ЦСС вносили в количестве 10 и 15% взамен пшеничной муки.

Для установления эффективной дозировки добавки исследовали её влияние на реологические свойства теста на приборе Миксолаб в зависимости от условий замеса и повышения температуры. В ходе испытаний в тесте протекают пять основных фаз (образование теста, разжижение теста, клейстеризация крахмала, амилолиз, ретроградация крахмала), характеризующиеся определенными показателями, представленными в табл. 5.

Таблица 5

Из данных, приведённых в табл. 5, видно, что во время фазы образования теста внесение пищевой добавки приводит к снижению его водопоглотительной способности, что обусловлено высоким содержанием в добавке липидов, проявляющих гидрофобные свойства.

На второй фазе при повышении температуры от 30 до 60 °C происходит разжижение теста, которое приводит к снижению момента силы, и связано с изменениями в структуре клейковинных белков, содержание которых в экспериментальных образцах ниже, чем в контрольном.

Во время фазы клейстеризации крахмала при повышении температуры от 60 до 90 °C происходит разрушение гранул крахмала, изменение консистенции теста, при этом увеличивается момент силы, по сравнению с фазой разжижения теста. Наибольшее значение этого показателя отмечено для контрольного образца теста, а для экспериментальных образцов этот показатель ниже.

Во время фазы амилолиза при постоянной температуре 90 °C происходит снижение момента силы в контрольном и экспериментальном образце с внесением добавки в количестве 10%, по сравнению с показателями момента силы, регистрируемыми в фазе клейстеризации крахмала. Для экспериментального образца с внесением добавки в количестве 15% данный показатель увеличивается, что свидетельствует о снижении его амилолитической активности, вследствие большей замены пшеничной муки на пищевую добавку.

Во время фазы ретроградации крахмала при снижении температуры от 90 до 50 °C происходит незначительное повышение значения момента силы, по сравнению со значением момента силы в фазе амилолиза контрольного и экспериментального образца с внесением добавки в количестве 10%.

Для экспериментального образца с внесением добавки в количестве 15% наблюдается значительное повышение момента силы, по сравнению со значением момента силы в фазе амилолиза, что, вероятно, связано с повышением содержания в исследуемой системе нерастворимых пищевых волокон.

Учитывая полученные результаты, для разработки рецептуры хлебобулочного изделия была выбрана дозировка пищевой добавки из ЦСС в количестве 10% взамен пшеничной муки.

На основании проведенных исследований разработана рецептура и определены технологические режимы производства хлебобулочного изделия с пищевой добавкой из ЦСС (табл. 6).

Таблица 6

В ходе работы уточнены режимы производства хлебобулочного изделия с пищевой добавкой из ЦСС, предусматривающие приготовление теста опарным способом (на обычной опаре). Для приготовления опары часть муки смешивают с водой и дрожжами, перемешивают до однородной жидкой консистенции (температура 30 °C) и оставляют для брожения в течение 210 минут.

На готовой опаре замешивают тесто, вводя в опару оставшуюся часть муки, воды, соль, сахар, масло рафинированное дезодорированное и пищевую добавку из ЦСС. Замешивают тесто (температура 30°C) и оставляют для брожения в течение 90 мин.

На следующем этапе проводят разделку теста на тестовые заготовки массой 580 г и их формование. Полученные изделия расстаивают в расстоечной камере в течение 40 мин при температуре 36 °C и относительной влажности воздуха 78%. Хлеб выпекают в течение 25 мин при температуре 220 °C.

Оценку качества хлебобулочного изделия проводили по органолептическим и физико-химическим показателям (табл. 7).

Хлебобулочное изделие, выработанное по разработанной рецептуре и уточнённым технологическим режимам, по органолептическим и физико-химическим показателям соответствует требованиям ГОСТ 26 987–86.

Данные пищевой и энергетической ценности контрольного и разработанного образцов хлебобулочных изделий и уровень удовлетворения суточной потребности в нутриентах при их потреблении приведены в табл. 8.

