Содержание к диссертации
Введение
1 Обоснование производства хлебобулочных изделий функционального назначения 9
1.1 Роль функционального питания в повышении пищевого статуса населения России 9
1.2 Пектин как функциональный ингредиент современных продуктов питания 14
1.3 Использование лекарственных растений в пищевой промышленности 24
1.4 Использование нетрадиционных растительных добавок в производстве хлебобулочных изделий 29
2 Методическая часть 38
2.1 Структурная схема исследований 38
2.2 Характеристика объектов исследований 38
2.3 Методы определения качественных показателей объектов исследований 53
3 Исследование свойств функционально активных ингредиентов растительного происхождения 57
3.1 Качественные характеристики пектиновых экстрактов из сухих и замороженных яблочных выжимок 57
3.2 Качественные характеристики пектиновых экстрактов из сухих и замороженных виноградных выжимок 63
3.3 Особенности экстрагирования пектиновых веществ лекарственных растений и их качественные характеристики 68
3.4 Влияние пектиновых экстрактов на сохранность водных экстрактов лекарственных растений 73
4 Разработка научно обоснованных технологий и рецептур хлебобулочных изделий функционального назначения с использованием нетрадиционного растительного сырья 75
4.1 Влияние нетрадиционного растительного сырья на хлебопекарные свойства муки 75
4.2 Исследование влияния пектиновых экстрактов и водных экстрактов лекарственных растений на реологические свойства теста 85
4.3 Влияние нетрадиционного растительного сырья на активность размножения дрожжевых клеток при брожении теста 90
4.4 Разработка технологий и рецептур хлебобулочных изделий с использованием нетрадиционного растительного сырья Краснодарского края 95
5 Исследование качества и безопасности новых сортов хлебобулочных изделий 104
5.1 Качество разработанных сортов хлебобулочных изделий функциональной направленности 104
5.2 Исследование химического состава разработанных сортов хлебобулочных изделий 116
5.3 Оценка безопасности разработанных сортов хлебобулочных изделий 121
5.4 Влияние пектиновых экстрактов и водных экстрактов лекарственных растений на микробиологические процессы при приготовлении теста и хлебобулочных изделий 124
6 Промышленная апробация разработанных технологий и оценка их экономической эффективности 126
Выводы 129
Список использованной литературы 132
Приложения 153
- Пектин как функциональный ингредиент современных продуктов питания
- Качественные характеристики пектиновых экстрактов из сухих и замороженных виноградных выжимок
- Исследование влияния пектиновых экстрактов и водных экстрактов лекарственных растений на реологические свойства теста
- Исследование химического состава разработанных сортов хлебобулочных изделий
Введение к работе
1.1 Актуальность работы. Исследования состояния здоровья населения в большинстве стран мира выявили, что в рационе питания людей отсутствуют или содержатся в недостаточных количествах необходимые для человека витамины, пищевые волокна, макро- и микроэлементы, минеральные вещества, незаменимые аминокислоты.
К снижению качества и безопасности сырья и как следствие пищевых продуктов, приводит ухудшение экологической обстановки, нарушение технологических процессов производства, использование синтетических улучшителей и консервантов.
Хлеб и хлебобулочные изделия являются одними из основных продуктов питания, а их качество далеко не всегда соответствует предъявляемым требованиям современной науки о питании. Одним из направлений решения данной проблемы является создание новых безопасных сортов хлебобулочных изделий функционального назначения для коррекции питания населения.
Проблема питания является одним из приоритетных направлений государственной политики в Российской Федерации в области улучшения здоровья населения. Пути ее решения обозначены в директивных документах РФ – распоряжении Правительства РФ от 25 октября 2010 г. (№ 1873-р) «Основы государственной политики Российской Федерации в области здорового питания на период до 2020 года»; Доктрине продовольственной безопасности Российской Федерации, утвержденной Президентом России 30 января 2010 г.; законе «О хлебе», принятом в апреле 2010 г. в Краснодарском крае, в которых предусматривается обеспечение населения качественным, безопасным продовольствием и создание условий, обеспечивающих удовлетворение потребностей различных групп населения в рациональном, здоровом питании.
