Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 12
1.1 Хлебобулочные изделия -важнейшие компоненты системы питания человека12
1.2 Современная ситуация производства хлебобулочных изделий в г. Владивостоке Приморского края 13
1.3 Функциональные пищевые ингредиенты в составе хлебобулочных изделий 15
1.3.2 Нерыбные объекты промысла растительного происхождения в технологии хлеба и хлебобулочных изделий 24
1.3.3 Нерыбные объекты промысла животного происхождения в технологии хлеба и хлебобулочных изделий 32
1.3.4 Продукты питания с использованием продуктов переработки бурой водоросли Fucus evanescens 33
Заключение по обзору литературы 35
ГЛАВА 2. Организация работы, объекты и методы исследования 38
2.1 Направления исследований 38
2.2 Объекты исследований 39
2.3 Методы проведения исследований 41
2.4 Обоснование выбора функциональных ингредиентов для хлебобулочных изделий 54
2.4.1 Обоснование выбора БАД к пище «Фуколам» из бурой водоросли Fucus evanescens 54
2.4.2 Обоснование выбора экстракта из бурой водоросли Fucus evanescens 58
ГЛАВА 3. Изучение потребительских предпочтений и анализ ассортимента хлеба на рынке г.владивостока 61
3.1 Изучение потребительских предпочтений населения к хлебобулочным изделиям на рынке г. Владивостока 61
3.2 Изучение ассортимента хлебобулочных изделий с функциональными свойствами, реализуемых на рынке г. Владивостока 66
ГЛАВА 4. Разработка рецептуры и товароведная оценка хлебобулочных изделий с использованием биологически активной добавки к пище «фуколам» 71
4.1 Влияние БАД «Фуколам» на основное сырье для производства хлебобулочных изделий 71
4.1.1 Влияние БАД «Фуколам» на хлебопекарные свойства пшеничной муки 71
4.1.2 Влияние БАД «Фуколам» на биотехнологические свойства хлебопекарных дрожжей 73
4.2 Комплексная товароведная оценка хлебобулочных изделий с добавлением БАД «Фуколам» 76
4.2.1 Влияние БАД «Фуколам» на органолептические показатели в процессе хранения 78
4.2.2 Влияние БАД «Фуколам» на физико-химические показатели хлеба в процессе хранения 84
4.4 Оценка потребительских свойств хлеба пшеничного с добавлением БАД «Фуколам» - «Дары моря+» 99
ГЛАВА 5. Разработка рецептуры и товароведная оценка хлебобулочных изделий с использованием экстракта бурых водорослей 105
5.1 Оценка технологических рисков применения экстракта бурых водорослей для пищевых целей 105
5.2 Влияние экстракта бурой водоросли на основное сырье для производства хлебобулочных изделий 109
5.2.1 Влияние экстракта бурой водоросли на хлебопекарные свойства пшеничной муки 109
5.2.2 Влияние экстракта бурой водоросли на биотехнологические свойства хлебопекарных дрожжей 110
5.3 Комплексная товароведная оценка хлебобулочных изделий с добавлением экстракта бурой водоросли 114
5.3.1 Влияние экстракта на органолептические показатели 116
5.3.2 Влияние экстракта на физико-химические показатели хлеба
5.4 Доклиническая оценка эффективности действия хлеба с экстрактом 122
5.5 Оценка потребительских свойств хлеба пшеничного с добавлением экстракта -«Океан» 129
Заключение 134
Выводы 137
Список использованных истчоников 139
Список сокращений
- Современная ситуация производства хлебобулочных изделий в г. Владивостоке Приморского края
- Обоснование выбора функциональных ингредиентов для хлебобулочных изделий
- Изучение ассортимента хлебобулочных изделий с функциональными свойствами, реализуемых на рынке г. Владивостока
- Комплексная товароведная оценка хлебобулочных изделий с добавлением БАД «Фуколам»
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Согласно результатам мониторинга состояния фактического питания и здоровья населения России, наиболее частые нарушения пищевого статуса обусловлены, наряду с другими причинами, распространением дефицита микронутриентов (Онищенко, 2013; Тутельян и др., 2014). Установлена необходимость обеспечения потребностей организма человека в компонентах пищи, обладающих биологической активностью (Спиричев и др., 2005; Позняковский, 2011; Маюрникова и др., 2012; Тутельян и др., 2014).
