CC BY
9
БОТ: 10.15587/2312-8372.2018.134979
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ 1НУЛ1НУ З ЦИКОР1Ю НА ЯК1СТЬ ПШЕНИЧНОГО ХЛ1БА
Бондаренко Ю. В., Бiлик О. А., Бондар В. I., Лук'яненко К. О.
1. Вступ
В сучасних умовах одним iз найбшьш розповсюджених захворювань у свiтi е цукровий дiабет та ожирiння. За даними Мiнiстерсва охорони здоров'я в Укра!т на цукровий дiабет хворiе понад 1 млн. осiб. Тому важливим завданням сощально-економiчного розвитку Украши е забезпечення хворих на цукровий дiабет спецiальними дiетопрофшакгичними продуктами харчування. Асортимент харчових продукгiв, зокрема дiабетичних виробiв, якi виробляють в Укра!ш, дуже обмежений i потребуе розширення, покращання органолептичних властивостей виробiв, пiдвищення !х харчово! та бюлопчно! цiнносгi.
Актуальним на сьогоднi е використання в таких продуктах дiетичних харчових волокон, осктьки вони мають ш локий спектр дii на оргатзм людини.
Iнулiн - розчинт дiетичнi харчовi волокна, якi е стимуляторами росту i енергетичними субстратами для бiфiдобактерiй, що, в свою чергу, пригшчуе рiст ряду шюдливих штамiв мiкроорганiзмiв. Це покращуе функщонування нижнього вiддiлу кишечнику, внаслiдок чого знижуеться рiвень токсичних метаболiтiв, тдвищуеться засвоення мiнеральних речовин, нормалiзуеться обмш вуглеводiв та жирiв. Iнулiн покращуе метаболiзм глюкози на рiвнi клггани, завдяки чому здiйснюе позитивний вплив на и рiвень у кров^ покращуе толерантнiсть до глюкози та тдвищуе чутливiсть до iнсулiну. Найкращим джерелом iнулiну е цикорiй коренеплщний. В розчинних продуктах переробки цикорш iнулiн зберiгаеться в значнiй кшькосл, однак обмежувальним фактором !х використання е надання виробам забарвлення та притаманно! йому гiрчинки. Тому актуально використовувати в технологи хлiбобулочних виробiв для надання !м оздоровчих та профшактичних властивостей безпосередньо iнулiну, видшеного з цикорiю.
2. Об'ект дослщження та його технологiчний аудит
Об'ектом дослгдженъ в робот е пшеничний хиб з борошна першого сорту та шулш з цикорiю. Пшеничний хиб за хiмiчним складом недостатньо збалансований за життево важливими iнгредiентами. При великому вмiстi вуглеводiв в ньому обмаль харчових волокон, ненасичених жирних кислот, низки вiтамiнiв та мшеральних речовин, не оптимальний вмют бiлкiв, якi до того ж не збалансоват за амiнокислотним складом. Для тдвищення корисностi хлiбобулочних виробiв, посилення оздоровчих властивостей доцiльно вводити до !х рецептури сировину, що мютить фiзiологiчно-функцiональнi iнгредiенти.
В робот використовували iнулiн з цикорiю «СоБисга» (Бельгiя). Iнулiн з цикорiю це розчинне харчове волокно, що екстрагуються з коренiв цикорiю. Iнулiн - природний полюахарид, що складаеться iз залишкiв D-фруктози (до
96 %), сполучених мгж собою Р-2-1-гл1козидним зв'язком. 1нулш е низькокалоршним (1,3 ккал/г) пребютичним волокном, б1ф1дост1мулятором в кишечнику. Ця сировина мае вигляд бтого порошку, ледь солодкуватого на смак. Х1м1чний склад шулшу з цикорш наведено в табл. 1.
^аблиця 1
Х1м1чний склад шулшу з цикори" _ _
Показник Вмют
Сух1 речовини (СР), % 96,3
Зола, % до СР 0,06
Вуглеводи, % до СР ^ 99,9
Вмют вшьних цукр1в, % до СР 7,6
Тнулш, % до СР 92,3
Зважаючи на х1м1чний склад шулшу з цикорш, можна стверджувати, що вш е ефективним джерелом розчинних харчових волокон (шулшу). Однак, можливим недолшом його використання у технологи хл1ба е його часткова втрата шд час технолопчного процесу. Це необхщно враховувати у розрахунку х1м1чного складу пшеничного хл1ба, збагаченого шулшом з цикорш.
