CC BY
121
НОВЫЕ ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ: ТЕХНОЛОГИИ, СОСТАВЫ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Для корреспонденции
Бакаева Ирина Александровна - аспирант кафедры
технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного
и зерноперерабатывающего производств
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет
инженерных технологий»
Адрес: 394036, г. Воронеж, пр. Революции, д. 19
Телефон: (952) 540-07-25
E-mail: [email protected]
Е.И. Пономарева, Н.Н. Алехина, И.А. Бакаева
Хлеб из биоактивированного зерна пшеницы повышенной пищевой ценности
Bread from the bioactivated wheat grain with the raised nutrition value
E.I. Ponomareva, N.N. Alekhina, I.A. Bakaeva
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»
Voronezh State University of Engineering Technologies
Хлеб из биоактивированного зерна пшеницы отличается большим содержанием пищевых волокон, минеральных веществ и витаминов по сравнению с традиционными видами хлеба, но, несмотря на это, в нем наблюдается низкое содержание белка, лизина. Цель исследования - разработка хлеба повышенной пищевой ценности из биоактивированного зерна пшеницы путем применения муки из жмыха пшеничных зародышей (6,5%). Установлено, что биологическая ценность белка (77,4%) и аминокислотный скор по лизину (100,3%) муки из жмыха зародышей пшеницы были выше на 12 и 40,5% соответственно по сравнению с биологической ценностью белка и аминокислотным скором по лизину биоактивированной пшеницы. При расчете пищевой, биологической и энергетической ценности изделий из биоактивированного зерна пшеницы выявлено, что биологическая ценность хлеба с мукой из жмыха зародышей пшеницы несколько превышала биологическую ценность хлеба без ее добавления и составляла 70,80%, что обусловлено большим содержанием белка и сбалансированным составом его аминокислот. Содержание белка в опытном образце хлебобулочных изделий на 19,0% больше, чем в контрольном, фосфора - на 13,0%, цинка - на 50,0%.
Ключевые слова: биоактивированное зерно пшеницы, мука из жмыха пшеничных зародышей, хлебобулочные изделия, пищевая ценность, биологическая ценность
Bread from the bioactivated grain of wheat differs in high content of dietary fibers, minerals and vitamins compared to traditional types of bread, but, despite this, it has low protein and lysine content. The aim of the study was the development of bread with the raised nutritional value from the bioactivated wheat grain by use of flour from cake of wheat germ (6.5%). It has been established that the flour from wheat germ has protein biological value (774%) and the amino acid score according to lysine (100.3%) above 12 and 40.5%, respectively, compared with those from bioactivated wheat. During calculation of nutritive, biological and energy value of products from the bioactivated wheat grain it is revealed that the biological value of bread from wheat germ flour slightly exceeded the
biological value of the bread without its addition and amounted to 70.80%, due to a high protein content and a balanced amino acid composition. The protein content in the test sample of bakery products was 19.0% higher than the control, phosphorus - 13.0%, zinc - 50.0%.
Keywords: bioactivated wheat grain, flour from wheat germ, bakery, nutritive value, bioavailability
Необходимость наращивания производства обогащенных, функциональных пищевых продуктов и проблема обеспечения продовольственной безопасности страны являются в настоящее время основными вопросами пищевой промышленности.
Хлеб занимает ведущее место в пищевом рационе, является одним из основных источников энергии, белка и углеводов. Однако при современном уровне потребления хлебобулочных изделий население РФ получает не более 15% необходимого количества пищевых волокон. Как известно, при выработке высокосортной муки удаляются оболочки, алейроновый слой и зародыши, в результате чего снижается содержание витаминов, минеральных веществ и пищевых волокон. Поэтому перспективным направлением является производство хлеба из биоактивированного зерна. Он обладает не только хорошими вкусовыми качествами, но и содержит на 40-55% больше белка, жиров и пищевых волокон, на 60-80% - витаминов Е и группы В по сравнению с хлебом из пшеничной муки [1].
