CC BY
4
УДК 664.68:664.15 DOI 10.24412/2311-6447-2023-4-17-24
Эффективность применения бетаиновой мелассы в производстве мучных кондитерских изделий
The effectiveness of the use of betaine molasses in the production of flour confectionery
Профессор Е.И. Пономарева (ORCID 0000-0003-2310-2838), аспирант Ю.П. Губарева (ORCID 0000-0003-2949-2048),
Воронежский государственный университет инженерных технологий, кафедра технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств, 89616131706, Elena6815@yandex.ru
профессор Н.Г. Кульнева (ORCID 0000-0003-3802-9071) Воронежский государственный университет инженерных технологий, кафедра технологии бродильных и сахаристых производств, 89036522146
Professor E.I. Ponomareva, PhD student Yu.P. Gubareva, Voronezh State University of Engineering Technologies, Department of Technology of Bakery, Confectionery, Pasta and Grain Processing Industries, 89616131706, Elena6815@yandex.ru
Professor N.G. Kulneva Voronezh State University of Engineering Technologies, Department of Technology of Bro-dil and Sugar Production, 89036522146
Аннотация. В настоящее время в технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий актуальным является производство продуктов питания с повышенным содержанием всех необходимых веществ с целью увеличения производства обогащенных полезных продуктов, а также уровня переработки вторичного сырья, что позволит получить готовое изделие повышенной пищевой ценности. Объектом исследования была ромовая баба с внесением в нее бетаиновой мелассы, способствующей получению готового изделия с улучшенным составом. Определяли эффективность использования бетаиновой мелассы в производстве ромовой бабы с добавлением пророщенных семян льна путем изучения влияния дозировки обогатителя на органолептические, физико-химические и структурно-механические показатели качества изделия. Использовали общепринятые методы исследования свойств теста и готовых изделий. Эффективность применения и рациональную дозировку бетаиновой мелассы устанавливали путем изучения органолептических, физико-химических, активная кислотность, ед. рН, газоудерживающая способность, см3 и структурно-механических свойств изделий. Доказана эффективность применения бетаиновой мелассы в производстве ромовой бабы с внесением пророщенных семян льна. Выявили, что внесение обогатителя в дозировке 3 % к массе муки способствовало получению готового изделия с наилучшими органолептическими, физико-химическими и структурно -механическими показателями качества. Это позволит увеличить уровень переработки вторичного сырья, а также производить продукцию повышенной пищевой ценности. По результатам исследования была разработана техническая документация на ромовую бабу «Наслаждение» (ТУ, ТИ, РЦ 10.72.12-601 -02068108-2023).
Abstract. Currently, in the technology of bakery and flour confectionery products, the production of food products with an increased content of all necessary substances is relevant in order to increase the production of enriched useful products, as well as the level of processing of secondary raw materials, which will allow to obtain a finished product of increased nutritional value. The object of study was a rum woman with the use of betaine molasses, which contributes to the production of a finished product with a unique composition. The aim of the work was to determine the effectiveness of the use of betaine molasses in the production of Rum baba with the use of sprouted flax seeds by studying the effect of the dosage of the concentrator on the organoleptic, physico-chemical and structural-mechanical quality indicators of the product. Generally accepted methods of studying the properties of dough and finished products were used in the work. The effectiveness of the use and rational dosage of betaine molasses was established by studying organoleptic, physico-chemical, active acidity, pH units, gas-holding capacity, cm3 and structural and mechanical properties of the products (general compression deformation of the crumb, its plasticity and elasticity, relative plasticity and elasticity. As a result of research, the effectiveness of the use of betaine molasses in the production of Rum baba with the use of sprouted flax seeds has been proven. It was revealed that the introduction of a concentrator in a dosage of 3 % by weight of flour contributed to the production of a finished product
(О Е.И. Пономарева, Ю.П. Губарева, Н.Г. Кульнева, 2023
with the best organoleptic, physico-chemical and structural-mechanical quality indicators, which will increase the level of processing of secondary raw materials, as well as produce products of increased nutritional value for functional purposes. According to the results of the study, technical documentation was developed for the Rum baba "Delight" (TU, TI, RC 10.72.12-601-02068108-2023 ).
