Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 8
Использование нетрадиционных видов сырья в производствехлеба функционального назначения 8
1.1 Диабет и его профилактика 8
1.2 Фруктаны и их технологические свойства 11
1.3 Характеристика Dioscorea oppositа(ямса)
1.3.1 Химический состав и функциональные свойства ямса Dioscorea opposita 15
1.3.2 Использование пищевого ямса в продуктах питания 17
ГЛАВА 2. Организация эксперимента, объекты, материалы, методы определения и исследования 19
2.1 Организация проведения эксперимента 19
2.2 Объекты исследования 20
2.3 Материалы, используемые в экспериментальной работе исследования 21
2.4 Методы исследования 21
2.4.1 Методика проведения эксперимента 21
2.5 Методы определения 24
2.5.1 Методы исследования физико-химических показателей муки 24
2.5.2 Методы определения фенольных соединений и органических кислот 25
2.5.3 Метод определения пищевых волокон 25
2.5.4 Методы исследования дрожжей 26
2.5.5 Методы исследования тестовых заготовок 27
Газообразующую и газоудержавающую способность теста определяли с помощью pеоферментометра RHEO F-3 фирмы Chopen (Франция). Результат выражали в см3 диоксида углерода, выделившегося за 5 ч брожения теста [12]. 27
2.5.6 Методы исследования готовых изделий 27
2.5.7 Методы проведения доклинических исследований 28
ГЛАВА 3. Исследование физико-химических, биохимических и хлебопекарных свойств ямсовой муки 31
3.1 Исследование морфологии муки из Dioscorea opposita 31
3.2 Исследование биохимического состава ямсовой муки из Dioscorea opposita и оценка ее пищевой и биологической ценности
3.2.1 Исследование углеводного состава 32
3.2.2 Органические кислоты 34
3.2.3 Жирные кислоты 35
3.2.4 Исследование содержание фенольных соединений в ямсовой муке 36
3.2.5 Определение пищевой ценности ямсовой муки 37
3.3 Оценка хлебопекарных свойств ямсовой муки из Dioscorea opposita 40
ГЛАВА 4. Разработка рецептуры и совершенствование технологии нового сорта пшеничного хлеба с ямсовой мукой 43
4.1 Обоснование выбора штамма для производства пшеничного хлеба из муки высшего сорта с добавлением ямсовой муки 43
4.1.1 Исследования морфофизиологических свойств дрожжей 44
4.1.2 Исследование технологических свойств штаммов дрожжей Saccharomyces cerevisiaпри использовании в рецептуре пшеничного хлеба инулина 47
4.1.3 Исследование влияния ямсовой муки и штаммов дрожжей на биотехнологические процессы при брожении теста 50
4.2 Разработка рецептуры и усовершенствование технологии пшеничного хлеба с ямсовой мукой 52
4.3 Оценка органолептических свойств пшеничного хлеба с ямсовой мукой 57
4.3.1 Оценка потребительских свойств хлеба 58
4.3.2 Исследование влияния муки из Dioscorea oppositа на процесс черствения хлеба во
время хранения 60
4.3.3 Оценка пищевой ценности пшеничного хлеба с добавлением ямсовой муки 61
4.3.4 Исследование антибактериального действия ямсовой муки на микробиологическую стабильность пшеничного хлеба 62
ГЛАВА 5. Исследование влияния пищевой добавки, содержащей ямс (dioscorea opposita) и гипогликемические травы, на процесс приготовления ржаного хлеба и его функциональные свойства 65
5.1 Обоснование рецептуры пищевой добавки для производства ржаного хлеба функционального назначения 65
5.2 Технология приготовления ржаного хлеба 71
5.3 Оценка физиологических свойств хлебопекарной ржаной смеси с пищевой добавкой 75
Заключение 82
Список литературы 84
- Характеристика Dioscorea oppositа(ямса)
- Методы исследования физико-химических показателей муки
- Исследование биохимического состава ямсовой муки из Dioscorea opposita и оценка ее пищевой и биологической ценности
- Исследование влияния ямсовой муки и штаммов дрожжей на биотехнологические процессы при брожении теста
Введение к работе
Актуальность работы. К 2030 году согласно статистическим данным Всемирной организации здравоохранения более 370 миллионов человек будут страдать диабетом во всем мире. Это связано с нарушением баланса между макро- и микронутриентами пищи, малоподвижным образом жизни и стрессами, которые испытывают люди.