Большой вклад в решение проблем создания и безопасности хлебобулочных изделий функционального назначения внесли отечественные ученые А.Я. Ауэрман, Л.В. Донченко, Г.М. Зайко, С.Я. Корячкина, А.П. Косован, Л.В Кретович, И.В. Матвеева, А.П. Нечаев, Л.П. Пащенко, Л.И. Пучкова, Т.И. Тимофеенко, В.Г. Щербаков, Т.Б. Цыганова, В.Я. Черных и другие. Однако, несмотря на большое количество выполненных исследований, данная проблема пока еще не решена.
Решить эту проблему можно было бы за счет использования продуктов переработки нетрадиционного растительного сырья, произрастающего в Краснодарском крае, ввиду наличия в нем целого ряда полезных веществ: пищевых волокон, пектина, витаминов, органических кислот, полифенолов, макро- и микроэлементов. В качестве перспективных ингредиентов для создания функциональных пищевых продуктов практический интерес представляют продукты переработки нетрадиционного растительного сырья – яблочных и виноградных выжимок и лекарственных растений.
В связи с изложенным, разработка технологий и рецептур безопасных хлебобулочных изделий функционального назначения с использованием продуктов переработки яблочных и виноградных выжимок и лекарственных растений является актуальной.
Актуальность работы подтверждается получением гранта РФФИ «Разработка теоретических основ и технологии хлеба с использованием новых видов растительного сырья для пищевого статуса населения» 2008 г. (проект № 08-04-99044).
Выполненная диссертационная работа соответствует приоритетным направлениям науки и техники. Она выполнялась в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2007-2012 годы» (распоряжение Правительства РФ от 6.07.2006 г., № 977-р) и является составной частью Инновационной образовательной программы «Производство, переработка и сертификация растениеводческой продукции» (приказ Министерства образования и науки РФ № 118 от 19.05.2006 г.).
1.2 Цели и задачи исследований. Целью исследований явилась разработка технологий и рецептур безопасных хлебобулочных изделий функционального назначения с использованием продуктов переработки нетрадиционного растительного сырья, произрастающего в Краснодарском крае.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
- систематизировать и сделать анализ научно-технической и патентно-информационной отечественной и зарубежной литературы по теме исследований, обосновать целесообразность использования продуктов переработки нетрадиционного растительного сырья, произрастающего в Краснодарском крае, для разработки безопасных хлебобулочных изделий функционального назначения;
- оценить качество, фракционный состав пектиновых веществ, содержащихся в сухих и замороженных выжимках яблок и винограда различных сортов, районированных в Краснодарском крае, и полученных из них пектиновых экстрактов (ПЭ), определить комплексообразующую способность пектиновых экстрактов;
- исследовать фракционный состав пектиновых веществ, химический состав и комплексообразующую способность лекарственных растений (зверобой продырявленный, тысячелистник обыкновенный, мелисса лекарственная, пустырник сердечный, крапива двудомная, горец птичий, ромашка аптечная, мята перечная, календула лекарственная, подорожник большой, душица обыкновенная, цикорий обыкновенный), и их водных экстрактов (ВЭ);
- исследовать влияние дозировки яблочных и виноградных пектиновых экстрактов и ВЭ лекарственных растений на хлебопекарные свойства пшеничной муки и определить их оптимальные дозировки в рецептурах хлебобулочных изделий;
- установить влияние пектиновых экстрактов, полученных из яблочных и виноградных выжимок, водных экстрактов лекарственных растений на структурно-механические и технологические свойства теста и активность размножения дрожжевых клеток при брожении теста;
- определить наиболее эффективный способ приготовления теста с внесением пектиновых экстрактов, полученных из яблочных и виноградных выжимок, и ВЭ лекарственных растений на основе исследования качественных характеристик хлебобулочных изделий и их роли в сохранении свежести готовой продукции;
- разработать технологии и рецептуры новых сортов безопасных хлебобулочных изделий функционального назначения с использованием ПЭ, полученных из яблочных и виноградных выжимок, и ВЭ лекарственных растений;
- предложить новый способ и разработать методику определения сорбционной способности хлеба; оценить сорбционную способность и пищевую ценность разработанных сортов хлебобулочных изделий и их безопасность;
- провести опытно-промышленную апробацию предложенных технологий и рецептур функциональных хлебобулочных изделий и разработать техническую документацию (ТУ, ТИ и РЦ) на новые сорта хлебобулочных изделий;
- оценить ожидаемый экономический эффект от выпуска хлебобулочных изделий с яблочным и виноградным пектиновыми экстрактами и водными экстрактами лекарственных растений.