Биоактивация зерна - это контролируемый процесс влагонасыщения зерна, протекающий в присутствии воды, тепла, воздуха и являющийся началом прорастания, в ходе которого происходит трансформация высокомолекулярных веществ в легкодоступные формы. За счет этого биоактивированное зерно является источником биологически активных веществ [2, 3]. На кафедре технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств Воронежского государственного университета инженерных технологий разработаны различные технологии и ассортимент хлебобулочных изделий из биоактивированного зерна. Однако, несмотря на преимущества хлеба из биоактивированного зерна пшеницы, отличающегося повышенным содержанием пищевых волокон, минеральных веществ и витаминов по сравнению с традиционными видами хлеба, в нем снижено содержание белка и наблюдается дефицит лизина [4, 5].
Химический состав зародышей пшеницы обусловливает перспективность их использования в производстве новых видов пищевых продуктов диетического (профилактического и лечебного) назначения на основе зерновых культур. Исполь-
зование зародышей зерна пшеницы в технологии хлебобулочных изделий приводит к повышению их пищевой и биологической ценности, ресурсосбережению [6]. В настоящее время в технологии хлебобулочных изделий широко используются продукты переработки пшеничных зародышей: масло, хлопья, жмых и мука из жмыха [7, 8]. При получении жмыха из зародышей пшеницы в нем также практически полностью сохраняются биологически активные вещества. Он является источником полноценного белка, отличается высоким содержанием незаменимых аминокислот, ненасыщенных жирных кислот, витаминов и минеральных веществ [9, 10].
Цель исследования - повышение пищевой ценности хлеба из биоактивированного зерна пшеницы за счет применения муки из жмыха пшеничных зародышей.
Материали методы
Для исследования использовали пшеницу (ГОСТ Р 52554-2006), дрожжи хлебопекарные прессованные (ГОСТ Р 54731-2011), соль поваренную пищевую (ГОСТ Р 51574-2000), воду питьевую (СанПиН 2.1.4.1074-01), композицию хмелевую «Ингредиент КХ» (ТУ 9199-001-47418712-02), муку из жмыха пшеничных зародышей (ТУ 9293010-05079029-00).
Для исследования были взяты изделия из биоактивированного зерна пшеницы, приготовленные на густой закваске «Хмелевой злаковой»: 1-й -хлеб «Экохмель» (контроль), 2-й - хлеб «Элит».
Анализ аминокислотного состава биоактивированного зерна пшеницы и муки из жмыха пшеничных зародышей проводили методом ионообменной хроматографии на автоматическом аминокислотном анализаторе ААА Т-339 («MIKROTECHNA», Чехия), содержание триптофана определяли по методу Лоренцо-Андрю и Франдзена, белок -по ГОСТ 10846-91, водорастворимые углеводы -по ГОСТ Р 51636-2000, пищевые волокна - по ГОСТ 13496.2-91, витаминный состав -по ГОСТ 29138-91, 29139-91, минеральный состав -по ГОСТ 30502-97, 26657-97, 26929-94, 26570-85.
Для приготовления хлебобулочных изделий предварительно зерно пшеницы очищали от сорной и зерновой примеси, мыли и оставляли для набуха-
ния в воде. При приготовлении закваски зерно подвергали только набуханию в воде, а при получении теста его дополнительно проращивали в течение 10-12 ч. Хлеб готовили с внесением 51,7% закваски «Хмелевой злаковой» из биоактивированного зерна пшеницы влажностью 50% и кислотностью 10,0 град, содержащей 0,05% композиции хмелевой. В тесто для опытного образца хлеба дополнительно вносили муку из жмыха зародышей пшеницы (табл. 1).
Расчет пищевой, биологической и энергетической ценности изделий из биоактивированного зерна пшеницы, приготовленных на густой закваске «Хмелевой злаковой», а также степень покрытия суточной потребности в веществах был проведен по программе «COMPLEX», разработанной на кафедре технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабаты-вающего производств ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий». Содержание витаминов рассчитывали с учетом коэффициентов сохраняемости.
Результаты и обсуждение
Основную пищевую ценность в муке из пшеничных зародышей представляют белок, пищевые волокна, минеральные вещества.
Из табл. 2 видно, что содержание белка в муке из жмыха зародышей пшеницы на 2,8% больше, чем в биоактивированном зерне. Это подтверждается ранее полученными данными о химическом составе исследуемого сырья [9].
