CC BY
831
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
УДК 664.681
Доцент И.В. Мацейчик, доцент А.Н. Сапожников, зав. кафедрой Л.Н. Рождественская
(Новосибирский гос. тех. ун-т) кафедра технологии и организации пищевых производств, тел. 8-(383)-34б-07-68 E-mail: kaf_topp@corp.nstu.ru
Associate Professor I.V. Matseychik, Associate Professor A.N. Sapozhnikov, Head Of Department L.N. Rozhdestvenskaya
(Novosibirsk State Technical University) chair technology ando of food industries, tel. 8-(383)-346-07-68 E-mail: kaf_topp@corp.nstu.ru
Исследование качества бисквитов с продуктами переработки овса и ягодными порошками
Research of the quality of sponge cakes with products of oats processing and berry powders
Реферат: В настоящее время одним из основных направлений создания новых функциональных пищевых продуктов является обогащение мучных кондитерских изделий пищевыми волокнами и дикорастущими ягодами. Источником пищевых волокон (клетчатки) является овес и продукты его переработки, а ягодное сырье (рябина, облепиха) целесообразно вводить в виде порошков, полученных с помощью инфракрасной сушки. Цель исследования - разработка мучных кондитерских изделий, обогащённых пищевыми волокнами овса и ягодными порошками, полученными методом ИК-сушки. Были разработаны технологии и рецептуры бисквитов с включением в разных сочетаниях овсяных отрубей, овсяной муки, порошков ИК-сушки из рябины и облепихи. В бисквитное тесто добавка вводилась вместе с мукой после взбивания сахарояичной смеси в заданных концентрациях с соответствующим уменьшением содержания пшеничной муки. Из органолептических показателей оценивались: форма, поверхность, цвет, вид на разрезе, текстура, состояние мякиша, вкус, запах. Из физико-химических показателей: массовая доля сухих веществ, сахаров, витамина С; пористость, содержание сырой клетчатки, крахмала; зольность; намокаемость; удельный объем; кислотность. Разработана математическая модель продукции на основе системы линейных уравнений. Проведен микробиологический анализ исследуемых образцов бисквита; сопоставление сравнительного изменения значимых для потребителя параметров с изменением цены опытных образцов бисквитов. В результате исследований получены образцы бисквитов, обладающих высокими органолептическими, физико-химическими, микробиологическими, а также функциональными свойствами. Показана целесообразность использования продуктов переработки овса и ягодных порошков при разработке рецептур и технологий бисквитов.
Summary. By now, one of the main directions of creation new functional food products development is the enrichment of flour confectionery
© Мацейчик И.В., Сапожников А.Н., Рождественская Л.Н., 2015
45
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
products with dietaey fibres and wild berries. Oat and products of its processing are a source of dietary fiber (cellulose), and the berries (ashberry, buckthorn) are added efficiently in the form of powders, obtained by using the infrared drying. The purpose of the study is the development of flour confectionery products enriched with dietary fibers of oat and berry powders, obtained by the method of IR-drying. There were developed the technologies and compositions of sponge cakes with the inclusion of different combinations of oat bran, oat flour, powders IR drying of mountain ash, buckthorn. In biscuit dough additives were introduced together with flour after whisking the sugar-egg mixture in predetermined concentrations with a corresponding decrease of wheat flour content. The following organoleptic indices were evaluated: shape, surface, colour, appearance on the cut, texture, condition of the crumb, taste, smell. The following physico-chemical indices were evaluated: the mass fraction of dry substances, sugars, vitamin C; porosity, content of crude fiber, starch; ash content; soakage; relative volume; acidity. The mathematical model of products on the basis of a system of linear equations is developed. The microbiological analysis of sponge cakes samples were held. The collation of comparative changes to the consumer parameters of the price changes of sponge cakes samples were conducted. As a result of the studies, the samples of biscuits with high organoleptic, physico-chemical, microbiological, and functional properties are obtained. The suitability of using the products of oats processing and berry powders in the development of sponge cakes compositions and technologies biscuits is shown.