Проблемами профилактики и лечения сахарного диабета занимаются ученые и практикующие врачи, к ним активно подключаются специалисты, работающие в области пищевой промышленности, которые разрабатывают новые продукты питания функционального назначения. Так в последнее время появилось ряд работ (Л.Г. Ермаш, С.Я. Корячкина, Л.И. Кузнецова, Т.Н. Сафронова Т.Н., Р.И. Шаззо и др.), в которых предлагается использовать в производстве хлебобулочных изделий пищевые волокна, которые обладают свойствами пребиотиков, а также снижают гликемический индекс продуктов.
Одним из перспективных источников пищевых волокон являются клубни одного из видов пищевого ямса Dioscorea opposita, который издавна используется в виде пасты и муки в производстве продуктов питания, в т.ч. бездрожжевых лепешек, в Китае, Японии, Индии, ЮАР. Эта культура была завезена в Европу в конце 19 века и предназначалась для замены картофеля. В настоящее время она произрастает на Северном Кавказе и Приморском Крае РФ.
В связи с высокой пищевой ценностью и урожайностью актуальным и перспективным является использование муки из Dioscorea opposita в традиционных технологиях отечественного хлебопечения. Низкий гликемический индекс ямсовой муки (34) и высокое содержание пищевых волокон (65%) гарантирует получение продуктов профилактического назначения.
Степень разработанности темы. Некоторые сведения о химическом составе Dioscorea opposita получены при выполнении диссертационной работы Бу Вэй (Москва,2014 г). Возможность использования вида Dioscorea esculentra в производстве пшеничного хлеба рассматривалась в работах U.J. Ukpabi (2010 г).
Цель и задачи исследования. Цель работы - разработка технологии новых сортов пшеничного и ржаного хлеба профилактического назначения, в рецептуру которых входит мука из Dioscorea opposita.
В соответствии с поставленной целью решали следующие задачи: - научное обоснование перспективности применения Dioscorea opposita в пищевой промышленности;
-исследование биохимического состава и хлебопекарных свойств муки из клубней Dioscorea opposita (ямсовой муки);
-разработка рецептуры и совершенствование технологии пшеничного хлеба с добавлением ямсовой муки;
- изучение влияния пищевой добавки, содержащей ямсовую муку и гипогликемические травы, на процесс тестоведения и качество ржаного хлеба, предназначенного для профилактики диабета 2 типа; -проведение доклинических испытаний нового сорта ржаного хлеба;
- проведение опытно-промышленной апробации хлебобулочных изделий и
разработка технической документации на новые сорта хлеба.
Связь работы с научными проектами. Работа проводилась в соответствии с планом поисковых научных исследований Университета ИТМО по теме «Биотехнология, процессы и аппараты для производства продуктов питания функционального назначения» №615871.
Научная новизна: -научно обоснована и экспериментально подтверждена перспективность использования в хлебопечении нового источника пищевых волокон муки из Dioscorea opposita;
-установлено наличие в ямсовой муке биологически активных веществ — шикимовой, глюконовой и бензойной кислот;
- доказана высокая пищевая ценность ямсовой муки как сырья для
производства хлеба функционального назначения;
- обоснована и экспериментально установлена дозировка ямсовой муки и
технологические параметры тестоведения при производстве хлеба
функционального назначения;
предложен штамм дрожжей для получения хлеба, в рецептуре которого содержатся фруктаны;
показано, что внесение пищевой добавки, в состав которой входит мука из ямса и травы с гипогликимическими свойствами, улучшает качество ржаного хлеба;
получен положительный результат по снижению содержания холестерина и сахара в крови подопытных животных при внесении в рецептуру кормления ржаного хлеба с пищевой добавкой.
