CC BY
17УДК 664.64
DOI 10.29141/2500-1922-2021-6-3-1
Применение методов обобщенного приведенного градиента и дробного факторного эксперимента при оптимизации состава пищевой комплексной добавки для хлеба повышенной пищевой ценности
А.В. Маслов1*, А.И. Биктагирова1, Л.И. Агзамова1, З.Ш. Мингалеева1
Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань, Российская Федерация, *e-mail: [email protected]
Реферат
В статье представлены результаты оптимизации состава пищевой комплексной добавки из следующего растительного сырья: пророщенная спельта, семена тыквы, плоды крыжовника, грибы вёшенка, обойная пшеничная мука. Компоненты пищевой комплексной добавки обладают лечебно-профилактическими свойствами и содержат в своем составе белки, сложные углеводы, минералы, витамины и другие биологически активные вещества. В процессе работы использовались принятые в хлебопечении методики определения органолептических и физико-химических показателей готовых изделий. Для оптимизации состава пищевой комплексной добавки использованы алгоритмы метода обобщенного приведенного градиента для решения нелинейных задач и метода дробного факторного эксперимента типа N = 2k-2. Результаты исследования обрабатывали с помощью программного обеспечения MS Office Excel; на их основании получены регрессионные уравнения зависимости показателей качества готовых изделий от дозировок компонентов пищевой комплексной добавки. Установлено, что оптимальное соотношение пророщенной спельты, порошков семян тыквы, вёшенки, крыжовника и муки пшеничной обойной в составе пищевой комплексной добавки при производстве хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта составляет 25,0 : 17,2 : 0,9 : 0,6 : 56,3 соответственно при дозировании пищевой комплексной добавки в количестве 16 % к массе мучной смеси. Применение пищевой комплексной добавки способствует улучшению органолептических и физико-химических показателей качества готовых изделий. Пищевая комплексная добавка способствует увеличению содержания в готовом хлебе белков, жиров, пищевых волокон и снижает содержание усвояемых углеводов. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования пищевой комплексной добавки с целью повышения пищевой ценности хлебобулочных изделий.
Для цитирования: Маслов А.В., Биктагирова А.И., Агзамова Л.И., Мингалеева З.Ш. Применение методов обобщенного приведенного градиента и дробного факторного эксперимента при оптимизации состава пищевой комплексной добавки для хлеба повышенной пищевой ценности //Индустрия питания|Food Industry. 2021. Т. 6, № 3. С. 5-14. DOI: 10.29141/2500-1922-2021-6-3-1
Дата поступления статьи: 8 июля 2021 г.
Ключевые слова:
пророщенная
спельта;
семена тыквы;
крыжовник;
вёшенка;
вибрационная
сушилка-мельница;
оптимизация состава;
хлеб
Method Application of Generalized Reduced Gradient and Fractional Factor Experiment in the Composition Optimization of the Complex Food Additive for Bread of Increased Nutritional Value
Alexander V. Maslov1*, Aiza I. Biktagirova1, Lilia I. Agzamova1, Zamira Sh. М/'ngaleeva1
1Kazan National Research Technological University, Kazan, Russian Federation, *e-mail: [email protected]
Abstract
The article presents the composition optimization results of a food complex additive from the following plant raw materials: sprouted spelt, pumpkin seeds, gooseberry fruits, oyster mushrooms and entire wheat flour. The components of a food complex supplement have therapeutic and preventive properties and contain proteins, complex carbohydrates, minerals, vitamins and other biologically active substances in their composition. During the research a man used adopted baking methods for determining the organoleptic and physico-chemical parameters of finished products. To optimize the food complex additive composition the researchers applied algorithms of the generalized reduced gradient method for solving nonlinear problems and the method of fractional factorial experiment of the N = 2k-2 type. They processed results of the study using the MS Office Excel software; and obtained on their basis regression equations of the quality indicators dependence of finished products on the components dosages of a food complex additive. The optimal ratio of sprouted spelt, pumpkin seed powders, oyster mushrooms, gooseberries and wheat flour in the composition of a food complex additive in the production of white bread from wheat flour of the highest grade is 25 : 17.2 : 0.9 : 0.6 : 56.3, when dosing a food complex additive in an amount of 16 % by weight of the flour mixture. The authors revealed that the use of a food complex additive contributed to the improvement of organoleptic and physico-chemical quality indicators of finished products. The food complex additive increases the content of proteins, fats, dietary fibers in the finished bread and reduces the content of digestible carbohydrates. The obtained results indicate the prospects of using a food complex additive in order to increase the nutritional value of bakery products.