3. Мета та задачi дослiд' лння
Метою дослгджень е встановлення впливу шулшу з цикорш на яюсть пшеничного хл1ба з борошна першого сорту у раз1 його внесення для збагачення вироб1в розчинними д1етичними харчовими волокнами для надання !м оздоровчих та профшактичних властивостей.
Для досягнення мети необхщно:
1. Встановити вплив шулшу з цикорш на параметри технолопчного процесу та яюсть готових вироб1в.
2. Дослщити вплив шулшу з цикорш на актившсть бродильно! мкрофлори.
3. Дослщити вплив шулшу з цикорш на збереження виробами св1жост1.
4. Досл1дження iснуючих р1шень проблеми
В Укра!ш хл1б е одним з основних продукпв харчування, що покривае бшьше 30 % потреби оргашзму в калоршх. Проте хшбобулочш вироби з пшеничного борошна мають низький вмют харчових волокон.
Для тдвищення якост1, харчово! цшносп та надання хшбобулочним виробам пребютичних 1 д1егичних властивостей застосовують продукти переробки цикорш коренепшдного - порошок цикорш, цикорш пастопод1бний, порошкопод1бний та шстантний [1-3].
Цикорш та продукти його переробки е ефективним джерелом шулшу.
1нулш - це природнш полiсахарид, що складаеться i3 залишкiв D-фруктафуранози, з'еднаних ß-2-1-зв'язками i закiнчуеться а- D-глюкошранозним залишком. Молекули iнулiну завдяки ß-зв'язками не розщеплюеться а-глюкозидазами кишкiвника, в зв'язку з чим вони не перетравлюються i досягають товсто1 кишки, де утилiзуються мжрооргашзмами [4], сприяючи збiльшенню числа молочнокислих бактерiй i зниження кiлькостi колiформних мiкроорганiзмiв [5, 6]. Iнулiн впливае на бiологiчну засвоюванiсть кальцiю i магнш, на зниження рiвня холестерину i лшщв в сироватцi кров^
Продукти переробки цикорiю включають у рецептуру хшбобулочних виробiв для надання 1'м оздоровчих та профтактичних властивостей. Авторами роботи [7] вiдзначено, що цикорiевий порошок можна вносити в рецептуру хшбобулочних виробiв до 5 % вщ маси борошна, адже бiльше дозування буде надавати пркий смак хлiбобулочним виробам, внаслiдок вмюту в цикорiю гiрких речовин -сесквггерпенових лактонiв.
В роботi [8] було вщзначено, що внесення продукпв з цикорiю до складу хибобулочних виробiв сприятливо впливае на процес пстоприготування, пiдвишуе стабiльнiсть i еластичнють тiста i регулюе а^сорбцш води.
Дослщження [9, 10] показали перспективнють застосування борошна з цикорiю, як джерела iнулiну, у технологи безглютенового хлiба. Вiдзначено, що додавання цикорiевого борошна дозволяе не лише покращити функцiональнi властивостi виробу, але й подовжити його свiжiсть.
Авторами роботи [11] визначет оптимальнi дозування та доведена можливють застосування у виробницга функцiональних хлiбобулочних виробiв порошку з цикорш, цикорш розчинного та шстантного. Встановлено 1х позитивний вплив на актившсть бродильно!' мiкрофлори тiста. Однак, як в цiй роботi, так i в попередшх вiдзначалося, що обмежувальним фактором використання таких продукпв з цикорiю е надання виробам пркуватого присмаку. Тому перспективно для збагачення хлiбобулочних виробiв розчинними харчовими волокнами використовувати безпосередньо препарат шулшу, видтений з цикорiю.