Практическая значимость. На основании полученных данных разработаны рецептуры и технологические режимы производства пшеничного и ржаного хлеба с добавлением ямсовой муки.
Разработана техническая документация на производство пшеничного и ржаного хлеба профилактического назначения.
Проведена апробация новых видов хлебобулочных изделий в условиях опытно-промышленного производства ООО «Лейпуриен Тукку» (акт испытаний от 02.06.2017 г).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на: Международной научно-технической конференции «Инновационные решения при производстве продуктов питания из растительного сырья (г. Воронеж, 2014 г.); Международном научно-практическом семинаре «Функциональные продукты из сырья растительного происхождения» (г. Санкт - Петербург, 2014 г.); Научно-практической конференции «Питание и интеллект» (г. Санкт-Петербург, 2015 г.); 2nd International Conference on Food and Biosystems Engineering (2ая Международная
конференция Питание и Биосистемы, остров Миконос, Греция, 2015 г.); X
Юбилейном Российском форуме «Здоровое питание с рождения: медицина,
образование, пищевые технологии» (г. Санкт-Петербург, 2015 г.); III
Всероссийской научно-практической конференции с международным участием
«Инновационные технологии в пищевой промышленности» (г. Самара, 2016 г.);
National Day on Food-Processing Industry, Engineering and Environment
(Международная конференция «Национальный день пищевой
промышленности, инженерии и окружающей среды», Алжир, 2017 г.); V Международном балтийском морском форуме (г. Калининград, 2017 г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получен патент.
Основные положения, выносимые на защиту:
-химический состав, пищевая ценность и хлебопекарные свойства муки
из ямса Dioscorea opposita;
-результаты сравнения физиологической активности двух штаммов
дрожжей Saccharomyces cerevisiae, при использовании сырья,
содержащего фруктаны;
- обоснование рецептуры и технологии новых видов хлеба из пшеничной
и ржаной муки с добавлением ямсовой муки;
- результаты исследования функциональных свойств ржаного хлеба с
пищевой добавкой из муки ямса и гипогликемических трав.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав,
заключения, списка литературы, включающего 140 источников, из них 34 -иностранных, и 6 приложений. Диссертация содержит 138 страниц машинописного текста, 27 иллюстраций и 29 таблиц.
Характеристика Dioscorea oppositа(ямса)
Этиология диабета до сих пор полностью не известна. Наиболеераспространенными причинами диабета являются: наследственность, эндокринный дисбаланс, диетическая несбалансированость и ожирение, последствия инфекции, а также тяжелый и продолжительный психологическийстресс [115].
Сахарный диабет является следствием недостаточной выработки гормона инсулина, который синтезируется -клетками поджелудочной железы, или неправильного его действия. Инсулин регулирует поступление глюкозы в клетки тканей [37, 39, 40]. Норма сахара в крови составляет менее 5,5 ммоль/л, при превышении этого количества поджелудочная железа выделяет гормон инсулин, который направляет излишки глюкозы в ткани организма.Уровень глюкозы в крови повышают легкоусвояемые углеводы, в частности глюкоза, сахароза и в меньшей степени фруктоза [38, 60].Глюкоза образуется из крахмалистых полисахаридов, декстринов и олигосахаридов в результате действия амилолитических ферментов, содержащихся в слюне.
Различают 2 типа диабета : I типа – инсулинзависимый, II типа -инсулиннезависимый. При недостатке инсулина вследствие повреждения -клеток поджелудочной железы развивается диабет 1 типа. У людей с избыточной массой тела обычно обнаруживается диабет 2 типа. Кроме того возникновение этого заболевания связано со старением организма и изменением его эндокринной системы [38].
