CC BY
26
Для корреспонденции
Фролова Александра Евгеньевна - старший преподаватель кафедры технологии продуктов питания ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» Адрес: 656038, Российская Федерация, г. Барнаул, пр. Ленина, д. 46 Телефон: (3852) 29-07-35 E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-6633-6357
Щетинин М.П.1, Фролова А.Е.2
Исследование показателей качества кондитерской пасты с мукой подсолнечной
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет пищевых производств», 125080, г. Москва, Российская Федерация
2 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», 656038, г. Барнаул, Российская Федерация
1 Moscow State University of Food Production, 125080, Moscow, Russian Federation
2 Polzunov Altai State Technical University, 656038, Barnaul, Russian Federation
Research of quality indicators of confectionery paste with sunflower flour
Schetinin M.P.1, Frolova A.E.2
Кондитерские изделия пользуются постоянным устойчивым спросом среди различных категорий потребителей. Данная группа пищевых продуктов обладает низкой пищевой и высокой энергетической ценностью, высоким содержанием жиров и углеводов при незначительном содержании эссенциальных пищевых веществ. В связи с этим остаются актуальными исследования по модернизации рецептур и технологий кондитерских изделий, обогащенных незаменимыми нутриентами, особенно с использованием вторичных продуктов переработки пищевого сырья.
Цель - исследование показателей качества муки подсолнечной и кондитерской пасты на ее основе.
Материал и методы. Основными объектами исследования служили мука, полученная из жмыха подсолнечного после извлечения масла методом холодного прессования, и паста кондитерская на ее основе. Проведено измерение массовых долей влажности, сахара, жира, белка и клетчатки, определение аминокислотного состава и вязкости, органолептических показателей и показателей безопасности: содержание токсичных элементов, микотоксинов и пестицидов, санитарно-микробиологическихпоказателей. Проведено исследование вязкости кондитерской пасты и реологических параметров. Определены сроки годности готовой продукции с использованием методики «ускоренного старения», которые подтверждены данными испытаний в стандартных условиях.
Финансирование. Работа выполнена в рамках госзадания Минобрнауки России (государственное задание № 075-00316-20-01 от 21.02.2020; мнемокод 0611-2020-013; номер темы FZMM-2020-0013). Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликтов интересов.
Для цитирования: Щетинин МП., Фролова А.Е. Исследование показателей качества кондитерской пасты с мукой подсолнечной // Вопросы питания. 2021. Т. 90, № 3. С. 116-124 DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-3-116-124 Статья поступила в редакцию 20.02.2021. Принята в печать 17.05.2021.
Funding. The work was performed within the framework of the state assignment of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (state assignment No. 075-00316-20-01 dated 02.21.2020; mnemonic code 0611-2020-013; topic number FZMM-2020-0013). Conflict of interest. The authors have declared no conflicts of interest.
For citation: Schetinin M.P., Frolova A.E. Research of quality indicators of confectionery paste with sunflower flour. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2021; 90 (3): 116-24. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-3-116-124 (in Russian) Received 20.02.2021. Accepted 17.05.2021.
Результаты. В ходе исследования химического состава подсолнечной муки получены сведения о содержании в ней белка от 39,0 до 45,0%, клетчатки - от 10,0 до 15,0%, жиров - от 7,0 до 12,0%, массовая доля влаги варьирует от2,0 до 6,0%. Общее содержание незаменимых аминокислот в муке подсолнечной (6,64 г/100 г) составляет 16% от суммарного белка. На основе дисперсионного анализа получены математические модели, описывающие зависимости кислотного и перекисного чисел подсолнечной муки от температуры обработки и продолжительности ее воздействия, установлено, что оптимальными условиями термической обработки муки являются температура обработки - 60 °С, время воздействия - 30 мин. Установлена оптимальная дозировка рецептурных компонентов на основе органолептических и реологических характеристик кондитерской пасты. Проведена товароведная оценка разработанной кондитерской пасты по органолептическим и физико-химическим показателям качества; исследования показателей безопасности, включая санитарно-микробиологические, позволили сделать вывод, что паста полностью соответствует требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». Для прогнозирования сроков годности пасты с целью экономии времени была применена методика «ускоренного старения» при повышенной температуре, которая включает анализ качества образца с использованием правила Вант-Гоффа и уравнения Аррениуса. Результаты исследования были экстраполированы на обычные условия хранения. Исследование хранения кондитерской пасты в обычных условиях стандартных температурных режимов подтвердили результаты, полученные при применении методики «ускоренного старения». Исследования химического состава и пищевой ценности разработанной кондитерской пасты показывают, что она содержит жиры, белки, являющиеся источником незаменимых аминокислот, и минеральные вещества. Определен срок годности пасты кондитерской с мукой подсолнечной при температуре 20±3 °С и относительной влажности воздуха не более 75% не более 10 мес.
Заключение. Комплекс проведенных исследований продемонстрировал, что использование подсолнечной муки при производстве кондитерской пасты позволяет получить продукт, обладающий высокими потребительскими характеристиками и повышенной пищевой ценностью, что позволит расширить ассортимент обогащенных кондитерских изделий.
Ключевые слова: кондитерская паста, мука подсолнечная, реологические свойства, рецептура, показатели качества, пищевая ценность
Confectionery products are in constant steady demand among various categories of consumers. This group of foodstuffs has a low nutritional and high energy value, contains a large amount of fats and carbohydrates with an insignificant content of essential micro-nutrients. In this regard, research on the modernization of recipes and technologies for confectionery products enriched with essential nutrients, especially with the use of secondary products of food processing, remains relevant.