5. Методи дослщжень
Для дослiджень показникiв технолопчного процесу, бiохiмiчних, фiзико-хiмiчних змш у тiстi та якiсних показниюв хлiба проводили лабораторнi випiкання. Тюто замiшували в тiстомiсильнiй машинi Esher (Iталiя) 4 хв на першш швидкостi та 7 хв - на другш Тiсто готували безопарним способом з масовою часткою вологи пста - 41 %. За перюд бродiння проводили обминання пста через 60 та 120 хв тсля замiшування. Оброблення тiста здшснювали вручну, вистоювання тiстових заготовок проводили у вистшнш шафi за температури 38±2 °С i вiдноснiй вологосп 78±2 % до готовностi. Вироби виткали в шафовiй печi за температури 220.. .240 °С iз зволоженням пекарно!' камери.
Газоутворювальну здатнiсть натвфабрикапв визначали на приладi АГ-1М (Рос1я) [12]. Газоутримувальну здатнiсть тiста характеризували величиною питомого об'ему тiста через 4 години його брод1ння: зразки тiста масою 100 г помщали в цил1ндр об'емом 500 см , ущщьнювали i ферментували за температури 30 °С.
Бродильну актившсть дрiжджiв визначали за методикою шдшмально! сили
дpiжджiв [13] тсля йoгo oбминaння. Опеpaцiю oбминaння пoвтopювaли двiчi.
Яюсть xni6a oцiнювaли зa фiзикo-xiмiчними (питoмий o6'gm, фopмoстiйкiсть, стpyктypнo-меxaнiчнi влaстивoстi м'ЯКУШКИ) тa opгaнoлептичними пoкaзникaми (зoвнiшнiй вигляд, стaн пoвеpxнi скopинки, стpyктypa пopистoстi, CMa^ зaпax). Тpивaлiсть збеpеження виpoбaми свiжoстi дoслiджyвaли зa змiнoю стpyктypнo-меxaнiчниx влaстивoстей м'якушки. Bизнaчaли ïï зaгaльнy дефopмaцiю пiсля 48 гoд збеpiгaння нa пенетpoметpi АП 4/1 (Имеччита) [12]. Стyпiнь чеpствiння виpoбiв дoслiджyвaли тaкoж зa кpишкyвaтiстю м'якушки xni6a.
Pезyльтaти експеpиментaльниx дoслiджень пiддaвaлися стaтистичнiй oбpoбцi, pеaлiзoвaнoï зa дoпoмoгoю стaндapтниx пaкетiв пpoгpaм Microsoft Office.
б. Результати досл1джень
Для встaнoвлення теxнoлoгiчнoï ефективнoстi зaстoсyвaння iнyлiнy з цикopiю y виpoбництвi xлiбoбyлoчниx виpoбiв були пpoведенi дoслiдження пo встaнoвленню шго впливу нa теxнoлoгiчний пpoцес i яюсть виpoбiв.
Пiд чaс пpoведення дoслiджень випiкaли виpoби з внесенням шулшу в кiлькoстi 2 тa 4 % дo мaси бopoшнa. Bиpoби без iнyлiнy слyгyвaли кoнтpoлем.
Aнaлiз oтpимaниx дaниx (тaбл. 2) свщчить, щo внесення iнyлiнy не зтачш впливae нa титpoвaнy ^^oraiera тiстa. Тiстo з iнyлiнoм та дoтик бyлo бiльш елaстичне, ^немн^е нa дoтик тa менш в'язке y пopiвняннi зi зpaзкaми riCTa з вiдпoвiдним дoзyвaнням цикopiю.
Таблиця 2
Bплив iнyлiнy з цикopiю нa noRa^ ик^ ^octí riCTa тa гoтoвиx виpoбiв
Нaзвa пoкaзникa Кoнтpoль Bнесенo шулшу з цикopiю (зa сукими pечoвинaми) % дo мaси бopoшнa
2 4
Тiстo
Boлoгiсть, % Жж 41,0 41,3 41,1
Тpивaлiсть бpoдiння, xß V 170
Кислoтнiсть, гpaд
noчaткoвa 2,0 1,9 2,0
xm^ea 2,5 2,5 2,6
Тpивaлiсть вистoювaння, xв 52 40 46
Питoмий oб'eм тiстa, см3/г 2,1 2,4 2,4
Гaзoyтвopення y rieii зa чaс бpoдiння тa вистoювaння, см /100 г тiстa 980 1025 1038
Гoтoвi виpoби
Питoмий oб'eм, см3/г 2,8 3,2 3,0
Фopмoстiйкiсть, H/D 0,38 0,44 0,42
Пopистiсть, % 72 74 74
^^oraiera, гpaд. 1,8 2,1 2,1
Стaн noвеpxнi Глaдкa без тpiщин тa п^^в
Кoлip скopинки Св1тлий Зoлoтистo жoвтий
Кoлip м'якушки Св1тлий
Стpyктypa nopистoстi Piвнoмipнa, сеpедня, тoнкoстiннa
Смaк i apoмaт Bлaстивий nшеничнoмy xлiбy
Тривалють вистоювання зразкiв тiста з шулшом була меншою на 6-12 хв, шж контрольного зразку. Можна припустити, що це зумовлено покращанням живлення дрiжджiв за рахунок вмiсту цу^в в порошку iнулiну з цикорш.