Причинами ожирения являются генетические факторы, неумеренное и высококалорийное питание, поэтому в первую очередь для лечения этого заболевания рекомендуются диеты, не содержащие легко усвояемые углеводы. Исследования фитосырья, используемого для лечения диабета,демонстрирует, что его механизмы действия являются многофакторными. Было высказано предположение, что травы, содержащие некоторые полисахариды, восстанавливают функцию тканей поджелудочной железы, вызывая увеличение выхода инсулина бета-клетками [138]. Установлено, что некоторые полисахаридсодержащие травы стимулируют иммунную систему и функции печени, включая синтез РНК и ДНК. Они также способствуют производству красных и белых кровяных телец, увеличивают мозговое кровообращение, укрепляют сердечную мышцу и уменьшают сердечнососудистые заболевания [120]. В настоящее время все больше и больше продуктов и фитохимических компонентов из съедобных растений используются для профилактики заболеваний связанных с питанием, а также для улучшения физического и психического благополучия. Эти продукты называются функциональными продуктами и впервые они были представлены в Японии в начале 1980-х годов. В последние десятилетия функциональная пищевая промышленность быстро развивалась, и функциональные продукты питания были приняты во многих странах общественностью в связи со спросом на более здоровую пищу и продукты [10].
Важным показателем при профилактике и лечении сахарного диабета является такой показатель, как гликемический индекс (ГИ), который показывает быстроту повышения сахара в крови при употреблении того или иного углевода. Самое быстрое повышение уровня глюкозы в крови имеют продукты с ГИ=100. Люди, страдающие диабетом, сердечно-сосудистыми заболеваниями должны употреблять продукты с низким гликемическим индексом. Невысокий гликемический индекс характерен для продуктов, в состав которых входит большое количество пищевых волокон. К пищевым волокнам относятся углеводы не метабилизируемые человеком, в частности, это клетчатка, гемицеллюлоза, пектины и фруктозаны, в том числе инулин и инулиноподобные соединения.
На мировом рынке представлено большое количество продуктов, содержащих инулин. В России на прилавках можно обнаружить «Русский шоколад» без сахара, каши торговой марки Heinz, кофе «Для похудения» компании «ЛеовитНутрио», кефир «Biomax эффективный» компании «Вимм-Билль-Данн», детский йогурт «Фруто няня» и др. [4]. В последние годы разработаны рецептуры хлебобулочных и макаронных изделий, в которые вносят от 5 до 10% инулина, а в кондитерские изделия – до 30% [50].
Основными производителями инулина являются Бельгия (компании Beneo-Orafti и Cosucra) и Голландия (компания Sensus). В этих странах его получают из цикория. Небольшое количество инулина и олигофруктанов, производят в Китае и России. Сырьем для его извлечения является топинамбур. Инулин и другие фруктаны из топинамбура используют в производстве дорогостоющих БАДов [63, 75].
Проведены многочисленные исследования по применению инулинсодержащего сырья в хлебопечении [45, 51, 80, 97, 99]. Добавление в рецептуру хлебобулочных изделий из пшеничной муки высшего сорта, гликемический индекс которой приближается к 100, ржаной муки (ГИ 76)[130]или муки из топинамбура (ГИ 53) [134] позволяет понизить гликемический индекс пшеничного хлеба. Поэтому ежедневное и долгосрочное потребление хлебобулочных изделий, содержащих компоненты с низким ГИ, может быть жизнеспособным решением для диабетиков или пациентов с преддиабетическим синдромом.