1.3 Научная новизна. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и эффективность использования пектиновых экстрактов, полученных из замороженных яблочных и виноградных выжимок, и водных экстрактов лекарственных растений в качестве функциональных пищевых ингредиентов при производстве хлебобулочных изделий функционального назначения.
Впервые исследован фракционный состав пектиновых веществ, полученных из замороженных выжимок яблок и винограда различных сортов, районированных в Краснодарском крае, с целью получения из них пектиновых экстрактов для использования в производстве функциональных хлебобулочных изделий.
Определены особенности фракционного состава пектиновых веществ, содержащихся в сухих лекарственных растениях (зверобой продырявленный, тысячелистник обыкновенный, мелисса лекарственная, пустырник сердечный, крапива двудомная, горец птичий, ромашка аптечная, мята перечная, календула лекарственная, подорожник большой, душица обыкновенная, цикорий обыкновенный).
Исследована комплексообразующая способность полученных яблочных и виноградных пектиновых экстрактов и ВЭ лекарственных растений.
Выявлено влияние пектиновых экстрактов, полученных из сухих и замороженных яблочных и виноградных выжимок, и ВЭ лекарственных растений, на хлебопекарные свойства пшеничной хлебопекарной муки, высшего сорта, реологические свойства теста и качество готовых хлебобулочных изделий. А также экспериментально подтверждено положительное влияние пектиновых экстрактов, полученных из замороженных яблочных и виноградных выжимок, в сравнении с пектиновыми экстрактами, полученными из сухих выжимок, на активность размножения дрожжевых клеток при брожении теста, что позволило сократить в 2 раза количество вносимых в рецептуру дрожжей по сравнению с традиционной.
Определены оптимальные дозировки яблочных и виноградных пектиновых экстрактов и водных экстрактов лекарственных растений в технологиях функциональных хлебобулочных изделий с учетом их необходимого обогащения пищевыми волокнами, витаминами и минеральными веществами, содержащимися в сырье, а также предложен способ приготовления пшеничного теста с использованием этих ингредиентов.
Новизна предлагаемых технологических решений подтверждена 4 патентами РФ на изобретения: на способ определения сорбционной способности хлеба, композиции для приготовления теста хлебобулочных изделий и способ производства хлеба.
1.4 Практическая значимость. Разработаны технологии и рецептуры хлебобулочных изделий с высокой сорбционной способностью с использованием пектиновых экстрактов, полученных из замороженных яблочных и виноградных выжимок, и водных экстрактов лекарственных растений.
Определена сорбционная способность новых хлебобулочных изделий, позволяющая выявить их функциональные свойства.
Разработана и утверждена техническая документация на новые сорта хлебобулочных изделий: хлеб «Крапивушка» (ТУ 9114-144-0493202-2010, ТИ 9114-145-0493202-2010, РЦ), хлеб «Луговой» (ТУ 9114-149-0493202-2010, ТИ 9114-150-0493202-2010, РЦ).
1.5 Реализация результатов исследований. Проверка основных теоретических положений и результатов исследований проведена в научно-исследовательских лабораториях кафедры Технологии хранения и переработки растениеводческой продукции и НИИ Биотехнологии и сертификации пищевой продукции Кубанского государственного аграрного университета.
Эффективность разработанных технологий и рецептур хлебобулочных изделий подтверждена промышленной апробацией, проведенной в производственных условиях ПО «Хлеб» Тбилисского РПС Краснодарского КПС, пекарне ИП Чепелев Н.Н. и учебно-научно-инновационном комплексе «Технолог» Кубанского государственного аграрного университета.
1.6 Апробация работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на: региональной научно-практической конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2006 г.), III и IV всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2009 и 2010 гг.), I международном экологическом конгрессе «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ELPIT (г. Тольятти, 2007 г.), VII международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности» (г. Минск, 2008 г.), I международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых и аспирантов аграрных вузов РФ (г. Москва, 2009 г.), международной научно-практической конференции «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века (г. Краснодар, 2009 г.), международной научно-практической конференции «Функциональные продукты питания: ресурсосберегающие технологии переработки сельскохозяйственного сырья, гигиенические аспекты и безопасность» (г. Краснодар, 2009 г.), IV международной научно-практической конференции «Инновационные направления в пищевых технологиях» (г. Пятигорск, 2010 г.), VII международной научно-практической конференции «Инновации и современные технологии в производстве и переработке сельскохозяйственной продукции» (г. Ставрополь, 2012 г.).