For citation: Alexander V. Maslov, Aiza I. Biktagirova, Lilia I. Agzamova, Zamira Sh. Mingaleeva. Method Application of Generalized Reduced Gradient and Fractional Factor Experiment in the Composition Optimization of the Complex Food Additive for Bread of Increased Nutritional Value. Индустрия питания|Food Industry. 2021. Vol. 6, No. 3. Pp. 5-14. DOI: 10.29141/2500-1922-2021-6-3-1
Paper submitted: July 8, 2021
Keywords:
sprouted spelt; pumpkin seeds; gooseberry; oyster mushroom; vibrating dryer mill; composition optimization; bread
Введение
Повышение конкуренции на рынке хлебобулочных изделий, рост требований потребителей к разнообразию продукции, необходимость производства обогащенных продуктов питания обусловливают включение в рецептуры изделий нетрадиционных для хлебопечения растительных добавок [1; 2; 3]. Как правило, такие добавки, повышая пищевую ценность хлебобулочных изделий, снижают их органолептические и физико-химические показатели качества, что, в свою очередь, ограничивает массовое применение названных добавок [4]. Разрешить данную проблему поможет использование специально созданных композиций растительных добавок,
состав которых подобран с учетом комплексного влияния на качество конечных продуктов [5].
В статье приводятся результаты исследований по оптимизации состава пищевой комплексной добавки, компонентами которой являются: пшеничная обойная мука, пророщенная спельта, семена тыквы, плодовые тела грибов вёшен-ки обыкновенной и ягоды крыжовника. Выбор в качестве компонентов пищевой комплексной добавки данных ингредиентов обусловлен их химическим составом, технологическими и функциональными свойствами.
Пшеничная обойная мука по химическому составу близка к зерну, поскольку при ее про-
изводстве отруби практически не отделяются. Обойная мука по сравнению с мукой высшего сорта содержит больше белков, липидов, минеральных веществ и меньше усвояемых углеводов [6].
Спельта (ТпЬ'сит spelta) - гексаплоидное злаковое растение, относящееся к роду Пшеница (ТпЬ'сит) семейства Злаки ^гат/пеаё). В спель-те по сравнению с мягкой пшеницей (ТпЬ'сит aёstivum) выше содержание белка, липидов, пищевых волокон, магния, калия, железа, цинка, марганца и ниже содержание углеводов [7; 8]. Как показали предварительные исследования [1], пророщенная спельта способствует увеличению пористости хлеба из пшеничной муки и удлиняет сроки сохранения его свежести.
Семена тыквы отличаются высоким содержанием белков, ненасыщенных жирных кислот, магния, калия, фосфора, цинка, марганеца, железа, кальция, натрия, меди и таких биоактивных веществ, как токоферолы, каротиноиды, пигменты, пиразин, сквален, сапонины, фитосте-ролы, тритерпеноиды, фенольные соединения и их производные, кумарины, флавоноиды. Некоторые из этих веществ способны снижать риск развития опухолей, микробных инфекций, гипергликемии и диабета, осложнений, связанных с окислительным стрессом. Семена тыквы также обладают гепатопротекторными, ранозаживля-ющими, стимулирующими рост волос, антигель-минтными, антиоксидантными и химиопротек-торными свойствами [9; 10].
Грибы вёшенка (Plёuгotus ostгёatus) - отличный источник белка, пищевых волокон, витамина В и ряда минеральных веществ, включая кальций, железо и цинк. Вёшенки проявляют антигипер-тензивные, антиоксидантные, противовирусные, антимикробные, противовоспалительные и им-муномодулирующие свойства [11]. Установлено, что порошок грибов вёшенки обыкновенной способствует повышению бродильной активности хлебопекарных прессованных дрожжей [3].
Ягоды крыжовника содержат пектин, сахара (в основном фруктозу); по сравнению с другими ягодами характеризуются более высоким содержанием яблочной, фумаровой, хлорогеновой кислот, фенолов, рутина и эллаговой кислоты. По содержанию аскорбиновой кислоты крыжовник уступает лишь черной и красной смородине и йоште. Присутствие в крыжовнике данных соединений определяет его высокую антиокси-дантную активность [12].
Анализ литературных данных показал, что выбранные компоненты пищевой комплексной добавки отличаются высоким содержанием макро- и микроэлементов. Поэтому применение пищевой комплексной добавки способно ока-
зать влияние на пищевую ценность готовых хлебобулочных изделий.
Из-за сложности вычислений и ограничений по времени проведения исследований состав пищевой комплексной добавки следует оптимизировать посредством использования современных способов обработки информации и применения статистических методов планирования эксперимента [13; 14].
Цель исследования - оптимизировать состав пищевой комплексной добавки для повышения пищевой ценности хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта.
Поставленная цель была достигнута путем решения следующих задач:
• изучить индивидуальное влияние компонентов пищевой комплексной добавки на физико-химические показатели хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта;
• определить соотношение компонентов в составе пищевой комплексной добавки расчетным способом с использованием алгоритмов метода обобщенного приведенного градиента, учитывающего совместное влияние компонентов на показатели качества готовых изделий;
• оптимизировать состав пищевой комплексной добавки с использованием методов планирования.
Объекты и методы исследования
Объектом исследования послужил хлеб белый из пшеничной муки высшего сорта.
