CC BY
38
Хлебобулочные изделия -
продукты функционального питания1
Ю.И. Шишков, А.А. Рогов
ООО НПО «Русская инновационная компания»
В связи с изложенным выше можно предположить, что внесение смешанно-лигандных комплексов биогенных металлов в муку при приготовлении теста будет способствовать накоплению липи-дов и сахаров в конечном продукте. Эта точка зрения послужила основанием проведения прямых опытов по определению количества сахаров и липидов в нарезных батонах высшего сорта, выпеченных по измененной рецептуре. Если контрольные батоны выпекались с использованием стандартной рецептуры, то в опыте тесто готовили с уменьшенным количеством сахара и жира соответственно на 20 и 15 %. Эти компопо-ненты теста были заменены на комплексное соединения цинка с ПАБК и глицином или железа с этими же лигандами в количестве 1,2 и 1,3 мг/кг муки соответственно (дано по металлу). Обнаружено, что опытные образцы батонов соответствовали требованиям нормативных документов. Таким образом, комплексные соединения железа и цинка с разнохарактерными лигандами улучшают бродильную активность дрожжей и повышают их продуцирующую способность. Следовательно, внешние условия определяют химический состав дрожжевых клеток.
Приведенные данные относятся к комплексным соединениям железа с разнохарактерными лигандами, один из которых обладает физиологическим действием, а другой своим участием в метаболических процессах усиливает действие первого реагента. Рассмотрим это на примере биокомплекса железа с ПАБК и глицином. Известно, что ПАБК входит в состав фолиевой кислоты - регулятора процесса деления клеток, которая также играет важную роль в обмене белков и образовании некоторых аминокислот. Глицин принимает участие во многих метаболических процессах, в частности, связанных с синтезом пирувата, занимающего важное место в обмене веществ дрожжей. При спиртовом брожении пируват сначала декарбоксилируется с выделением диоксида углерода, разрыхляющего тесто, и ацетальдегида, восстанавливающегося затем в этиловый спирт, который участвует в образовании аромата хлеба при выпечке.
Важно отметить, что изложенный материал и приведенные экспериментальные факты были получены с использованием смешанно-лигандных комп-
лексов железа. Подобное положение делает бессмысленным анализ имеющегося фактического материала с точки зрения количественной оценки эффектов, выявленных с использованием этих соединений, но оставляет возможность его оценки с точки зрения качественных эффектов. Поэтому можно полагать, что спонтанно образующиеся комплексные соединения железа с витаминами группы В также будут влиять на физиолого-биохимическую активность дрожжей, хотя и в меньшей степени, чем смешан-но-лигандные комплексы.
Тем не менее для независимой оценки влияния витаминно-минеральной смеси «Флагман» на качество хлебобулочных изделий в ГОСНИИ хлебопекарной промышленности были проведены испытания этой смеси с использованием двух рецептур, представленных в табл. 3.
Тесто готовили безопарным способом. В качестве контроля использовали пробы теста, приготовленного без каких-либо добавок. В дежу тестомесильной машины загружали муку, дрожжи, соль, сахар, маргарин и другие компоненты, предусмотренные рецептурой. Замес осуществлялся в течение 10 мин. Температура теста после замеса 28...30 °С. Продолжительность брожения теста в массе составляла 90 мин. Готовое тесто после брожения делили на куски массой 0,45 кг, формировали и направляли на окончательную расстойку при температуре 35.38 °С и относительной влажности воздуха 75 - 80 %. Выпечку изделий проводили при температуре пекарной камеры 220.230 °С.
Таблица 3
Рецептуры приготовления теста хлебобулочных изделий «От Михалыча», кг
Компонент Рецептура № 1 Рецептура № 2
Мука пшеничная высшего сорта 100 100
Дрожжи хлебопекарные прессованные 2,5 2,5
Сахар-песок 3,0 1,5 3,0
Маргарин 3,0 1,0
Витаминно-минеральная смесь 0,05 0,05
Таблица 4
Показатели качества хлебобулочных изделий, приготовленных по рецептурам «От Михалыча» с добавлением витаминно-минеральной смеси
«Флагман»
*Продолжение. Начало см. в № 12 за 2004 г.
