CC BY
0Секция 4. НОВЫЕ ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК [639.64+582.272]:664.6
Р.С. Вопилин, А.А. Ефимов
Камчатский государственный технический университет, Петропавловск-Камчатский, 683003 e-mail: efimoff-a@mail.ru
ПРИМЕНЕНИЕ БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ В ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПОНИЖЕННОЙ ВЛАЖНОСТИ
В статье приведены результаты исследования влияния внесения добавки из бурой водоросли Fucus distichus в рецептурный состав хлебобулочных изделий пониженной влажности - сухарных изделий. Показано положительное влияние добавки на развитие процесса брожения и созревания теста, на его реологические свойства, обусловливающие в итоге потребительские характеристики готового продукта. По совокупности анализируемых показателей выбрано рациональное, по сравнению с другими исследуемыми вариантами, количество вносимого при замесе теста водорослевого порошка - 15% от общей массы муки. Показана целесообразность применения водоросли в технологии сухарных изделий.
Ключевые слова: сухарные изделия, тесто, брожение, кислотность, предельное напряжение сдвига, липкость.
R.S. Vopilin, A.A. Efimov
Kamchatka State Technical University, Petropavlovsk-Kamchatskу, 683003 e-mail: efimoff-a@mail.ru
THE USE OF BROWN ALGAE IN THE TECHNOLOGY OF BAKERY PRODUCTS WITH LOW HUMIDITY
The article presents the results of a study of the effect of adding an additive from brown algae Fucus distichus to the formulation of bakery products of low humidity - breadcrumbs. The positive effect of the additive on the development of the fermentation and maturation process of the dough, on its rheological properties, which ultimately determine the consumer characteristics of the finished product, is shown. According to the totality of the analyzed indicators, a rational amount of algae powder was selected, compared with other studied options, which is 15% of the total mass of flour. The expediency of using algae in the technology of breadcrumbs is shown.
Key words: breadcrumbs, dough, fermentation, acidity, shear stress limit, stickiness.
Хлебобулочные изделия пониженной влажности (до 19%), к которым относят сухари, бараночные изделия, гренки, хрустящие хлебцы, соломку, хлебные палочки [1], имеют свою историю. Теоретически любой хлеб, не употребленный в пищу непосредственно после выпечки, высохший и, соответственно, сохранявшийся довольно длительное время (чего не могло не происходить со времен зарождения хлебопечения), можно рассматривать как изделие пониженной влажности. Такой хлеб брали с собой в походы воины, купцы, пилигримы. Популярностью сухари пользуются у туристов. В IV-VII вв. в Византии солдаты и монахи предпочитали хлеб na2,apaZ, который дважды пекли в печи до испарения всей влаги; хлеб был очень жестким, долго не плесневел [2]. Упоминаются сухари и баранки в художественных произведениях писателей XIX в. (Н.В. Гоголь «Мёртвые души», 1842 г., А.Ф. Писемский «Тысяча душ», 1858 г., П.И. Мельников-Печёрский «В лесах», 1874 г. и др.), в пословицах и поговорках.
Среди хлебобулочных изделий пониженной влажности особой популярностью у потребителей пользуются сухари, ассортимент которых в настоящее время насчитывает более 30 наименований.
В связи с низкой активностью воды - менее 0,91 [3] - сухари характеризуются длительными сроками годности, что обусловливает уникальность данного продукта. В то же время сухари обладают всем набором нутриентов, составляющих пищевую ценность хлеба. Выполняя основную функцию продукта длительного хранения, сухари в связи с развитием рынка снеков в последние десятилетия приобрели и принципиально новое качество - они стали лакомством.
Сухари различаются размерами, массой, формой и рецептурным составом. Так, например, в рецептуру молочных сухарей кроме жира, сахара и яиц входит сгущенное молоко, горчичных сухарей - горчичное масло, выпускают сухари с изюмом, с орехами, с маком [4-6].
Так как хлебобулочные изделия являются продуктами массового потребления, актуально использовать их в качестве хорошего «проводника» важных для организма человека ингредиентов. В последнее десятилетие российские производители осуществляют выпуск значительного количества хлебобулочных изделий нового ассортимента, содержащих муку из нетрадиционных культур (гречневую, овсяную, гороховую и др.), различные семена, фруктовые и овощные добавки, в том числе функциональные ингредиенты [7]. Все чаще в качестве источника функциональных ингредиентов стали использовать водорослевые добавки.
