CC BY
103
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ СЫРЬЯ
11 ТЕМА НОМЕРА Ш
УДК 664.665
Oценка пищевой ценности хлебцев
из нетрадиционных видов муки
Е. С. Бычкова, канд. техн. наук, Д. В. Госман
Новосибирский государственный технический университет
А. Л. Бычков, канд. хим. наук, З.А. Акименко, канд. хим. наук, О. И. Ломовский, д-р. хим. наук, профессор
Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, г. Новосибирск Т. Я. Гусельникова
Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, г. Новосибирск А. А. Черноносов, канд. хим. наук
Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, г. Новосибирск Н. Ф. Бейзель
Новосибирский государственный университет
В настоящее время среди населения России наблюдается недостаточное потребление основных пищевых веществ, в том числе белков и эс-сенциальных нутриентов (витаминов группы В, р-каротина и т. д.), которые являются важными компонентами питания каждого человека. По статистическим данным среднее потребление белка в сутки не превышает 40 г (при норме 60 г). Дефицит витаминов группы В и р-каротина наблюдается у 40% населения России [1].
Ценным источником белка, минеральных веществ и витаминов группы В являются бобовые, которые сложно усваиваются организмом из-за наличия в составе блокаторов протеаз. Данные ингибиторы не позволяют пищеварительной системе человека расщепить белки до биоусвояемых аминокислот. По этой причине растительный белок усваивается только на 62 - 80%, в то время как животный белок - на 93 - 96% [2].
Наличие в бобовых фитиновой кислоты также является одной из проблем, которая препятствует их широкому потреблению. Расчеты показывают, что при употреблении 100 г гороха суточная потребность в фосфоре восполняется на 30% [3]. Но, учитывая тот факт, что более 80% фосфора присутствует в бобовых в связанном с фитиновой кислотой состоянии, фактическое восполнение суточной потребности в фосфоре составляет не более 5%. Фитиновая кислота связывает магний, цинк, железо и кальций, ингибирует действие ферментов, расщепляющих белки и углеводы.
Отдельное внимание в бобовых заслуживают лектины - молекулы белковой природы, которые относятся к антипитательным веществам. Лек-тины нарушают переваривание пищи и снижают степень усвоения эссенци-альных нутриентов, подавляют действие мальтазы и аминопептидазы. Перечисленные процессы приводят к аллергическим реакциям и другим серьезным заболеваниям организма.
В бобовых содержатся сложные углеводы - стахиоза и рафиноза. По причине отсутствия в организме человека ферментов, разрушающих эти сахариды, они попадают в кишечник в неизменном виде и становятся субстратом для питания и размножения бактерий, что вызывает газообразование и замедление усвоения питательных веществ.
Снижение концентрации антипитательных веществ достигается путем проращивания зерна, в результате протекания комплекса биохимических превращений. Проращивание зерна в естественных условиях - это достаточно трудоемкий и длительный процесс, который в настоящее время повсеместно на территории России не реализован. Более достижимым направлением улучшения питательных свойств бобовых является внедрение процесса ферментативного гидролиза искусственным путем.
Цель исследования - разработка и оценка качества хлебцев, в состав которых входит гидролизат гороховой муки. Актуальность выбранного направления исследования обосновывается действующим Постановлением от 14.06.2013 г. № 31 «О мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом микронутри-ентов, развитию производства пищевых продуктов функционального и специализированного назначения», а также Распоряжением правительства РФ от 29.06.2016 г. № 1364-р «Стратегия повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года».
Внешний вид
Образец 1 Образец 2
Рис. 2. Профилограмма результатов органолептической оценки качества хлебцев
В качестве основных компонентов для приготовления хлебцев использованы: гороховая и гречневая мука; ферментный препарат «Протосуб-тилин Г3Х»; порошок моркови ИК-сушки; семя льна, подсолнечника, тыквы и кунжута. Выбранные виды муки являются источником белка, витаминов группы В, калия, магния, фосфора, кальция, железа, цинка, меди, селена и пищевых волокон. Подсолнечное, тыквенное и льняное семя кроме широкого спектра ценных биологически активных веществ (витамины группы В, калий, селен, железо) содержат полиненасыщенные жирные кислоты. Семя кунжута является ценным источником кальция, витаминов группы В, железа, фосфора, пищевых волокон. Морковь - источник р-каротина [3].