The aim of the research was to study quality indicators of sunflower flour and confectionery paste produced from it. Material and methods. The main objects of the study were flour obtained from sunflower oil cake after extracting oil by cold pressing, and confectionery paste based on it. Measurement of mass fractions of moisture, sugar, fat, protein and fiber, determination of amino acid composition and viscosity, organoleptic and safety indicators (the content of toxic elements, mycotoxins and pesticides, sanitary and microbiological indicators) have been carried out. A study of the viscosity of the confectionery paste and rheologicalparameters have been performed. The shelf life of the finished product was determined using the "accelerated aging" technique, which was confirmed by test data under standard conditions.
Results. The study of the chemical composition of sunflower flour showed that the content of protein fluctuate from 39.0 to 45.0%, fiber - from 10.0 to 15.0%, fat - from 7.0 to 12.0%, mass the proportion of moisture wa from 2.0 to 6.0%. The total content of essential amino acids in sunflower flour (6.64 g/100 g) was 16% of the total protein content. Based on the analysis of variance, mathematical models were obtained that described the dependences of the acid and peroxide values of sunflower flour on the processing temperature and the duration of its exposure; it was found that the optimal conditions for heat treatment of flour were the processing temperature - 60 °C, the exposure time - 30 min. The optimal dosage of prescription components has been established based on the organoleptic and rheological characteristics of the confectionery paste. A commodity assessment of the developed confectionery paste was carried out in terms of organoleptic and physic-chemical quality indicators. The studies of safety indicators, including microbiological ones, made it possible to conclude that the paste fully meets the requirements of the Technical Regulations of the Customs Union TR CU 021/2011 "On food safety". To predict the shelf life of the paste in order to save time, the accelerated aging technique at elevated temperature was applied, which includes an analysis of the quality of the sample using the Van't Hoff rule and the Arrhenius equation. The study results were extrapolated to normal storage conditions. A study of the storage of confectionery paste under normal conditions at standard temperature regimes confirmed the results obtained using the accelerated aging technique. Studies of the chemical composition and nutritional value of the developed confectionery paste showed that it contained fats, proteins, which are a source of essential amino acids, and mineral substances. The shelf life of confectionery paste with sunflower flour at a temperature of 20±3 °C and a relative humidity of no more than 75% for no more than 10 months has been established.
Conclusion. The complex research carried out has demonstrated that the use of sunflower flour in the production of confectionery paste makes it possible to obtain a product with high consumer characteristics and increased nutritional value. Keywords: confectionery paste, sunflower flour, rheological properties, recipe, quality indicators, nutritional value
Основная тенденция развития продовольственных отраслей обусловлена растущим потребительским интересом к здоровому образу жизни населения и, соответственно, к здоровому питанию [1]. В настоящее время увеличивается количество потребителей, предпочитающих эксклюзивные и уникальные потребитель-
ские характеристики продуктов и демонстрирующих выраженное стремление покупать пищевые продукты, позиционируемые как натуральные, с «чистой этикеткой» («Clean Label»), т.е. стараются «избегать вредных ингредиентов» [2, 3]. Решению этих проблем способствует использование вторичных продуктов перера-
ботки пищевого сырья, различных ингредиентов для повышения качества и потребительских характеристик продуктов. При разработке новых видов продукции основным конкурентным достоинством кондитерских изделий, входящих в состав пищевого рациона населения всех возрастных групп вследствие эмоциональной привязанности к данной группе продукции [4], является возможность моделирования рецептур и ассортимента. Альтернативным источником улучшения качества, внешнего вида, органолептических свойств продуктов, а также для продления сроков годности и хранения является использование нетрадиционных источников сырья, таких как побочные продукты производства растительных масел [4-7].
Цель данной работы - исследование показателей качества муки подсолнечной и кондитерской пасты на ее основе.
Материал и методы
Объектами исследований стали мука, полученная из жмыха подсолнечного по ГОСТ 80-96 после извлечения масла методом холодного прессования без предварительной влаготепловой обработки путем измельчения до размера частиц 25-35 мкм со степенью дисперсности 92% (далее - мука подсолнечная), а также были использованы масло подсолнечное рафинированное дезодорированное по ГОСТ 1129-2013, сахарная пудра - по ГОСТ 33222-2015, фруктоза -по ТУ 9111-101-54904577-02, сухая подсырная молочная сыворотка - по ГОСТ 33958-2016, лецитин подсолнечный (Е 322) - по ТУ 9197-002-57531875-2015, какао-порошок - по ГОСТ 108-2014.
При анализе теоретических данных применяли методы регистрации, систематизации и обобщения материалов научных и методических изданий и нормативных документов.
Органолептические и физико-химические показатели оценивали сразу после производства кондитерской пасты, определение микробиологических показателей проводили после изготовления и в процессе хранения в течение 11,5 мес, исследование по показателям безопасности проводили по окончании срока хранения.