Ключевые слова: пищевые волокна, овёс, облепиха, рябина, порошки, бисквит, функциональные свойства.
Keywords: dietary fibers, oats, buckthorn, ashberry, powders, sponge cakes, functional properties.
Мучные кондитерские изделия представляют собой одни из наиболее перспективных объектов для разработки технологий пищевых продуктов функционального назначения, так как они широко используются в питании населения России. Состав существующих изделий отличается малым содержанием витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон. Недостаток данных веществ в суточном рационе человека приводит к ряду заболеваний. В связи с этим в последние годы большое внимание уделяется обогащению продуктов питания, в том числе мучных кондитерских изделий, пищевыми волокнами [1].
Наиболее распространенным источником пищевых волокон является растительное сырье, а именно: плоды, ягоды, овощи и злаковые. Среди злаковых овёс является уникальным источником пищевых волокон - растворимых и нерастворимых. Диетическая ценность овса определяется высоким содержанием клетчатки, в том числе бета-глюканов, в продуктах его переработки [2].
Перспективным сырьём для обогащения мучных кондитерских изделий являются дикорастущие ягоды Западной Сибири. В частности, представляют большой интерес порошки из плодов рябины и облепихи, полученные методом ИК-сушки. Высокая пищевая ценность ягодных порошков обусловлена оптимальным сочетанием витаминов, минеральных веществ и хорошо усваиваемых углеводов (глюкозы, фруктозы, сахарозы) [3].
Исходя из актуальности проблемы создания функциональных продуктов и учитывая полезные свойства продуктов переработки овса и порошков ИК-сушки из ягодного сырья на кафедре технологии и организации пищевых производств проводились исследования, цель которых - разработка мучных кондитерских изделий, обогащённых пищевыми волокнами овса и ягодными порошками, полученными методом ИК-сушки. Были разработаны технологии и рецептуры бисквитов с включением вышеуказанных функциональных добавок.
46
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
Объектами исследования были следующие образцы:
№ 1 - «Бисквит основной» (контрольный);
№ 2 - «Бисквит с отрубями овсяными»;
№ 3 - «Бисквит с отрубями овсяными и порошком рябины ИК-сушки»;
№ 4 - «Бисквит с отрубями овсяными и порошком облепихи ИК-сушки»;
№ 5 - «Бисквит с мукой овсяной»;
№ 6 - «Бисквит с мукой овсяной и порошком облепихи ИК-сушки».
Комплексные добавки вводились в бисквитное тесто. В основу определения оптимального количества добавок положены органолептические показатели качества. В бисквитное тесто добавки вводились вместе с мукой после взбивания сахаро-яичной смеси в следующих концентрациях: мука овсяная - 10 % и 15 %, клетчатка овсяная - 25 %, ИК-порошки рябины - 7, 10 %, облепихи - 10 % от массы муки пшеничной с соответствующим уменьшением её содержания. Полученные образцы были исследованы по органолептическим, физико-химическим и микробиологическим показателям качества.
Результаты дегустации показали, что полученные образцы обладали высокими органолептическими свойствами, балльная оценка представлена на рис. 1.
—№3
Форма
мякиша
Форма
5
№4
№5
№6
Состояние
мякиша
Рис. 1. Профилограммы органолептической оценки качества бисквитов
Физико-химические показатели качества изделий, определенные стандартными методами, соответствуют нормативам (табл. 1).
Исходя из данных табл. 1, по содержанию пищевых волокон образцы бисквитов № 2, 3, 4 обладают функциональными свойствами, так как содержат более 15 % (4,5 г) от рекомендуемого суточного потребления пищевых волокон.