Методы исследования физико-химических показателей муки
Оценка прессованных дрожжей по органолептическим и физико-химическим показателям проводились согласно ГОСТ 171-81. Морфологические свойства дрожжей определяли по методикам, изложенным в пособии Мелединой Т.В., Давыденко С.Г. и др. [54]. Определение физиологической активности дрожжей проводили по методу Давыденко С.Г. [36]. Суть метода заключается в определении количества выделенного диоксида углерода в среде состоящей из 0,5 мл 40% глюкозы или мальтозы, 0,25 мл 8 кратной среды YP и 0,25 мл воды и 0,25% дрожжевой суспензии, содержащей 10 мл/кл в мл. Это количество культуральной жидкости и набирают в одноразовый медицинский шприц объемом 10 мл, стараясь избежать образование пузырей воздуха. Выдавить остатки воздуха из шприца и герметично запаять его конец. Герметично запаянные шприцы помещают в термостат при 30С на 1 час. Через час замерить высоту подъема поршня в шприце. По высоте подъема поршня определить количество образовавшегося СО2. По количеству выделившегося диоксида углерода можно оценить бродильную активность дрожжей. Для определения принадлежности изучаемых дрожжей к одному роду и виду использовали метод полимеразной цепной реакции - ПЦР (BIO-RADCFX96 Realime System C1000 Termal Cycler). 2.5.5 Методы исследования тестовых заготовок Массовую долю влаги в тесте определяли экспрессным способом на приборе ВНИИХП-ВЧ конструкции Чижовой высушиванием навески теста при температуре 160С в течение 5 мин и выражали в процентах к массе теста. Определение титруемой кислотности теста осуществляли титрованием суспензии теста 0,1 н раствором гидроксида натрия и выражали в градусах [65, 73]. Газообразующую и газоудержавающую способность теста определяли с помощью pеоферментометра RHEO F-3 фирмы Chopen (Франция). Результат выражали в см3 диоксида углерода, выделившегося за 5 ч брожения теста [12].
Определение физико-химических (влажность, кислотность, пористость) и органолептических показателей качества готовых изделий проводили общепринятыми методами [65] по ГОСТам (ГОСТ 21094-75 [22]; ГОСТ 5670-96 [20]; ГОСТ 5669-96 [19]; ГОСТ 27669-88 [25]). Структурно-механические свойства изделий определяли на приборе Структурометр СТ-2. Результаты экспериментов представлены в виде таблиц, графиков и диаграмм. Достоверность экспериментальных данных оценивали методами математической статистики с привлечением современных программных средств. Расчеты и построение графиков осуществляли с помощью приложений Microsoft Word, Mathcad и программы CurveExpert. Достоверность полученных данных также подтверждена многократностью проведения опытов.
Количественное определение лабораторных показателей глюкозы (6-ти кратное) и холестерина (5-ти кратное) в крови, взятой у лабораторных животных, проводилось с использованием экспресс-анализатор портативный Accutrend Plus Roche Diagnostics. Используемые средства: фармакологический препарат «Аллоксан», предоставленный заказчиком. Лабораторные весы. Кормовые дозаторы. Клинико-диагностическое оборудование: экспресс-анализатор портативный Accutrend Plus Roche Diagnostics (рекомендован производителями для профессионального использования, отвечает требованиям Европейской Директивы 98/79/ЕС в отношении медицинских приборов invitro диагностики), производство Германии.
Ход работы: крысы, самцы, линии Вистар, весом 280-320 граммов, получены из питомника виварием ГБОУ ВПО СЗГМУ им. И.И. Мечникова 12.05.2015 г. согласно Контракту №145/2015-М от 05.06.2015г. с ФГУП «ПЛЖ «Рапполово».
В течении 2-х недель крысы находились в виварии на карантине на стандартном крысином рационе с размещением в клетках по 1 штуке. Через 2 недели было проведено контрольное взвешивание крыс, забор крови и инъекция «Аллоксана».Навеска «Аллоксана» проводилась из расчета 20 мг/100 г веса животного в разведении 2 мл 9% NaCl. Таким образом, каждая крыса из групп №2, №3, №4 получила дозу «Аллоксана» соответствующую своему весу. Инъекция проводилась внутрибрюшинно, однократно, натощак.
Крысам группы №1 «Интактная» вводился 9% NaCl по 2 мл. По литературным данным для моделирования сахарного диабета у крыс минимальная доза составляет 13 мг/100 г, а максимальная 30 мг/100 г «Аллоксана» при однократном введении, при введении доз 30 мг/100г и более наблюдается летальность животных более 30% [16].