Ключевые слова: Ромовая баба, пророщенные семена льна, бетаиновая меласса, органолептиче-ские, физико-химические показатели, структурно-механические характеристики, пищевая ценность
Keywords: Rum baba, sprouted flax seeds, betaine molasses, organoleptic, physico-chemical parameters, structural and mechanical characteristics, nutritional value
В настоящее время согласно правительственным документам «Доктрина продовольственной безопасности» и «Стратегия повышения качества пищевой продукции в РФ до 2030 года» необходимо расширять ассортимент пищевых продуктов, способствующих увеличению продолжительности и повышению качества жизни населения. Регулярное употребление хлебобулочных и мучных изделий с применением нетрадиционного сырья, в составе которого содержатся биологически ценные нут-риенты, будет способствовать укреплению иммунитета, сохранению хорошей физической формы, улучшению микробного состава желудочно-кишечного тракта, снижению риска развития неинфекционных алиментарно-зависимых заболеваний, что согласуется с постановлением президиума РАН РФ «Об актуальных проблемах оптимизации населения России: роль науки».
В последние годы мировой хлебопекарный рынок стабильно развивается, предлагает потребителям улучшенную традиционную и новую продукцию. Согласно предварительным оценкам, объем рынка мучных кондитерских изделий за последние пять лет увеличился на 8,0 % в натуральном выражении и на 10,7 % в стоимостном. На хлебопекарных предприятиях наблюдается увеличение производства мучных кондитерских изделий, таких как ромовая баба [1, 2].
В настоящее время российские и зарубежные ученые активно занимаются разработками новых видов мучных кондитерских изделий, сбалансированных по составу, способных в полной мере удовлетворить организм человека всеми необходимыми нутриентами, что является актуальным и целесообразным направлением в этой области. Для расширения и усовершенствования ассортимента в рецептуре мучных кондитерских изделий часто применяют различные нетрадиционные виды сырья (злаки, семена, хлопья, овощи, сухофрукты и т. д.), позволяющие не только повысить пищевую и биологическую ценность продукта, увеличить содержание всех необходимых веществ (витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон), но и придать готовому изделию оригинальный вкус, аромат и текстуру [3, 4, 5, 6, 7].
Впервые в истории российского свеклосахарного производства с целью дополнительного извлечения сахара и получения вторичного продукта (сырца бетаина) была внедрена новая технология глубокой переработки свекловичной мелассы. Новая схема производства включает следующие этапы: разбавление мелассы, кондиционирование, умягчение, фильтрация и сепарация [8].
Бетаин, содержащийся в сырье, относится к веществам, способствующим профилактике ряда серьезных заболеваний человека. В организме он выполняет несколько функций, так как является осмолитом, шапероном и донором метильной группы. Установлено, что суточная доза бетаина для большинства людей (в разных группах населения) составляет от 100 до 300 мг. Известно, что нарушения метаболизма бетаина вследствие повышения концентрации гомоцистеина в плазме крови являются фактором риска развития атеросклеротических заболеваний сосудов, а также появления тромбозов. Выявлено, что свеклосахарное производство способно выступать основным поставщиком бетаина, оказывающего благоприятное физиологическое воздействие на организм человека. Установлено, что бетаин может предотвращать сосудистые заболевания и иметь преимущества в защите от аллергии,
уменьшении риска возникновения некоторых форм рака, продлении сроков выживаемости онкологических больных, снижении резистентности к инсулину. Таким образом, бетаин в настоящее время используется в качестве ингредиента функционального питания и пищевой добавки [8].
В бетаиновой мелассе содержится, %: вода - 39 - 42; бетаин - 35 - 40; сырой протеин - 16; сахароза - 1-5 , общий азот - 2,2-2,7; калий - 0,2; фосфор - 0,02, ниа-цин - 0,01. Большое содержание бетаина в данном сырье свидетельствует об его уникальности и целесообразности широкого применения в пищевой промышленности, что является актуальной задачей.
