Е.Р. Касабова, О.В. Самохвалова
Харьковский государственный университет питания и торговли
Введение
В современных условиях обеспечение населения полноценными продуктами питания является одной их актуальных проблем. Ее решение заключается в создании технологий производства качественно новых продуктов функционального назначения, потребление которых способствовало бы профилактике и укреплению здоровья населения. Современные тенденции развития рынка кондитерских изделий характеризуются увеличением спроса населения на мучные кондитерские изделия (МКИ), выпуск которых в последние годы постоянно увеличивается. Существенным недостатком МКИ является незначительное содержание в них таких важных биологически активных веществ, как пищевые волокна, витамины, макро- и микроэлементы, незаменимые аминокислоты, полиненасыщенные жирные кислоты. Они являются, в основном, источником легкоусвояемых углеводов и насыщенных жиров, чрезмерное потребление которых нарушает сбалансированность рациона, как по основным пищевым веществам, так и по энергетической ценности. В связи с этим МКИ становятся перспективными объектами для обогащения их функциональными ингредиентами [1].
Среди современных способов обогащения МКИ особый интерес представляют те, которые предусматривают использование добавок из нетрадиционного растительного сырья - отходов некоторых пищевых производств. Они не только обогащают изделия биологически активными веществами, но и повышают их качество.
Нами разработаны технологии бисквитов и маффинов повышенной пищевой ценности с использованием осветленных (ОСВ) и неосветленных свекловичных волокон (НСВ), а также диетической добавки «Шрот зародышей пшеницы пищевой» (далее - шрот) [2, 3]. Шрот производится КП «Белоцерковхлебопродукт» (г. Белая Церковь) путем комплексной переработки и обезжиривания зародышей пшеницы по ТУ У 20608169.002-99. Свекловичные волокна получают из свекловичного жома на ОАО «Каневсксахар» (Краснодарский край), и их качество соответствует требованиям ТУ 9112-0001-05122481-09 «Волокна свекловичные (из сахарной свеклы)».
Химический состав исследуемых добавок, приведен в таблице 1. Как видно, свекловичные волокна содержат значительное количество растительных биополимеров, а именно: пектин, целлюлоза, гемицеллюлозы и лигнин. Известно, что пищевые волокна, и особенно пектиновые вещества, которые составляют почти половину всех свекловичных волокон, по своим физико-химическим свойствам являются лучшими природными энтеросорбентами - комплек- сообразователями тяжелых металлов, радионуклидов, остаточных пестицидов. Шрот, в свою очередь, помимо содержания большого количества пищевых волокон является источником значительного количества витаминов и минеральных веществ.
Таблица 1
Химический состав свекловичных волокон и шрота
| Показатели | НСВ | ОСВ | Шрот |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Массовая доля сухих веществ, % не менее | 87.0 | 90.0 | 93.0 |
Окончание табл. 1
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Массовая доля целлюлозы, % | 23.0-28.0 | 23.0-28.0 | 25.3 |
| Массовая доля лигнина, % | 7.0-9.0 | 7.0-9.0 | 3.8 |
| Массовая доля пектиновых веществ | 20.0 | 20.0 | 2.0 |
| Массовая доля гемицеллюлоз, % | 25.0 | 25.0 | 2.2 |
| Белки, % | 6.0-9.0 | 7.0-10.0 | 45.0 |
| Каротиноиды, мг/100г | - | - | 2.0 |
| Витамины, мг/100 г | |||
| в т. ч. токоферол (Е) | - | - | 7.5 |
| тиамин (Bi) | - | - | 0.2 |
| пиродоксин (Вб) | - | - | 0.3 |
| ниацин(РР) | - | - | 0.5 |
| Минеральные вещества, мг/100 г | |||
| Кальций | 115.0 | 240.0 | 370.0 |
| Фосфор | 620.0 | 51.0 | 78.0 |
| Магний | 220.0 | 100.0 | 145.0 |
| Марганец | 36.0 | 15.0 | 23.0 |
| Калий | 2190.0 | 30.0 | 46.0 |
| Натрий | 7.3 | 180.0 | 275.0 |
| Железо | 7.0 | 60.0 | 140.0 |
| Кремний | 0.1 | 240.0 | 370.0 |
| Алюминий | <0.03 | 30.0 | 46.0 |
| Цинк | 21.9 | 10.5 | 18.4 |
Учитывая, что исследуемые добавки имеют неодинаковый химический состав, можно прогнозировать их различные физико-химические и технологические свойства. Исходя из того, что нами предложено использовать эти добавки в технологиях МКИ, считаем целесообразным изучить их влияние на технологические свойства пшеничной муки и структурномеханические свойства теста.