Научные разработки по теме исследований экспонировались на всероссийских и международных выставках и были отмечены дипломом III степени Всероссийского конкурса разработок аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Министерства сельского хозяйства РФ (г. Москва, 2008 г.), золотой медалью на российской агропромышленной выставке «Золотая осень» (г. Москва, 2008 г.), золотой медалью Международного салона изобретений и новых технологий «Новое время» (г. Севастополь, 2011 г.)
1.7 Публикации. Основные результаты выполненных исследований опубликованы в 22 научных работах, в числе которых монография; 4 статьи в научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ; получено 4 патента РФ на изобретения.
1.8 Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, аналитического обзора отечественной и зарубежной научно-технической и патентной литературы, методической части, экспериментальной части, выводов, списка использованных литературных источников и приложения. Основная часть работы изложена на 152 страницах компьютерного текста, содержит 52 таблицы и 14 рисунков. Список использованной литературы включает 189 наименований, в том числе 24 – зарубежных авторов.
Пектин как функциональный ингредиент современных продуктов питания
Как показал предварительный анализ пищевого статуса населения России, в последние годы остро встала проблема восполнения недостатка в про 15 дуктах питания пищевых волокон. С целью повышения биологической ценности пищи, от них раньше избавлялись путем рафинирования, считая пектиновые вещества ненужным балластом. Для нашей страны эта проблема актуальна еще и потому, что в последние годы резко уменьшилось потребление овощей и фруктов, которые также содержат значительное количество пектиновых веществ [9, 68].
Пектин - водорастворимое вещество, свободное от целлюлозы и состоящее из частично или полностью метоксилированных остатков полига-лактуроновой кислоты.
Пектиновые вещества - физические смеси пектинов с сопутствующими веществами (пентозанами, гексозанами).
Пектиновые вещества обладают следующими свойствами: растворимость; вязкость; коагуляция; оптические свойства; диссоциация свободных карбоксильных групп; желеобразование; действие оснований, кислот и окислителей на пектиновые вещества; эмульгирующие и пенообразующие свойства; комплексообразующие свойства; полиэлектролитные свойства; действие ферментов.
Пектин, как и другие студнеобразователи, не растворяется в среде, где существуют условия благоприятные для студнеобразования.
Лучшим растворителем пектиновых веществ является вода. Кроме того, пектины растворяются также в 84%-ной фосфорной кислоте и жидком аммиаке; в глицерине и формамиде - набухают. В остальных органических и неорганических растворителях они практически не растворяются. Растворимость пектина зависит от степени его этерификации. Растворимость в воде увеличивается при повышении степени этерификации и уменьшении величины молекулы. Пектиновые кислоты, полностью лишенные метоксильных групп, даже при наибольшей молекулярной массе нерастворимы в воде. Пектины со степенью этерификации 66% хорошо растворимы в воде, при степени 39,6% и менее - малорастворимы. Пектиновые растворы оптически активны, вращают плоскость поляризованного света вправо, что также влияет на растворимость.
Растворы пектинов обладают способностью к двойному лучепреломлению. С уменьшением длины пектиновой цепочки (при воздействии щелочи) наблюдается падение двойного лучепреломления. При очистке пектина и нейтрализации карбоксильных групп двойное преломление увеличивается.
Повышенная вязкость является одним из характерных свойств водных растворов пектиновых веществ. Вязкость водных растворов пектинов зависит от различных факторов: концентрации, степени этерификации, длины молекулярной цепи, присутствия электролитов и температуры. С увеличением молекулярной массы при прочих равных условиях вязкость увеличивается. Высокая относительная вязкость объясняется явлением сольватации.
При повышении температуры вязкость снижается вследствие разрушения суперструктуры пектиновых веществ. При увеличении взаимной ассоциации молекул пектина при добавлении сахара, спирта образуются стойкие агрегаты молекул - золь переходит в гель.
Вязкостные свойства пектинов в определенной степени находятся в зависимости от содержания в их молекуле метоксильных групп. Измерение вязкости пектиновых растворов используется для характеристики молекулярной массы пектиновых веществ. Поведение пектинов с содержанием метоксильных групп в интервале 20-50% идентично поведению высокомолекулярных веществ. Свойства, характерные низкомолекулярным соединениям, проявляются у пектиновых растворов с содержанием метоксильных групп свыше 50%.
Комплексообразующая способность основана на взаимодействии молекулы пектина с ионами тяжелых и радиоактивных металлов.