Вiдзначено також бiльше видiлення вуглекислого газу в процес бродiння зразюв тiста з iнулiном, порiвняно з контролем, внаслщок активацii бродильно! мшрофлори тiста.
Для щдтвердження цього визначили вплив шулшу з цикорш на життедяльшсть др1жджово! мкрофлори тюта Результата дослщжень наведенi в табл. 3.
Таблиця 3
Швидкють пiдйому тюта з iнулiном з цикорiю, хв_
Показник Контроль Дозування шулшу, % до маси борошна
2 4
Перший тдйом 95 79 79
Другий тдйом 37 41 42
Третш тдйом 30 28 25
Разом 162 148 146
Доведено, що внесення шулшу скорочуе тривалiсть пiдйому тiста, порiвняно з контролем на 9 %.
Вiдзначено також збiльшення газоутримувально! здатност напiвфабрикатiв зi збiльшенням дозування шулшу (рис. 1). Ймовiрно це пов'язано з пiдвищенням в'язкостi тiста та укршленням клейковини.
Контроль 2% 4%
Рис. 1. Питомий об'ем тюта
Результатами дослщжень встановлено, що використання шулшу дозволяе отримати готовi вироби належно! якост. Так, за органолептичними показниками вироби, з шулшом, мали дещо штенсившше забарвлення скоринки. Очевидно, це е наслщком того, що фруктоза актившше вступае в реакцш мелано!диноутворення. Також було встановлено, що вироби з шулшом мали приемний бшьш виражений, порiвняно з контролем, смак i аромат.
Питомий об'ем виробiв з iнулiном був бшьший, нiж контрольного зразка
на 14 %. Це можна пояснити тим, що внесення в тюто iнулiну покращуе його еластичнiсть та дозволяе отримати бiльший об'ем готових виробiв.
Таким чином, результати проведених дослiджень доводять ефективнiсть використання шулшу для збагачення хлiбобулочних виробiв харчовими волокнами.
В технологи хлiбопечення шулш, як сировина, не лише впливае на органолептичш властивостi виробiв, але впливае на збереження ними свiжостi.
1нулш уповтьнюе ретроградацiю крохмалю м'якушки та шдвищуе и гiдрофiльнi властивосп, що дозволяе збер1гати свiжiсть виробiв впродовж 16-24 годин.
Аналiз виробiв проводили через 4, 24, 48 год шсля випiкання, адже саме протягом тако1 тривалостi зберiгання вщбуваються основнi змiни у структурi бiополiмерiв хлiба.
Встановлено (табл. 4), що загальна деформацiя м'якушки виробiв з шулшом вища, нiж у контроле
Таблиця 4
Змiна структурно-механiчних властивостей м'якушки х^ба з iнулiном
Показники Контроль (без добавок) Ьнесено шулшу, % до маси борошна
к"™' 2 4
Деформащя м'якушки, од. приладу через 4 години:
загальна 70 75 73
через 24 години:
загальна '8 45 51
Стутнь збереження св1жосп, % 6. 69 74
через 48 годин:
загальна 25 23 28
Стутнь збереження св1жосп, % 49 53 55
В процес зберiгання показники структурно-механiчних властивостей м'якушки з шулшом знижувалися повтьшше, н1ж у контрольному. Так, через 24 i 48 год зберкання загальна деформац1я у контрольного зразка зменшилась на 30 i 48 % вщповщно, тодi як зразюв з iнулiном - на 26-28 та 43-45 %, вiдповiдно.