В период ожидания развития аллоксанового диабета - 21 день (по литературным данным это 14-30 дневный период), проводились контрольные взвешивания крыс, забор крови на глюкозу и холестерин из периферической крови (хвостовой вены) [64].
Методика забора крови: крыса помещается в ловушку-домик, фиксируется, хвост у основания перевязывается жгутом, при малокровии опускается в теплую воду, обеззараживается, делается надрез и прокол в месте хвостовой вены, капля крови промокается тест-полоской и помещается в измерительный отсек прибора, по истечении времени на дисплее отображается результат измерения, который заносится в сводную таблицу.
Исследование биохимического состава ямсовой муки из Dioscorea opposita и оценка ее пищевой и биологической ценности
Установлено, что мука из Dioscorea opposita по содержанию некоторых жирных кислот (стеариновой и олеиновой) значительно превышает пшеничную и ржаную муку (таблица 3.5). Другие кислоты не были обнаружены в спиртовых экстракта из муки ямса. Исследование содержание фенольных соединений в ямсовой муке Многие злаки, плоды, растения и травы являются источниками биологически активных веществ фенольной природы [53]. Фенольные соединения входят в состав клеточных стенок растений и в процессе проращивания активно участвуют в биосинтетических процессах. Исследования, проведенные Бу Вэй [13] показали наличие большого количества фенольных соединений в корневищах ямса, однако автор не изучал содержание этих веществ в муке, а также не исследовал их фракционный состав. Интересно, что различные виды диаскории значительно отличаются по содержанию флавоноидов. Так диаскория супротивная больше содержит рутина, а диаскория ниппонская - кверцитина [13].
Фракционный анализ фенольных соединений муки ямса показал наличие большого количества бензойной кислоты (таблица 3.6), которая является натуральным консервантом и определяют длительный срок годности продуктов [60].
Важную функцию при хранении продуктов может также выполнять антиоксидант гидрохинон, кверцетин и др. фенольные соединения, содержание которых несущественно. Однако следует иметь ввиду, что флавоноиды чувствительны к высоким температурам. Известно, что скорость разложения флавоноидов при 40 град возрастает с 3,2 раза при 40 град до 18,6 раза при 60 град. [104]. В связи с этим можно ожидать повышение цвета хлебобулочных изделий с добавлением ямсовой муки.
Пищевая ценность продуктов определяется энергетической (калорийностью) и биологической ценностью. Кроме того для диабетиков важен показатель гликемического индекса, а также знание хлебных единиц (ХЕ) в продукте. Так для диабетиков рекомендовано употреблять продукты, содержащие не более 10 ХЕ с низким гликемическим индексом менее 40 [17, 78, 101].
В таблице 3.7 приведены данные по пищевой ценности муки из ямса в сравнении с пшеничной и ржаной мукой, а в таблице 3.8 – энергетическая ценность, ХЕ и ГИ. При расчете энергетической ценности использовали следующие коэффициенты пересчета (г/ккал): для белка – 4, жиров –9, усвояемых углеводов – 4, пищевых волокон – 2 [94]. При расчете хлебных единиц учитывали, что 1 ХЕ соответствует 10 г сахаридов) [17, 78, 101], гликемический индекс брали из справочных таблиц [118].
Как следует из таблицы 3.8ямсовая мука имеет за счет небольшого содержания усвояемых углеводов низкую энергетическую ценность, которая меньше в 1,6 раза по сравнению с ржаной мукой и в 1,85 раза по сравнению с пшеничной мукой. ГИ ямсовой муки почти в 2 раза ниже, чем у двух других видов муки, поэтому ее можно рекомендовать для производства хлебобулочных изделий для больных диабетом 2 типа.