Целью проводимых нами исследований являлось обоснование технологии хлебобулочных изделий пониженной влажности - сухарных изделий - с добавлением бурой водоросли Fucus distichus.
По данным многих авторов, фукусовые водоросли являются источником физиологически функциональных ингредиентов - пищевых волокон, минеральных элементов, витаминов, биологически активных пигментов [8-10].
Фукусы широко реализуют в торговой сети, в том числе аптечной, как источник биологически активных веществ. В то же время Fucus distichus, широко распространенный вдоль западного и восточного побережий Камчатки [11], в настоящее время еще не нашел применения в промышленных масштабах, и его поправу можно рассматривать как перспективное сырье.
Для проведения исследований замешивали тесто опарным способом по рецептурам, приведенным в табл. 1. Контрольный образец готовили по рецептуре, принятой для сухарей армейских [6], без добавок. Экспериментальные образцы готовили с добавлением тонкодисперсного порошка из фукуса влажностью 6%. Добавку вносили на стадии просеивания муки при замесе теста на готовой опаре в количестве от 5 до 30% от общей массы муки [7].
Таблица 1
Рецептуры теста для приготовления образцов сухарных изделий
Наименование сырья Расход сы рья, кг
К (контрольный образец) Э-5 Э-10 Э-15 Э-20 Э-25 Э-30
Мука пшеничная хлебопекарная 1 сорта 100 100 100 100 100 100 100
Дрожжи хлебопекарные прессованные 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Соль пищевая 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Порошок из фукуса - 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0
Вода По расчету для теста влажностью 39,5%
Кислотность теста определяли после его замеса и на протяжении процесса брожения. Общая продолжительность брожения теста, включая стадию приготовления опары, составила в среднем 310 минут. Конечная кислотность теста - 3,5 град.
Тестовые заготовки массой 0,9-1,0 кг формовали вручную и проводили их расстойку на протяжении 50 минут. Выпечку осуществляли при температуре 250оС без увлажнения в течение 25-30 минут. После охлаждения и выдержки в течение 4 часов сухарные плиты нарезали на кубики размером 20*20*20 мм. Сушили сухарный полуфабрикат в хлебопекарной печи на металлических противнях при температуре 120оС до достижения хрупкости.
Отбор проб для определения качества сухарей проводили через 24 часа после изготовления. Органолептические, физические и физико-химические показатели образцов продукции определяли стандартными методами [12, 13].
Для исследования влияния разных факторов на продолжительность брожения и технологические свойства определяли подъемную силу дрожжей методом А.И. Островского [14], изменение кислотности, липкости, предельного напряжения сдвига теста.
Для обработки полученных данных применяли методы статистической обработки на основе подсчета средних значений величин и стандартной средней ошибки и графоаналитической обработки с помощью программного пакета «Microsoft EXCEL-2019». Цифровые величины, указанные в таблицах, представляют собой арифметическое среднее с доверительным интервалом Д±10% и надежностью Р = 0,95.
Подъемную силу дрожжей определяли методом А.И. Островского [14], по времени всплы-вания шарика теста. Для этого замешивали тесто из муки, воды и дрожжей, тесту придавали форму шарика. Шарики теста опускали в стаканы емкостью 250 см3 с водой температурой 32°С и выдерживали в термостате при температуре 32-34°С до всплывания шариков на поверхность воды, засекая при этом время от погружения до всплывания. Результаты определения подъемной силы дрожжей в образцах теста с разным количеством водорослевой добавки приведены в табл. 2.