Объектом исследования была бетаиновая меласса влажностью 40 %, которую в настоящее время используют на кормовые и микробиологические цели или утилизируют. Целью работы - определение эффективности применения бетаиновой мелассы в производстве ромовой бабы путем изучения влияния дозировки обогатителя на органолептические, физико-химические и структурно-механические показатели качества изделия.
Контрольным образцом была Ромовая баба «Льняная» из пшеничной муки высшего сорта с пророщенными семенами льна, вырабатываемая по технической документации ТУЮ.72.12-600-02068108-2023, разработанной на кафедре технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств (ТХКМЗП) Воронежского государственного университета инженерных технологий. В опытные образцы вносили бетаииовую мелассу в дозировке 2-5 % (интервал варьирования 1 %).
Тесто влажностью 30 % замешивали безопарным способом из муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта (ГОСТ 26574-2017); пророщенных семян льна (ТУ 10.89.19.150-499-02068108-2018); воды питьевой (СанПин 2.1.4.1116-02); сахара белого (ГОСТ 33222-2015); масла сливочного (ГОСТ 32261-2013); яиц куриных пищевых (ГОСТ 31654-2012); винограда сушеного (ГОСТ 6882-88); дрожжей хлебопекарных прессованных (ГОСТ Р 54731-2011); соли пищевой (ГОСТ Р 51574-2018); ванилина (ГОСТ 16599-71) [9].
Для проращивания семена льна вначале промывали их в питьевой воде, затем в растворе перманганата калия для дезинфицирования. Далее семена замачивали в омагниченной воде при температуре 20+2 °С и выдерживали в течение 2 ч. Затем набухшую льняную массу протирали через сито для отделения слизи и направляли на проращивание, проводимое при температуре 20+2 °С, с периодическим орошением поверхности семян омагниченной водой. Процесс продолжали до появления проростков длиной не более 1,5 мм. Пророщенные семена льна вносили в количестве 25 % к массе муки.
После замеса тесто направляли в термостат д^я брожения ШРТ-12 при температуре 30 °С в течение 135 мин. Из выброженного теста формовали заготовки массой 0,070 кг и помещали в формы для выпечки ромовой бабы, которые отправляли в расстойный шкаф ШРТ-12 на окончательную расстойку при температуре 40 °С и относительной влажности воздуха 75-85 % в течение 25 мин. Изделие выпекали в лабораторной электропечи КЭП-10Г1 с увлажнением при температуре 200 °С в течение 10 мин [10].
В процессе брожения теста исследовали титруемую кислотность (град) - по ГОСТ 27493-87, активную кислотность (ед. рН) на приборе рН-метр рН-150МИ, га-зоудерживающую способность - объемным методом. В готовых изделиях определяли органолептические (цвет, форма, пропеченность, промес, пористость, вкус, запах) показатели по ГОСТ 27558-87. Физико-химические свойства - массовую долю влаги (%) определяли на приборе ПИВИ-1 по ГОСТ 21094-75, удельный объем (см3/100 г) -объемным методом. Структурно-механические свойства мякиша готовых изделий (общая деформация сжатия мякиша, его пластичность и упругость, относительная пластичность и упругость) изучали на автоматизированном пенетрометре ПА-4/2 [10].
Исследования проводили в условиях учебно-научно-производственной лаборатории по хлебопечению кафедры ТХКМЗП. Пищевую ценность ромовой бабы рассчитывали по программе «Комплекс», разработанной на кафедре ТХКМЗП, в основе которой заложена методика, утвержденная ФГБУН «ФИЦ питания, биотехнологии и безопасности пищи».
Установлено, что конечная титруемая кислотность теста с увеличением дозировки бетаиновой мелассы уменьшалась. В контрольном образце наблюдалось максимальное значение титруемой кислотности - 3,4 град, минимальным значением показателя характеризовался образец с 5 % - 2,6 град. Результаты исследования рН теста показали, что через 135 мин брожения наименьшая активная кислотность наблюдалась в полуфабрикате без внесения обогатителя (5,39 ед. прибора), наибольшая - в образце с 5 % бетаиновой мелассы (5,68 ед. прибора) (табл. 1). Интенсивному увеличению активной кислотности в тесте способствовало внесение обогатителя, который характеризуется щелочными свойствами, так как значение рН бетаиновой мелассы составляет 10-11.