Объекты и методы исследования. Изменения белково-протеиназного комплекса муки пшеничной высшего сорта в присутствии добавок, оценивали по количеству и качеству клейковины, физическим, структурно-механическим свойствам теста, которые определяли на аль- веографе Шопена и фаринографе Брабендера. Углеводно-амилазного комплекса - по показателям амилограмм на амилографе Брабендера и изменения вязкости водно-мучной смеси по «числу падения».
Шрот и свекловичные волокна (осветленные и неосветленные) смешивали с мукой, заменяя ее добавками в количестве 5.0-20.0%. Контрольными - служили образцы без добавок.
Результаты и их обсуждение. В образовании структуры теста большинства МКИ основная роль принадлежит белкам клейковины муки, которые во время замешивания теста поглощают воду, и, удерживая ее, образуют клейковинный каркас. Однако, в рецептуру МКИ входят также и другие ингредиенты, такие как яйцепродукты, жир, сахар, которые, в свою очередь, также влияют на процессы структурообразования теста. Тем не менее, именно количество и качество клейковины пшеничной муки обуславливает большинство показателей текстурных характеристик изделий. Поэтому нами было проведено исследование влияния добавок на клейковину пшеничной муки (табл. 2).
Таблица 2
Влияние свекловичных волокон и шрота на клейковину пшеничной муки
| Образцы клейковины с добавками | % замены муки | Значения показателей | |||
| Количество сырой клейковины, % | Количество сухой клейковины, % | Упругость на ИДК, ед. пр. | Растяжимость, см | ||
| Контроль (без добавки) | 24.7±0.5 | 6.2±0.2 | 60.0±1.2 | 11.0±0.2 | |
| НСВ | 5.0 | 19.2±0.4 | 4.8±0.1 | 55.0±1.1 | 10.0±0.2 |
| 10.0 | 11.5±0.3 | 2.9±0.1 | 54.0±1.1 | 9.0±0.2 | |
| ОСВ | 5.0 | 22.2±0.4 | 5.6±0.1 | 53.0±1.1 | 10.0±0.2 |
| 10.0 | 12.7±0.3 | 3.2±0.1 | 52.0±1.1 | 9.0±0.2 | |
| Шрот | 5.0 | 24.2±0.5 | 6.1±0.1 | 66.0±1.3 | 11.0±0.2 |
| 10.0 | 23.2±0.5 | 5.8±0.1 | 60.0±1.2 | 11.0±0.2 | |
| 15.0 | 21.5±0.4 | 5.4±0.1 | 54.0±1.1 | 11.0±0.2 | |
| 20.0 | 20.0±0.4 | 5.0±0.1 | 50.0±1.1 | 10.0±0.2 | |
Как видно из таблицы 2, внесение добавок приводит к некоторому снижению количества сырой и сухой клейковины. Так, при использовании 5.0-10.0% НСВ содержание сырой клейковины уменьшается на 22.3-53.4 %, и ОСВ - на 10.1-48.6%, а при внесении шрота в количестве 5.0-20.0% - на 2.0-19.0 %. Отмыть клейковину с добавлением 15.0-20.0% волокон не удалось, поскольку она стала крошащейся.