Пищевая ценность продукта также определяется его функциональными свойствами. Функциональным компонентом в ямсовой муке являются пищевые волокна, к которым относятся фруктаны. Как следует из таблицы 3.9 100 г ямсовой муки содержат в 2.2 раз больше суточной нормы пищевых волокон [94]. Таблица 3.9 - Степень удовлетворения суточной потребности в некоторых компонентах, содержащихся в ямсовой муке Компонент Содержание в муке, г/100г Рекомендуемаясуточная нормапотребления, г[94] Степень удовлетворениярекомендуемойсуточной потребности(на 100 г муки), % Белки 1,5 75 2,0 Жиры 2,1 83 2,5 Усвояемые углеводы, в т.ч. моно- и дисахариды 6,5 365 1,8 Пищевые волокна 65,0 30 216,7 Таким образом, если норма пищевых волокон в сутки составляет 30г/100 г продукта, то суточную потребность в них можно удовлетворить вводя в рецептуру хлеба 30% ямсовой муки, это будет соответствовать 150 г хлеба. В виду того, что пищевые волокна содержатся и в других продуктах, можно снизить либо количество ямсовой муки в рецептуре, либо количество употребляемого хлеба.
Важно отметить, что в отличие от пшеничной и ржаной муки мука из ямса обладает высокой кислотностью и более низким содержанием сухих веществ. По этим показателям она близка к муке из топинамбура (таблица 3.10). Таблица 3.10 – Физико-химические показатели пшеничной, ржаной, ямсовой муки и муки из топинамбура
Показатель Мукапшеничнаявысшегосорта Мукаржанаяобдирная Мука из топинамбура Ямсовая мука Влажность, % 14,0 13,5 7,1 6,7 Кислотность, град 3,0 4,5 15,0 10,0 К хлебопекарным свойствам муки относят силу муки, газообразующую, газоудерживающую и водопоглотительную способности муки, а также число падения.
Установлено, что водопоглатительная способность муки из ямса выше чем у пшеничной и ржаной муки, но ниже, чем из муки топинамбура (рисунок 3.2). С увеличением водоплотительной способности ямсовой муки увеличивается и выход хлеба на 12% по сравнению с выходом хлеба только из пшеничной муки.
Кроме того установлено, что мука из ямса, так же как и мука из топинамбура, практически не содержит амилолитических ферментов о чем свидетельствует низкое значение числа падения (61 с). Кроме того в виду небольшого количества белка в ямсе клейковина в муке из ямса отсутствиет.
Ямсовая мука в виду низкого содержания усвояемых углеводов имеет низкую энергетическую ценность (181 ккал/100 г), которая в 1,6 раза меньше чем у ржаной мукой и в 1,85 раза по сравнению с пшеничной мукой. ГИ ямсовой муки 34 почти в 2 раза ниже, чем у ржаной и пшеничной муки, поэтому ее можно рекомендовать для производства хлебобулочных изделий для больных диабетом 2 типа. Степень удовлетворения суточной потребности в пищевых волокон составляет 216%. Установлено, что ямсовая мука из-за низкого содержания в ней крахмала и сбраживаемых сахаровимеет низкую газообразующую способность. В виду небольшого количества белка она не имеет клейковины. Кроме того установлено, что эта мука практически не содержит амилолитических ферментов о чем свидетельствует низкое значение числа падения (61 с). Следовательно ямсовая мука может использоваться только в сочетании с пшеничной или ржаной мукой. С другой стороны водопоглотительная способность ямсовой муки превышает этот показатель для пшеничной муки высшего сорта и ржаной обдирной в 1,2 раза и 1,4 раза соответственно, поэтому она рассмаривается как структурообразователь при разработке новых сортов хлебобулочных изделий.
Исследование влияния ямсовой муки и штаммов дрожжей на биотехнологические процессы при брожении теста
Исследования, проводимые в последнее десятилетие показали, что хлеб из ржаной муки снижает риск заболевания диабетом 2 типа у людей зрелого возраста, в частности за счет снижения уровеня холестерина в крови [51, 87, 102]. Этот эффект связан как с большим содержанием клетчатки, так и с наличием в ней полиненасыщенных жирных кислот Омега-3 и Омега-6 и незаменимых аминокислот, особенно лизина [48, 57, 92, 96], причем уровень этих биологически активных компонентов в любом из сорте ржаной муки (сеяная, обдирная, обойная) выше, чем у пшеничной муки ( высшего и первого сорта) ( см. таблицу 3.5 Раздел 3).