Органолептическую оценку разработанной кондитерской пасты проводили по ГОСТ 5897-90 «Изделия кондитерские. Методы определения органолептических показателей качества, размеров, массы нетто и составных частей», физико-химические показатели определяли согласно требованиям действующей нормативной документации: влажность - по ГОСТ 5900-2014 «Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ»; массовую долю сахара - по ГОСТ 5903-89 «Изделия кондитерские. Методы определения сахара», жира - по ГОСТ 5899-85 «Изделия кондитерские. Методы определения массовой доли жира», белка - по ГОСТ 26889-86 «Продукты пищевые и вкусовые. Общие указания по определению содержания азота методом
Кьельдаля», клетчатки - по ГОСТ 31675-2012 «Корма. Методы определения содержания сырой клетчатки с применением промежуточной фильтрации» с использованием прибора FIWE6 (Velp Scientifica, Италия); кислотное число - по ГОСТ 10858-77 «Семена масличных культур. Промышленное сырье. Методы определения кислотного числа масла»; перекисное число - по ГОСТ Р 51487-99 «Масла растительные и жиры животные. Метод определения перекисного числа»; определение содержания минеральных веществ - по ГОСТ 26928-86 «Продукты пищевые. Метод определения железа», ГОСТ EN 15505-2013 «Продукты пищевые. Определение следовых элементов. Определение натрия и магния с помощью пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии с предварительной минерализацией пробы в микроволновой печи» и МУК 4.1.3217-14 «Определение фосфатов в пищевых продуктах и продовольственном сырье»; определение аминокислотного состава проводили по М 04-38-2009 «Корма, комбикорма и сырье для их производства. Метод измерения массовой доли аминокислот методом капиллярного электрофореза с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель»; определение вязкости кондитерской пасты проводили с помощью вискозиметра ротационного VT 550 (HAAKE, Германия), для измерения реологических параметров использовали измерительный датчик SV-DIN (HAAKE, Германия).
Микробиологические исследования проводили по ГОСТ 26669-85 «Продукты пищевые и вкусовые. Подготовка проб для микробиологических анализов», ГОСТ 26670-91 «Продукты пищевые. Методы культивирования микроорганизмов», ГОСТ 10444.15-94 «Продукты пищевые. Методы определения количества мезофиль-ных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов», ГОСТ 31747-2012 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)», ГОСТ 31659-2012 (ISO 6579:2002) «Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella», ГОСТ 31746-2012 (ISO 6888-1:1999, ISO 6888-2:1999, ISO 6888-3:2003) «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества коагулазоположительных стафилококков и Staphylococcus aureus».
При исследовании кондитерской пасты по показателям безопасности определяли содержание: токсичных элементов в соответствии с ГОСТ 26927-86 «Сырье и продукты пищевые. Метод определения ртути»; ГОСТ 26930-86 «Сырье и продукты пищевые. Метод определения мышьяка», ГОСТ 30178-96 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов»; микотоксинов - по ГОСТ 34140-2017 «Продукты пищевые, корма, продовольственное сырье. Метод определения микотоксинов с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием» и МУ 5177-90 «Методические указания по обнаружению, идентификации и определению содержания де-зоксиниваленола (вомитоксина) и зеараленона в зерне
Таблица 1. Содержание незаменимых аминокислот в муке подсолнечной и аминокислотный скор Table 1. The content of essential amino acids In sunflower flour and amino acid score
Аминокислота Amino acid Содержание незаменимых аминокислот, мг/100 г белка Content of essential amino acids, mg /100 g of protein Аминокислотный скор, % Amino acid score, %
ФАО/ВОЗ FAO/WHO мука подсолнечная Sunflower flour
Валин/Valin 50 50 100
Лизин/Lysine 55 68 124
Триптофан/Tryptophan 10 15 150
Треонин/Threonine 40 63 158
Изолейцин + лейцин/Isoleucine + leucine 110 193 175
Фенилаланин + тирозин/Phenylalanine + tyrosine 60 124 207
Метионин + цистин/Methionine + cystine 35 151 431
и зернопродуктах»; пестицидов - по МУ № 2142-80 «Методические указания по определению хлорорга-нических пестицидов в воде, продуктах питания, кормах и табачных изделиях хроматографией в тонком слое».
Для сокращения временных затрат на проведение исследований паста кондитерская была заложена на хранение «ускоренным методом», в соответствии с МУК 4.2. 1847-04 «Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов», И-42-2-82 «Временная инструкция по проведению работ с целью определения сроков годности лекарственных средств на основе метода «ускоренного старения» при повышенной температуре» и ГОСТ ISO 16779-2017 «Органолептический анализ. Оценка (определение и верификация) срока годности пищевой продукции».
Исследования проводили в 3-5-кратной повторности, статистическую обработку данных - с использованием программы Mathcad 15.0.
Результаты и обсуждение
Мука подсолнечная представляет собой сыпучий порошкообразный продукт светло-серого цвета с характерными для ядра подсолнечного семени вкусом и запахом.
Химический состав подсолнечной муки представлен белком в количестве от 39,0 до 45,0%, клетчаткой - от 10,0 до 15,0%, жиром - от 7,0 до 12,0%, массовая доля влаги варьирует от 2,0 до 6,0%. Согласно данным таблиц химического состава в семенах подсолнечника содержится белка 20,7%, клетчатки - 5,0%, жира - 52,9%, массовая доля влаги - 8,0% [8]. Таким образом, пищевая ценность подсолнечной муки превосходит семена подсолнечника по содержанию белка в 2 раза, а по содержанию клетчатки - в 2-3 раза.