Для придания хлебобулочным изделиям (ХБИ) профилактической
направленности используют широкий спектр различных ингредиентов, в том
числе морского происхождения (Матвеева и др., 2012), среди которых бурые
водоросли морей Дальнего Востока РФ, представляют особый интерес.
Особенно перспективны биологически активные сульфатированные
полисахариды – фукоиданы из бурых водорослей, обладающие антираковыми, антивирусными, антикоагулянтными и др. свойствами, и аналоги которых не обнаружены в наземных организмах (Фукоиданы…, 2014).
На основе фукоиданов из бурых водорослей Fucus evanescens получены различные биологически активные добавки (БАД) к пище, в том числе «Фуколам» – порошок, содержащий сульфатированные полисахариды и альгинаты. В процессе получения БАД «Фуколам» (ТУ 9284-065-02698170-2011, RU.77.99.11.003.Е.054521.12.11) (далее – «Фуколам») образуется водно-этанольный экстракт «Фуколам-Э» (ТУ 9284-068-02698170-2007) (далее – экстракт), обладающий также выраженной биологической активностью, но не нашедший пока своего применения для пищевых целей.
Разработаны продукты разных групп с применением «Фуколам»: кисломолочные, мясные, напитки, мороженое и т.п., определено их лечебно-профилактическое действие. Однако до настоящего времени, не изучена возможность применения «Фуколам» и экстракта в качестве новых ингредиентов в рецептуре ХБИ профилактического назначения.
В этой связи, разработка хлеба профилактического назначения с
добавлением «Фуколам» и экстракта представляет интерес для науки и
производства, позволяет расширить ассортимент выпускаемой продукции с
высокими потребительскими характеристиками и обладающей
профилактическими свойствами.
Степень разработанности темы. Проблеме обогащения ХБИ
биологически ценными веществами, повышающими их пищевую ценность, и разработке продуктов для здорового питания посвящены исследования отечественных ученых - Л.Я. Ауэрмана, В.Л. Кретовича, Л.И. Пучковой, Р.Д. Поландовой, А.С. Романова, В.М. Позняковского, С.Я. Корячкиной, Т.В. Матвеевой, Н.М. Дерканосовой, Л.Н. Шатнюк, Л.В. Драчевой, А.П. Косована, Н.Т. Чубенко, Л.И. Кузнецовой, О.Г. Чижиковой, зарубежных исследователей – C. Collar, C. Fitzgerald, T. Hofmanov, S.U. Kadam, H. Mamat, M. Mastromatteo и др.
Целью диссертационного исследования является изучение процесса формирования качества и потребительских свойств хлебобулочных изделий при использовании БАД «Фуколам» и экстракта «Фуколам-Э» в качестве рецептурных компонентов.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
исследовать ассортимент и провести анализ потребительских предпочтений населения на примере г. Владивостока в отношении ХБИ с профилактической направленностью;
обосновать целесообразность и перспективность применения «Фуколам» в качестве нового ингредиента в составе ХБИ;
обосновать возможность и перспективность применения экстракта в качестве нового ингредиента в составе ХБИ;
разработать рецептурные композиции и провести комплексную товароведную оценку разработанных ХБИ с «Фуколам» и экстрактом;
в готовых ХБИ определить остаточное количество активных компонентов «Фуколам» для подтверждения стабильности БАД и эффективности ее применения в технологии хлеба;
изучить эффективность хлебобулочных изделий с добавлением экстракта по результатам доклинических исследований в эксперименте на животных с применением стандартных фармацевтических моделей;
- разработать нормативно-техническую документацию на ХБИ с
добавлением «Фуколам» и экстракта.