Таблица 2
Изменение подъемной силы дрожжей в зависимости от содержания в тесте водорослевой добавки
Наименование показателя Наименование образца
К (контрольный образец) Э-5 Э-10 Э-15 Э-20 Э-25 Э-30
Содержание порошка из фукуса, % от массы муки - 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0
Подъемная сила дрожжей, мин 7,0 6,5 6,5 6,0 5,5 8,5 10,0
Как видно из табл. 2, подъемная сила дрожжей оказалась выше у образцов теста, приготовленного с добавлением водорослевого порошка в количестве до 20,0% включительно - на всплывание шарика теста потребовалось меньше времени по сравнению с временем всплывания шарика из контрольного образца теста. Результаты исследования подтверждают известные данные [15] - водорастворимые соединения водорослей как обогащающие компоненты субстрата оказывают стимулирующее действие на рост дрожжевых клеток. В то же время избыток, вероятно, бактериостатических факторов фукуса, явно ингибировал процесс брожения.
В соответствии с указанным в технологической инструкции режимом, кислотность теста по окончании процесса брожения должна достигать 2,5-3,5 град. При исследовании времени, затраченного для достижения заданной кислотности в разных образцах теста, были получены результаты, представленные в табл. 3.
Таблица 3
Зависимость времени, затраченного для достижения заданной кислотности 3,5 град в образцах теста,
от содержания в тесте водорослевой добавки
Наименование показателя Наименование образца
К (контрольный образец) Э-5 Э-10 Э-15 Э-20 Э-25 Э-30
Содержание порошка из фукуса, % от массы муки - 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0
Продолжительность брожения, мин 70 70 68 64 60 89 93
Как видно из табл. 3, достижение заданной кислотности 3,5 град при брожении происходило быстрее в образцах теста, приготовленного с добавлением водорослевого порошка в количестве от 10,0 до 20,0% - минимальное время, по сравнению с временем достижения необходимой кислотности контрольным образцом теста, наблюдалось у образца Э-20 с добавлением водорослевого порошка в количестве 20,0% от общей массы муки. Полученные результаты коррелируют с данными исследования подъемной силы дрожжей.
Аналогичную зависимость наблюдали при исследовании реологических показателей готового теста для приготовления сухарных изделий (табл. 4).
Таблица 4
Зависимость предельного напряжения сдвига и липкости образцов теста от содержания в тесте водорослевой добавки
Наименование показателя Наименование образца
К (контрольный образец) Э-5 Э-10 Э-15 Э-20 Э-25 Э-30
Содержание порошка из фукуса, % от массы муки - 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0
Предельное напряжение сдвига, Па 601 598 512 478 470 599 610
Липкость, Па 34 34 32 29 26 36 37
Как видно из табл. 4, наилучшие реологические показатели для сухарного теста были достигнуты при добавлении в его образцы 20,0% порошка из фукуса. Величина предельного напряжения сдвига оказалась на 21,8% ниже, а значение липкости - на 23,5% ниже соответствующих показателей контрольного образца теста без водорослевой добавки. Такие результаты объясняются накоплением в процессе брожения значительного количества пузырьков углекислого газа в объеме теста. Образцы теста Э-25 и Э-30 характеризовались как «тяжелые».
Таким образом, по результатам исследования свойств образцов теста для приготовления сухарных изделий в качестве рациональных были приняты образцы с добавлением водорослевого порошка в количестве от 10,0 до 20,0% от общей массы муки.
Внешний вид сухарной плиты и сухарных изделий, приготовленных из выбранных в качестве рациональных образцов теста, приведен на рисунке.
Внешний вид сухарного полуфабриката и сухарных изделий: а - разрезанная сухарная плита; б - контрольный образец; в - образец Э-10 с добавлением фукуса 10,0%; г - образец Э-15 с добавлением фукуса 15,0%; д - образец Э-20 с добавлением фукуса 20,0%
Органолептическая оценка качества образцов сухарных изделий установила соответствие внешнего вида, состояния поверхности, цвета, вкуса и запаха требованиям ГОСТ Р 54645-2011 [13]. В то же время наиболее приемлемая характеристика вкуса и запаха - умеренность привкуса и аромата водорослей - была отмечена у образца сухарных изделий Э-15 с добавлением порошка из фукуса в количестве 15,0% от общей массы муки. Для образца Э-10 проявление вкусо-ароматического оттенка водорослей было определено как недостаточное, а для образца Э-20 -как чрезмерное. По результатам органолептической оценки в качестве рационального, по сравнению с другими образцами, был принят образец сухарных изделий с добавлением водорослевого порошка в количестве 15,0%.