Результаты оценки биологической ценности белков, входящих в состав муки подсолнечной, определенные аналитическим путем, при сопоставлении аминокислотного состава с «идеальным» белком, по данным
Рис. 1. Влияние основных параметров термической обработки муки подсолнечной на кислотное (А) и перекисное (Б) числа Fig. 1. Influence of the main parameters of heat treatment of sunflower flour on acid (A) and peroxide (B) values
Вязкость, Пахс Viscosity, Paxsec.
— Разрабатываемая кондитерская паста
Developed confectionery paste -- Контрольный образец Control sample
Рис. 2. Зависимость вязкости кондитерских паст от скорости сдвига
Fig. 2. Dependence of the viscosity of confectionery pastes on the shear rate
Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН/Всемирной организации здравоохранения (ФАО/ВОЗ) [9-11], представлены в табл. 1.
Как видно из данных табл. 1, скор валина составляет 100%, а скоры всех остальных аминокислот выше 100%. Общее содержание незаменимых аминокислот в муке подсолнечной около 6,64 г/100 г, что составляет 16% от суммарного белка, содержание которого около 42%.
Биохимическое и окислительное прогоркание и гидролиз липидов, происходящие в липидном комплексе, обусловливают изменения пищевой и биологической ценности продуктов, производимых с использованием подсолнечной муки [12, 13]. Для повышения пищевой и биологической ценности подсолнечную муку подвергали тепловой обработке конвективно-кондуктивным методом [14], что существенно улучшило ее органолеп-тические характеристики и понизило влажность. Термическая обработка позволила изменить аминокислотный и жирнокислотный состав, повысить содержание органических кислот относительно исходного сырья [14].
Получены математические модели в виде уравнений регрессии с удовлетворительным уровнем аппроксимации, описывающие зависимость кислотного и перекис-ного чисел от температуры обработки и продолжительности ее воздействия:
у1 (х1, х2) = 2,563 + 0,537х1 + 0,527х2 + 0,353х1х2, (1) у2 (х1, х2) = 3,724 + 0,239х1 + 0,214х2 + 0,079х1х2, (2)
где х1 - температура обработки; х2 - длительность обработки; у1 - кислотное число в подсолнечной муке (КЧ, мг NaOH/г); у2 - перекисное число в подсолнечной муке (ПЧ, 1/2 O/кг).
Анализ полученных зависимостей показал, что длительность обработки (х2) и температура обработки (х1) муки подсолнечной примерно одинаково влияют на изменение кислотного и перекисного чисел, о чем свидетельствуют значения коэффициентов при факторах, при
этом межфакторное взаимодействие имеет наименьшее влияние. Повышение температуры и увеличение длительности термической обработки приводят к увеличению показателей кислотного и перекисного чисел, о чем свидетельствует знак плюс при первом и втором факторах. На рис. 1 представлены поверхности отклика полученных математических моделей.
Построение графиков при различном сочетании исследуемых факторов и их оценка позволили установить: увеличение температуры и длительности высушивания муки способствует росту кислотного и перекисного чисел в результате гидролиза жиров. Данный фактор снижает устойчивость при хранении готового продукта, содержащего в качестве основного компонента муку подсолнечную, следовательно, для производства кондитерской пасты рационально использовать муку, обработанную при температуре 60 °С не более 30 мин, с кислотным числом 1,85 мг КОН/г [14]. Высокие потребительские свойства полученной муки подсолнечной позволяют применять ее для производства ряда кондитерских изделий.
Ранее авторами были проведены исследования потребительских предпочтений в отношении кондитерских изделий, в ходе которых была доказана потребительская привлекательность разрабатываемой кондитерской пасты [15]. Это делает актуальным создание оригинальных рецептур, которые позволяют адаптировать ассортимент продукции к различным категориям потребителей с учетом заранее изученного спроса [16, 17].
Безусловно, при создании новых продуктов необходимо учитывать технологические параметры, показатели качества и безопасности пищевого продукта. Определяющим является выбор и внедрение технологических процессов и приемов, которые позволяют рационализировать длительность производственного цикла продукта без снижения его потребительских свойств [18]. Таким образом, необходимо было разработать продукт, обладающий гомогенной консистенцией, способный хорошо намазываться, с приятными вкусом и запахом, не расслаивающийся и отвечающий требованиям к окислительной порче и безопасности при хранении, соответствующий потребительским предпочтениям различных групп населения, с оптимальным макро-и микронутриентным составом.
Основными компонентами кондитерской пасты являются: мука подсолнечная, рафинированное дезодорированное подсолнечное масло, сахарная пудра или фруктоза, сухая подсырная молочная сыворотка, какао-порошок и лецитин подсолнечный. В ходе исследований, варьируя соотношение компонентов рецептуры, установили их влияние на органолептические и структурно-механические характеристики готового продукта.
