CC BY
153
Рис. 3. Технология приготовления ультрадисперсного порошка из сброшенных рогов
УДК 664.7:33 Н.Н. Типсина, Т.Ф. Варфоломеева, Г.К. Селезнева
НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ МУЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ И ЭКОНОМИИ СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ
В статье рассматриваются вопросы разработки и выпуска продуктов питания функционального назначения и массового потребления, которые имеют повышенную пищевую ценность и способствуют экономии сырьевых ресурсов. Но главная их ценность, как утверждают авторы, в том, что данные продукты благотворно сказываются на оздоровлении рациона питания населения.
Глобальное загрязнение природной окружающей среды достигло критического уровня по таким важным для человека и других живых организмов ресурсам, как воздух, вода, лекарственные травы, натуральная пища и др. Широкое использование искусственных химических веществ без должного контроля и учета биологических законов привело к тяжелейшим и не всегда обратимым последствиям:
- накоплению вредных для здоровья человека веществ в почве, пищевых продуктах, лекарственных растениях и субстратах, что неминуемо вызывает ухудшение полезных свойств и изменение их химического состава;
- уменьшению функционально полезных плодородных почв, лесных массивов, сенокосных и пастбищных угодий;
- нарушению биологических взаимоотношений между обитателями почвы, воды и других объектов;
- снижению активности и сокращению жизни самого человека, изменению потенциального генофонда и возникновению нежелательных мутаций.
Для условий России опасность представляют антропогенные факторы, связанные с большим объемом поступлений поллютантов в окружающую среду при низком уровне контроля сельскохозяйственных, транспортных, промышленных и бытовых предприятий, из-за слабой аналитической базы, недостаточной разветвленности и оснащенности контролирующих служб.
В России количественная и качественная структура питания значительно ухудшились, что особенно негативно отразилось на детях, беременных женщинах, на людях пожилого возраста, а также на всем населении.
Одним из примеров создания продуктов питания с высокой направленностью являются рецептуры с добавлением растительных пищевых волокон.
Растительные пищевые волокна - это вещества, которые содержатся только во фруктах, овощах, зерновых. Та часть пищевых волокон, которую мы употребляем в пищу, называется балластным веществом, или клетчаткой. Клетчатка - это важная составляющая здорового питания.
Ученые предупреждают о дефиците потребления клетчатки, что ведет к возникновению многих болезней нашей цивилизации.
По физико-химическим свойствам пищевые волокна подразделяют на растворимые в воде (пектины, камеди, слизь, некоторые фракции гемицеллюлозы), которые называют «мягкими» волокнами, и нерастворимые (целлюлоза, лигнин, часть гемицеллюлозы), которые часто называют «грубыми» волокнами.
Из «грубых» пищевых волокон в продуктах питания чаще всего присутствует клетчатка - целлюлоза. Она, как и крахмал, является полимером глюкозы, однако из-за различий в строении молекулярной цепочки целлюлоза не расщепляется в кишечнике человека.
К группе «грубых» пищевых волокон относятся и некоторые представители гемицеллюлоза. Гемицеллюлоза - полисахарид клеточной оболочки, состоящий из разветвленных полимеров глюкозы и гексозы. Гемицеллюлоза способна удерживать воду связывать катионы. Она преобладает в зерновых продуктах, а в большей части овощей и фруктах ее мало.
Представителем «грубых» пищевых волокон является лигнин, второй после целлюлозы компонент древесины.
К пищевым волокнам относят еще и фитиновую кислоту - вещество, сходное по строению с целлюлозой. Фитин содержится в семенах растений.
Сходную с целлюлозой структуру имеет хитин - полисахарид, из которого состоят клеточные стенки грибов и панцири раков, крабов и остальных членистоногих.
К «мягким» пищевым волокнам относят пектины, камеди, декстрины, агарозу. Пектинами называют сложный комплекс коллоидных полисахаридов. Пектинами богаты фрукты, ягоды и некоторые овощи.