В биоактивированном зерне пшеницы и муке из жмыха зародышей пшеницы преобладали такие минеральные вещества, как фосфор и магний. В муке из жмыха зародышей пшеницы кальция содержится больше в 1,5 раза, магния - в 2,7 раза и фосфора - в 3,6 раза, чем в биоактивированной пшенице. Содержание железа в 2,3 раза больше в муке зародышей пшеницы, чем в биоактивированном зерне. Мука из зародышей пшеницы отличается высоким содержанием цинка по сравнению с биоактивированной пшеницей.
Таблица 1. Рецептура теста на густой закваске «Хмелевой злаковой» для зернового хлеба
Наименование сырья, полуфабрикатов Расход сырья на приготовление теста для хлеба
1-й (контроль) 2-й
Густая закваска «Хмелевая злаковая», кг 51,70* 51,70*
Пшеница 3-го класса (зерно продовольственное), кг 70,00/107,80** 65,00/101,30**
Дрожжи хлебопекарные прессованные, кг 2,00 2,00
Соль поваренная пищевая, кг 1,50 1,50
Мука из жмыха зародышей пшеницы, кг - 6,5
Вода, кг 8,5 12,8
П р и м е ч а н и е. * - содержит 0,05% композиции хмелевой; ** - масса биоактивированного зерна пшеницы влажностью 44%. Таблица 2. Химический состав муки из жмыха пшеничных зародышей и биоактивированного зерна пшеницы
Компоненты Содержание компонентов в 100 г
биоактивированная мука из жмыха зародышей
пшеница* пшеницы
Белок, г 11,7 33,0
Жир, г 2,0 5,0
Моно- и дисахариды, г 1,7 30,0
Крахмал, г 52,9 -
Пищевые волокна, г 8,5 12,0
Зола, г 1,7 4,8
Минеральные вещества, мг:
кальций 59,0 90,0
магний 142,0 390,0
фосфор 376,0 1360,0
железо 5,3 12,2
цинк 2,7 25,1
Витамины, мг:
В1 0,55 0,53
В2 0,30 0,24
Е 7,5 7,2
П р и м е ч а н и е. * - в 154 г для биоактивированного зерна пшеницы (из 100 г нативного зерна получается 154 г биоактивированного).
Таблица 3. Содержание незаменимых аминокислот и аминокислотного скора (АС) в исследуемом сырье
Показатель Содержание аминокислоты и АС
биоактивированная пшеница мука из жмыха зародышей пшеницы
содержание, мг на 1 г белка АС, % содержание, мг на 1 г белка АС, %
Валин 40,4 80,8 42,7 85,4
Изолейцин 27,1 67,8 29,1 72,7
Лейцин 61,2 87,4 56,4 80,6
Лизин 32,9 59,8 55,2 100,3
Метионин+цистин 27,5 78,6 37,6 107,4
Треонин 35,2 88,0 38,2 95,5
Триптофан 15,8 158,0 13,0 130,0
Фенилаланин+тирозин 80,9 135,0 54,5 90,8
Биологическая ценность, % 65,4 77,4
Таблица 4. Химический состав, энергетическая ценность и степень удовлетворения суточной потребности в нутриентах за счет хлебобулочных изделий
Нутриент 1-й хлеб (контроль) 2-й хлеб
содержание, удовлетворение содержание, удовлетворение
г/100 г, суточной г/100 г, суточной
(мг/100 г) потребности,% (мг/100 г) потребности, %
Белок, г 8,0 10,6 9,5 12,7
Жир, г 1,4 1,7 1,5 1,8
Углеводы, г 37 10,1 35,8 9,8
Пищевые волокна, г 6,1 19,0 6,3 19,0
Зола, г 2,16 - 2,2 -
Минеральные вещества, мг:
кальций 43,6 4,4 44,5 4,5
магний 95,3 23,8 103,2 25,8
фосфор 256,0 25,6 288,8 28,9
железо 3,6 25,7 3,8 26,9
цинк 1,8 12,0 2,7 17,7
Витамины, мг:
В1 (тиамин) 1,4 94,0 1,4 90,0
В2 (рибофлавин) 0,6 33,3 0,6 31,1
Е (токоферол) 5,0 50,0 4,8 48,0
Энергетическая ценность, кДж 803 24,9 813 24,7
По содержанию витаминов исследуемые образцы практически не отличались.
