CC BY
10
SCIENCE TIME
■
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОЛИСАХАРИДОВ ИЗ БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ
Тарасевич Мария Вадимовна, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток E-mail: tarasevich_mv@students. dvfu. ru,
Смертина Елена Семёновна, Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток E-mail: smertina.es@dvfu.ru
Аннотация. В статье рассмотрена и обоснована возможность использования неочищенного альгината натрия в качестве функциональной добавки для хлебобулочных изделий. Альгинат натрия, полученный из бурой морской водоросли Fucus evanescens, является ценным продуктом, он способен связывать и выводить из организма человека холестерин и желчные кислоты, соли тяжелых металлов и их токсины, радионуклиды. Проведена экспертиза безопасности неочищенного альгината натрия по содержанию в нем токсичных элементов, изучено его влияние на хлебопекарные свойства пшеничной муки, биотехнологические свойства дрожжей, установлены оптимальные дозировки добавки в соответствии с рекомендуемой суточной нормой потребления альгината натрия. Изучено влияние добавки на качество готового изделия. Экспериментально подтверждена функциональная направленность готового изделия.
Ключевые слова: неочищенный альгинат натрия, холестерин, хлебобулочные изделия, бурая водоросль Fucus evanescens.
Развитие сердечно-сосудистых заболеваний является многофакторным. Некоторые из этих факторов относятся к образу жизни, например, курение, недостаточная физическая активность, пищевые привычки. Некоторые другие факторы риска также можно модифицировать, например, повышенное артериальное давление, сахарный диабет 2 типа или дислипидемии.
К дислипидемиям относится широкий спектр нарушений липидного обмена. Наибольшее внимание привлекает повышение уровня общего холестерина и Х-ЛПНП. Свидетельства того, что снижение уровня общего холестерина и Х-ЛПНП способствует уменьшению риска развития заболеваний
«
I SCIENCE TIME Щ
сердечно-сосудистой системы, являются убедительными и основываются на результатах многих рандомизированных контролируемых исследований [4].
Экспериментальные исследования на животных и клинические наблюдения на людях доказывают, что некрахмальные полисахариды (альгинаты) снижают такой важный фактор риска сердечно-сосудистых заболеваний, как уровень холестерина в сыворотке крови [5].
Авторами изучена возможность использования неочищенного альгината натрия, который богат зольными веществами, в качестве функциональной добавки для хлебобулочных изделий.
Хлеб - один из наиболее употребляемых населением повсеместных и повседневных продуктов питания. Введение в его рецептуру физиологически функциональных компонентов позволит в нужном направлении корректировать профилактическую ценность пищевого рациона человека [1].
Таким образом, целью данной работы является разработка пшенично-ржаных хлебобулочных изделий с использованием неочищенного альгината натрия, полученного из бурой морской водоросли Fucus evanescens.
В работе были использованы стандартные методы исследования по ГОСТ 27839-2013, ГОСТ Р 54731-2011, ГОСТ 2077-84, ГОСТ 26185-84; метод определения газообразующей способности муки, метод прямого счета числа дрожжевых клеток в 1 грамме теста, метод определения остаточного количества альгиновых кислот; 100 балльная шкала оценки качества готовых изделий. Статистическую обработку результатов балльной оценки качества проводили по методу Стьюдента.
Так как авторами использовался неочищенный альгинат натрия, в состав которого входит пигмент фукоксантин, в начале работы было проведено исследование его токсичности по данным источников литературы. Выявлено, что фукоксантин исследован японскими учеными, которые доказали, что он может накапливаться в организме в течение длительного времени, но его токсичность не была отмечена у подопытных мышей [2].
Проведена экспертиза неочищенного альгината натрия на безопасность по токсичным элементам в соответствии с ТР ТС 029/2011 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» (табл.1). По результатам экспертизы данная добавка является безопасной.