Пищевые волокна применяют для профилактики рака прямой кишки, сахарного диабета, запора, геморроя, ожирения.
Пищевые волокна не усваиваются организмом, но придают ощущение сытости, поэтому их включают в состав диет, направленных на уменьшение веса тела [5-6].
В желудке клетчатка всасывает воду (в 4-6 раз больше собственного объема!), создавая, таким образом, определенный объем в желудке, увеличивает его растяжение, что способствует снижению аппетита, созданию чувства насыщения и препятствует перееданию.
Разные виды клетчатки выполняют разные функции. Например, целлюлоза абсорбирует воду, помогает вывести токсины и шлаки и регулировать уровень глюкозы. Лигнин, древесная клетчатка, помогают удалять холестерин и желчные кислоты, находящиеся в желудочно-кишечном тракте. Камедь и гуммиарабик растворяются в воде, создавая чувство сытости. Пектин предотвращает попадание в кровь холестерина и желчных кислот.
Основная сложность проблемы недостатка в организме человека состоит в том, что 90% нашего рациона составляют продукты, не содержащие клетчатку вообще: мясо, молочные продукты, рыба, яйца и т.д. И лишь оставшиеся 10% дают шанс получить столько клетчатки, сколько нужно организму. По мнению медиков, от дефицита клетчатки страдают все жители планеты. В диету современного человека входит от 5 до 25 граммов диетической клетчатки в зависимости от того, как мы заботимся о своем здоровье и питании, в среднем 12-15 граммов. Наши предки потребляли от 35 до 60 граммов, у них источником клетчатки в основном служили орехи, зерновые культуры и ягоды. В наши дни таким основным источником являются фрукты и овощи.
В «Гигиенических требованиях безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов», утвержденных Минздравом России в 2001 году, расчетная физиологическая потребность в пищевых волокнах определена в 30 г/сут. при энергоценности рациона в 2500 ккал [3].
При недостатке в рационе питания пищевых волокон рекомендуется употребление отрубей (пшеничных, ржаных, овсяных) или биологически активных добавок (БАД) - источников пищевых волокон [2].
Больше клетчатки содержится в овощах и фруктах, однако, многие фрукты и овощи содержат достаточно много углеводов, что не очень хорошо при снижении веса, поэтому в данном случае стоит иметь в виду и отдавать предпочтение продуктам, которые содержат меньше углеводов и больше клетчатки [4].
Ниже приведена таблица содержания пищевых волокон в некоторых продуктах (табл. 1).
В настоящее время в продаже имеются хлебобулочные изделия, в рецептуре которых 10-15% муки заменяется пшеничными отрубями.
Отруби - побочный продукт помола пшеницы (ГОСТ 7169-66) или ржи (ГОСТ 7170-66), состоящий из частиц оболочек и алейронового слоя с примесью частиц зародыша и эндосперма [1].
Цвет:
- пшеничных отрубей - красно-желтый с сероватым оттенком;
- ржаных отрубей - серый с коричневым или зеленоватым оттенком.
Запах - свойственный продукту, не затхлый, не плесневелый, без посторонних запахов.
Вкус - не кислый, не горький, без посторонних привкусов.
Влажность - не более 15 %.
Содержимое примесей (в %) не более:
- вредных, в том числе горчака и вязеля, 0,05;
- отдельно или вместе, 0,04;
- куколя 0,10.
Содержание металлопримесей (мг/кг) не более:
- частиц до 2 мм - 5;
- в том числе частиц размером от 0,5 до 2 мм не более 1,5;
- с острыми концами и краями не допускается.
Загрязненность вредителями хлебных злаков не допускается [2].
Пшеничные отруби являются сравнительно недорогим источником клетчатки и минеральных веществ, а также витаминов. Они отличаются от муки более низкой калорийностью и содержат значительное количество клетчатки [3].