В качестве сырья были использованы:
• для приготовления хлеба - мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта (ГОСТ 26574-2017), дрожжи прессованные хлебопекарные (ГОСТ Р 54731-2011), соль пищевая (ГОСТ Р 51574-2018), сахар белый (ГОСТ 33222-2015) и вода питьевая (СанПиН 1.2.3685-21);
• для оптимизации состава пищевой комплексной добавки - пророщенная спельта (солод Chateau Spelt, Бельгия, № ТС N RU Д-BE. АГ61.В.09695), мука пшеничная обойная (ГОСТ 26574-2017), а также порошки семян тыквы, плодовых тел грибов вёшенки обыкновенной и ягод крыжовника (крупность частиц - не более 100 мкм; влажность - 5-6 %), получаемые посредством сушки сырья в вибрационной сушилке-мельнице, в которой одновременно происходит измельчение и высушивание воздей-ствиемнасырьемелющихтелпривибрациисваку-умированием до остаточного давления не более 131,6 Па при температуре 70-80 °С [15].
Для исследований использованы следующие приборы и оборудование: вибрационная сушилка-мельница, термостат лабораторный, шкаф расстойный лабораторный ШРЛ-065, шкаф хле-
бопекарный лабораторный ШХЛ-065, шкаф сушильный электрический СЭШ-3М, прибор Журавлева, устройство для определения удельного объема хлеба, весы с погрешностью измерения 0,001 г и бюретка для титрования.
Тесто для контрольных образцов изделий замешивали по рецептуре для хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта. При замесе теста для опытных образцов часть пшеничной муки высшего сорта заменяли другим сырьем согласно плану эксперимента. Готовое тесто помещали в термостат с температурой 32 °С для брожения. Продолжительность брожения всех образцов теста составляла 180 мин. Затем тесто делили на куски, укладывали в формы и направляли на расстойку на 40 мин при температуре 35 °С и относительной влажности воздуха 75-85 %. Тестовые заготовки выпекали в пекарной камере при температуре 180 °С в увлажненной среде. Выпеченные изделия охлаждали и анализировали спустя 12 ч. Выход хлеба рассчитывали как разницу между выходом теста и технологическими потерями (затраты на брожение теста, упек, усушку), которые определяли весовым методом на каждой стадии технологического процесса приготовления образцов хлеба.
Определяли: влажность мякиша - по ГОСТ 21094-75; кислотность - по ГОСТ 5670-96; пористость - по ГОСТ 5669-96; удельный объем - по ГОСТ 27669-88. Органолептические показатели -форму, состояние поверхности, состояние мякиша (пропеченность, промес, пористость), вкус, запах и цвет изделий - устанавливали согласно ГОСТ 5667-65 и оценивали по 10-балльной шкале. Средний балл рассчитывали с учетом коэффициента весомости.
Пищевую ценность хлеба определяли расчетным методом [16] на основе сведений, приведенных в литературе [6-12].
Соотношение компонентов пищевой комплексной добавки с учетом их совместного влияния на показатели качества готовых изделий определяли расчетным способом с использованием алгоритмов метода обобщенного приведенного градиента для решения нелинейных задач. Для этого экспериментальные данные были обработаны с помощью инструмента «Поиск решения» программного обеспечения MS Excel 2016, позволяющего на основе критерия оптимизации выбрать оптимальный состав моделируемого продукта с учетом заданных ограничений. Такими ограничениями являлись показатели кислотности и пористости мякиша, а также максимально и минимально допустимые концентрации компонентов пищевой комплексной добавки по отношению к массе мучной смеси.
С целью оптимизации соотношения компонентов в составе пищевой комплексной добавки применен дробный факторный эксперимент (ДФЭ) типа N = 2k-2 [14].
В качестве основных факторов были выбраны дозировки компонентов пищевой комплексной добавки, % к массе мучной смеси для замеса теста: пророщенная спельта - Х1 порошок из семян тыквы - х2; порошок вёшенки - х3; порошок крыжовника - х4; мука пшеничная обойная - х5. Данные факторы совместимы и некоррелируемы между собой.
Матрица планирования эксперимента приведена в виде табл. 1.
Таблица 1. Матрица планирования эксперимента Table 1. Matrix of Experiment Planning
№ I Кодированные значения факторов
опыта Г xi x2 x3 x4 xs
1 -1 + 1 +1 -1 -1
2 +1 + 1 +1 + 1 +1
3 -1 -1 +1 -1 +1
4 +1 -1 +1 + 1 -1
5 -1 + 1 -1 -1 -1
6 +1 + 1 -1 + 1 +1
7 -1 -1 -1 -1 +1
8 +1 -1 -1 + 1 -1
Результаты исследования и их обсуждение Показатели, отражающие влияние пророщен-ной спельты, порошка из семян тыквы, порошка вёшенки, порошка из крыжовника и пшеничной обойной муки на показатели пористости и кислотности хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта представлены в табл. 2.