Комплексообразующие свойства пектиновых веществ зависят от содержания свободных карбоксильных групп, т. е. степени этерификации карбоксильных групп метанолом. Комплексообразующая способность пектина увеличивается с повышением рН среды. Благодаря этому химическому свойству пектин может быть отнесен к незаменимому веществу для использования в производстве пищевой продукции профилактического и лечебного питания. Оптимальная профилактическая доза пектина составляет не более 2-4 г в сутки для контактирующих с тяжелыми металлами, в условиях радиоактивного загрязнения - не менее 15-16 ч [37, 55, 72].
Студнеобразование зависит от целого ряда факторов: молекулярной массы; степени этерификации; концентрации сахара; количества балластных веществ, сопутствующих данному пектину; температуры и рН среды; содержания функциональных групп.
Условия студнеобразования пектина определяются степенью этерификации. Низкоэтерифицированные пектины студни образуют только в присут-ствии ионов Са . Наиболее прочные студни образуются в присутствии лимонной, винной и триоксиглутаровой кислот.
Сахар в процессе студнеобразования выполняет роль дегидратирующего вещества. Способность к дегидратации у разных Сахаров различна. Наибольшая прочность студня достигается при добавлении сахарозы, наименьшая - при внесении мальтозы. Для образования прочного студня в трехком-понентной системе пектин-сахар-кислота необходимо их оптимальное соотношение 1 : 60 : 1. Студнеобразующая способность определяет широкую область применения пектинов в пищевой промышленности [37, 55].
Качественные характеристики пектиновых экстрактов из сухих и замороженных виноградных выжимок
Для хлебных изделий разрабатываются различные виды питательных смесей функционального назначения с повышенной биологически активной ценностью. Они могут включать плоды шиповника, аронии черноплодной, листья крапивы двудомной, смородины черной, корнеплоды цикория и т. д. Такие добавки обогащают хлеб каротиноидами, органическими кислотами, поливитаминами, сапонинами, обладая при этом кардиотоническими свойствами при заболеваниях сердечно-сосудистой системы, оказывая общеукрепляющее действие, проявляя противовоспалительные свойства. Биодоступность активных соединений растительного сырья для организма человека является весьма высокой. В качестве биологически активных добавок можно использовать шроты, получаемые из традиционного пряно-ароматического сырья - семян укропа, петрушки, сельдерея, кориандра и т. д. Использование лекарственных растений, содержащих также и алкалоиды, гликозиды, эфирные масла, флавоноиды, дубильные вещества, танины, дает возможность создавать продукцию с профилактической направленностью [41, 78, 96, 139].
В Тихоокеанском государственном экономическом университете была разработана технология булочки «Таежная» с добавками порошка лимонника китайского в количестве 0,75% [74]. В Орловском государственном институте экономики и торговли в рецептуру хлеба пшеничного из муки первого сорта добавляют 0,5-1,0% порошок лекарственных растений (листья одуванчика, трава мяты и чабреца, листья и цветки первоцвета весеннего) [13]. Орловским государственным техническим университетом совместно с Пятигорским технологическим университетом разработана рецептура хлеба повышенной пищевой и физиологической ценности из цельносмолотого зерна пшеницы и тритикале с применением порошка из шрота плодов шиповника и листьев крапивы (3 % к массе муки) [45].
Важными компонентами здоровой пищи являются пищевые волокна. В Воронежской государственной технологической академии в качестве ис 35 точников пищевых волокон предлагают использовать следующие виды нетрадиционного сырья: пищевые волокна из сахарной свеклы, отруби пшеничные и обогатитель «Фаркосан» (смесь пивной дробины и остаточных пивных дрожжей). Отруби и «Фаркосан» являются источниками минеральных веществ (Са, Fe, Р) и витаминов группы В. Внесение этих добавок позволяет улучшить структурно-механические свойства теста и качество готовых изделий [114].
Специалистами Могилевского технологического института был разработан способ производства обогащенного белком пищевого хлеба путем введения в его рецептуру яблочного пектина совместно с творожной сывороткой в качестве источника белка. Тесто готовили опарным или безопарным способом, пектин вносили в тесто, предварительно диспергировав его в водно-сывороточном растворе. Дозировка пектина составила 2% к массе муки. Совместное введение пектина и сыворотки приводило к улучшению качественных показателей хлеба, а также повышению его биологической ценности за счет увеличения содержания полноценного белка и минеральных компонентов: кальция, натрия, калия, магния [38].