Пшеничные отруби, как ценный источник пищевых волокон и других важных в питании населения веществ, находят все большее применение в хлебопечении в виде готовых смесей с пшеничной сортовой мукой (новый вид муки). Из этой муки производят такие сорта хлеба, как «Русский», «Здоровье» и др.
Таблица 1
Содержание пищевых волокон в некоторых продуктах
Продукт Всего г/100г продукта Растворимая клетчатка, г Нерастворимая клетчатка, г
1 2 3 4
Пшеничные отруби 43,00 2,15 40,85
Хлебцы 16,84 5,99 10,85
Рожь в зернах 14,00 4,97 9,03
Ржаные хлопья 13,00 4,61 9,03
Чечевица 12,00 4,80 8,39
Пшеница в зернах 11,00 2,75 7,20
Кукуруза в зернах 9,20 2,30 6,90
Макароны с цельными зернами 8,83 2,71 6,62
Хлеб с зернами 8,65 3,09 5,56
Овсяные хлопья 6,74 2,02 4,72
Мюсли 6,60 1,89 4,62
Лесные орехи 6,11 6,11 -
Овес в зернах 5,60 1,68 3,92
Козелец 5,00 1,25 3,75
Брюссельская капуста 4,40 1,45 2,95
Морская капуста 11,0 3,88 7,12
Зеленый горошек 4,30 0,26 2,06
Белокочанная капуста 4,20 0,42 2,38
Кукурузные хлопья 4,00 1,00 2,20
Морковь 3,43 1,37 2,06
Бананы 3,40 1,02 2,38
Макаронные изделия 2,93 0,73 2,20
Окончание табл. 1
1 2 3 4
Цветная капуста Киви Яблоки ООО союю 222 1,04 0,95 1,00 1,56 1,55 1,50
Топинамбур 4,50 1,04 3,46
Груши 2,50 0,54 1,96
Картофель 2,30 0,69 1,61
Клубника 2,20 0,55 1,65
Квашеная капуста 2,20 0,88 1,32
Абрикосы 2,10 1,13 0,97
Апельсины 2,00 1,16 0,84
Соя 2,00 1,00 1,00
Сайка 1,89 0,73 1,16
Эндивий 1,72 0,41 1,31
Виноград 1,65 0,41 1,24
Зеленый салат 1,50 0,23 1,27
Редис 1,30 0,39 0,91
Рис не шлиф., вареный Огурцы Рис прокаленный, вареный Помидоры 1,21 0,70 0,50 0.50 9 4 1 5 СОт-СОО 0000 2695 ООЮт-^Ґ 0, 0, 0, 0,
Применение муки нового вида целесообразно также при приготовлении ржано-пшеничных сортов хлеба. Ржано-пшеничный хлеб из нового сорта муки имеет больший объемный выход, лучшую пористость, медленнее черствеет (ржано-пшеничный хлеб «Дарницкий», «Новоукраинский») [1].
Частичная замена муки отрубями в хлебобулочных изделиях имеет важное народнохозяйственное значение, так как дает возможность увеличить экономию хлебных ресурсов.
В хлебе, содержащем тонкодисперсные отруби, повышается примерно на 10% содержание белка, улучшается соотношение белков и углеводов, повышается содержание минеральных веществ и витаминов (табл. 2).
Таблица 2
Химический состав хлеба с отрубями
Хлеб
Химический состав из муки пшеничной 2 сорта и ржаной обдирной с заменой 10% ржаной муки отрубями
Количество Степень удовлетворения дневной потребности, % Количество Степень удовлетворения дневной потребности, %
Белки, г 9,47 9,47 10,14 10,14
Углеводы, г 66,06 13,2 64,9 12,9
Минеральные вещества, мг Кальций 30,3 3,36 46,3 4,6
Фосфор 171,4 11,63 245,8 16,3
Железо 3,12 20,8 4,43 29,5
Витамины, мг: В1 0,29 14,7 0,33 16,5
В2 0,124 4,96 0,136 6,44
РР 1,78 8,9 2,64 13,2
Использование отрубей позволит вырабатывать хлеб повышенной пищевой ценности, а также экономить 12-15% продовольственного зерна по сравнению с сортовыми помолами [7].