Установлено, что хлеб, приготовленный с использованием пищевой добавки из ЦСС, по составу пищевых и биологически активных веществ превосходит контрольный образец, в первую очередь, по содержанию полиненасыщенных жирных кислот, пищевых волокон, витаминов, макро- и микро- элементов.

При этом энергетическая ценность разработанного хлеба, по сравнению с контрольным, повышается в среднем на 4%. Следует также отметить, что при потреблении 100 г разработанного хлебобулочного изделия уровень удовлетворения суточной потребности в пищевых волокнах составит 17% от рекомендуемого.

Таблица 7

Требования ГОСТ 26987-86 Хлеб белый из пшеничной муки высшего, первого и второго сортов.

Таблица 8

На следующем этапе определяли сроки сохранения свежести разработанного хлебобулочного изделия. Для этого исследовали структурно-механические показатели хлеба на анализаторе текстуры через 24, 48 и 72 часов после его выпечки (табл. 9).

Таблица 9

Из данных табл. 9 видно, что в процессе хранения деформация изделий увеличивается. Однако, в сравнении с контрольным образцом, у разработанного хлебобулочного изделия показатель деформации ниже. Показатели твердость и работа на сжатие, характеризующие свежесть изделий, также увеличиваются в процессе хранения, при этом наименьшие значения этих показателей характерны для разработанного изделия, что, очевидно, связано с химическим составом пищевой добавки из ЦСС, а именно, высоким содержанием жира. Пережевываемость коррелирует с органолептическими показателями изделий (состояние мякиша) и показывает, что для разработанного хлеба необходимо затратить меньше работы для его превращения в готовый для проглатывания продукт, чем для контрольного образца.

Таким образом, можно сделать вывод о положительном влиянии пищевой добавки из ЦСС на сохранение свежести хлебобулочного изделия. Полученные данные также позволяют установить рекомендуемый срок хранения — не более 48 часов.

Для позиционирования разработанного хлебобулочного изделия, как продукта диетического профилактического питания, осуществляли оценку его эффективности при применении в диетотерапии лиц с избыточной массой тела.

Группу контроля составили 15 лиц с избыточной массой тела, пользовавшихся в лечебном питании стандартным гипокалорийным (согласно приказу Минздрава России № 395н от 21.06.2013, 1570,4±98,3 ккал/сут) рационом.

Экспериментальную группу составили 15 лиц с избыточной массой тела, ежедневно получавших в рационе лечебного питания (1551,1±94,7 ккал/сут) 250 г хлебобулочного изделия с пищевой добавкой из ЦСС взамен хлеба по рациону.

Диетотерапия всех исследуемых проходила в сочетании с комплексом физических нагрузок на тренажерах, не менее 5 раз в неделю с продолжительностью ежедневного занятия 30−40 мин, соблюдением режима и характера питания.

Установлено, что в результате употребления хлебобулочного изделия с пищевой добавкой из ЦСС «Омега+» в диетотерапии у лиц экспериментальной группы индекс массы тела (ИМТ) значимо снизился с 27,7 до 26,3 кг/м2 по отношению к исходному уровню. У пациентов контрольной группы ИМТ практически не изменился.

Наряду с индексом массы тела, показателем эффективности диетотерапии является отношение окружности талии к окружности бедер (ОТ/ОБ), при этом у лиц экспериментальной группы наблюдалось значимое снижение показателя ОТ/ОБ с 0,94 до 0,90, а у лиц контрольной группы эти показатели не изменились.

Установлено, что в процессе месячного курса диетотерапии не только снижалась масса тела у лиц в экспериментальной группе, но и менялся их вегетативный статус.
Заключение.

Таким образом, ходе проведенных исследований установлено улучшение органолептических и физико-химических показателей хлеба за счет применения нетрадиционной добавки из цельносмолотых семян сафлора.

Выявлено изменение реологических показателей экспериментального образца за счет особенностей химического состава вводимой добавки из цельносмолотых семян сафлора. Разработаны рецептура и технология нового продукта — хлеба с нетрадиционной добавкой из цельносмолотых семян сафлора.

Результаты проведенных исследований показали высокую эффективность употребления разработанного хлебобулочного изделия в составе стандартизированной гипокалорийной диеты.