Краснодарским филиалом ВНИИ потребкооперации совместно с Адлерским хлебокомбинатом был разработан новый сорт сдобной булочки, с добавлением 1% пектина из мандаринных отжимов. Готовые изделия обладали большим объемом, более равномерной и тонкостенной структурой мякиша. В качестве пектиновой добавки для производства диетического пшеничного хлеба, обладающего радиопротекторными свойствами, было предложено использовать яблочный порошок с низкометоксилированным гидратопектином в количестве 9-11% к массе муки. Хлеб отличается высокими радиорезистентными и детоксикационными свойствами. Был разработан новый вид хлеба с использованием пектинового препарата из выжимок мандаринов. Препарат содержит 65% пектина, 25% клетчатки и 5% гемицелюлозы. Дозировка препарата пищевых волокон составляет 3% к массе муки. Содержание пектина в хлебе составляет 1,5% [64]. С целью улучшения качества и увели 36 чения ассортимента хлебобулочных изделий, целесообразным является использование других пектинопродуктов - фруктовых и овощных порошков, пектиновых экстрактов и концентратов [90, 133, 156].
Научно-производственным предприятием «Промавтоматика» в содружестве с хлебозаводами Белгородской области разработаны любительские сорта хлеба из муки хлебопекарной пшеничной и ржаной обдирной с добавлением биологически активных элементов: растворимых и нерастворимых пищевых волокон, йода, пектина и других. В качестве дополнительных рецептурных компонентов используются: яблочный порошок, яблоки сушеные кубиками, смесь пектиновая с морской капустой, отруби пшеничные, тмин или кориандр. Эти изделия получили названия: хлеб «Спасский с морской капустой» и хлеб «Целебный с морской капустой» [133]. Также совместно со специалистами хлебокомбината ОАО «Колос» (г. Белгород) и ООО «Русский хлеб и Ко» (г. Москва) разработан сорт хлеба «Старорусский на хмелю» с использованием композиции хмелевой «Ингредиент КХ2 и «Смеси пектиновой № 3» [27]. В Кубанском государственном технологическом университете были разработаны рецептуры хлебобулочных изделий с продуктами переработки хмеля: хлеб пшеничный с водной эмульсией СОг-экстракта хмеля «Хмельный», хлеб пшеничный с гранулированным хмелем «Хмелянчик» и хлеб пшеничный с СОг-шротом, полученным из шишек хмеля «Хмелёк» [59].
Хлеб «Три богатыря» изготавливают из пшеничной муки 1-го сорта, к которой добавляют биологически активную композицию на основе тыквенного пюре и карамельной патоки. Такой хлеб обогащается органическими кислотами, в частности, яблочной, моно- и дисахаридами, клетчаткой, пектиновыми веществами, каротиноидами, а наличие карамельной патоки пролонгирует свежесть хлеба.
Исследование влияния пектиновых экстрактов и водных экстрактов лекарственных растений на реологические свойства теста
Анализ данных показал, что активность размножения дрожжевых клеток была лучше в образцах с пектиновыми экстрактами, полученными из замороженных яблочных и виноградных выжимок, (рисунок 4.6) и по сравнению с экстрактом, полученным из сухих выжимок [63], поэтому разработку рецептур и технологий хлеба с введением добавок растительного происхождения проводили с использованием пектиновых экстрактов, полученных из замороженных яблочных выжимок сорта Либерти и виноградных выжимок сорта Бианка [144].
Проведенные исследования позволили разработать рецептуры новых сортов хлебобулочных изделий: «Крапивушка» и «Луговой», включающих в рецептуру пектиновые экстракты из яблочных и виноградных выжимок и водные экстракты лекарственных растений.
Пектиновые экстракты и водные экстракты лекарственных растений целесообразно включать в состав хлебобулочных изделий для улучшения их пищевой ценности и сохранения свежести, нивелирования непереносимости отдельных трав, снижения проявления аллергии к ним у отдельных людей и для пролонгирования действия лекарственных веществ за счет того, что если при употреблении чистых водных экстрактов трав отмечается быстрое их усвоение и действие на организм, то эти же вещества в составе хлеба усваиваются значительно медленнее по мере усвояемости хлеба, а значит, действие их на организм более длительное и физиологичное. Использование экстрактов лекарственного сырья в составе хлебобулочных изделий позволяет сохранять активность в течение нескольких дней.