Уповшьнення черствiння виробiв з iнулiном, очевидно, пов'язано з покращанням пружно-еластичних властивостей м'якушки виробу та уповшьненням в нш ретроградацп крохмалю в бшьшш степенi, нiж в м'якушцi контрольного зразку, за рахунок вищих пдрофшьних властивостей шулшу. Вищд гiдрофiльнi властивосп шулшу зумовлеш наявнiстю в його склащ фруктози, яка гiгроскопiчнiша, шж глюкоза, хоча вони мають однакове число пдроксильних груп.
Пiд час черствшня стiнки пор м'якушки виробу втрачають свою мiцнiсть, що супроводжуеться збшьшенням кришкуватостi м'якушки. Тому дослщили вплив додавання iнулiну на кришкуватють м'якушки виробiв.
Результати дослiджень (рис. 2) свщчать, що значення кришкуватост м'якушки меншi у хлiба з шулшом, шж у контрольному зразку.
14
13
12
10
л н о
й и
5К
в
к
а «
4
2
6.5
Контроль 2% 4%
Рис. 2. Кришкуватють м'якушки виробiв з шулшом
Таким чином, використання шулшу з цикорiю сприяе покращанню об'ему готових виробiв та подовженню тривалостi !х реалiзацii.
У разi дозування iнyлiнy з цикорш 2 та 4 % до маси борошна в добовiй нормi споживання такого хлiба (277 г) мютиться 2,7-5,4 г iнyлiнy, що становить, вiдповiдно 27-54 % вщ добовоi норми вживання iнyлiнy (10 г), тобто вирiб набувае також функщональних властивостей.
8
8
6
0
7. SWOT-аналiз результатiв дослiджень.
Strengths. Встановлено, що додавання iнyлiнy з цикорш сприяе збшьшенню об'ему пшеничного хлiба, його органолептичних показникiв та подовженню свiжостi виробiв.
Включення шулшу з цикорiю в рецептуру пшеничного хиба з борошна першого сорту в юлькосл 2 та 4 % до маси виробiв надае виробам функщональних властивостей. Це пов'язано зi збагаченням готових виробiв розчинними харчовими волокнами, що сприяе формуванню оздоровчих та профшактичних властивостей виробiв, зважаючи на вплив шулшу, який надходитиме з хлiбом, на покращання толерантностi оргашзму до глюкози та зниження рiвня холестерину в кровi.
Weaknesses. Включення шулшу з цикорш в рецептуру пшеничного хлiба з борошна першого сорту зумовить шдвищення вартост виробiв.
Opportunities. Аналiз резyльтатiв дослiджень свщчить про ефективнiсть використання iнyлiнy з цикорш в рецептyрi пшеничного хиба та доцiльнiсть подальших дослiджень щодо:
розроблення нових хлiбобyлочних виробiв з функщональними властивостями та пiдвищеною харчовою цiннiстю;
- поглибленого вивчення впливу шулшу з цикорш на формування структурно-мехашчних властивостей натвфабрикалв;
- впливу шулшу з цикорш на перетравлюватсть виробiв в умовах in vitro;
- плюнявшня B^oöiB пiд час зберпання.
У pa3i впровадження нового хиба з iнулiном з цикорiю на хлiбопекарських шдприемствах сприятиме розширенню асортименту виробiв з оздоровчими властивостями, як для хворих на цукровий дiaбет та ожиршня, так i для широкого кола споживaчiв.
Threats. Зважаючи, що нaйбiльшим виробником та поставщиком яюсного iнулiну з цикорiю е Бельгiя, то основними факторами, що впливатимуть на стaбiльнiсть виготовлення виробiв з iнулiном, може бути коливання цiни на сировину та вчаснють поставок iнулiну.
8. Висновки
1. У результат проведених дослiджень було встановлено, що дозування шулшу з цикорш в кшькосл 2 та 4 % до мас ^орошн, а^ ^зпечуе в добовiй нормi споживання хлiбa вмiст iнулiну 27-54 % вщ його добово!' норми вживання. Це надае виробу оздоровчих та профшактичних властивостей, внaслiдок збагачення розчинними харчовими волокнами. Встановлено також, що додавання шулшу з цикорш сприяе скороченню тривалост вистоювання тютових заготовок та покращанню органолептичних та фiзико-хiмiчних покaзникiв готових виробiв.