Способ получения горохового ги-дролизата представлен на рис. 1 [4].
На начальном этапе исследования была разработана серия хлебцев на основе горохового гидролиза-та в сочетании с гречневой, овсяной и кукурузной мукой. Установлено, что нивелировать характерный вкус горохового компонента способна гречневая мука. На рис. 2 представлены результаты органолептической оценки качества хлебцев с использованием гречневой муки. Готовые изделия имеют светло-коричневый цвет, шероховатую поверхность с вкраплениями семени льна и кунжута (для первого образца), подсолнечных и тыквенных семечек (для второго образца), обладают характерным хрустом, хорошо пропеченные, без признаков непромеса.
На рис. 3 представлена технологическая схема приготовления хлебцев,
В таблице приведены основные физико-химические показатели хлебцев. Установлено, что они богаты клетчаткой и обладают влажностью,
Таблица 1 Физико-химические показатели качества хлебцев
Наименование показателя Образец № 1 Образец № 2
Влажность, % 7,7 14,3
Жиры, % 8,2 8,4
Клетчатка, % 14,9 16,8
Зола, % 5,1 5,0
соответствующей нормативной документации [5].
Одним из важнейших показателей эффективности проведения ферментативного гидролиза является содержание водорастворимых веществ (ВРВ) в образцах. Исследование проводили методом полной (исчерпывающей) экстракции в аппарате Сокслета. Установлено, что доля водорастворимых веществ в хлебцах, приготовленных с применением ферментированного гороха, увеличивается более чем в 2 раза (рис. 4).
Методом формольного титрования установлено количество аминного азота в экстрактах образцов. Согласно полученным данным в ферментированных образцах хлебцев содержание аминного азота выше, чем в исходных. Этот факт свидетельствует о том, что количество свободных аминных групп увеличивается при протеолизе белков нейтральной и щелочной протеазой, который входит в состав препарата Протосубти-лин Г3Х (рис. 5).
Образец № 1 Образец № 2
■ Без ферментации С ферментацией Рис. 5. Количество аминного азота в хлебцах
Методом масс-спектрометриче-ского анализа сопряженного с высоко-эффективной жидкостной хроматографией определено количество ряда свободных аминокислот в контрольных образцах и в образцах с ферментированной гороховой мукой. Установлено, что количество свободных аминокислот увеличивается (рис. 6).
ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ СЫРЬЯ
11 ТЕМА НОМЕРА
Так как для гидролиза применялся комплексный ферментный препарат, содержащий в своем составе ферменты, воздействующие не только на белки, но и на сложные углеводы, в дальнейших исследованиях определяли количество редуцирующих углеводов. В первом образце количество редуцирующих углеводов возросло в 6 раз, во втором - в 7 раз (рис. 7).
Анализ хлебцев на содержание минеральных веществ, проведенный путем атомно-эмиссионной
40 35 30
^ те: 25
I § 20 15
15
се 10
и
ш 5 0
24
19,4
Образец № 1 □ Витамин В
Образец № 2 Витамин В
Рис. 9. Восполнение суточной потребности в витаминах группы В
и атомно-абсорбционной спектрометрии, показал, что разработанные образцы являются источником калия, кальция, магния, железа и фосфора (рис. 8).
При проведении экспериментальных исследований определено содержание витаминов группы В. На рис. 9 представлены данные по восполнению суточной потребности в витаминах В1 и В2 при употреблении 50 г хлебцев.