Определено, что максимальное значение газоудерживающей способности теста через 135 мин брожения наблюдалось в полуфабрикате с 3 % обогатителя (148 см3), минимальное - с 5 % (104 см3). Это связано с рациональным внесением обогатителя, оказывающего расслабляющее действие на клейковину в результате разрыва ди-сульфидных связей в молекулах белков, что способствовало увеличению газоудерживающей способности теста (табл. 1).
Таблица 1
Физико-химические показатели качества теста
Показатели Значение показателей теста с различными дозировками бетаиновой мелассы, %
0 (контроль) 2 3 4 5
Титруемая кислотность, град, в процессе брожения, мин:
0 2,4 2,2 2,0 2,0 1,8
45 2,6 2,4 2,2 2,2 2,0
90 3,0 2,8 2,8 2,6 2,4
135 3,4 3,2 3,0 2,8 2,6
Активная кислотность, ед. рН, в процессе брожения, мин:
0 5,85 5,96 6,07 6,18 6,29
45 5,58 5,69 5,80 5,91 6,02
90 5,47 5,57 5,66 5,75 5,84
135 5,39 5,47 5,54 5,61 5,68
Газоудерживающая способность, см3, в процессе брожения, мин:
0 54 54 54 54 54
45 66 64 70 64 64
90 120 122 84 106 76
135 128 144 148 120 104
Анализ качества готовых изделий проводили через 3 ч после выпечки. Выявлено, что использование бетаиновой мелассы в производстве ромовой бабы способствовало интенсификации цвета мякиша, изделие приобретало приятный золотистый оттенок.
Физико-химические показатели качества находились в пределах требований ТУ 10.72.12-600-02068108-2023 ромовая баба «Льняная». Влажность образцов не изменялась при внесении обогатителя по сравнению с контролем, кислотность готовых изделий уменьшалась с ростом дозировки бетаиновой мелассы. Оценка структурно-механических свойств мякиша показала, что образец с 3 % бетаиновой мелассы
, ' ' ПИТАНИЯ
обладал наилучшими результатами. Изделие характеризовалось максимальным значением общей деформации сжатия (78,0 ед. прибора), пластичности (64,0 ед. прибора) и упругости (14,0 ед. прибора) (табл. 2).
Таблица 2
Влияние дозировки бетаиновой мелассы на органолептические, физико-химические и структурно-механические показатели качества готового изделия
Наименование показателей Значения показателей в готовых изделиях в зависимости от дозировки мелассы, %
0 (контроль) 2 3 4 5
Органолептические
Внешний вид:
форма Соответствует форме, в которой производилась выпечка
поверхность Гладкая, без трещин и подрывов, неподгорелая
цвет Светло- Золотистый коричневый Темно-золотистый
Состояние мякиша:
пропечен-ность Хорошо пропеченный мякиш, без закала и следов непромеса. Изюм равномерно распределен в изделии
промес Без комочков и следов непромеса
пористость Развитая, без пустот и уплотнений
Вкус и запах Свойственный данному виду изделия, без посторонних привкусов и запахов Свойственный данному виду изделия, без постороннего запаха со слабым привкусом горечи Свойственный данному виду изделия, без постороннего запаха с выраженным привкусом горечи
Физико-химические
Влажность, % 23,0 23,0 23,0 23,0 23,0
Кислотность, град 2,8 2,6 2,6 2,4 2,4
Структурно-механические
Общая деформация сжатия мякиша, ед. прибора 73,0 69,0 78,0 71,0 67,0
Пластичность мякиша, ед. прибора 61,0 59,0 64,0 60,0 58,0
Упругость мякиша, ед. прибора 12,0 10,0 14,0 11,0 9,0
Относительная пластичность, % 83,6 85,5 82,1 84,5 86,6
Относительная упругость, % 16,4 14,5 17,9 15,5 13,4
Выявлено, что образец с внесением мелассы в дозировке 3 % характеризовался максимальным значением удельного объема (360 см3/ 100 г) по сравнению с другими (рис. 1).