47
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
Результаты физико-химических показателей качества бисквитов
Таблица 1
Наиме- нование показате- ля Образцы бисквитов
№ 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6
Массовая доля сухих веществ, % 76,51+1,93 75,82+2,92 73,51+1,13 75,65*0,89 77,94+2,94 76,69+1,4
Массовая доля сахаров, % 27,95+0,13 23,94*0,02 25,39*0,12 24,66+0,69 26,48+0,59 25,75+0,01
Массовая доля витамина С, мг% 0,000 0,000 0,369+0,017 0,528+0,003 0,000 0,527+0,007
Пористость бисквитов, % 77,39+0,55 81,13+0,13 76,26+0,05 78,05+0,31 77,54*0,12 81,98+0,08
Сырая клетчатка, % 0,03 0,52 0,26 0,33 0,07 0,37
Зольность, % 0,325+0,001 0,833+0,001 0,881+0,001 0,845+0,002 0,747+0,004 0,793+0,004
Крахмал, % - - 10,50 11,75 - 3,84
Намока-емость, % 494,61+4,05 412,24+6,01 463,47+2,01 412,99+2,59 338,96+2,9 376,51+1,53
Удельный объём, см3/г 4,18+0,02 5,06+0,01 3,64+0,01 3,86+0,01 3,74+0,04 3,79+0,02
Кислотность, °Н 0,45+0,01 0,50+0,01 0,80+0,01 1,55+0,02 0,85+0,01 2,00+0,2
Анализ витаминного состава контрольных и разработанных образцов изделий показал, что новые изделия с добавлением порошков облепихи и рябины содержат витамин С в отличие от контрольного, где он не содержится. Введение ягодных порошков в рецептуры позволяет повысить в изделиях содержание jS-каротина. Образец бисквита № 3 обладает функциональными свойствами, так как содержит 0,43 мг% jS-каротина, т.е. более 15 % суточной нормы (0,15 мг%).
Введение добавок в разрабатываемые изделия способствует повышению содержания в них белка и снижению количества углеводов, а, следовательно, и их калорийности. Это объясняется тем, что добавки вносились за счёт уменьшения закладки пшеничной муки, богатой углеводами.
Так как в ходе выполнения работы соотношение рецептурных компонентов было установлено на основании органолептических показателей качества, для проверки наличия в исследуемых изделиях функциональных свойств была использована методика математического моделирования рецептур [4].
Для получения математической модели для образцов были разработаны информационные матрицы данных. На их основе составлялись балансовые линейные уравнения (граничные условия по содержанию пищевых волокон, j8-каротина), выбирался критерий оптимизации (целевая функция) энергетической ценности и придания функциональных свойств. Поставленная задача решалась с помощью метода линейного программирования, реализуемого с помощью программного обеспечения Mathworks Matlab.
48
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
Содержание пищевых волокон в проектируемом продукте в количестве не менее 4,5 г (15 % от рекомендуемого суточного потребления) в общем виде представлено в формуле (1):
щХ-i + а2Х2 + 0.3X3 + —\-ОлХп > 0,045, (1)
где ai, 02, аз, ..., ап- массовая доля пищевых волокон в каждом из видов сырья; Х\, Х>, Хз, ..., Хп- искомый удельный вес включения в состав изделия каждого вида сырья.
Содержание jS-каротина в проектируемом продукте в количестве не менее 0,00015 г (0,15 мг% - 15 % от рекомендуемого суточного потребления) представлено в формуле (2):
btXt + Ь2Х2 + Ь3Х3 + - +bnXn £ 0,00015,
(2)
где bi, b>, Ъз, ..., bn- массовая доля (3-каротина в каждом из видов сырья. По формуле (3) получили единицу продукта через удельный вес сырья:
Х1+Х2+Х3 + - + Хп = 1. (3)
Целевая функция при соблюдении граничных условий по формулам (1)-(3) представлена в (4). Минимальное значение энергетической ценности F(x), ккал, находим по формуле:
F х = min СгХг + С2Х2 + С3Х3 + - +СпХп , (4)
где Ci, С2, Сз, ..., Сп — энергетическая ценность каждого вида сырья, ккал.
Был найден искомый удельный вес включения каждого вида сырья в состав изделия. При этом содержание доли jS-каротина в качестве одного из граничных условий задавалось для бисквитов № 3, 4, 6 (табл. 2).