Показатель Рецептура № 1 Рецептура № 2
контроль опыт контроль опыт
П родолжител ьность 67 66 78 77
расстойки теста, мин
Влажность мякиша, % 42 42 42 42
Кислотность мякиша, 1,8 1,8 1,8 1,8
град.
Пористость, % 83 83 81 81
Удельный обьем, см3/г 4,1 4,0 3,64 3,54
Формоустойчивость (Н/Д) 0,33 0,33 0,37 0,37
Структурно-механичес-
кие свойства мяки-
ша, ед. пенетрометра
ДН сж ЛИ 105 ОО 7 97,7 ЯП 3 71,7 Ц7 3 63 /1Й 3
ДН упр ДН пл 16,3 80.3 17.4 57.3 14.4 48,3 14,7
Состояние пористости Средняя, равномерная
Вкус, запах Свойственный данному виду изделий
Цвет Светло-коричневый Светло-желтый
Состояние мякиша Более Более упругий, Более Более
нежный, чем у опыта, но у контроля более нежный нежный, чем у опыта грубый, чем у контроля
менее
упругий
Разжевываемость Не комкуется. Мякиш крошится меньше, чем у контрольного образца
Показатели сжимаемости мякиша при использовании витаминно-минеральной смеси «Флагман»
Показатель
Рецептура № 1
контроль опыт
Рецептура № 2
контроль опыт
Структурно-механические свойства мякиша, ед. пенетрометра
Через 1 сут
днсж 105 97,7 71,7 63
днупр 88,7 80,3 57,3 48,3
дн пл 16,3 17,4 14,4 14,7
Через 2 сут
днсж 67,7 71,3 52 47,3
днупр 56 58,3 40,7 36,7
днпл пл 11,7 13 11,3 10,6
Через 3 сут
днсж 61,3 58 47,3 42
днупр 50,7 48,7 38 29,7
днпл пл 10,6 9,3 9,3 9,3
Через 4 сут
днсж сж 44,7 48,7 36,6 38
днупр упр днпл пл 36,3 40,6 28 29,4
8,4 6 8,6 8,6
Процент снижения сжимаемости мякиша (Нсж) в процессе хранения изделий через
2 сут 35,5 27 27,5 25
3 сут 41,6 40,6 34 33,3
4 сут 57,4 50,2 48,9 39,7
Процент снижения упругости мякиша (Н п ) в процессе хранения изделий через
2 сут 36,9 27,4 40,8 24
3 сут 42,8 39,4 29 24
4 сут 59 46,8 51,1 39,1
Показатель набухаемости опытных и Таблица 6 контрольных образцов хлеба
Показатель Рецептура № 1 Рецептура № 2
контроль опыт контроль опыт
Набухаемость, см/г (на 100 г) продукта через
1 сут 420 400 480 380
2 сут 380 380 360 340
3 сут 380 350 320 320
4 сут 300 320 320 320
Процент снижения набухаемости мякиша в процессе хранения изделия через
2 сут 9,5 5,0 25 10,5
3 сут 9,5 12,5 25 10,5
4 сут 28,6 20 33,3 15,8
Хлебобулочные изделия анализировали на следующий день по показателям ГОСТ 7127—78, а также определяли удельный объем, формоустойчивость и оценивали органолептические свойства мякиша на пенетрометре (табл. 4).
Для определения реологических свойств мякиша после охлаждения образцы упаковывали в полиэтиленовые пакеты, скрепляли клипсой и оставляли на хранение при комнатной температуре без доступа света. Хлеб анализировали в течение недели: определяли на пенет-
Таблица 5
рометре структурно-механические свойства мякиша и набухаемость.
Набухание мякиша хлеба в воде определяли по модифицированному методу Катца (Ш.Н.Са1с11са|1, 1940), который позволяет установить степень чер-ствения хлеба. Сущность метода заключается в том, что при черствении гидра-тационная способность клейстеризован-ного крахмала понижается.