Зависимости прироста показателей пористости (П,) и кислотности (К,) хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта от концентраций компонентов пищевой комплексной добавки (X,) при индивидуальном дозировании можно представить в виде следующих уравнений: пророщенная спельта (ПС):
ДПпс = 1,17 Хпс; (1)
ДКпс = 0,91 Хпс; (2)
порошок из семян тыквы (ПСТ):
ДПпст = -1,99 Хпст; (3)
ДКпст = 6,67 Хпст; (4)
порошок вёшенки (ПВ):
ДППВ = - 3,51 ХПВ; (5)
ДКПВ = 75 ХПВ; (6)
Таблица 2. Влияние компонентов пищевой комплексной добавки при индивидуальном дозировании на физико-химические показатели хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта Table 2. Components Effect of the Food Complex Additive at Individual Dosing on the Physical and Chemical Parameters of White Bread Made from Wheat Top-Grade Flour
Концентрация, Физико-химические показатели качества готовых изделий
Компоненты пищевой комплексной добавки % к массе Пористость Кислотность
мучной смеси % 1 Д, % град Д, %
0 78,4 ± 1,0 0,0 2,2 ± 0,1 0,0
Пророщенная 5 83,0 ± 1,0 5,87 2,3 ± 0,1 4,55
спельта 7 82,5 ± 1,0 5,23 2,4 ± 0,1 9,09
10 81,5 ± 1,0 3,95 2,4 ± 0,1 9,09
0 78,2 ± 1,0 0,00 1,8 ± 0,1 0,00
Порошок 5 70,4 ± 1,0 -9,97 2,4 ± 0,1 33,33
из семян тыквы 10 67,8 ± 1,0 -13,30 3,3 ± 0,1 83,33
15 64,4 ± 1,0 -17,65 3,9 ± 0,1 116,67
0 82,6 ± 1,0 0,00 1,6 ± 0,1 0,00
Порошок вёшенки 1 79,7 ± 1,0 -3,51 2,8 ± 0,1 75,00
3 75,9 ± 1,0 -8,11 3,0 ± 0,1 87,50
5 76,7 ± 1,0 -7,14 3,3 ± 0,1 106,25
0 80,3 ± 1,0 0,00 1,6 ± 0,1 0,00
Порошок 0,4 77,4 ± 1,0 -3,61 2,2 ± 0,1 37,50
из крыжовника 0,7 66,2 ± 1,0 -17,56 2,4 ± 0,1 50,0
1,0 64,8 ± 1,0 -19,30 2,7 ± 0,1 68,75
0 80,1 ± 1,0 0,00 1,6 ± 0,1 0,00
Мука пшеничная 10 80,4 ± 1,0 0,37 1,8 ± 0,1 12,50
обойная 15 79,8 ± 1,0 -0,37 1,9 ± 0,5 18,75
20 79,6 ± 1,0 -0,62 2,1 ± 0,5 31,25
порошок из крыжовника (ПК):
ДПпк = -9,03 Хпк; (7)
ДКпк = 93,75 (8)
мука пшеничная обойная (МПО):
ДПмпо = 0,04 Хмпо; (9)
Дкмпо = 1,25 хмпо.
(10)
При совместном дозировании компонентов пищевой комплексной добавки (ПКД) для замеса теста прирост показателей пористости и кислотность хлеба рассчитывали по формулам (11; 12):
ДПпкд = 1,17 Хпс - 1,99 Хпст - 3,51 Хпв -
- 9,03 Хпк + 0,04 Хмпо; (11)
ДКпкд = 0,91 Хпс + 6,67 Хпст + 75 Хпв +
+ 93,75 Хпк + 1,25 Хмпо. (12)
Показатель пористости хлеба должен стремиться к максимально возможному значению. При этом согласно ГОСТ 26987-86 показатель кис-
лотности должен составлять не более 3,0 град. Поэтому необходимо ввести следующие условия (13; 14):
П контроль + (ДПпкд/100) П контроль ^ max; (13) Кконтроль + (ДК ПКД/100) К контроль 3,0, (14)
где Пконтроль и Кконтроль - пористость и кислотность мякиша контрольного образца изделия.
Приняв за Пконтроль и Кконтроль средние арифметические значения пористости и кислотности контрольных образцов готовых изделий, которые представлены в табл. 1, и упростив неравенства, получим выражения (15; 16):
Ппкд = 79,92 + 0,94 Хпс - 1,59 *Пст - 2,81 Хпв -
- 7,22 Хпк + 0,03 Хмпо ^ max; (15)
Кпкд = 1,60 Хпс +11,74 Хпст + 132 ХПв +
+ 165 Лпк + 2,2 Хмпо - 124. (16)
На основании введенных ограничений и допустимых концентраций компонентов пищевой
комплексной добавки к массе мучной смеси для замеса теста построим математическую модель задачи (17):
79,92 + 0,94ХПс - 1,59*ict - 2,81 Хпв -- 7,22ХПК + 0,03 Хмпо ^ max
1,60Хпс +11,74Хпст + 132Хпв + 165Хпк + + 2,2Хмпо < 124
Таблица 3. Уровни варьирования факторов Table 3. Variation Levels of the Factors
(17)
5,0 < Xnc > 2,0 5,0 < ХПСТ > 3,0 1,0 < ХПВ > 0,2 0,4 < Хпк > 0,2
7 < ХМПО > 10
Систему неравенств (17) решали с помощью инструмента «Поиск решения» программного обеспечения MS Excel 2016. В процедуре поиска решения использовали алгоритмы метода обобщенного приведенного градиента для нелинейных задач. В результате получили следующие максимально возможные концентрации компонентов пищевой комплексной добавки, масс. % к массе мучной смеси для замеса теста: проро-щенная спельта - 5; порошок из семян тыквы - 3; порошок грибов вёшенка - 0,2; порошок из крыжовника - 0,2; мука пшеничная обойная - 10.