Таким образом, для водных экстрактов лекарственных растений и пектиновых экстрактов, хлеб является защитной средой, которая позволяет пролонгировать их целебное действие, а с другой - длительно сохранять их в пищевом продукте. Рецептуры хлебобулочных изделий на основе пектиновых экстрактов и водных экстрактов лекарственных растений представлены в таблице 4.14.
В рецептурах в качестве функциональных ингредиентов использованы пектиновые экстракты в дозировке 10% от массы муки и 10% водного экстракта лекарственного растения.
Для выбора технологии производства хлебобулочных изделий с использованием пектиновых экстрактов, полученных из яблочных и виноградных выжимок, и водных экстрактов лекарственных растений были исследованы различные способы тестоприготовления, которые применяются в настоящее время в хлебопекарной промышленности [4, 152].
Для определения оптимального способа приготовления хлеба, тесто готовили по трем вариантам - безопарным способом с внесением всех ингредиентов при замесе теста; опарным способом с внесением ПЭ 10% к массе муки в опару и водного экстракта лекарственного растения 10% к массе муки в тесто; опарным с внесением ПЭ 10% к массе муки и водного экстракта лекарственных трав 10% к массе муки в тесто. Во всех вариантах была использована мука хлебопекарная пшеничная высшего сорта. Полученные данные представлены в таблице 4.15. Из данных таблицы 4.15 видно, что способ производства хлебобулочных изделий с внесением пектиновых экстрактов, полученных из яблочных и виноградных выжимок, и водного экстракта лекарственных растений в тесто позволяет получать хлебобулочные изделия с большим удельным объемом на 49; 35 см /100 г в случае с яблочным пектиновым экстрактом и водным экстрактом крапивы двудомной, и на 30; 06 см /100 г с виноградным пектиновым экстрактом и водным экстрактом ромашки аптечной. В этом варианте лучшей была и формоустойчивость хлебобулочных изделий. Пористость хлебобулочных изделий также отмечена более высокими значениями. Кроме того, следует отметить, что хлебобулочные изделия в данном варианте эксперимента отличались улучшенным вкусом и ароматом трав и показателем сохранения свежести.
Высокие качественные характеристики хлебобулочных изделий можно объяснить лучшими условиями для активной жизнедеятельности дрожжевых клеток за счет присутствия в тесте ПЭ и водных экстрактов лекарственных растений, образованием белково-полисахаридных комплексов, оказывающих влияние на хлебопекарные свойства муки и качество готовых изделий.
Для применения рекомендуемых добавок из растительного сырья в условиях малых предприятий, нами были приняты технологические решения по совершенствованию технологии приготовлении теста на ОДП [146].
Для дрожжевого полуфабриката берется мука в количестве 50%, дрожжевая суспензия из 2/3 дрожжей по рецептуре, пектиновый экстракт, расчетное количество воды, обеспечивающее влажность 48-50%, температура полуфабриката 20-22 С. Дозирование сырья осуществляют дозаторами сухих и жидких компонентов. Полуфабрикат замешивают в тестомесильной машине до получения однородной консистенции. После замеса полуфабрикат подвергают брожению в течение 12-15 ч. На готовом полуфабрикате замешивают тесто из 50% пшеничной муки высшего сорта, дрожжевой суспензии с использованием 1/3 дрожжей по рецептуре, солевого раствора, водного экстракта лекарственного растения и воды. Продолжительность замеса теста зависит от хлебопекарных свойств используемой муки, применяемой технологии и марки тестомесильной машины. Замешенное тесто бродит 30 минут до кислотности 2,5 град. Время брожения теста сокращается благодаря внесению ПЭ, водного экстракта лекарственного растения и интенсивной механической обработке. Температура теста поддерживается в пределах 30-32 С. Контроль за брожением теста осуществляют по органолептическим показателям (запах, вкус, структура, увеличение объема в 1,5-2 раза). Выброженное тесто разделывают на тестовые заготовки с учетом упека и усушки, подвергают расстой-ке и выпекают [99]. В таблице 4.16 приведены основные параметры технологического процесса производства хлебобулочных изделий с добавками из растительного сырья.