В результате проведенных научных исследований разработаны новые рецептуры хлебцев из нетрадиционных видов муки с использованием
механоферментативного гидроли-зата одного из основных компонентов - муки гороха. Установлено, что в процессе гидролиза гороха происходит модификация структуры пищевых веществ, что обеспечивает лучшую растворимость и усвояемость компонентов (белков, углеводов, минеральных веществ). При употреблении 50 г хлебцев суточная потребность в эссенциальных нутриентах (минеральных веществах и витаминах группы В) восполняется более чем на 15%. Разработанные образцы можно отнести к категории функциональных продуктов питания [6]. Новые изделия рекомендуется употреблять лицам, имеющим аллергические реакции на горох, а также здоровым людям с целью уменьшения токсического воздействия бобовых на организм.
ЛИТЕРАТУРА
1. Постановление от 14.06.2013 № 31 «О мерах по профилактике заболеваний, обусловленных дефицитом микронутри-ентов, развитию производства пищевых продуктов функционального и специализированного назначения» // Российская газета - Федеральный выпуск. -2013. - № 6184 (208). [Электронный ресурс] - Режим доступа: https: // rg.ru/ 2013/ 09/ 18/ onishenko-dok. html
2. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации. Методические рекомендации МР 2.3.1.2432 - 08. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://foodnews-press.ru/ images/ pdf/ N ormy/Normy_pis_veshestv. pdf
3. Скурихин, И.М. Химический состав российских пищевых продуктов: Справочник/Под ред. чл.-корр. МАИ, проф. И. М. Скурихина и академика РАМН, проф. В.А. Тутельяна. - М.: ДеЛипринт, 2002. - 236 с.
4. Бычкова, Е. С. Разработка рецептур супов-пюре на основе горохового гидролизата. Ч. 1. Механоферментатив-ный гидролиз белкового растительного сырья для получения специализированных продуктов питания/ Е.С. Бычкова, А.Л. Бычков, И.В. Иванов, О.И. Ломов-ский, А. Г. Огиенко // Пищевая промышленность. - 2016. - № 10. - С. 38 -42.
5. ГОСТ 9846 - 88 Хлебцы хрустящие. Технические условия. - М.: Стандартин-форм, 2009 - 5 с.
6. ГОСТ Р 54060 - 2010 Продукты пищевые функциональные. Идентификация. - М.: Стандартинформ, 2011. -8 с.
Оценка пищевой ценности хлебцев из нетрадиционных видов муки
Ключевые слова
аминокислоты, водорастворимые вещества, гороховая мука, механохимическая обработка, ферментативный гидролиз, хлебцы
Реферат
В настоящее время среди населения России наблюдается недостаточное потребление основных пищевых веществ, в том числе белков и эссенциальных нутриентов (витаминов группы В, р-каротина и т. д.), которые являются важными компонентами питания каждого человека. На кафедре технологии и организации пищевых производств Новосибирского государственного технического университета совместно с институтом Химии твердого тела и механохимии СО РАН разработаны рецептуры хлебцев с применением механохимической обработки и ферментативного гидролиза сырья. В качестве основного рецептурного компонента была выбрана гороховая мука, являющаяся ценным источником растительного белка, содержащая пищевые волокна и широкий спектр микро- и макронутриентов. В качестве дополнительных компонентов использованы: овсяная мука, кукурузная мука, гречневая мука, морковь, семя льна, семя кунжута, семя подсолнечника и тыквенное семя. Хлебцы были исследованы по ор-ганолептическим и физико-химическим показателям качества. Установлено, что нивелировать вкус гороховой муки способна гречневая мука. Остальные виды муки придают хлебцам выраженный гороховый вкус, что отрицательно сказывается на их итоговой органолептической оценке качества. В готовых хлебцах по сравнению с контолем в 2 раза больше водорастворимых веществ, что свидетельствует о повышении их усвояемости. Методом масс-спектрометрического анализа определено количество водорастворимых аминокислот в контрольных образцах и с внесением ферментированной гороховой мукой. Установлено, что количество свободных аминокислот эффективно увеличивается в результате реакции протеолиза. Доказано, что образцы являются ценным источником белка, витаминов группы В, магния, фосфора и железа. Рекомендуемая суточная порция хлебцев - 50 г. Разработанные образцы можно отнести к категории функциональных продуктов питания. Новые изделия рекомендуется употреблять лицам, имеющим аллергические реакции на горох, а также здоровым людям с целью уменьшения токсического воздействия бобовых на организм.