Полученные данные были использованы при проведении дробного факторного эксперимента типа N = 2k-2 [14]. Уровни варьирования факторов основаны на результатах предварительных экспериментов. В качестве верхнего уровня выбрано значение, полученное с использованием алгоритмов метода обобщенного приведенного градиента для решения нелинейных задач. Значение нижнего уровня выбрано с учетом пищевой ценности компонентов. Уровни варьирования факторов приведены в табл. 3.
Уровень Натуральное значение фактора мучной смеси, г/100 г
планирования Х1 Х2 Х3 х4 х5
Основной (0) 4,5 2,75 0,15 0,15 9,0
Нижний (- 1) 4,0 2,50 0,10 0,10 8,0
Верхний (+1) 5,0 3,00 0,20 0,20 10,0
Интервал варьирования (Д^ 0,5 0,25 0,05 0,05 1,0
В качестве параметров оптимизации были выбраны приросты показателей пористости (Ду1, %), удельного объема (Ду2, см3/г), выхода (Ду3, %) и органолептической оценки качества (Ду4, балл) хлеба по сравнению с контролем.
Значения параметров оптимизации приведены в табл. 4.
Обработку экспериментальных данных проводили с помощью программы MS Excel. В результате получены математические модели прироста показателей качества хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта от дозировок компонентов пищевой комплексной добавки:
Ду = 11,365 - 0,692z1 - 1,212z2 + 2,833z3 -
- 6,915z4 - 0,206z5; (18) Ду2 = 12,980 - 1,516z1 + 0,037z2 - 0,629z3 -
- 1,516z4 - 0,703zs; (19) Ду3 = 0,860 -0,175z1 + 0,048z2 + 0,420zs -
- 0,175z4 + 0,178zs; (20) Ду4 = -8,591 - 11,871z1 - 7,667z2 - 3,530zs -
- 11,871z4 + 11,371 zs; (21)
Анализ уравнений (18-21) позволил получить значение оптимальных концентраций компонентов пищевой комплексной добавки, % к мас-
Контроль 1
82,07 83,76
Таблица 4. Значения параметров оптимизации Table 4. Optimization Parameter Values
№ опыта Значения параметров оптимизации
у1,% Ду1, % у2, см3/г Дуг, % у3, % Ду3, % у4, балл Ду4, %
0,00 2,06
3,38 3,85
0,00 13,91
142,59 142,33
0,00 -0,18
6,6 4,54
0,00 -31,21
2 83,44 1,67 3,63 7,40 145,83 2,27 4,54 -31,21
3 84,24 2,64 3,80 12,43 145,05 1,73 9,71 47,12
4 85,37 4,02 3,91 15,68 144,45 1,30 4,41 -33,18
5 84,82 3,35 3,94 16,57 145,43 1,99 6,58 -0,30
6 83,33 1,54 3,86 14,20 141,95 -0,45 6,45 -2,30
7 84,66 3,16 3,89 15,09 143,45 0,60 6,44 -2,48
8 83,07 1,22 3,67 8,58 142,04 -0,39 5,6 -15,15
се мучной смеси для замеса теста: пророщен-ная спельта - 4; порошок из семян тыквы - 2,75; порошок вёшенки - 0,15;порошок из крыжовника - 0,1; мука пшеничная обойная - 9 при дозировке пищевой комплексной добавки 16 % к массе мучной смеси.
Следовательно, оптимальное соотношение пророщенной спельты, порошков семян тыквы, вёшенки, крыжовника и муки пшеничной обойной в составе пищевой комплексной добавки при производстве хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта составляет 25,0 : 17,2 : 0,9 : : 0,6 : 56,3.
На рисунке показаны внешний вид и характер пористости готовых изделий в зависимости от пищевой комплексной добавки.
Показатели качества контрольных и опытных образцов готовых изделий приведены в табл. 5.
Применение пищевой комплексной добавки при производстве хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта способствует улучшению физико-химических и органолептических показателей качества готовых изделий.
Расчетная пищевая ценность хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта (на 100 г изделия), приготовленного по базовой рецептуре (Контроль) и с использованием пищевой комплексной добавки при дозировке 16 % к массе мучной смеси (Опыт), представлена в табл. 6. Таблица демонстрирует, что использование пищевой комплексной добавки позволяет увеличить содержание в хлебе белков, жиров, пищевых волокон одновременно со снижением содержания усвояемых углеводов. Энергетическая ценность хлеба при использовании пищевой комплексной добавки возрастает незначительно.