Научная новизна работы. Установлено, что «Фуколам» при производстве хлеба из пшеничной муки в/с в массовой доле 0,1 % оказывает положительное влияние на биотехнологические свойства хлебопекарных дрожжей, качественные показатели хлеба в процессе хранения. Подъемная сила повышается на 33,8 %, замедляется потеря влаги в 3 раза и пористости в 2 раза, снижается потеря формоустойчивости, сжимаемости и набухаемости мякиша.
Определена безопасность экстракта и возможность его применения в качестве нового ингредиента в составе продуктов питания. Установлено, что экстракт при производстве хлеба из пшеничной муки в/с положительно влияет на свойства муки, биотехнологические свойства хлебопекарных дрожжей и качество хлеба. Экстракт в концентрации 5 % способствует укреплению клейковины, сокращению времени подъема теста, повышению газообразующей способности муки на 48 %, улучшению цвета и эластичности мякиша, увеличению формоустойчивости на 11,5 %.
Доказана стабильность «Фуколам» в составе хлеба в технологическом процессе его производства. Избран индикатор стабильности исследуемого хлеба - остаточное содержание альгинатов и минорных сахаров (фукозы). Потери после температурной обработки составляют 8,4 %, что аргументирует сохранность и эффективность действия «Фуколам» в составе хлеба в качестве ингредиента, позволяющего позиционировать разработанный продукт как профилактический.
Продемонстрирована биологическая активность хлеба с добавлением экстракта в проведенных доклинических испытаниях на животных.
Результаты комплексной товароведной оценки хлеба с новыми ингредиентами продемонстрировали отсутствие технологических и санитарно-гигиенических рисков их применения в рецептуре продукта. Полученные хлеба с «Фуколам» и экстрактом полностью соответствовали требуемым показателям безопасности по НД РФ и ТР ТС.
Теоретическая и практическая значимость результатов проведенных исследований. Теоретическая значимость заключается в получении новых данных по оценке безопасности, возможности, целесообразности и эффективности применения новых ингредиентов - продуктов переработки морских бурых водорослей F. evanescence - «Фуколам» и экстракта в технологии ХБИ профилактического назначения.
Научно обоснована перспективность применения «Фуколам» и экстракта в рецептуре хлеба из пшеничной муки в качестве ингредиентов, обеспечивающих его профилактические качества, улучшающих технологические характеристики хлеба, наряду с сохранением его традиционных органолептических свойств.
Практическая значимость. Разработаны, утверждены и введены в действие стандарты организации на 2 вида ХБИ с добавлением «Фуколам» и экстракта (Хлеб пшеничный «Дары моря +» СТО 9110-02067942-013-2012; Хлеб пшеничный «Океан» СТО 9110-02067942-015-2012).
Проведена опытная выпечка хлеба по разработанным рецептурным композициям на базе ООО «Золотое кольцо», г. Владивосток.
Результаты исследований были использованы при участии в I Всероссийском конкурсе «Лучший молодой ученый 2013 года» (Диплом победителя), в разработке инновационного проекта «Биотехнология продуктов питания функционального и специализированного назначения на основе биоресурсов Дальнего Востока» (Диплом и золотая медаль 8-го Международного биотехнологического Форум-выставки «РосБиоТех-2014»).
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе на кафедре биотехнологии и функционального питания Школы биомедицины Дальневосточного федерального университета.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (проект №14-50-00034, 2014-2018 гг.) и Министерства образования и науки Российской Федерации (проект № 1326, 2014-2016 гг.).
Методология и методы исследования. Для реализации поставленных задач использовали общепринятые и специальные методы сбора, обработки и анализа информации, оценки качества и эффективности: физико-химические, технологические, органолептические, социологические, специальные - ВЭЖХ, 13С-ЯМР, доклинические исследования на животных.