Зафиксировано заплесневение контрольных и опытных образцов через 7 суток хранения. Однако данные табл. 5
показывают, что добавление витамин-но-минеральной смеси «Флагман» влияет на структурно-механические свойства мякиша при хранении хлеба: процент снижения упругости и сжимаемости мякиша ниже по сравнению с контролем.
Определяли набухаемость мякиша хлеба (табл. 6). Через сутки хранения хлеба набухаемость мякиша контрольных проб была несколько выше опытных, однако при хранении степень снижения данного показателя у опытных проб была меньше, чем у контрольных: через 2 и 3 суток — на 5 - 10,5 и 10,5 -25 %, через 4 суток — на 15,8 - 20 и 28 -33 % соответственно. Снижение набуха-емости опытных и контрольных проб мякиша, приготовленных с жиром и сахаром, происходило с меньшей скоростью по сравнению с изменением данного показателя образцов хлеба без сахара и жира.
В табл. 7 сведены результаты, характеризующие витаминный состав хлеба «От Михалыча», выпеченного с использованием витаминно-минеральной смеси «Флагман» и без нее.
В 100 г хлеба, приготовленного по рецептуре № 1, содержалось 7,7 г белков, 2,6 — жиров, 53 - углеводов, питательная ценность составляла 266 ккал; по рецептуре № 2 — 0,8, 1,5, 52 г и 254 ккал соотвественно.
Из анализа экспериментальных данных следует, что получены все предпосылки для создания хлебобулочных изделий с широким набором витаминов и железом. Надо отметить, что по сравнению с контролем в опытном образце хлеба количество кобаламина, фолие-вой кислоты и железа позволяет при постоянном употреблении этого хлеба обеспечить организм человека данными веществами, что способствует поддержанию нервной системы и кроветворной деятельности.
Кроме наблюдаемых под влиянием витаминно-минеральной смеси «Флагман» изменений структурно-механических показателей хлеба, также заслуживает внимания зафиксированная в эксперименте явно выраженная корреляционная зависимость снижения степени черствения хлеба от добавления в тесто этой смеси.
Отмеченные различия в изменении реологических свойств опытных и контрольных образцов хлеба при хранении, по-видимому, связаны с комплексными соединениями железа. Можно предположить, что на этот показатель мякиша влияют как биокомплексы железа с витаминами, так и сформированные в тесте его комплексы с белками клейковины. Важно отметить, что в муку вносится существенно больше железа, чем витаминов, поэтому несвязанные ионы железа будут формировать в тесте комплексные соединения с белками клейковины без потери ими нативных свойств.
Таблица 7
Содержание витаминов
Витамин Содержание в 100 г хлеба без добавки, мг Содержание в 100 г хлеба с добавкой, мг Среднесуточная потребность человека, мг % к суточной норме
в, 0,11 0,44 1,4 31,8
В2 0,03 0,17 1,7 10
В6 0,1 0, 4 2,0 20
В12 Следы 0,0006 0,003 20
В с 0,016 0,09 0,2 45
РР (В5) 0,92 4 18 22,2
Е 0,028 0,25 10 2,5
Р-каротин 0,04 0,15 5 3
Fe (SO4)2-7H2O 1,43 2,73 15 55
Вхождение белков клейковины в качестве лиганда в состав биокомплекса снижает гидратационную способность биополимера, что в свою очередь приводит к увеличению жесткости мякиша, но в то же время способствует его большей стабильности из-за существенного замедления деструкции белков в составе биокомплекса.
В пользу высказанной точки зрения свидетельствуют экспериментальные данные по снижению крошения мякиша и его черствению у хлеба, выпеченного с использованием витаминно-мине-ральной смеси.
Другим фактором, вызывающим замедление черствения хлеба, является вхождение белков клейковины в состав биокомплекса железа, в котором аминогруппы белков задействованы в образовании координационного соединения, что предотвращает образование ими водородной связи с гидроксильными группами крахмальных полисахаридов. Образование соединения белков клейковины с полисахаридами рассматривается как один из важных факторов, вызывающих черствение хлеба [5].