Контроль Опыт Контроль Опыт
а) б)
Внешний вид (а) и характер пористости (б) готовых изделий в зависимости от пищевой комплексной добавки Appearance (a) and Porosity Nature (b) of Finished Products Depending on the Food Complex Additive
Таблица 5. Показатели качества контрольных и опытных образцов готовых изделий Table 5. Quality Indicators of Control and Experimental Samples of Finished Products
Показатель Контроль Опыт Д, %
Пористость, % 81,49 ± 0,33 84,99 ± 0,54 + 4,3
Удельный объем, см3/г 3,12 ± 0,14 3,83 ± 0,13 + 22,8
Выход хлеба, % 142,85 143,52 + 0,5
Органолептическая оценка качества, балл 8,8 9,7 + 10,2
Таблица 6. Влияние пищевой комплексной добавки на пищевую ценность хлеба белого
из пшеничной муки высшего сорта Table 6. Food Complex Additive Effect on the Nutritional Value of White Bread Made from Wheat Flour of the Top-Grade
Показатель Контроль Опыт Д, %
Пищевая ценность, г
Белки 6,7 7,3 + 9,0
Жиры 0,8 1,4 + 75,0
Углеводы усвояемые 45,4 43,6 - 4,0
Пищевые волокна, г 2,2 2,9 + 31,8
Энергетическая ценность, ккал 215 216 + 0,5
Заключение
Изучено влияние каждого компонента пищевой комплексной добавки на физико-химические показатели качества хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта. Расчетным способом с использованием алгоритмов метода обобщенного приведенного градиента определено соотношение компонентов в составе добавки. Проведена оптимизация состава пищевой комплексной добавки с использованием дробного факторного эксперимента. Найдены регрессионные уравнения зависимости показателей качества готовых изделий от дозировок компонентов добавки. Установлено, что оптимальное соотношение пророщенной спельты, порошков семян тыквы, вёшенки, крыжовника и муки пшеничной обой-
Библиографический список
1. Мингалеева З.Ш., Маслов А.В., Старовойтова О.В., Борисова С.В., Решетник О.А. Влияние пророщенной спельты на качество хлеба белого в процессе хранения // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2020. № 1 (60). С. 102-107.
2. Yaver, E.; Bilgigli, N. Ultrasound-Treated Lupin (Lupinus Albus L.) Flour: Protein- and Fiber-Rich Ingredient to Improve Physical and Textural Quality of Bread with a Reduced Glycemic Index. LWT -Food Science and Technology. 2021. Vol. 148. Article Number: 111767. DOI: https://doi.org/10.1016/jM.2021.111767.
3. Маслов А.В., Мингалеева З.Ш., Решетник О.А. Применение грибного порошка вёшенки обыкновенной для активации прессованных хлебопекарных дрожжей // Индустрия питания^ Industry. 2020. Т. 5, № 4. С. 38-44. DOI: https://doi. org/10.29141/2500-1922-2020-5-4-6.
4. Егорова Е.Ю., Кузьмина С.С. Потребительские свойства хлебобулочных изделий с добавлением муки из семян тыквы // Ползу-новский вестник. 2017. № 3. С. 32-36.
5. Левашов Р.Р., Мингалеева З.Ш., Тазеева А.И., Лучкина А.С., Бик-тагирова А.И., Решетник О.А. Влияние комплексной добавки на показатели качества пшеничного хлеба // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20, № 20. C. 133-134.
6. Жуков Р.Б. Химический состав и пищевая ценность муки // Внедрение результатов инновационных разработок: проблемы и перспективы: сб. ст. Междунар. науч.-практ. конф. (Челябинск, 12 января 2021 г.). Уфа: Изд-во ООО «Omega Science», 2021. С. 163-165.
7. Escarnot, E.; Jacquemin, J-M.; Agneessens, R.; Paquot, M. Comparative Study of the Content and Profiles of Macronutrients in Spelt and Wheat, a Review. Biotechnology, Agronomy, Society and Environment. 2012. Vol. 16. Iss. 2. Pp. 243-256.
8. Biel, W.; Jaroszewska, A.; Stankowski, S.; Sobolewska, M.; K^pins-ka-Pacelik, J. Comparison of Yield, Chemical Composition and Farin-ograph Properties of Common and Ancient Wheat Grains. European Food Research and Technology. 2021. Vol. 247. Pp. 1525-1538. DOI: https://doi.org/10.1007/s00217-021-03729-7.
9. Dotto, J.M.; Chacha J.S. The Potential of Pumpkin Seeds as a Functional Food Ingredient: A Review. Scientific African. 2020. Vol. 10. Article Number: e00575. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.sciaf.2020. e00575.
ной в составе пищевой комплексной добавки при производстве хлеба белого из пшеничной муки высшего сорта составляет 25 : 17,2 : 0,9 : 0,6 : 56,3, при дозировании пищевой комплексной добавки в количестве 16,0 % к массе мучной смеси. Определено, что применение добавки способствует улучшению органолептических и физико-химических показателей качества готовых изделий. Показано, что пищевая комплексная добавка увеличивает содержание в готовом хлебе белков, жиров, пищевых волокон и снижает содержание усвояемых углеводов. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования пищевой комплексной добавки с целью повышения пищевой ценности хлебобулочных изделий.
Bibliography
1. Mingaleeva, Z.Sh.; Maslov, A.V.; Starovojtova, O.V.; Borisova, S.V.; Reshetnik, O.A. Vliyanie Proroshchennoj Spel'ty Na Kachestvo Hle-ba Belogo v Processe Hraneniya [Sprouted Spelt Influence on the Quality of White Bread during Storage]. Tekhnologiya i Tovaro-vedenie Innovacionnyh Pishchevyh Produktov. 2020. No. 1 (60). Pp. 102-107.