Подбор дозировки осуществляли в соответствии с суточной нормой потребления альгината по МР 2.3.1. 1915-04 «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ» в соответствии с ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения (с Изменением N 1)». Определены оптимальные дозировки неочищенного альгината натрия - 1,5; 2 и 2,5% к массе муки.
| SCIENCE TIME Щ
Таблица 1
Результаты исследования неочищенного альгината натрия на безопасность по токсичным элементам
Определяемые показатели Результаты исследований Величина допустимого уровня, мк/кг
Токсичные элементы:
Свинец 0,93±0,36 Не более 5,0
Мышьяк 0,23±0,11 Не более 3,0
Кадмий 0,029±0,011 Не более 1,0
Ртуть 0,043±0,017 Не более 1,0
Авторами изучено влияние неочищенного альгината натрия на хлебопекарные свойства пшеничной муки. Выявлено, что массовая доля сырой клейковины в экспериментальных образцах незначительно снижается, с увеличением дозировки. Возможно, это связано с тем, что альгинат натрия является гидроколлоидом с анионоактивной группой, под его влиянием происходит ослабевание способности белков взаимодействовать друг с другом, а, следовательно, усиление взаимодействия белков с молекулами растворителя, затем переход их в раствор [3]. Несмотря на это, массовая доля клейковины всех образцов соответствует нормам ГОСТ Р 52189-2003. У образцов с содержанием неочищенного альгината натрия клейковина более упругая, чем у контрольного образца, эластичность у всех образцов хорошая.
По результататам изучения влияния неочищенного альгината натрия на биотехнологические свойства дрожжей определено, что количество дрожжевых клеток увеличивается в образцах с неочищенным альгинатом натрия (рис.1). Образец с дозировкой 1,5 % отличался наибольшим ростом дрожжевых клеток, относительно других экспериментальных образцов. Отмечено, что при увеличении дозировки добавки количество дрожжевых клеток незначительно снижается в экспериментальных образцах. Это объясняется тем, что альгинат натрия высоко гидрофилен и способен связывать большое количество свободной воды, необходимой для активности дрожжей.
Результаты исследования подъемной силы дрожжей показывают, что с ростом числа дрожжевых клеток подъёмная сила дрожжей увеличивается. Образцу с содержанием неочищенного альгината натрия 1,5 % на подъем теста понадобилось меньше времени, чем другим экспериментальным образцами и контролю (рис.2).
Рис. 1 Результаты изучения количества дрожжевых клеток в 1 грамме теста исследуемых образцов с неочищенным альгинатом натрия
Рис. 2 Время подъёма теста исследуемых образцов с неочищенным альгинатом натрия
Одним из показателей качества, характеризующим способность муки давать пышный пористый хлеб, является газообразующая способность муки. Принято считать, что если при брожении теста выделилось диоксида углерода меньше 1300 см , то газообразующую способность оценивают, как низкую. При выделении 1300 - 1600 см СО2 мука имеет среднюю газообразующую способность, свыше 1600 см - повышенную. По проведенным исследованиям выявлено, что все экспериментальные образцы и контроль имели среднюю газообразующую способность муки. Образец с содержанием 1,5 % добавки отличался большим объемом выделившегося диоксида углерода, сравнительно контроля и других экспериментальных образцов. При увеличении дозировки неочищенного альгината натрия газообразующая способность муки снижается (рис.3).
| SCIENCE TIME Щ
I ? 1400 II II II ¿39| if ^00 I ■■ l|j = 11
II 800 i
Рис. 3 Результаты исследования газообразующей способности образцов с неочищенным альгинатом натрия
В ходе исследований были выявлены положительные результаты влияния всех дозировок неочищенного альгината натрия на хлебопекарные свойства пшеничной муки и биотехнологические свойства дрожжей, что дает возможность дальнейшего изучения влияния добавки на качество готового хлебобулочного изделия.
Пробные выпечки пшенично-ржаных (соотношение 80:20) булочек массой 100 г проводили ускоренным безопарным способом.
При определении органолептических показателей готовых изделий выявлено, что все экспериментальные образцы и контроль имеют равномерную пористость, без пустот, хорошую эластичность мякиша, форму, свойственный запах и вкус. При увеличении дозировки неочищенного альгината натрия отмечалось незначительное потемнение корки и мякиша готового изделия. Образец с дозировкой 2,5 % неочищенного альгината натрия имеет слегка кислый привкус. По результатам балльной органолептической оценки всем экспериментальным и контрольному образцам присвоили категорию качества -отличное, с разницей в 0,2-1,6 балла.