Из табл. 3 видно, что биологическая ценность белка и аминокислотный скор (АС) по лизину в муке из жмыха зародышей пшеницы были выше на 12 и 40,5% по сравнению с указанными показателями для биоактивированной пшеницы. По содержанию лейцина, триптофана, фенил-аланина и тирозина биоактивированная пшеница превосходит муку из зародышей пшеницы.
Анализ химического состава нетрадиционного сырья показал, что в муке из жмыха зародышей пшеницы содержится больше белка, пищевых волокон, лизина, минеральных веществ по сравне-
нию с биоактивированным зерном пшеницы. Это свидетельствует о целесообразности использования муки из жмыха зародышей пшеницы в хлебопекарном производстве для повышения пищевой и биологической ценности изделий.
Результаты расчета пищевой, биологической и энергетической ценности, степени покрытия суточной потребности в веществах при употреблении изделий из биоактивированного зерна пшеницы, приготовленных на густой закваске, указаны в табл. 4, 5. При этом 2-й хлеб, приготовленный с использованием муки из жмыха пшеничных зародышей, по химическому составу превосходит контрольный образец хлеба.
Таблица 5. Содержание незаменимых аминокислот и биологическая ценность изделий из биоактивированного зерна пшеницы
Аминокислота 1-й хлеб (контроль) 2-й хлеб Адекватный уровень суточного потребления мг*
содержание, мг на 100 г продукта аминокислотный скор, % удовлетворение суточной потребности, % содержание, мг на 100 г продукта аминокислотный скор, % удовлетворение суточной потребности, %
Фенилаланин + тирозин 637,6 132,8 14,5 774,6 135,9 17,6 4400
Триптофан 125,5 156,9 15,7 156,4 164,6 19,5 800
Треонин 283,2 88,5 11,8 367,7 96,7 15,3 2400
Метионин + цистин 217,7 77,8 12,1 295,6 88,9 16,4 1800
Лизин 268,8 61,1 6,5 380,2 72,8 9,3 4100
Лейцин 489,4 87,4 10,6 619,0 93,1 13,4 4600
Изолейцин 212,2 69,1 10,6 286,1 75,3 14,3 2000
Валин 316,0 79,0 12,6 419,4 88,2 16,8 2500
Биологическая ценность, % 67,0 70,8 -
П р и м е ч а н и е. * - Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) Таможенного союза ЕврАзЭС (Приложение 5).
Содержание белка в опытном образце на 19,0% больше, чем в контрольном, фосфора - на 13,0%, цинка - на 50,0%. По содержанию витаминов, пищевых волокон и энергетической ценности изделия отличались незначительно.
Удовлетворение суточной потребности организма в белке и лизине при потреблении 100 г 2-го хлеба составит 12,7 и 9,3%, что на 2,0 и 3,0% соответственно больше по сравнению с контрольным образцом хлеба.
Биологическая ценность 2-го хлеба незначительно превышала биологическую ценность хлеба сравнения и составляла 70,8%.
Таким образом, в ходе проведенных исследований показано повышение пищевой ценности
Сведения об авторах
(по содержанию белка, фосфора и цинка) хлеба из биоактивированного зерна пшеницы за счет внесения муки из жмыха пшеничных зародышей. Потребление 100 г хлеба с мукой из жмыха зародышей пшеницы обеспечит удовлетворение суточной потребности в белке на 12,7%, жире - на 1,8%, углеводах - на 9,8%, пищевых волокнах - на 19,0%, 5 минеральных веществах - на 4,5-28,9%, витаминах В2, Е и В1 - на 31,1-90,0%, незаменимых аминокислотах -на 9,3-19,5%. Установлено, что биологическая ценность изделий с применением муки из жмыха пшеничных зародышей достигала 70,8%, что свидетельствует о целесообразности ее использования в технологии приготовления зернового хлеба.