2. Yaver, E.; Bilgigli, N. Ultrasound-Treated Lupin (Lupinus Albus L.) Flour: Protein- and Fiber-Rich Ingredient to Improve Physical and Textural Quality of Bread with a Reduced Glycemic Index. LWT -Food Science and Technology. 2021. Vol. 148. Article Number: 111767. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.lwt.2021.111767.
3. Maslov, A.V.; Mingaleeva, Z.Sh.; Reshetnik, O.A. Primenenie Grib-nogo Poroshka Vyoshenki Obyknovennoj dlya Aktivacii Pressovan-nyh Hlebopekarnyh Drozhzhej [Application of Oyster Mushroom Powder for Activation of Pressed Baking Yeast]. Industriya Pitani-ya|Food Industry. 2020. Vol. 5, No. 4. Pp. 38-44. DOI: https://doi. org/10.29141/2500-1922-2020-5-4-6.
4. Egorova, E.Yu.; Kuzmina, S.S. Potrebitel'skie Svojstva Hlebobuloch-nyh Izdelij s Dobavleniem Muki iz Semyan Tykvy [Consumer Properties of Bakery Products with the Addition of Flour from Pumpkin Seeds]. Polzunovskij Vestnik. 2017. No. 3. Pp. 32-36.
5. Levashov, R.R.; Mingaleeva, Z.Sh.; Tazeeva, A.I.; Luchkina, A.S.; Biktagirova, A.I.; Reshetnik, O.A. Vliyanie Kompleksnoj Dobavki na Pokazateli Kachestva Pshenichnogo Hleba [Complex Additive Effect on the Quality Indicators of Wheat Bread]. Vestnik Tekhnologich-eskogo Universiteta. 2017. Vol. 20. No. 20. Pp. 133-134.
6. Zhukov, R.B. Himicheskij Sostav i Pishchevaya Cennost' Muki [Chemical Composition and Nutritional Value of Flour]. Vnedrenie Rezul'tatov Innovacionnyh Razrabotok: Problemy i Perspektivy: sb. st. Mezhdunar. Nauch.-Prakt. Konf. (Chelyabinsk, 12 Yanvarya 2021 g.). Ufa: Izd-vo OOO "Omega Science". 2021. Pp. 163-165.
7. Escarnot, E.; Jacquemin, J-M.; Agneessens, R.; Paquot, M. Comparative Study of the Content and Profiles of Macronutrients in Spelt and Wheat, a Review. Biotechnology, Agronomy, Society and Environment. 2012. Vol. 16. Iss. 2. Pp. 243-256.
8. Biel, W.; Jaroszewska, A.; Stankowski, S.; Sobolewska, M.; K^pins-ka-Pacelik, J. Comparison of Yield, Chemical Composition and Farin-ograph Properties of Common and Ancient Wheat Grains. European Food Research and Technology. 2021. Vol. 247. Pp. 1525-1538. DOI: https://doi.org/10.1007/s00217-021-03729-7.
10. Miedzianka, J.; Drzymata, K.; Nems, A.; Kita, A. Comparative Evaluation of the Antioxidant, Antimicrobial and Nutritive Properties of Gluten-Free Flours. Scientific Reports. 2021. Vol. 11. Article Number: 10385. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-89845-6.
11. Golak-Siwulska, I.; Katuzewicz, A.; Spizewski, T.; Siwulski, M.; Sobier-alski, K. Bioactive Compounds and Medicinal Properties of Oyster Mushrooms (Pleurotus sp.). Folia Horticulturae. 2018. Vol. 30, iss. 2. Pp. 191-201. DOI: https://doi.org/10.2478/fhort-2018-0012.
12. Okatan, V. Antioxidant Properties and Phenolic Profile of the Most Widely Appreciated Cultivated Berry Species: A Comparative Study. Folia Horticulturae. 2020. Vol. 32. Iss. 1. Pp. 79-85. DOI: https://doi. org/10.2478/fhort-2020-0008.
13. Березина Н.А., Корячкина С.Я., Орлова А.М. Моделирование состава мучной смеси для ржано-пшеничных хлебобулочных изделий // Хлебопродукты. 2013. № 7. С. 41-43.
14. Сидняев Н.И. Теория планирования эксперимента и анализ статистических данных: учебник и практикум для бакалавриата и магистратуры. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Юрайт, 2018. 495 с. ISBN 978-5-534-05070-7.
15. Нуриахметова И.А., Дубкова Н.З. Вибрационная сушилка-мельница для получения порошковых продуктов // Инновационные машиностроительные технологии, оборудование и материалы - 2018: материалы IX Междунар. науч.-техн. конф. (Казань, 5-7 декабря 2018 г.). Казань: АО «Казанский научно-исследовательский институт авиационных технологий», 2018. С. 80-83.
16. Типсина Н.Н., Варфоломеева Т.Ф. Расчет пищевой ценности хлебобулочных и кондитерских изделий: методические указания. Красноярск: Изд-во Красноярск. гос. аграрн. ун-та, 2016. 41 с. URL: http://www.kgau.ru/new/student/do/content/032.pdf.