2. Вщзначено, що внесення iнулiну покращуе бродильну актившсть мiкрофлори тiстa, про що свщчить бiльшa на 4,5-6,0 % кшьюсть видiленого дiоксиду вуглецю та менша на 19 хв пщймальна сила тiстa.
3. Доведено, що внаслщок внесення iнулiну з цикорш подовжуеться збереження виробами свiжостi, про що свiдчить зменшення кришкуватост м'якушки виробiв та уповiльнення змш структурно-мехaнiчних властивостей м'якушки пiд час зберпання.
Лiтература
1. Hamaker B. R. Technology of Functional Cereal Products. Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2008. 568 p. doi: http://doi.org/10.1533/9781845693886
2. Reznikova L. G., Malkina V. D., Slavyanskiy A. A. Vliyanie produktov pererabotki tsikoriya na svoystva pshenichnoy muki i kachestvo // Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'ya. 2009. No. 4. P. 45-48.
3. Mkhitaryan A. L., Grebenshhikov A. V. Dieticheskiy khleb s tsikoriem // Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya. 2012. No. 6. P. 136.
4. Dietary carbohydrate source influences molecular fingerprints of the rat faecal microbiota / Licht T. R. et al. // BMC Microbiol. 2006. Vol. 6, No. 1. P. 98. doi: http://doi.org/10.1186/1471-2180-6-98
5. Su P., Henriksson A., Mitchell H. Selected prebiotics support the growth of probiotic mono-cultures in vitro // Anaerobe. 2007. Vol. 13, No. 3-4. P. 134-139. doi: http : //doi .org/10.1016/j. anaerobe .2007.04.007
6. Effects of prebiotic oligosaccharides and trehalose on growth and production of bacteriocins by lactic acid bacteria / Chen Y.-S. et al. // Letters in Applied Microbiology. 2007. Vol. 45, No. 2. P. 190-193. doi: http://doi.org/10.1111/j.1472-765x.2007.02167.x
7. Kisiel W., Zielinska K. Guaianolides from Cichorium intybus and structure revision of Cichorium sesquiterpene lactones // Phytochemistry. 2001. Vol. 57, No. 4. P. 523-527. doi: http://doi.org/10.1016/s0031-9422(01)00072-3
8. Shhelakova R., Evdokimova G., Dmitrieva T. Ispol'zovanie inulina pri proizvodstve bulochki "Stolichnoy" // Naukovi pratsi Odes'koi natsional'noi akademii kharchovikh tekhnologiy. 2006. Vol. 2, No. 29. P. 151-155.
9. Influence of Prebiotic Additions on the Quality of Gluten-free Bread and on the Content of Inulin and Fructooligosaccharides / Korus J. et al. // Food Science and Technology International. 2006. Vol. 12, No. 6. P. 489-495. doi: http://doi.org/10.1177/1082013206073072
10. Souza-Borges P. K. de, Conti-Silva A. C. Sensory profile and evaluation of the degree of acceptability of bread produced with inulin and oligofructose // Brazilian Journal of Food Technology. 2017. Vol. 21. doi: http://doi.org/10.1590/1981-6723.4016
11. Primenenie inulinsoderzhashhego syr'ya v tekhnologii muchnykh izdeliy / Zhirkova E. V. et al. // Formirovanie otraslevoy innovatsionnoy sredy na osnove razvitiya professional'nykh soobshhestv i samoreguiruemykh organizatsiy APK, pishhevoy promyshlennosti i industrii pitaniya. Moscow: MGUTU, 2009. P. 158-160.
12. Lebedenko T. Ie., Pshenyshniuk H. F., Sokolova N. Iu. Tekhnolohiia khlibopekarskoho vyrobnytstva. Praktykum: textbook. Odessa: Osvita Ukrainy, 2014. 392 p.
13. Tekhnokhimichnyi kontrol syrovyny ta khlibobulochnykh i makaronnykh vyrobiv: textbook. Kyiv: NUKhT, 2015. 902 p.