Для оценки органолептических показателей качества кондитерской пасты использовали дескрипторно-про-фильный дегустационный метод анализа, по результатам которого установлен оптимальный диапазон содержания выбранных компонентов в рецептуре: мука подсолнечная (от 20 до 31%), масло подсолнечное рафинированное дезодорированное (от 25 до 34%), сахарная пудра (от 22
Таблица 2. Рецептура пасты кондитерской Table 2. Confectionery pasta recipe
Сырье Name of raw materials Массовая доля сухих веществ, % Mass fraction of dry substances.% Расход сырья на 100 г готовой продукции, г* Raw material consumption per 100 g of finished product, g*
в натуре actually в сухих веществах in dry matter
Мука подсолнечная/Sunflower flour 96,17 26,25 (29,40) 25,24 (28,27)
Масло подсолнечное рафинированное дезодорированное Refined deodorized sunflower oil 99,99 27,30 (29,40) 27,30 (29,40)
Сахарная пудра (фруктоза)/Powdered sugar (fructose) 99,85 (99,85) 25,25 (14,70) 25,21 (14,68)
Сухая подсырная молочная сыворотка/Dry cheese whey 96,83 12,60 (14,70) 12,20 (14,23)
Какао-порошок/Cocoa powder 95,00 9,45 (11,55) 8,98 (10,97)
Лецитин подсолнечный E322/Sunflower Lecithin Е322 92,50 4,20 (5,25) 3,88 (4,86)
Итого/Total - 105,05 (105,00) 102,81 (102,41)
Выход/Output 97,91 (93,03) 100,0 (100,0) 97,91 (93,03)
П р и м е ч а н и е. * - в скобках указан расход сырья при использовании фруктозы вместо сахарной пудры. N o t e. * - in brackets the consumption of raw materials is indicated when using fructose instead of powdered sugar.
до 28%) или фруктоза (от 14 до 16%), сухая подсырная молочная сыворотка (от 8 до 12%), какао-порошок (от 8 до 12%) и лецитин подсолнечный (от 3 до 5%).
Важной структурно-механической и потребительской характеристикой кондитерских паст является вязкость [19]. Исследование реологических характеристик выработанной кондитерской пасты позволило получить кривые зависимости эффективной вязкости пасты от градиента сдвига. Тест на тиксотропию проводился в режиме прямого и обратного непрерывного сдвигового деформирования, количественной мерой для исследования тиксотропии служила площадь образуемой петли гистерезиса.
На рис. 2 видно, что исследуемые образцы имеют сходные показатели вязкости и представляют собой тиксотропную систему, с увеличением скорости сдвига вязкость композиции уменьшается, образуется оптимальная петля гистерезиса, свидетельствуя о пластичности и способности хорошо распределяться и сохранять форму, что обеспечивает стабильность в процессе технологических операций и потребления.
Таким образом, использование муки подсолнечной при производстве кондитерских изделий позволяет получить готовый продукт с удовлетворительными реологическими свойствами, что является одним из контрольных показателей при промышленном производстве продукта.
В итоге проведенных исследований была разработана рецептура кондитерской пасты с добавлением муки подсолнечной, которая приведена в табл. 2 [20, 21].
Полученный продукт исследовали по органолептиче-ским, физико-химическим, реологическим показателям качества и показателям безопасности.
При проведении товароведческой оценки кондитерской пасты были взяты показатели [19], регламентируемые действующими нормативными документами. Результаты анализа разработанной кондитерской пасты по органолептическим и физико-химическим показателям приведены в табл. 3.
Пищевая и энергетическая ценность контрольного образца кондитерской пасты и кондитерской пасты с подсолнечной мукой приведена в табл. 4.
Таблица 3. Органолептические и физико-химические показатели кондитерской пасты с мукой подсолнечной Table 3. Organoleptic and physicochemical indicators of confectionery paste with sunflower flour
Показатель/Indicator Характеристика/Characteristic
Внешний вид/Product appearance Паста от светло-коричневого цвета, пластичной консистенции с кремовыми вкраплениями Pasta from light brown color, plastic consistency with creamy splashes
Запах Smell Шоколадный, с ароматом подсолнечника, без постороннего запаха Chocolate, with sunflower aroma, no foreign smell
Вкус Taste Шоколадный, с привкусом подсолнечника, без постороннего привкуса Chocolate, with sunflower flavor, no off-flavor
Массовая доля влаги, %/Moisture content, % 3,4±0,5
Массовая доля сахара (фруктозы*), %/Mass fraction of sugar (fructose*), % 27,1 ±1,0 (14,7±1,0)
Массовая доля жира, %/Mass fraction of fat, % 31,9±0,5
Массовая доля белка в пересчете на сухое вещество, % Protein mass fraction in terms of dry matter, % 16,9±1,6
П р и м е ч а н и е. * - при использовании фруктозы вместо сахарной пудры. N o t e. * - when using fructose instead of powdered sugar.
Таблица 4. Химический состав, энергетическая ценность кондитерской пасты Table 4. Chemical composition, energy value of confectionery paste
Основные пищевые вещества Basic nutrients Содержание в 1 порции (15 r)/Content in a portion (15 g)
контрольный образец кондитерской пасты* control sample of confectionery paste* кондитерская паста с подсолнечной мукой** confectionery paste with sunflower flour**
Белок, г/Protein, g 0,5 2,5
Жиры, г/Fat, g 5,4 4,2
Углеводы, г/Carbohydrates, g 9,51 6,8
Минеральные вещества, мг: Mineral substances, mg:
- фосфор, мг/phosphorus, mg 29,2 56,7
- магний, мг/magnesium, mg 7,5 21,6
- железо, мг/iron, mg 0,22 0,80
Энергетическая ценность, ккал/кДж Energy value, kcal/kJ 89/373 75/314
П р и м е ч а н и е. * - данные получены расчетным способом; ** - данные получены аналитическим способом. N o t e. * -data obtained by calculation; ** - data obtained by analytical method.