шт
1 2 3 4 5
Вариант
Рис. 1. Изменение удельного объема готового изделия в зависимости от дозировки бетаиновой мелассы, %: 1 - 0 (контроль); 2- 2; 3-3; 4-4; 5-5
Установлено, что внесение бетаиновой мелассы в дозировке 3 % в производстве ромовой бабы «Льняная», способствовало получению готового изделия с наилучшими органолептическими, физико-химическими и структурно-механическими показателями качества. Разработана техническая документация на ромовую бабу «Наслаждение» (ТУ, ТИ, РЦ 10.72.12-601-02068108-2023).
Анализ химического состава выявил, что в ромовой бабе «Наслаждение» увеличивается содержание пищевых нутриентов по сравнению с контрольным образцом, а, самое главное, содержится бетаин. Выявлено, что потребление 100 г ромовой бабы «Наслаждение» обеспечит степень удовлетворения суточной потребности организма человека в основных пищевых элементах в среднем: белка на 8,8 %, жира на 16,1 %, углеводов на 10 %, пищевых волокон на 12,7 %, минеральных веществ на 2,6 - 10,6 %, витаминов на 4,4 - 10,7 %, бетаина на 0,2 % (табл. 3).
Таблица 3
Химический состав и степень удовлетворения суточной потребности организма человека в пищевых веществах за счет употребления 100 г ромовой бабы
Наименование пищевых ве- Физиологичес кая суточная потребность, Содержание в образцах Степень удовлетворения при употреблении образцов ромовой бабы, %
ществ г/мг «Льняная» (к «Наслаждение» «Льняная» (ко «Наслаждение»
онтроль) (опыт) нтроль) (опыт)
Белки, г 75,0 6,46 6,62 8,61 8,83
Жиры, г 83,0 13,38 13,38 16,12 16,12
Углеводы, г 365,0 36,62 36,67 10,03 10,05
Пищевые волокна, г 30,0 3,81 3,81 12,70 12,70
Минеральные
вещества, мг: Са 1000,0 26,16 26,16 2,62 2,62
Ка 1300,0 107,00 107,00 8,23 8,23
К 3500,0 103,19 103, 19 2,95 2,95
Р 800,0 84,92 84,92 10,61 10,61
Мё 400,0 26,62 26,62 6,65 6,65
Витамины, мг:
Ва 1,4 0,15 0,15 10,71 10,71
В, 1,6 0,07 0,07 4,37 4,37
РР 20,0 1,11 1,12 5,55 5,60
Энергетическая ценность ккал 2500 292,74 293,58 11,71 11,74
(кДж) (10467) (1225,64) (1229,16) (11,71) (11,74)
га
I á ¿ ° 2
- 2 Рн
Л g
<о >>
Таким образом, в результате проведенных исследованиях было доказано, что использование бетаиновой мелассы в дозировке 3 % при производстве ромовой бабы, обогащенной пророщенными семенами льна, позволяет улучшить органолепти-ческие, физико-химические показатели и структурно-механические характеристики готового изделия, что обеспечивает увеличение уровня переработки вторичного сырья, а также выпуск продукции повышенной пищевой ценности. Все это дает возможность сделать обоснованный вывод об эффективности применения бетаиновой мелассы в производстве ромовой бабы с целью включения ее в рационы питания населения в качестве источника белков, жиров, углеводов, а также для частичного удовлетворения потребности организма человека в пищевых веществах, макроэлементах, витаминах и бетаине.
ЛИТЕРАТУРА
1. Обзор ВЭД. Мучные кондитерские изделия : [сайт]. - URL: https://aemcx.ru/ wp-content/uploads/2022/02/ОбзорВЭД_Мучныекондитерские- изделия 22.02.2022.pdf (дата обращения 28.05.2023).
2. Наумова Н. Д., Цейликман В. Э., Цейликман О. Б., Комельникова М. В., Евдокимова А. А. Кекс «Ромовая баба» / / Патент РФ № 2714231 - 2020.