Согласно данным ВОЗ рекомендуемая суточная доза потребления ржаного хлеба в зависимости от ежедневной затраты энергии составляет от 225 г (при затрате энергии 1800 ккал/сут) до 325 г (при затрате энергии 2600 ккал/сут) [55]. Однако далеко не всегда потребитель выполняет эти требования, и тем самым нарушает баланс биологически активных веществ (БАВ) в рационе питания. В связи с этим перспективно повышать биологическую ценность продукта за счет введения пищевых добавок, в частности фитодобавок.
Одним из приоритетных направлений в производстве продуктов питания является использование фитодобавок из природного лекарственного сырья, в состав которого входят БАВ [9, 74, 100]. Многие из них с древних времен используются в качестве пряно-ароматического сырья, например, гвоздика, бадьян, имбирь, калган, кардамон, корица, куркума, лавр, мускатный орех, розмарин, шафран, различные виды перца (настоящие перцы, красные перцы и душистые перцы) [6, 7, 8]. В частности в качестве фитодобавки в хлебопечении используют порошки рябины черноплодной и рябины обыкновенной [42], цикория [97], цедры цитрусовых плодов [44], стевии [51] и многие другие.
Из лекарственного сырья применяют плоды шиповника, боярышника кроваво-красного, барбариса обыкновенного, крапивы двудомной, зверобоя продырявленного, ноготков аптечных, первоцвета весеннего, мяты перечной, одуванчика, шалфея лекарственного, родедендрона, девясила, элеутерококка и др [81]. Экстракты этих растительных материалов содержат различные БАВ: витамины, флавоноиды, добильные вещества, каротиноиды, гидроксикоричных кислот, некрахмалистые полисахариды, органические кислоты, макро и микроэлементы и целый ряд других соединений, иногда даже неизвестной химической природы, которые обладают антиоксидантными, иммуномодулирующими, противовоспалительнми, гипогликимичесикми свойствами. Внесение экстрактов этих трав в рецептуру продуктов предает им функциональные свойства, а зачастую и улучшанют их качество [44, 68, 69, 84, 91, 97].
Для производства перечисленных экстрактов. как правило, используются органические растворители (этанол, гексан, метанол) [97], сжиженный диоксид углдерода [6, 7, 8] и вода [81]. В хлебопечении нашли применение в основном водные экстракты фитосырья.
В настоящее время осуществляется промышленный выпуск концентратов лекарственных трав и других пищевых добавок в гранулированном виде или в виде муки (тыквенная мука, мука из топинамбура, ямсовая мука и др.). Это позволяет использовать их в сухих хлебопекарных смесях, которые сейчас популярны как среди населения (для домашнего хлебопечения), так и в производственной сфере.
Амировой Э.Р. разработана пищевая добавка, состоящая из гипогликемического растительного сырья (см. главу 2). Эта добавка использовалась для получения хлебопекарной смеси в производстве ржаного хлеба по ускоренной технологии,
Фармакологические свойства и основные биологически активные химические соединения, входящие в состав отдельных компонентов добавки, приведены в таблице 5.1, из которой следует, что действие фитосырья направлены на уменьшение всасывания углеводов и увеличение поглощения периферийной глюкозы, повышение чувствительности к инсулину и стимуляции секреции инсулина, она оказывает антиоксидантное действие и уменьшают клеточный апоптоз. Следует отметить, что каждый из предложенных компонентов пищевой добавки несет свою функцию и работает в комплексе, т.е. каждая трава оказывает действие не на один орган, а на весь организм в целом. Все фито сырье произрастает в РФ, некоторые компоненты продаются в продовольственных магазинах (ягоды Годжи).