Данные, приведенные в табл. 4, показывают, что использование муки подсолнечной в рецептуре кондитерской пасты позволяет увеличить пищевую и биологическую ценность получаемого продукта за счет высокого содержания белка, являющегося источником незаменимых аминокислот, а также количество минеральных элементов, поступающих в кондитерскую пасту с сырьем, что способствует компенсации их дефицита в рационе питания, уменьшить калорийность кондитерской пасты за счет снижения содержания жира и углеводов и присутствия лактозы, входящей в состав молочной сыворотки.
На основании анализа основных компонентов, входящих в состав кондитерской пасты, был определен предполагаемый срок годности, который составил 10 мес. С учетом коэффициента резерва необходимо проведение хранения исследуемой кондитерской пасты в течение 11,5 мес (350 дней). С целью сокращения продолжительности проведения исследований использовали метод «ускоренного старения» при повышенной температуре. Эмпирически установлено, что природа изменений состава количественной микрофлоры кондитерских изделий аналогична при стандартных условиях хранения и «ускоренном старении» [22-25]. На основании данных, полученных с использованием правила Вант-Гоффа и уравнения Аррениуса, которые устанавливают зависимость константы скорости химической реакции от температуры, исследуемые кондитерские пасты хранили при температуре 37±2 °С и относительной влажности воздуха не более 75% без доступа прямых солнечных лучей, в непроницаемой полимерной таре в течение 108 дней.
Результаты ускоренных испытаний и расчеты ожидаемого срока годности кондитерской пасты подтверждены данными испытаний пасты в стандартных температурных условиях при контрольной температуре 20±3 °С.
При оценке микробиологических показателей в процессе хранения пасты обнаружилось, что сразу после
приготовления не обнаружено колоний микроорганизмов. В течение всего срока экспериментального хранения бактерии группы кишечных палочек, патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, отсутствовали, обнаружено незначительное количество плесеней и дрожжей. При посеве на питательную среду с целью количественного учета мезофильных анаэробных микроорганизмов было установлено, что их количество увеличивается от 0,20х103 КОЕ/г в начале срока хранения до 0,35х103 КОЕ/г в конце, что не превышает допустимые нормы.
С целью подтверждения срока годности готового продукта были проведены исследования кондитерской пасты по показателям безопасности, в ходе которых определили содержание токсичных элементов, микоток-синов и пестицидов в конце экспериментального срока хранения, полученные значения отвечали установленным нормативам.
Исследование изменения регламентируемых сани-тарно-микробиологических показателей в процессе хранения и показателей безопасности кондитерской пасты позволило сделать вывод, что в конце срока хранения паста полностью соответствует требованиям Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», что гарантирует ее безопасность для потребителей. Исследования по приведенной программе лабораторных испытаний позволили установить сроки годности кондитерской пасты при температуре 20±3 °С и относительной влажности воздуха не более 75% не более 10 мес.
Заключение
Таким образом, полученные данные в ходе анализа потребительских свойств муки подсолнечной позволяют применять ее для производства ряда кондитерских изделий благодаря высокому содержанию белка (не-
заменимых аминокислот) и клетчатки. В ходе исследований на основе двухфакторного эксперимента для улучшения органолептических показателей и показателей окислительной порчи определен режим обработки подсолнечной муки: температура обработки - 60 °С, время воздействия - 30 мин. На основе органолептиче-ских и реологических характеристик пасты установлена оптимальная дозировка основных компонентов кондитерский пасты. Разработанная кондитерская паста обладает высокими органолептическими и физико-химическими показателями, содержит белки - источ-
ник незаменимых аминокислот, минеральные вещества и уменьшенную калорийность по сравнению с контрольным образцом. По результатам анализа санитарно-микробиологических показателей установлены сроки годности кондитерской пасты 10 мес при температуре 20±3 °С и относительной влажности воздуха не более 75%. Комплекс проведенных исследований показал, что разработанная кондитерская паста обладает высокими потребительскими характеристиками и повышенной пищевой ценностью, что позволит расширить ассортимент кондитерских изделий.
Сведения об авторах
Щетинин Михаил Павлович (Mikhail P. Schetinin) - доктор технических наук, профессор, проректор по научной работе ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств» (Москва, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-9229-9251
Фролова Александра Евгеньевна (Aleksandra E. Frolova) - старший преподаватель кафедры технологии продуктов питания ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» (Барнаул, Российская Федерация) E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-6633-6357
Литература
1. Цифровая нутрициология: применение информационных технологий при разработке и совершенствовании пищевых продуктов : монография / В.А. Тутельян, О.Н. Мусина, М.Г. Балыхин и др. Москва : МГУПП, 2020. 378 с.
2. Ингредиенты для инновационных продуктов // Russian Food & Drinks Market Magazine. 2018. № 2. URL: http:// www.foodmarket.spb.ru/archive.php?year=2018&number=170& article=2501# (дата обращения: 16.05.2019)
3. Здерева А.А., Щербаков А.М. Обзор использования нетрадиционных видов сырья в производстве кондитерских изделий // «3i: intellect, idea, innovation — интеллект, идея, инновация». 2017. № 1. С. 151-156.
4. Егорова Е.Ю., Резниченко И.Ю., Бочкарев М.С., Дорн Г.А. Разработка новых кондитерских изделий с использованием нетрадиционного сырья // Техника и технология пищевых производств. 2014. № 3 (34). С. 31-38.