Исследование химического состава разработанных сортов хлебобулочных изделий
Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что в хлебобулочных изделиях с яблочным пектиновым экстрактом и водным экстрактом крапивы и с виноградным пектиновым экстрактом и водным экстрактом ромашки, содержание общего пектина по сравнению с контрольным вариантом без внесенных добавок больше. По содержанию общего пектина изделие с добавлением ЯПЭ и водного экстракта крапивы имело более высокое значение. В хлебобулочном изделии с добавлением ВПЭ и водного экстрактов ромашки аптечной общего пектина было несколько меньше, но выше в сравнении с контролем.
Таким образом, результаты проведенных исследований дают основание для вывода о целесообразности применения экстрактов из яблочных и виноградных выжимок и фитодобавок в качестве источника пектиновых веществ, обусловливающих функциональные свойства хлебобулочных изделий [148].
Функциональное назначение изделий с внесением пектиновых экстрактов и водных экстрактов лекарственного сырья определяется еще и их ком-плексообразующей способностью, которая является важнейшим свойством пектиновых веществ, основанным на взаимодействии молекулы пектина с ионами тяжелых металлов, токсичных веществ, радионуклидов [127].
Комплексообразующая способность пектиновых экстрактов, используемых в экспериментах, представлена в таблице 5.4.В водных экстрактах лекарственных растений также была определена комплексообразующая способность (таблица 5.5) Как видно из данных исследований ромашка аптечная обладает большей способностью связывать вредные вещества, чем крапива двудомная, поскольку ромашка имеет большую комплексообразующую способность.
Исследованиями проведенными ранее, в научно-исследовательском и конструкторско-технологическом институте пищевой промышленности г. Кишинева, Л. Брантаном, И. Красновой, А. Даналаки было выявлено, что водные выжимки трав увеличивают связывание катионов свинца. Совмещение этих компонентов с пектином независимо от степени их этерификации увеличивают способность продукта связывать токсичные катионы [12].
Полученные результаты дали основание для проведения исследований, связанных с определением сорбционной способности хлебобулочных изделий с применением добавок из растительного сырья.
Определение сорбционной способности разработанных сортов хлебобулочных изделий с пектиновыми экстрактами и водными экстрактами лекарственных растений проводили по методике, разработанной на кафедре технологии хранения и переработки растениеводческой продукции ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» (таблица 5.6) [129]. Приведенные экспериментальные данные подтверждают, что полученные изделия с внесением установленной оптимальной дозировки пектинового экстракта и водных экстрактов лекарственных растений можно рекомендовать как функциональный продукт питания для питания людей, проживающих в регионах с неблагополучной экологической обстановкой в качестве продукта детоксикационного назначения [122].
Таким образом, введение виноградного и яблочного экстракта и водных экстрактов лекарственных растений в качестве пищевых добавок в рецептуру хлебобулочных изделий позволяет решать не только технологические функции улучшения их качества, но и придавать этим изделиям новые профилактические свойства.
Выше приведенные результаты исследований позволяют сделать вывод, что пектиновый экстракт из яблочных и виноградных выжимок можно использовать для продления сроков хранения водных экстрактов лекарствен-ных растений, а водные экстракты лекарственных растений с добавлением пектинового экстракта рекомендуется использовать для улучшения хлебопекарных свойств пшеничной муки, реологии теста, качества пшеничного хлеба и продления сохранения свежести хлеба [22, 106, 119, 143, 153].
Пищевая ценность хлеба определяется в первую очередь его калорийностью, усвояемостью и содержанием в нем дополнительных факторов питания: витаминов, минеральных веществ и незаменимых аминокислот. Вместе с тем регулярный прием хлеба с пищей имеет также большой физиологический смысл, так как хлеб придает массе поглощаемой пищи благоприятную консистенцию и структуру, способствующую наиболее эффективной работе пищеварительного тракта и наиболее полному смачиванию пищи пищеварительными соками. Таким образом, хлеб служит не только источником необходимых веществ, но также играет важную роль в физиологии питания [8, 104].
Поэтому введение дополнительных ингредиентов в рецептуру хлеба позволяет обогатить его недостающими эссенциальными веществами и дефицитными микронутриентами. Принятые технологические решения по введению в тесто пектиновых экстрактов из яблочных и виноградных выжимок и водных экстрактов лекарственных растений позволяет улучшить витаминный, минеральный состав хлеба, пищевую ценность хлеба.
На пищевую ценность хлебобулочных изделий оказывает значительное влияние сохранность витаминов и минеральных веществ в процессе их приготовления [99]. Для оценки пищевой ценности хлебобулочных изделий, выбранного в качестве лучших образцов, нами проведена оценка их химического состава.