9. Dotto, J.M.; Chacha J.S. The Potential of Pumpkin Seeds as a Functional Food Ingredient: A Review. Scientific African. 2020. Vol. 10. Article Number: e00575. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sciaf.2020. e00575.
10. Miedzianka, J.; Drzymata, K.; Nems, A.; Kita, A. Comparative Evaluation of the Antioxidant, Antimicrobial and Nutritive Properties of Gluten-Free Flours. Scientific Reports. 2021. Vol. 11. Article Number: 10385. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-89845-6.
11. Golak-Siwulska, I.; Katuzewicz, A.; Spizewski, T.; Siwulski, M.; Sobier-alski, K. Bioactive Compounds and Medicinal Properties of Oyster Mushrooms (Pleurotus sp.). Folia Horticulturae. 2018. Vol. 30, iss. 2. Pp. 191-201. DOI: https://doi.org/10.2478/fhort-2018-0012.
12. Okatan, V. Antioxidant Properties and Phenolic Profile of the Most Widely Appreciated Cultivated Berry Species: A Comparative Study. Folia Horticulturae. 2020. Vol. 32. Iss. 1. Pp. 79-85. DOI: https://doi. org/10.2478/fhort-2020-0008.
13. Berezina, N.A.; Koryachkina, S.Ya.; Orlova, A.M. Modelirovanie Sostava Muchnoj Smesi dlya Rzhano-Pshenichnyh Hlebobulochnyh Izdelij [Composition Modeling of Flour Mixture for Rye-Wheat Bakery Products]. Hleboprodukty. 2013. No. 7. Pp. 41-43.
14. Sidnyaev, N.I. Teoriya Planirovaniya Eksperimenta i Analiz Statis-ticheskih Dannyh [Theory of Experiment Planning and Analysis of Statistical Data]: Uchebnik i Praktikum dlya Bakalavriata i Magis-tratury. 2-e Izd., Pererab. i Dop. M.: Yurajt. 2018. 495 p. ISBN 978-5534-05070-7.
15. Nuriahmetova, I.A.; Dubkova, N.Z. Vibracionnaya Sushilka-Mel'nica Dlya Polucheniya Poroshkovyh Produktov [Vibrating Dryer-Mill for Obtaining Powder Products]. Innovacionnye Mashinostroitel'nye Tekhnologii, Oborudovanie i Materialy - 2018: Materialy IH Mezh-dunar. Nauch.-Tekhn. Konf. (Kazan', 5-7 Dekabrya 2018 g.). Kazan': AO "Kazanskij Nauchno-Issledovatel'skij Institut Aviacionnyh Tekh-nologij". 2018. Pp. 80-83.
16. Tipsina, N.N.;Varfolomeeva, T.F. Raschet Pishchevoj Cennosti Hlebobulochnyh i Konditerskih Izdelij: Metodicheskie Ukazaniya [Calculation of the Nutritional Value of Bakery and Confectionery Products]: Elektron. Resurs. Krasnoyarsk: Izd-vo Krasnoyarsk. Gos. Agrarn. Un-ta. 2016. 41 p. URL: http://www.kgau.ru/new/student/ do/content/032.pdf.
Информация об авторах / Information about Authors Маслов
Александр Васильевич
Maslov,
Alexander Vasilyevich
Тел./Phone: +7 (843) 231-95-83 E-mail:
Аспирант кафедры технологии пищевых производств
Казанский национальный исследовательский технологический университет 420015, Российская Федерация, г. Казань, ул. Карла Маркса, 68
Post-Graduate Student of the Food Production Technology Department Kazan National Research Technological University 420015, Russian Federation, Kazan, Karl Marx St., 68
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5841-0705
Биктагирова Айза Ильдаровна
Biktagirova, Aiza Ildarovna
Тел./Phone: +7 (843)231-95-83 E-mail: [email protected]
Магистрант кафедры технологии пищевых производств
Казанский национальный исследовательский технологический университет
420015, Российская Федерация, г. Казань, ул. Карла Маркса, 68
Master Degree Student of the Food Production Technology Department Kazan National Research Technological University 420015, Russian Federation, Kazan, Karl Marx St., 68
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5040-5469
Агзамова Лилия Ильгисовна
Agzamova, Lilia Ilgisovna
Тел./Phone: +7 (843) 231-95-83 E-mail: [email protected]
Кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологии пищевых производств
Казанский национальный исследовательский технологический университет 420015, Российская Федерация, г. Казань, ул. Карла Маркса, 68
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Food
Production Technology Department
Kazan National Research Technological University
420015, Russian Federation, Kazan, Karl Marx St., 68
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6558-0312
Мингалеева Замира Шамиловна
Mingaleeva, Zamira Shamilovna
Тел./Phone: +7 (843) 231-95-83 E-mail: [email protected]
Доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технологии пищевых производств
Казанский национальный исследовательский технологический университет 420015, Российская Федерация, г. Казань, ул. Карла Маркса, 68
Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of the Food Production Technology Department
Kazan National Research Technological University 420015, Russian Federation, Kazan, Karl Marx St., 68
ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3076-9104