Результаты определения физико-химических показателей показывают, что с увеличением дозировки добавки наблюдалось небольшое увеличение показателя кислотность (табл.3). Возможно, это связано с тем, что альгинат натрия является питательной средой для кислотообразующих бактерий. У экспериментальных образцов отмечено незначительное снижение пористости в пределах ± 2 %. Образец с дозировкой 2,5 % отличался наибольшей влажностью, т.к. альгинат натрия высоко гидрофилен и при замесе теста с данной дозировкой был увеличен расход воды. Готовые изделия соответствуют требованиям ГОСТ 207784 по органолептическим и физико-химическим показателям (табл.2).
Для подтверждения функциональных свойств разработанных
| SCIENCE TIME Щ
хлебобулочных изделий проведено исследование остаточного количества альгиновых кислот в готовых изделиях (табл.3). По результатам которого видно, что после выпечки содержание неочищенного альгината натрия в булочке уменьшается в среднем в 2,5 раза, относительно внесенных дозировок.
Таблица 2
Физико-химические показатели готовых изделий
Наименование показателя Требования ГОСТ 2077 -84 Контрольный образец (без добавки) С содержанием не-очищенног о альгината натрия 1,5 % С содержанием не-очищенног о альгината натрия 2,0 % С содержанием неочищенного альгината натрия 2,5 %
Влажность мякиша, %, не более 48,0 38,0 38,2 38,2 40,0
Кислотность мякиша, град., не более 10,0 3,4 3,4 3,6 4,0
Пористость, %, не менее 50,0 71,9 71,2 70,6 69,7
Таблица 3
Остаточное количество альгиновой кислоты в готовых хлебобулочных изделиях
Содержание альги- Содержание неочи- Обеспечение су-
Образец новой кислоты в щенного альгината точной нормы по-
готовом изделии, натрия в готовом требления альгина-
% изделии, г та натрия, %
Контроль (без доба-
вок)
С содержанием неочищенного альги- 0,62 0,45±0,05 22,5
ната натрия 1,5 %
С содержанием неочищенного альги- 1,1 0,80±0,2 40,0
ната натрия 2,0 %
С содержанием неочищенного альги- 1,445 1,17±0,33 58,5
ната натрия 2,5 %
I
SCIENCE TIME
I
Таким образом, применение неочищенного альгината натрия является перспективным сырьем и позволяет получать новые виды функциональных хлебобулочных изделий. Данные изделия могут быть рекомендованы в качестве профилактики выведения из организма человека холестерина и, тем самым, снижения риска развития атеросклероза. По результатам проведенного исследования рекомендуемая авторами дозировка - 2,0 %, т.к. она обеспечивает суточную потребность человека в альгинате натрия на 40,0% и удовлетворяет технологические параметры готового изделия.
Литература:
1. Смертина Е.С. Применение экстрактов дикорастущих растений в хлебобулочных изделиях функционального назначения / Е.С. Смертина, Л.Н. Федянина, Т.К. Каленик, Н.Ф. Кушнерова, Н.С. Вигерина // Известия Дальневосточного федерального университета. Экономика и управление. - 2011. - №3. - С. 129-133.
2. Beppu F. In vitro and in vivo evaluation of mutagenicity of fucoxanthin (FX) and its metabolite fucoxanthinol / Beppu F. // Journal of Toxicological Sciences. 2009. Vol. 34. pp. 693-698.
3. Колпакова В.В. Сухая пшеничная клейковина: функциональные свойства, перспективы применения / В.В. Колпакова, О.Ю. Студенникова, Е.В. Буданцев и др. // Пищевая промышленность. - 2010. - №4. - С. 56-59.
4. Reiner Zeljko. Рекомендации Европейского общества кардиологов и Европейского общества атеросклероза по лечению дислипидемий / Reiner Zeljko, Catapano Alberico L. и др. // Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2012. -№ 1S. - С. 3-60.
5. Хотимченко Ю.С. Фармакология некрахмальных полисахаридов / Ю.С. Хотимченко, И.М.Ермак, А.Е.Бедняк и др. // Вестник Дальневосточного отделения Российской Академии наук. - 2005. - №1. - С. 72-82.