Исследования физических и физико-химических показателей качества выбранного образца сухарных изделий установили их соответствие требованиям ГОСТ Р 54645-2011 [13]: продолжительность полной набухаемости 1 минута 20 секунд (рекомендуется не более 2 минут), массовая доля влаги 10,6% (не более 12), кислотность 3,6 град (не более 4,0).
Результаты исследований, направленных на обоснование технологии хлебобулочных изделий пониженной влажности - сухарных изделий - с добавлением бурой водоросли Fucus distichus, позволили заключить нижеследующее.
Внесение водорослевой добавки в рецептурный состав теста для приготовления сухарных изделий в количестве до 20,0% от общей массы муки способствовало увеличению подъемной силы дрожжей, что говорит о положительном влиянии водорастворимых соединений фукуса на
метаболизм дрожжевых клеток. Стимулирование протекания метаболических процессов в дрожжах, в свою очередь, способствовало ускорению роста значения общей кислотности до заданного значения, то есть интенсифицировался процесс созревания теста. В результате активизации спиртового брожения, сухарное тесто больше насыщалось углекислым газом, и улучшались реологические показатели теста, оказывая позитивное влияние на показатели пористости, набухаемости и хрупкости готовых сухарных изделий.
Таким образом, можно заключить, что добавление в рецептурный состав сухарных изделий водоросли Fucus distichus, являющейся, по данным многих исследователей, источником функциональных ингредиентов, целесообразно и представляет собой одно из направлений использования фукусовых водорослей как ценного сырья в технологии пищевых продуктов.
Литература
1. Изделия хлебобулочные. Термины и определения. ГОСТ 32677-2014. - М.: Стандартин-форм, 2015. - 16 с.
2. Культура Византии: IV - первая половина VII в. / Ред. З.В. Удальцов - М.: Наука, 1984. -728 с.
3. Килкаст Д., Субраманиам П. Стабильность и срок годности. Хлебобулочные и кондитерские изделия. - СПб.: Профессия, 2012. - 444 с.
4. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 416 с.
5. Пучкова Л.И. Хлебобулочные изделия. - М.: МГУПП, 2000. - 60 с.
6. Сборник технологических инструкций для производства хлебобулочных изделий. - М.: Прейскурантиздат, 1989. - 494 с.
7. Функциональные пищевые продукты. Введение в технологии / А.Ф. Доронин, Л.Г. Ипа-това, А.А. Кочеткова и др.; под ред. А.А. Кочетковой. - М.: ДеЛи принт, 2009. - 288 с.
8. Барашков В.Г. Химия водорослей. - М.: Пищевая промышленность, 1963. - 143 с.
9. Барашков Г.К. Сравнительная биохимия водорослей. - М.: Пищевая промышленность, 1972. - 336 с.
10. Морские водоросли фукус. - URL: http://tsamax.su/komponents/morskie-vodorosH-fukus.html (дата обращения: 23.02.2024).
11. Клочкова Н.Г., Королёва Т.Н., Кусиди А.Э. Атлас водорослей-макрофитов прикамчатских вод. - Т. 1. - Петропавловск-Камчатский: КамчатНИРО, 2009. - 218 с.
12. Изделия хлебобулочные. Правила приемки, методы отбора образцов, методы определения органолептических показателей и массы изделий. ГОСТ 5667-2022. - М.: Российский институт стандартизации, 2022. - 12 с.
13. Изделия хлебобулочные сухарные. Общие технические условия. ГОСТ Р 54645-2011. -М.: Стандартинформ, 2013. - 16 с.
14. Ковалёва И.П., Титова И.М., Чернега О.П. Методы исследования свойств сырья и продуктов питания. - СПб.: Проспект Науки, 2012. - 152 с.
15. Салтанова Н.С., Мищенко О.В. Влияние водорослевого геля на хлебопекарные свойства пшеничной муки и технологические свойства дрожжевого теста // Природные ресурсы, их современное состояние, охрана, промысловое и техническое использование: Материалы X Нац. (всерос.) науч.-практ. конф. (19-21 марта 2019 г.). - Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамчатГТУ, 2019. - С. 223-227.