Экспериментально установлено, что во всех исследуемых образцах не обнаружены бактерии группы кишечной палочки, S. aureus и патогенные микроорганизмы рода Salmonella, что свидетельствует о соблюдении санитарного режима при производстве и требований режима хранения (исследуемые образцы были упакованы в стерильные контейнеры для транспортировки и хранились в бытовом холодильнике при температуре 4±2 °С).
Из результатов исследований видно, что в образцах бисквитов с добавлением 25 % овсяных отрубей наблюдался рост плесневых грибов и дрожжей при длительном хранении (72 ч), так как согласно полученным данным введение этих добавок повышает пористость изделий, что обеспечивает доступ воздуха, а плесневые грибы - аэробы, которым необходим воздух для их развития. При уменьшении количества введения продуктов переработки овса (муки и отрубей) в бисквиты до 15 % пористость значительно снизилась, что, возможно, и повлияло на отсутствие роста плесневых грибов и дрожжей (образец № 6).
49
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
Таблица 2
Показатели микробиологической обсемененности бисквитов (по срокам хранения)
Образец КМАФАнМ БГКП S. аи- reus Salmonella Плесени Дрожжи
101 102
Бисквит № 1 (контроль) н/р - - Не обн. Не обн. н/р н/р
Бисквит № 2 (ср. хр. 24 ч) н/р - - Не обн. Не обн. н/р н/р
Бисквит № 3 (ср. хр. 24 ч) н/р - - Не обн. Не обн. 0,95-Ю1 н/р
Бисквит № 4 (ср. хр. 24 ч) н/р - - Не обн. Не обн. н/р 1,9-102
Бисквит № 6 (ср. хр. 24 ч) н/р - - Не обн. Не обн. н/р н/р
Бисквит № 1 (контроль) н/р - - Не обн. Не обн. н/р н/р
Бисквит № 2 (ср. хр. 72 ч) н/р - - Не обн. Не обн. н/р н/р
Бисквит № 3 (ср. хр. 72 ч) н/р - - Не обн. Не обн. 2,2-Ю1 5,0-Ю1
Бисквит № 4 (ср. хр. 72 ч) н/р - - Не обн. Не обн. н/р 3,6-102
Бисквит № 6 (ср. хр. 72 ч) н/р - - Не обн. Не обн. н/р н/р
Норма по СанПиН 2.3.2 1078-01
Бисквиты Не более МО4 1,0 1,0 од 25 Не более 50 КОЕ/г Не более 50 КОЕ/г
В образцах бисквитов с добавками 7 % порошка рябины и 10 % порошка облепихи, обработанных ИК-излучением (образцы № 3, 6), не наблюдался рост плесневых грибов и дрожжей, за исключением образца, где рост не превышал допустимого уровня. Таким образом, можно сделать вывод о целесообразности введения исследуемых добавок, которые повышают пищевую и биологическую ценность изделий и в то же время являются ингибиторами развития микроорганизмов в разработанных изделиях.
Концепцией тренда здорового питания предусмотрено, что максимальные перспективы имеют продукты с повышенной биологической ценностью при сравнительно невысоком изменении их себестоимости (либо неизменности её величины). Для выявления наиболее перспективных для выведения на рынок образцов разработанных бисквитов был проведен анализ, в процессе которого сопоставили сравнительные изменения значимых для потребителя параметров (органолептические показатели, содержание клетчатки, витамина С, Д-каротина) с изменением цены изделий (рис. 2).
50
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
0,49
Бисквите
отрубями
овсяными
4,8
отрубями овсяными и порошком рябины ИК-сушк)
I Средний балл органолептической оценки
Бисквит с мукой Бисквит с мукой
овсяной и порошком облепихи ИК-сушки
IА стоимости, руб.