Исследования, направленные на повышение сроков хранения готовых пищевых продуктов, позволили установить, что в качестве надежных консервантов могут быть использованы вита-мины-антиоксиданты или их производные, например, аскорбиновая кислота, токоферолы, ретиноиды, каротиноиды и др. Кроме того, эти важные для метаболизма вещества позволяют не только удлинить сроки хранения продуктов, сообщить им новые лечебно-профилактические свойства, но также во многих случаях значительно улучшить органо-лептические характеристики конечного продукта.
Обращаем внимание, что в состав опытных образцов хлеба входят витамин Е и в-каротин, количество которых в 2 -4 раза больше, чем в контрольных образцах. Проявление этими витаминами антиоксидантного действия способствует снижению степени окисления жиров радикалами кислорода как в процессе приготовления теста, так и в мякише хлеба, что в совокупности задерживает
процесс его черствения. Использование жиров для увеличения мягкости мякиша и задержки черствения известно давно и широко освещалось в литературе.
Важно подчеркнуть, что среди природных антиоксидантов, круг которых весьма широк, особое место занимает система глутатиона, участвующая во многих окислительно-восстановительных реакциях и обеспечивающая функционирование ряда ферментов, поскольку сам глутатион относится к числу тиоловых кофакторов, являющихся переносчиками ацильных групп. Уже один факт широкого распространения глутатиона в сравнительно высоких концентрациях во многих клетках (от 0,4 до 12 мм), преимущественно в восстановленной форме, подтверждает его важную роль [12]. Анализируя литературные данные, автор цитируемой работы пришел к выводу, что содержание глутатиона в дрожжах может достигать 1 % сухой массы. В процессе брожения дрожжи не только накапливают глутатион, но и выделяют часть его в окружающую среду в количестве от 0,32 до 1,2 мг в пересчете на 1 г сухой массы дрожжей. Активность накопления глутатиона в молодых клетках и его выделение зависит как от интенсивности брожения, так и от особенности роста дрожжей.
При проведении модельных экспериментов по выращиванию дрожжей расы Sac. Cerevisiae 512 на среде, обогащенной комплексом железа с ПАБК и глицином, была зафиксирована взаимосвязь между повышением физиолого-биохимической активности клеток под действием биокомплекса и увеличением содержания в них глутатиона. Его содержание в 1 г сухой массы опытных дрожжей составило 8,3 мг против 5,6 мг на контроле.
Результаты исследований фармакологов, медиков и биологов показывают, что антиоксидантные системы сохраняются длительное время в нейтральной, слабощелочной и слабокислой среде. Логично считать, что синергизм антиокислительного действия витамина Е, р-каротина и глутатиона замедляет окисление липидов и белков клейковины,
что в конечном счете приводит к замедлению процессов черствения хлеба.
Из анализа результатов исследований [8-10] следует, что биологические предшественники активных групп ферментов, представленные в виде смешанно-лигандных комплексных соединений биогенных металлов, реализуют свое положительное влияние на функциональные и биохимические реакции организма. Механизм вмешательства биокомплексов в метаболическую активность клеток тканей различных органов и систем осуществляется через усиленный биосинтез ферментов с повышенным уровнем каталитического действия. Итогом позитивного действия этих модуляторов биологических эффектов является коррекция эндокринной системы, различных звеньев иммунной системы организма и других общих механизмов адаптационно-приспособительных реакций, включая и поддержание антиок-сидантных систем. Важно отметить, что основные системы организма человека, контролирующие и регулирующие гоме-остаз, - это эндокринная и иммунная системы, состояние которых в наибольшей степени определяет процесс старения организма, чем его возраст.
Также зафиксировано, что в этом же направлении действуют нутрицевтики -физиологчески активные добавки к пище, корректирующие ее химический состав, т.е. доводящие содержание эс-сенциальных веществ, включая витамины и микроэлементы, до уровня физической потребности в них здорового человека. Механизм действия последних связан с формированием витаминно- и металлозависимых ферментов.