3. Чернобабова Е. Г., Шкута Е. С., Росляков Ю. Ф., Зубцов В. А. Перспективы использования продуктов переработки семян конопли в технологиях продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности / / Совершенствование технологии консервирования сырья растительного и животного происхождения: Сб. труд. Междунар. науч.-практ. конф. - Краснодар. - 2021. - С. 60-65.
4. Пономарева Е. П., Лукина С. П., Скворцова О. Б., Паринова А. В. Обогащенные мучные кондитерские изделия повышенной антиоксидантной активности // Инновационная техника и технология. - 2019. - С. 5-9.
5. Roslyakov Yu. F., Yanova M. A., Sharopatova A. V., Dzobelova V. B. Application efficiency of new raw materials in the production of flour confectionery products with increased nutritional value / / IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 548 (2020) 082091. - P. 1-6.
6. Mukhmudov R. A., Mukhmudov S. O., Tashpulatov H. R., Shukrullaev Z. O. The Use Of Biological Active Additives (BAA) In The Production Of Flour Confectionery Products // The American Journal of Engineering and Technology". - 2021. - P. 134 -138.
7. Zuljevic S. О., Akagic A. Flour-based confectionery as functional food // Functional Food-Phytochemicals and Health Promoting Potential. - 2021
8. Полонский В. П. Биологическая роль и польза для здоровья бетаина в зерновых культурах // Вестник КрасГАУ. - 2020. - № 1. - С. 53-61.
9. Сборник рецептур мучных кондитерских и булочных изделий для предприятий общественного питания : Справочник. - СПб.: Троицкий мост, - 2017. - 194 с.
10. Пономарева Е. П., Лукина С. П., Алехина H. Н. и др. Практикум по технологии отрасли (технология хлебобулочных изделий) / / - Санкт-Петербург. - 2022.
REFERENCES
1. Overview of foreign economic activity. Flour confectionery products : [website]. -URL: https: / /aemcx.ru/wp-content/uploads/2022/02/ ОбзорВЭД^Мучныекондитерские - product_22.02.2022.pdf (date of issue 28.05.2023) (Russian).
2. Naumova N. L., Tseylikman V. E., Tseylikman О. В., Komelnikova M. V., EVDO-kimova A. A. cupcake "rum baba", patent of the Russian Federation No. 2714231 - 2020 (Russian).
3. Chernobabova E. G., Shkuta E. S., Roslyakov Yu. F., Zubtsov V. A. Prospects for
the use of hemp seed processing products in food technologies of increased nutritional and biological value, Improving the technology of preserving raw materials of plant and animal origin: Collection of works. International Scientific and Practical Conference Krasnodar. - 2021. - pp. 60-65 (Russian).
4. Ponomareva E. I., Lukina S. I., Skvortsova О. В., Parinova A.V. Enriched flour confectionery products of increased antioxidant activity, Innovative technique and technology. -2019.-p. 5-9 (Russian).
5. Roslyakov Yu. F., Yanova M. A., Sharopatova A. V., Dzobelova V. B. Application efficiency of new raw materials in the production of flour confectionery products with increased nutritional value, IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. -548 (2020) 082091. - P. 1 - 6.
6. Mukhmudov R. A., Mukhmudov S. O., Tashpulatov H. R., Shukrullaev Z. O. The Use Of Biological Active Additives (BAA) In The Production Of Flour Confectionery Products, The American Journal of Engineering and Technology. - 2021. - P. 134 - 138.
7. Zuljevic S. O., Akagic A. Flour-based confectionery as functional food, Functional Food-Phytochemicals and Health Promoting Potential. - 2021
8. Polonsky V. I. Biological role and health benefits of betaine in grain crops, Bulletin of KrasGAU. - 2020. - No. 1. - pp. 53-61 (Russian).
9. Collection of recipes of flour confectionery and bakery products for public catering enterprivses : Handbook. - St. Petersburg: Troitsky Bridge, - 2017. - 194 p (Russian).
10. Ponomareva E. I., Lukina S. I., Alyokhina N. N. et al. Workshop on industry technology (bakery products technology), - Saint Petersburg. - 2022 (Russian).