Авторы
Бычкова Елена Сергеевна, канд. техн. наук, Госман Дарья Владиславна,
Новосибирский государственный технический университет, 630073, г. Новосибирск, пр-т К. Маркса, 20, [email protected], [email protected]
Бычков Алексей Леонидович, канд. хим. наук, Акименко Зоя Александровна, канд. хим. наук, Ломовский Олег Иванович, д-р хим. наук, профессор, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, 630128, Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18, [email protected], [email protected], [email protected] Гусельникова Татьяна Яковлевна,
1 ФГБУН Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, 630090, Новосибирск, проспект Академика Лаврентьева, 3, [email protected]
Черноносов Александр Анатольевич, канд. хим. наук, Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук (ИХБФМ СО РАН), г. Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 8, [email protected] Бейзель Нина Федоровна,
Новосибирский государственный университет, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, д. 2, [email protected]
Evaluation of nutritive value of bread from alternative flours
Key words
pea flour, bread, mechanochemical treatment, enzymatic hydrolysis, amino acids, water-soluble substances.
Abstracts
Currently, among the population of Russia, there is an inadequate intake of essential nutrients, including proteins and essential nutrients (B vitamins, p-carotene, etc.), which are important components of human nutrition. At the Department of Technology and Organization of Food Production of the Novosibirsk State Technical University in cooperation with the Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry of the SB RAS, recipes for bread were developed using mechanochemical treatment and enzymatic hydrolysis of raw materials. Pea flour, which is a valuable source of vegetable protein, containing dietary fiber and a wide range of micro- and macronutrients, was chosen as the main formulation component. As additional components used: oat flour, corn flour, buckwheat flour, carrots, flax seed, sesame seed, sunflower seed and pumpkin seed. The bread was examined by organoleptic and physico-chemical quality indicators. It is established that buckwheat flour can neutralize the taste of pea flour. The remaining types of flour impart a pronounced pea flavor to the bread, which negatively affects their final organoleptic quality assessment. In ready-made loaves, in comparison with the control sample, there are twice as many water-soluble substances, which indicates an increase in their digestibility. Mass-spectrometric analysis determined the amount of water-soluble amino acids in control samples and in samples with fermented pea flour. It was found that the amount of free amino acids is effectively increased as a result of the proteolysis reaction. It is proved that the samples are a valuable source of protein, B vitamins, magnesium, phosphorus and iron. The recommended daily portion of bread - 50 g. Designed samples can be attributed to the category of functional foods. New products are recommended for people who have allergic reactions to peas, as well as healthy people to reduce the toxic effects of legumes on the body.
Authors
Bychkova Elena Sergeevna, Candidate of Technical Sciences, Gosman Daria Vladislavna,
Novosibirsk State Technical University, 20 Building, Karl Marx Avenue, Novosibirsk, Russia, 630073, [email protected], [email protected] Bychkov Aleksey Leonidovich, Candidate of Chemical Sciences, Akimenko Zoia Aleksandrovna, Candidate of Chemical Sciences, Lomovsky Oleg Ivanovich, Doctor of Chemical Sciences, Professor, Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, 18 house, Kutateladze street, Novosibirsk, 630128, [email protected], [email protected], [email protected] Guselnikova Tatiana Yakovlevna,
1 FGBUN Institute of Inorganic Chemistry. A.V. Nikolaev, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 3rd house, Akademika Lavrentieva Avenue, Novosibirsk, 630090, [email protected] Chernonsov Aleksandr Anatolievich, Candidate of Chemical Sciences, Institute of Chemical Biology and Fundamental Medicine of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (IHBMM SB RAS), 3rd house, Akademika Lavrentieva Avenue, Novosibirsk, 630090, [email protected] Beizel NinaFedorovna,
Novosibirsk State University, 2nd Building, Pirogova Street, Novosibirsk, 630090, [email protected]