5. Arrutia F., Binner E., Williams P., Waldron K.W. Oilseeds beyond oil: Press cakes and meals supplying global protein requirements // Trends Food Sci. Technol. 2020. Vol. 100. P. 88-102. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.tifs.2020.03.044
6. Vyakhaya D.J., Parvez R. Evaluation of the quality and sensory attributes of chocolate under different trials // Pharma Innov. J. 2019. Vol. 8, N 5. P. 729-733. URL: https://www.thepharmajournal. com/archives/2019/vol8issue5/PartL/8-5-152-806.pdf
7. Lee K.-Y., Shaflur Rahman M., Kim A.-N., Jeong E.-J., Kim B.-G., Lee M.-H. et al. Oil yield, physicochemical characteristics, oxidative stability and microbial safety of perilla seeds stored at different relative humidity // Ind. Crops Products. 2021. Vol. 165. Article ID 113431. DOI: https://doi.org/10.1016/j. indcrop.2021.113431
8. Скурихин И.М., Тутельян В.А. Химический состав российских продуктов питания. Москва : ДеЛи Принт, 2002. 235 с.
9. Лисин П.А., Мусина О.Н., Кистер И.В., Чернопольская Н.Л. Методология оценки сбалансированности аминокислотного состава многокомпонентных пищевых продуктов // Вестник ОмГАУ. 2013. № 3 (11). С. 53-58.
10. Титов Е.И. Экспертная система оптимизации состава продуктов и рационов питания. Москва : МГУПБ, 2009. 129 с.
11. Protein and amino acid requirements in human nutrition: report of a joint FAO/WHO/UNU expert consultation // WHO Technical Report Series; No. 935. Geneva, 2002. 284 p.
12. Нечаев А.П., Траунберрберг С.Е., Кочеткова А.А. Пищевая химия Санкт-Петербург : ГИОРД, 2007. 640 с.
13. Щербаков В.Г., Лобанов В.Г. Биохимия и товароведение масличного сырья Москва : КолосС, 2012. 392 с.
14. Щетинин М.П., Фролова А.Е., Мелешкина Л.Е. Влияние режимов термической обработки на физико-химические показатели муки подсолнечной // Grand Altai Research & Education (Барнаул). 2014. № 1. С. 129-132. URL: http://edu. secna.ru/media/f/01_1_.pdf
15. Щетинин М.П., Фролова А.Е., Мелешкина Л.Е. Исследование потребительских предпочтений в отношении кондитерских изделий // Вестник алтайской науки. 2015. № 1 (23). С. 502-505.
16. Беспалова О.В. Инновации в технологии мучных кондитерских изделий // Хлебопродукты. 2018. № 3. С. 54-58.
17. Резниченко И.Ю., Рензяева Т.В., Табарович А.Н. Формирование ассортимента мучных кондитерских изделий функциональной направленности // Техника и технология пищевых производств. 2017. Т. 45, № 2. С. 149-162.
18. Федотова О.Б., Макаркин Д.В., Соколова О.В., Дун-ченко Н.И. Разработка и исследования пищевой и биологической ценности и потребительских свойств кисломолочного продукта с мукой, не содержащего глютен // Вопросы питания. 2019. Т. 88, № 2. С. 101-110. DOI: https:// doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10023
19. Баташова Н.В. Разработка и товароведная оценка обогащенной кондитерской пасты с использованием жмыха ядра кедрового ореха : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Кемерово, 2009. 21 с.
20. Пат. 2602286 С1 Российская Федерация, МПК A23G 3/36 (2006.01). Композиция для получения пасты кондитерской /
Щетинин М.П., Фролова А.Е., Мелешкина Л.Е.; заявитель 23. и патентообладатель Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползу-нова. - № 2015120991; заявл.02.06.2015, опубл. 20.11.2016, Бюл. 32. 10 с. 24.
21. Пат. 2602284 С1 Российская Федерация, МПК Л230 3/36 (2006.01). Композиция для получения пасты кондитерской на фруктозе / Щетинин М.П., Фролова А.Е., Мелеш-кина Л.Е., заявитель и патентообладатель Алт. гос. техн. ун-т
им. И.И. Ползунова. № 2015120995, заявл.02.06.2015; опубл. 25. 20.11.2016, Бюл. 32. 11 с.
22. Леонова И.Б. Ускоренный способ испытаний кондитерских изделий по микробиологическим критериям // Фундаментальные исследования. 2009. № 2. С. 74.
Фролова А.Е. Исследование микробиологических показателей и показателей безопасности кондитерских изделий в процессе хранения // Ползуновский вестник. 2016. № 1. С. 40—42. Delgado M., Felix M., Bengoechea C. Development of bioplastic materials: from rapeseed oil industry by products to added-value biodegradable biocomposite materials // Ind. Crops Products. 2018. Vol. 125. P. 401-407. DOI: https://doi.org/10.1016/j. indcrop.2018.09.013
Calligaris S., Manzocco L., Anese M., Nicoli M.C. Accelerated shelf life testing. // Food Quality and Shelf Life / ed. C.M. Galanakis. Cambridge, MA : Academic Press, 2019. P. 359-392. ISBN 9780128171905. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817190-5.00012-4
References
1. Digital nutrition: the use of information technologies in the devel- 13. opment and improvement of food products: monograph. In: V.A. Tutel'yan, O.N. Musina, M.G. Balykhin et al. Moscow: MGUPP, 2020: 378 p. (in Russian) 14.
2. Ingredients for innovative products. Russian Food & Drinks Market Magazine. 2018; (2). URL: http://www.foodmarket.spb. ru/archive.php?year=2018&number=170&article=2501# (date
of access May 16, 2019) (in Russian) 15.