Учитывая это, разработанное хлебобулочное изделие можно позиционировать как продукт диетического профилактического питания.

На разработанные технологии получено два патента РФ (№ 2 629 291, № 2 689 669).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Матвеева И. В. / Хлебопекарные улучшители // Применение пищевых добавок в производстве продуктов питания: сб. тезисов семинара. — СПб, 2005. — С. 23−25.

2. Спиричев В. Б., Шатнюк Л. Н., Позняковский В. М. / Обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами. // Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2005. — 548 с.

3. Позняковский В. М., Австриевских А. Н., Вековцев А. А. / Пищевые и биологически активные добавки. // Кемерово: Издательское объединение "Российские университеты": "Кузбассвузиздат: АСТШ", 2005. — 275 с.

4. Losso J.N., Holliday D.L., Finley J.W. et al. Fenugreek bread: a treatment for diabetes mellitus. Journal of Medicinal Food, 2009, № 12(5), pp. 1046 — 1049. DOI: 10.1089/jmf.2008.0199

5. Brennan C.S., Blake D.E., Ellis P.R., Schofield J.D. Effects of guar galactomannan on wheat bread microstructure and on the in vitro and in vivo digestibility of starch in bread. Journal of Cereal Science, 1996, № 24(2), pp. 151 — 160. DOI:10.1006 / jcrs.1996.0048

6. Roberts K.T., Cui S.W., Chang Y.H., Ng P.K.W., Graham T. The influence of fenugreek gum and extrusion modified fenugreek gum on bread. Food Hydrocolloids, 2012, № 26(2), pp. 350 — 358. DOI: 10.1016 / j.foodhyd.2011.02.030

7. Норов М. С. / Сафлор — перспективная кормовая культура в условиях богары Таджикистана. // Кормопроизводство, 2005, № 11, С. 17 -18.

8. Полушкин П. В. / Влияние водного режима и густоты состояния на продуктивность сафлора красильного на светло-каштановых почвах Саратовского Заволжья: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. — Саратов, 2007. — 19 с.

9. Дюба, А. /Современный метод контроля качества зерна и муки по реологическим свойствам теста, определяемых с помощью Миксолаб профайлер // Управление реологическими свойствами пищевых продуктов: сборник материалов I науч.-практ. конф. с междунар. участием. // М., 2008. — С. 86−95.

10. Кулеватова Т. Б., Андреева Л. В., Пискунова Г. В., Матвеева В. А. / Влияние поражения зерна озимой пшеницы клопом-черепашкой (Eurygaster integriceps Put.) на показатели реологических свойств теста // Агро ХХI. — 2013. — № 4−6. — С. 26−27.

11. Гамаюрова В. С., Черных М. Н. / Мифы и реальность в пищевой промышленности. Ч. 3. Конъюгированные трансизомеры высших жирных кислот // Вестник Казанского технологического университета. — 2015. — № 17. — С. 210−213.

IMPROVING THE TECHNOLOGY AND CONSUMER PROPERTIES OF DIETARY PREVENTIVE BAKERY PRODUCT WITH THE ADDITION OF FOOD ADDITIVE FROM SAFFLOWER SEEDS

Kutsenkova V.S., Nepovinnykh N.V.

Saratov State Agrarian University named after N.I. Vavilov

Keywords: functional nutrition, bread, ground safflower seeds, polyunsaturated fatty acids, vegetable proteins

Bread is a product of daily consumption, so its enrichment with the missing nutrients of the population’s diet will most effectively help solve the problem of an unbalanced diet. That is why it is important to create a bakery product using a food additive from ground safflower seeds, which carries additional food and biologically active substances in the traditional product. In the presented work, it was found that the composition of food and biologically active substances of the additive from ground safflower seeds is represented by lipids with a high content of linoleic acid (ω-6) and its conjugated form — rumenic acid (29.4%), proteins containing 31% of essential amino acids, dietary fibers, vitamins, macro- and microelements.

The influence of a food additive on the consumer characteristics of finished products was established. The technological scheme of production and the recipe of bread with the addition of ground safflower seeds were worked out, and the optimal technological parameters of production were determined.

Номер 2/2020