Изучение механизма действия биокомплексов на клетку показало, что они способствуют формированию структурно-модифицированных молекул ферментов, которые обладают повышенным уровнем активности по сравнению с ферментами, синтезируемыми в клетке в отсутствие биокомплексов. Обнаружено, что повышение активности ферментов связано со стереоэлектронными и конформационными изменениями белка фермента и его активной группы, которые в значительной степени определяют уровень этого параметра функциональных белков [9].
Оказалось, что композиция молекулы биокомплекса также обусловливает его активность. По степени возрастания биологической активности рассматриваемые биокорректоры можно расположить в следующей последовательности: микронутриенты, биокомплексы с одним лигандом, смешанно-лигандные биокомплексы.
Таким образом, позитивные эффекты биокомплексов железа с витаминами, образующимися при растворении вита-минно-минеральной смеси «Флагман», уступают по позитивным эффектам сме-шанно-лигандным комплексам, но превосходят микронутриенты.
Особого внимания заслуживают наблюдения [8, 9], из рассмотрения которых следует, что биокомплексы дифференцировано действуют на клетки тканей органов человека. Они проявляют свойства биокорректоров при действии на клетки органов и систем организма с недостаточным функционированием, а при действии на клетки с функционированием в пределах физиологической нормы способствуют поддержанию их гомеостаза. Таким образом, путем коррекции метаболической активности клеток органов и систем с помощью биокомплексов достигается протективный эффект в отношении негативных воздействий на организм человека.
Изложенный материал позволяет сделать обобщение, что рассматриваемые модуляторы биологических эффектов можно отнести к продуктам здорового питания, поскольку они, не являясь медикаментозным средством, придают продуктам питания лечебно-профилактические свойства. Следовательно, хлебобулочные изделия повышенной биологической ценности, достигаемой за счет обогащения витаминно-минераль-ной смесью «Флагман», способствуют поддержанию или коррекции гомеоста-за людей, употребляющих этот продукт.
Способность данных хлебобулочных
изделии влиять на гомеостаз позволяет рекомендовать их для использования не только в геродиетическом питании, но и в повседневных рационах различных возрастных групп населения, в том числе для обеспечения реабилитации организма, функционирующего при неблагоприятных факторах жизнедеятельности.
Хлеб, обогащенный витаминно-мине-ральноИ смесью «Флагман», можно отнести к категории продуктов функционального питания. Отечественные и зарубежные нутрициологи считают, что такие продукты, обладающие лечебно-профилактическими свойствами, будут определять в XXI в. успехи в области пищевой комбинаторики, возникшей на стыке пищевых технологий, медицины, токсикологии и диетологии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шишков Б.И., Рогов А.А. Обогащение безалкогольных напитков витами-нами//Пиво и напитки. 2004. №3. С.20-24.
2. Тутельян В.А., Спиричев Б.А., Суханов Б.М., Кудашева В.А. Микронутриен-ты в питании здорового и больного человека. - М.: Колос, 2002.
3. Спиричев В.Б. Сколько витаминов человеку надо. — М., 2000.
4. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика.— М.: Высшая школа, 1991.
5. Козьмина Н.П. Биохимия хлебопечения. — М.: Пищевая промышленность, 1973.
6. Фридман Я.Д. Бионеорганическая химия витаминов. — Бишкек: Илим, 1991.
7. Зельдович Э.А., Есипов Ю.К. Способ активации дрожжей. Патент Российской Федерации, № 2102471, 1998.
8. Шишков Ю.И. Хемиопревенторы -в продуктах функционального питания// Пиво и напитки. 2002. № 5. С. 24-28, 2002. № 6. С. 26-28.
9. Шишков Ю.И. Позитивные действия модуляторов биологических эф-фектов//Пиво и напитки. 2004. №2. С. 46-50.
10. Шишков Ю.И, Плахов С.А. Увеличение физиолого-биохимической активности пивных дрожжей//Пиво и напитки. 2002. №3. С. 14-19.
11. Помозгова И.Н., Мальян А.Н. Содержание АТФ в клетках Candida tropicals, развивающихся при различной температуре//Микробиология. 1976. № 3. С. 413-416.
12. Коновалов С.А. Биохимия дрожжей. — М.: Пищевая промышленность, 1980.