С увеличением дозировок всех добавок в исследуемом диапазоне происходит незначительное увеличение упругости клейковины, а ее растяжимость практически не изменяется. Уменьшение количества сырой и сухой клейковины при внесении добавок может быть связано с дегидратирующим действием на клейковинные белки пищевых волокон, содержащихся в добавках, которые конкурируют с ними за связывание воды. Полученные данные о снижении количества клейковины и небольшом ее укреплении в присутствии шрота согласуются с имеющимися в литературе [4].
Следует отметить, что изменение упругости клейковины муки не будет негативно сказываться на качестве изделий, поскольку образование прочного клейковинного каркаса может привести к чрезмерному уплотнению структуры теста и получению недостаточно разрыхленного мякиша выпеченных бисквитов и маффинов, а также снижению их объема и пористости.
Известно, что целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые вещества исследуемых добавок характеризуются высокой водопоглотительной способностью [5], и способны определенным образом, влиять на процессы тестообразования. Поэтому, считаем целесообразным определить влияние добавок на структурно-механические свойства теста на фаринографе. Результаты расшифровки фаринограмм приведены в таблице 3.
Поскольку полученные результаты о влиянии осветленных и неосветленных волокон на показатели фаринограмм практически одинаковы, считаем возможным привести данные экспериментов только с ОСВ. Анализ фаринограмм показал, что внесение в тесто ОСВ и шрота в количестве 5.0-20.0% увеличивает время его образование в 1.5-2.25 и 1.25-2.0 раза соответственно по сравнению с контрольным образцом. При этом устойчивость теста по сравнению с контролем сокращается с 20.0-50.0% до 30.0-40.0% (табл. 3).
Таблица 3
Влияние свекловичных волокон и шрота на структурно-механические свойства теста
(по фаринографу)
| Образцы теста с добавками | % замены муки | Значения показателей | ||||
| Время образования, мин. | Устойчивость, мин. | Стабильность, мин. | Разжижение, ед. ф. | Водопоглати- тельная способность, % | ||
| Контроль (без добавки) | 2.0±0.1 | 5.0±0.1 | 7.0±0.2 | 20.0±0.4 | 56.0±1.2 | |
| ОСВ | 5.0 | 3.0±0.1 | 4.0±0.1 | 7.0±0.2 | 30.0±0.6 | 60.5±1.2 |
| 10.0 | 3.5±0.1 | 3.5±0.1 | 7.0±0.2 | 40.0±0.8 | 63.5±1.3 | |
| 15.0 | 4.0±0.1 | 3.0±0.1 | 7.0±0.2 | 50.0±1.0 | 68.0±1.4 | |
| 20.0 | 4.5±0.1 | 2.5±0.1 | 7.0±0.2 | 60.0±1.2 | 72.0±1.4 | |
| Шрот | 5.0 | 2.5±0.1 | 3.5±0.1 | 6.0±0.1 | 30.0±0.6 | 59.0±1.2 |
| 10.0 | 3.0±0.1 | 3.0±0.1 | 6.0±0.1 | 40.0±0.8 | 62.0±1.2 | |
| 15.0 | 3.5±0.1 | 2.5±0.1 | 6.0±0.1 | 50.0±1.0 | 66.0±1.3 | |
| 20.0 | 4.0±0.1 | 2.0±0.1 | 6.0±0.1 | 60.0±1.2 | 70.0±1.4 | |
Стоит отметить, что стабильность теста при внесении осветленных свекловичных волокон не изменяется по сравнению с контролем, а при внесении шрота - меняется не значительно. Внесение добавок в количестве 5.0-20.0% значительно увеличивает водопоглотительную способность на 5.4-28.6%, что связано, как мы уже упоминали, со способностью полисахаридного комплекса добавок связывать и удерживать воду, создавая весомую конкуренцию основным биополимерам тестовой системы, в первую очередь, белкам клейковины и крахмала в поглощении воды. Интенсивное связывание воды в тесте пищевыми волокнами добавок полисахаридного комплекса, объясняет также увеличение времени образования теста и некоторого уменьшения его стабильности.