Пономарева Елена Ивановна - доктор технических наук, профессор кафедры технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» E-mail: [email protected]
Алехина Надежда Николаевна - кандидат технических наук, доцент кафедры технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» E-mail: [email protected]
Бакаева Ирина Александровна - аспирант кафедры технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий» E-mail: [email protected]
Литература
1. Витавская А.В., Хасиев Х.Х., Пронина Ю.Г. Зерновой хлеб - 2. Корячкина С.Я., Кузнецова Е.А., Гуляева Е.В. Совершенствование уникальное питание // Научные итоги года: достижения, проекты, технологии и повышение пищевой ценности хлеба из целого зерна //
гипотезы. 2011. № 1-1. С. 286-290. Хранение и переработка сельхозсырья. 2003. № 1. С. 42-45.
3. Климова Е.В., Самофалова Л.А. Биоактивация витаминного комплекса семян гречихи и сои на ранних фазах прорастания и динамика миграции водорастворимых витаминов при экстракции // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. № 8. С. 51-53.
4. Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевой продукции. М. : Дели Принт, 2007. 539 с.
5. Санина Т.В., Магомедов Г.О., Алехина Н.Н. Хлеб из биоактивированного зерна пшеницы : монография. Воронеж : ВГТА, 2008. 172 с.
6. Шевцов А.А., Алексеева Т.В. Пшеничные зародыши : монография. Воронеж : ВГТА, 2008. 251 с.
7. Haller D., Grüne T., Rimbach G. (Hrsg.). Biofunktionalitat der Lebensmittelinhaltsstoffe. Berlin : Springer-Verlag, 2013. Bd XVIII. 347 s.
8. Романова О. В. Злаки и проростки : целебник. СПб. : Вектор, 2009. 111 с.
9. Родионова Н.С., Алексеева Т.В. Теоретические аспекты разработки технологии и компонентного состава растительной комплексной пищевой системы на основе продуктов глубокой переработки низкомасличного сырья : монография. Воронеж : ВГУИТ, 2014. 224 с.
10. Исследование процесса набухания жмыха зародышей пшеницы / Алексеева Т.В., Загорулько Е.А., Родионова Н.С. и др. // Фундамент. исследования. 2013. № 6. С. 1324-1328.
References
Vitavskaya A.V., Hasiev H.H., Pronina J.G. Grain bread - a unique food. Nauchnye itogi goda: dostizheniya, proekty, gipotezy [Scientific Results of the Year: Achievements, Projects, Hypotheses]. 2011; Vol. 1-1: 286-90. (in Russian)
Koryachkina S. Y., Kuznetsova E.A., Gulyaeva E.V. Improving technology and increasing the nutritional value of whole-grain bread. [Storage and Processing of Agricultural Raw Materials]. 2003; Vol. 1: 42-5. (in Russian)
Klimova E.V., Samofalova L.A. Bioactivation of vitamin complex of buckwheat seeds and soybeans in the early stages of germination and dynamics of migration of water-soluble vitamins in the extraction. [Storage and Processing of Agricultural Raw Materials]. 2006; Vol. 8: 51-3 . (in Russian)
Donchenko L.V., Nadykta V.D. Food safety. Moscow : DeLi Print, 2007: 539 p. (in Russian)
10.
Sanina T.V., Magomedov G.A., Alekhine N.N. Bioactivated Bread wheat : monograph. Voronezh : VSTA , 2008: 172 p. (in Russian) Shevtsov A.A., Alexeeva T.V. Wheat germ : monograph. Voronezh : VSTA, 2008: 251 p. (in Russian)
Haller D., Grune T., Rimbach G. (Hrsg.). Biofunktionalitat der Lebensmittelinhaltsstoffe. Berlin : Springer-Verlag, 2013. Bd XVIII: 347 s. Romanova O.V. Cereals and seedlings : tselebnik. St. Petersburg : Vektor, 2009: 111 p. (in Russian)
Rodionova N.S., Alexeeva T.V. Theoretical aspects of technology development and component composition of plant food complex systems based on the products of deep processing of raw materials nizkomasli-chnogo : monograph. Voronezh : VGUIT, 2014: 224 p . (in Russian) Investigation of the process of swelling meal wheat germ / Alekseeva T.V., Zagorulko E.A., Rodionova N.S.et al. [Basic Research]. 2013; Vol. 6: 1324-8. (in Russian)
2
7
8
3.
9.