3. Zdereva A.A., Shcherbakov A.M. Overview of the use of non-traditional types of raw materials in the manufacture of confectionery.
3i: intellect, idea, innovation — intellekt, ideya, innovatsiya [3i: 16. Intellect, Idea, Innovation — Intelligence, Idea, Innovation]. 2017; (1): 151-6. (in Russian) 17.
4. Egorova E.Yu., Reznichenko I.Yu., Bochkarev M.S., Dorn G.A. Development of new confectionery using unconventional raw materials. Tekhnika i tekhnologiya pischevykh proizvodstv [Technique and Technology of Food Production]. 2014; 3 (34): 31-8. (in 18. Russian)
5. Arrutia F., Binner E., Williams P., Waldron K.W. Oilseeds beyond oil: Press cakes and meals supplying global protein requirements. Trends Food Sci Technol. 2020; 100: 88-102. DOI: https://doi. org/10.1016/j.tifs.2020.03.044 19.
6. Vyakhaya D.J., Parvez R. Evaluation of the quality and sensory attributes of chocolate under different trials. Pharma Innov
J. 2019; 8 (5): 729-33. URL: https://www.thepharmajournal.com/ 20. archives/2019/vol8issue5/PartL/8-5-152-806.pdf
7. Lee K.-Y., Shafiur Rahman M., Kim A.-N., Jeong E.-J., Kim B.-G., Lee M.-H., et al. Oil yield, physicochemical charac- 21. teristics, oxidative stability and microbial safety of perilla seeds stored at different relative humidity. Ind Crops Products. 2021; 165: 113431. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2021.113431 22.
8. Skurikhin I.M., Tutel'yan V.A. The chemical composition of Russian food. Moscow: DeLi Print, 2002: 235 p. (in Russian)
9. Lisin P.A., Musina O.N., Kister I.V., Chernopol'skaya N.L. Meth- 23. odology for assessing the balance of the amino acid composition of multicomponent foods. Vestnik OmGAU [Bulletin of OmGAU]. 2013; 3 (11): 53-8. (in Russian) 24.
10. Titov E.I. Expert system for optimizing the composition of foods and diets. Moscow: MGUPB, 2009: 129 p. (in Russian)
11. Protein and amino acid requirements in human nutrition: report of
a joint FAO/WHO/UNU expert consultation. In: WHO Technical 25. Report Series; No. 935. Geneva, 2002: 284 p.
12. Nechaev A.P., Traunberrberg S.E., Kochetkova A.A. Food Chemistry. Sain Petersburg: GIORD, 2007: 640 p. (in Russian)
Shcherbakov V.G., Lobanov V.G. Biochemistry and commodity science of oilseed raw materials. Moscow: KolosS, 2012: 392 p. (in Russian)
Shchetinin M.P., Frolova A.E., Meleshkina L.E. Influence of heat treatment modes on the physicochemical parameters of sunflower flour. Grand Altai Research & Education (Barnaul). 2014; (1): 129-32. URL: http://edu.secna.ru/media/f/01_1_.pdf (in Russian) Shchetinin M.P., Frolova A.E., Meleshkina L.E. The study of consumer preferences for confectionery. Vestnik altayskoy nauki [Bulletin of Altai Science]. 2015; 1 (23): 502-5. (in Russian) Bespalova O.V. Innovations in the technology of flour confectionery. Khleboprodukty [Bakery]. 2018; (3): 54-8. (in Russian) Reznichenko I.Yu., Renzyaeva T.V., Tabarovich A.N. Formation of the assortment of flour confectionery products of a functional orientation. Tekhnika i tekhnologiya pischevykh proizvodstv [Technique and Technology of Food Production]. 2017; 45 (2): 149-62. (in Russian) Fedotova O.B., Makarkin D.V., Sokolova O.V., Dunchenko N.I. Development and research of nutritional and biological value and consumer properties of a fermented milk product with gluten-free flour. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2019; 88 (2): 101-10. DOI: https://doi.org/10.24411/0042-8833-2019-10023 (in Russian) Batashova N.V. Development and commodity assessment of enriched confectionery paste with the use of cedar nut cake: Diss. Kemerovo, 2009: 177 p. (in Russian)
Shchetinin M.P., Frolova A.E., Meleshkina L.E. The composition for confectionery paste. Patent RF No. 2015120991. 2016. (in Russian)
Shchetinin M.P., Frolova A.E., Meleshkina L.E. The composition for confectionery paste with fructose. Patent RF No. 2015120995. 2016. (in Russian)
Leonova I.B. Accelerated method of testing confectionery products according to microbiological criteria. Fundamental'nye issledo-vaniya [Fundamental Researches]. 2009; (2): 74. (in Russian) Frolova A.E. Study of microbiological indicators and safety indicators of confectionery products during storage. Polzunovskiy vestnik. [Polzunovsky Bulletin]. 2016; (1): 40-2. (in Russian) Delgado M., Felix M., Bengoechea C. Development of bioplastic materials: from rapeseed oil industry by products to added-value biodegradable biocomposite materials. Ind Crops Products. 2018; 125: 401-7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2018.09.013 Calligaris S., Manzocco L., Anese M., Nicoli M.C. Accelerated shelf life testing. In: C.M. Galanakis (ed.). Food Quality and Shelf Life. Cambridge, MA: Academic Press, 2019: 359-92. ISBN 9780128171905. DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-817190-5.00012-4