Наиболее доступный путь получения биологически полноценного продукта питания - замена части муки пшеничной в хлебобулочных и мучных кондитерских изделиях овсяной мукой. Овсяная мука является необходимым компонентом в рецептурах изделий детского и лечебно-диетического назначения, так как зерно овса занимает одно из первых мест по пищевой ценности среди других видов зерновых. Фракционный состав белков овса значительно богаче белков пшеницы. Аминокислотный состав белков овса характеризуется повышенным содержанием аргинина и лизина (табл. 3).
Таблица 3
Средний химический состав овсяной муки
Пищевые вещества Количество, %
Белки 10,1
Жиры 4,7
Углеводы 57,8
Клетчатка 10,7
Зольность 3,0
Энергетическая ценность 100 г продукта, ккал. 300,0
В зерне овса содержатся водорастворимые витамины: тиамин, рибофлавин, ниацин, пиридоксин, биотин, аскорбиновая кислота, холин, мио-ниозит, а также есть жирорастворимые витамины: провитамин А, Д, Е.
Ячмень является ценной крупяной культурой: около 15% всех вырабатываемых в стране круп составляет ячневая и перловая. В зависимости от степени обработки готовая крупа содержит меньше жира и клетчатки, а соответственно больше крахмала, чем исходный продукт [9].
Сейчас в хлебопечении ячмень применяется в хлебе только в смеси с рожью и пшеницей, но некоторые сорта ячменя содержат большое количество клейковины, способной давать хлеб удовлетворительного качества. В Эстонии готовят в пекарнях национальный хлеб из ячменной муки [10].
На кафедре ТХК и МП проводилось исследование по использованию муки из голозерного ячменя сорта К-6889 в производстве хлеба. Основная цель исследования заключалась в получении хлеба повышенной минеральной и витаминной ценности и низкой калорийности для диетического питания.
Работа проводилась в лаборатории кафедры путем пробных выпечек. При исследовании муки из ячменя добавили к пшеничной в дозировке 20, 30, 40, 50, 60%. В качестве контрольного образца был принят вариант хлеба, приготовленного из пшеничной муки сорта «Тройка».
Тесто готовили безопарным, опарным и заквасочно-опарным способом. Закваска готовилась из ячменной муки с использованием лактобактерина в три фазы. Опара готовилась влажностью 50%, также из ячменной с добавлением пшеничной муки и дрожжей прессованных. На выброженной опаре готовилось тесто. Процесс брожения теста длился в зависимости от способа 15 - 180, 50 - 60, 30-40 мин. Готовое тесто формовали в виде круглого подового хлеба и выпекали при температуре 210-220°С.
Результаты анализов готового хлеба представлены на рис. 1-3.
Дозировка ячменной муки, %
Рис. 1. График зависимости формоустойчивости хлеба из ячменной муки
48 -|---------1--------1--------1---------1-----
20 30 40 50 60
Дозировка ячменной муки,%
Рис. 2. График зависимости пористости хлеба от дозировки ячменной муки
Дозировка ячменной муки , %
Рис. 3. График зависимости удельного объема хлеба от дозировки ячменной муки
Как видно из графиков, показатели формоустойчивости пористости и удельного объема наилучшие при дозировке ячменной муки 20%.
По химическому составу зерно ячменя без цветочных пленок близко к пшенице и ржи, пленки же повышают содержание клетчатки и минеральных веществ, особенно высокое содержание окиси кремния, магния, калия.
Анализ химического состава показывает, что хлеб из смеси муки ячменной и пшеничной по сравнению с пшеничным содержит больше витаминов, минеральных веществ, неусвояемых углеводов, более низкую энергетическую ценность и может быть рекомендован в качестве диетического питания для людей, страдающих ожирением и атонией кишечника.