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0,5
0 | 0
Бисквите
отрубями
овсяными
°,434^п,38;
Бисквите отрубями овсяными и порошком рябины ИК-сушки
р,56
1,423
0 0,04 о
0,090,112
Бисквите Бисквите мукой овсяной мукой овсяной и порошком облепихи Иксу шки
IА содержания витамина С, мг/100 г ■ А содержания (3-каротина, мг/100 г i А содержания клетчатки, г/100 г
Рис. 2. Сопоставление сравнительного изменения значимых для потребителя параметров с изменением цены опытных образцов бисквитов
При сопоставлении графиков видно, что максимальные перспективы для выведения на рынок имеют «Бисквит с отрубями овсяными и порошком облепихи ИК-сушки» и «Бисквит с отрубями овсяными и порошком рябины ИК-сушки». При маркетинговом сопровождении вывода данной инновации на рынок можно с уверенностью прогнозировать её стабильную реализацию, поскольку при сравнительно невысоком увеличении стоимости мы имеем отличные органолептические показатели, дополненные высокой биологической ценностью данной разработки.
Таким образом, результаты проведенных исследований свидетельствуют, что применение продуктов переработки овса целесообразно, так как повышается пищевая ценность изделий, кроме того, пищевые продукты, производимые из овса, отнесены к продуктам функционального питания, одобренным Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) [5]. Проведённые исследования доказали, что использование овсяной муки, овсяных хлопьев и отрубей оказывает положительное влияние на органолептические показатели качества, позволяет обогатить мучные кондитерские изделия пищевыми
51
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания, № 3, 2015
волокнами, а добавление ягодных порошков - Д-каротином, витаминами и ненасыщенными жирными кислотами, что открывает возможность использования данных изделий в функциональном питании.
ЛИТЕРАТУРА
1. Беляева, Л.Е. Способно ли регулярное потребление «Функциональной пищи» замедлить рост атерогенеза? [Текст] / Л.Е. Беляева// Вестник ВГМУ. - 2012. - Том 11. - № 3. - С. 15-27.
2. Типсина, Н.Н. Пищевые волокна в кондитерском производстве [Текст] / Н.Н. Типсина, Н.В. Присухина / / Вестник КрасГАУ. - 2009. - № 9. - С. 166-171.
3. Мацейчик, И.В. Влияние ягодных и овощных порошков на реологические и органолептические показатели творожного десерта [Текст] / И.В. Мацейчик, Т.А. Лебедева // Вестник КрасГАУ. - 2007. - № 5. - С. 221-227.
4. Автоматизированное проектирование сложных многокомпонентных продуктов питания [Текст] / Е.И. Муратова, С.Г. Толстых, С.И. Дворецкий, С.И. Зюзина, Д.В. Леонов. - Тамбов, 2011. - 80 с.
5. Ильина, О.А. Научно-практические основы применения пищевых волокон в хлебопекарном и кондитерском производствах [Текст]: автореф. дис. на соиск. уч. степ, д-ра техн. наук / Ильина О.А. - М., 2002. - 52 с.
REFERENCE
1. Belyaeva, L.E. Can regular consumption of «functional food» slow down athero-genesis rate? [Text] / L.E. Belyaeva // Bulletin of VSMU. - 2012. - T. 11. - № 3. - P. 15-27.
2. Tipsina, N.N. Food fibres in confectionary [Text] / N.N. Tipsina, N.V. Prisuhina // Bulletin of KrasSAU. - 2009. - № 9. - P. 166-171.
3. Matseychik, I.V. The influence of berry and vegetable powders on rheological an sensory indices of curds dessert [Text] / I.V. Matseychik, T.A. Lebedeva / / Bulletin of KrasSAU. - 2007. - № 5. -P. 221-227.
4. Automated design of complex multi-component food products [Text] / E.I. Muratova, S.G. Tolstyih, S.I. Dvoretskiy, S.I. Zyuzina, D.V. Leonov. - Tambov, 2011. - 80 p.
5. Il’ina, O.A. Scientific and practical basis for the use of dietary fiber in baking and confectionery industries [Text]: abstract of a dissertation on competition for a scientific degree of the Doctor of Science (Technical) / Il’ina, O.A. - Moscow, 2002. - 52 p.
52