Хлеб - один из наиболее употребляемых продуктов питания. Введение в его рецептуру компонентов, придающих лечебные и профилактические свойства и оказывающих существенное оздоравливающее влияние на организм человека, позволит в XXI веке эффективно решить проблему профилактики и лечения различных заболеваний, связанных с дефицитом тех или иных веществ.
Очень хорошим источником пищевых волокон, пектина, а также минеральных элементов, витаминов, натуральных красящих веществ являются фруктовые и овощные порошки.
Порошкообразные полуфабрикаты находят широкое применение в производстве различных продуктов питания: хлебобулочных и кондитерских изделий, пищеконцентратов, сухих смесей для детского, диетического и диабетического питания, пюреобразных соусов, безалкогольных напитков и молочных продуктов.
Фруктовые и овощные порошки являются перспективными полуфабрикатами в производстве сухих блюд: киселей, муссов, кремов, пюреобразных блюд.
При соблюдении технологического режима плодовые и овощные порошки сохраняют практически все биологически ценные вещества, входящие в состав сырья, в том числе и значительную долю витаминов. Восстановленные порошкообразные полуфабрикаты идентичны по свойствам свежеприготовленному пюре или соку. Эти свойства порошков позволяют широко использовать их при получении рациональных смесей для детского, диетического, диабетического питания и безалкогольных напитков.
Применение высокодисперсных порошкообразных пищевых полуфабрикатов с влажностью 1-5% и размером частиц 1-30 мкм при производстве пищевых продуктов позволяет сократить технологический цикл путем интенсификации процесса их структурообразования. Порошкообразные полуфабрикаты в зависимости от их свойств можно применять при производстве пищевых продуктов в качестве как основных структурообразующих компонентов, так и наполнителей и обогатителей [7].
В ассортименте потребляемого промышленностью фруктового сырья ведущее место принадлежит яблокам, на долю которых приходится около 70% всех перерабатываемых плодов и ягод.
Одним из перспективных направлений переработки продуктов из яблок является их применение при производстве кондитерских и хлебопекарных изделий.
Эти продукты богаты углеводами, натуральными органическими кислотами, витаминами, минеральными веществами, клетчаткой, пектином.
Разработано много новых видов кондитерских изделий с использованием фруктовых и овощных порошков. Это позволяет уменьшить сахароемкость изделий, повысить содержание в них фруктовой части, а следовательно, обогатить изделия биологически-ценными веществами [6].
Из овощных порошков можно выделить порошок морокви.
Морковь мылили, резали, сушили при температуре 60°С в течение 16 часов, затем измельчали, просеивали через сито, проход использовали для пробных выпечек. Расчетным путем было установлено количество пищевых волокон в морковном порошке: их оказалось больше, чем в муке пшеничной 1 сорта в 12,9 раза. Была установлена оптимальная дозировка морковного порошка в булочные изделия - 2,5% к массе муки. Содержание пищевых волокон в изделиях увеличилось на 1,25%, а калорийность уменьшилась на 52 ккал по сравнению с контрольным образцом. Изделия имели приятный цвет мякиша, вкус и запах характерный. Пищевые волокна морковного порошка богаты гемицеллюлозами (4,1%), что позволяет продлить срок хранения хлебобулочных изделий. Дальнейшее увеличение дозы порошка нецелесообразно, так как цвет мякиша становится более желтым, а привкус и запах моркови сильно выражен.
Морковь обладает противосполительным, мочегонным, потогонным, слабительным, спазмолитическим, противоопухолевым, ранозаживляющим действием.
В соответствии с этим употребление моркови полезно при многих заболеваниях: гипо- и авитоминозе С и группы В, инфаркте миокарда, почечной болезни, анемии, злокачественных опухолях, стоматите.
В лаборатории кафедры технологии кондитерских и макаронных изделий КрасГАУ проводились исследования по использованию моркови в качестве заменителя муки и сахара при производстве плюшки «Новомосковской», бисквита.
Исследования внесения моркови проводилось на пару, чтобы не потерялись водорастворимые сахара при варке. Затем заваренная морковь протиралась через сито.
Пюре вносили в дозировках 10, 15, 20, 30% к массе муки в тесто, при влажности пюре 90% заменялось от 1 до 3% муки и 0,1-0,3% сахара.
Исследовалось влияние пюре моркови на водопоглотительную способность муки (ВПС). Данные приведены в табл. 4.
Таблица 4
Влияние морковного пюре на ВПС муки
Дозировка пюре моркови, % 10 15 20 25 30 0
ВПС, % 64,0 65,3 65,7 69,0 67,0 63,6
Внесение морковного пюре до 25% способствовало снижению разжижения теста, при увеличении дозировки до 30% и выше наблюдалось снижение водопоглотительной способности муки.
Внесение морковного пюре в дозировках до 25% позволило повысить влажность теста с 35 до 37%, что способствовало повышению выхода готовых изделий на 2-3%, также повысился объем на 21%, пористость на 6%.
Таблица 5
Влияние морковного пюре на качество плюшки «Новомосковской»
Дозировка морковного пюре, % Влажность, % Показатель качества изделия
Удельный объем Пористость, % н/д
Контроль 35 2,42 68,0 0,38
10 35 2,67 72,0 0,43
15 35 2,94 74,0 0,48
20 37 2,73 73,0 0,48
25 37 2,48 71,0 0,43
30 37 2,21 67,0 0,31
Исследовалось также влияние внесения морковного пюре на сохранение свежести готовых изделий. Свежесть изделий определялась по способности мякиша к набуханию в воде при температуре 30°С в течение 15 минут. При этом выявлено, что у контрольного образца набухаемость через 24 часа снизилась на 26%, а у образцов с дозировкой 10, 15, 20, 25, 30 соответственно на 3,4, 2,7, 2,3, 2,1, 1,9%, что свидетельствует об удлинении сроков сохранения свежести. Кроме того, улучшается вкус и цвет изделий. Добавление морковного пюре придало изделиям приятный кремово-желтый оттенок.
Плюшка с добавлением морковного пюре была представлена в качестве экспоната на международной выставке.
Вместе с этим были проведены опыты по внесению морковного пюре при взбивании, что способствовало ускорению процесса взбивания его.
Также повышается удельный объем изделия и задерживается процесс черствения.
Использование морковного пюре в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий способствует повышению пищевой и биологической ценности изделий, улучшает качество и удлиняет сроки сохранения свежести.
Таким образом, разработка и выпуск продуктов питания функционального назначения и массового потребления, имеющих повышенную пищевую ценность, а также экономию сырьевых ресурсов страны, соответствует концепции государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации.
Литература
1. Дробот, В.И. Использование нетрадиционного сырья в хлебопекарной промышленности / В.И. Дробот.
- Киев: Урожай, 1988. - 152 с.
2. Лавут, Л.М. Идеальный вес: новейший справ. / Л.М. Лавут. - М.: Эксмо, 2004. - 480 с.
3. Биохимия человека / Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес [и др.]. - М.: Мир, 1993.
4. http://www.I-pitanie.ru/ru/press/articles/583/
5. http://www.vitaminglobal.ru/natural-food-supplements-fibers-c-7_19.html
6. Типсина, Н.Н. Мелкоплодные яблоки Сибири в кондитерских изделиях пищевой промышленности и массовом питании / Н.Н. Типсина. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ. 1997. - 103 с.
7. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой и перерабатывающей промышленности АПК России и охрана окружающей среды: справ. / под общ. ред. Е.И. Сизенко. - М.: Пищепромиздат, 1999. - 468 с.
8. Типсина, Н.Н. Мучные изделия: учеб. пособие / Н.Н. Типсина. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2007. -172 с.
9. Болотских, А.С. Хлеб / А.С. Болотских. - Харьков: Форма, 2002.
10. Кузьмина, Н.П. Биохимия зерна и продуктов его переработки / Н.П. Кузьмина. - М., 1976.