Основные положения, выносимые на защиту:
- целесообразность разработки хлеба с продуктами переработки морских бурых водорослей Fucus evanescence - «Фуколам» и экстракта;
рациональное содержание «Фуколам» и экстракта, обеспечивающее улучшенные качественные характеристики разработанного хлеба;
эффективность включения «Фуколам» и экстракта в рецептуру хлеба по выбранным индикаторам, позволяющая позиционировать разработанный хлеб как профилактический.
Степень достоверности результатов. Теоретические аспекты подкреплены данными экспериментальных исследований, достоверность которых основана на методах статистического и сравнительного анализа. Экспериментальная часть выполнена с использованием современных и общепринятых методов исследований. Результаты исследований апробированы на действующем предприятии, и рекомендованы для практического использования.
Апробация результатов исследования. Материалы диссертации представлены и доложены на научно-практических конференциях: Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Пищевые продукты и здоровье человека» (Россия, г. Кемерово, 2012 г.); Международная научно-практическая конференция «Современная наука: тенденции развития» (Россия, г. Краснодар, 2012 г.); VII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Качество продукции, технологий и образования» (Россия, г. Магнитогорск, 2012 г.); III Международная научно-практическая конференция «Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века» (Россия, г. Краснодар, 2013 г.), V Международная научно-практическая конференция «21 век: фундаментальная наука и технологии» (USA, North Charleston, 2014 г.); Российская научно-практическая конференция «Биологически активные вещества из гидробионтов в биотехнологии и медицине» (Россия, г. Владивосток, 2014 г.); Международные научные чтения «Приморские зори -2015» (Россия, г. Владивосток, 2015 г.)
Публикации. Основные положения и результаты исследований опубликованы в 25 печатных работах, в том числе 9 статей, в изданиях рекомендованных ВАК РФ.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа включает введение, 5 глав, заключение, выводы, список использованных источников, список сокращений и приложения. Текст диссертационной работы изложен на 203 страницах, содержит 26 рисунков, 32 таблицы и 11 приложений. Список использованных источников включает 329 наименования российских и зарубежных авторов.
Современная ситуация производства хлебобулочных изделий в г. Владивостоке Приморского края
Перспективным направлением расширения ассортимента ХБИ повышенной пищевой и биологической ценности является использование натуральных пищевых обогатителей, отличающихся повышенным содержанием витаминов, минеральных веществ в биоусвояемой форме, незаменимых аминокислот и др. [224]. К ним относятся зерновые и масличные культуры, фруктовые добавки и другие, отличающиеся повышенным содержанием витаминов, незаменимых аминокислот, минеральных веществ в биоусвояемой форме и других БАВ [88, 105, 199]. Для коррекции хлебопекарных свойств муки и выработки изделий повышенной пищевой ценности использовали в качестве белкового обогатителя сухую пшеничную клейковину в количестве от 25 до 50 % от массы пшеничной муки [110].
Повысить содержание витаминов в ХБИ можно при введении в рецептуру продуктов переработки растительного сырья, например продуктов переработки семян амаранта, функциональное действие которых обусловлено не только их химическим составом, но и положительным действием на организм человека.
Разработана технология производства ХБИ с использованием продуктов переработки семен амаранта [207]. Цельносмолотая мука и шрот амаранта способствовали улучшению хлебопекарных свойств пшеничной муки и повышению пищевой ценности готовых изделий. Определение оптимальной дозировки цельносмолотых семян амаранта сорта Кизлярец было проведено Н.М. Дерканосовой и др.[53] для получения ХБИ с традиционными свойствами и повышенной пищевой ценностью. Добавление амарантовой муки в смеси с пшенной в оптимальном соотношении приводит к увеличению содержания протеина в ХБИ [13]. Известно применение пшенных хлопьев в качестве монокомпонента [219]. С целью улучшения пищевой ценности хлеба представляется перспективной частичная замена пшеничной муки нетрадиционными видами зернового сырья: амарантом, лебедой, люпином, коноплей, метличкой и чиа. Разработанные образцы хлеба с амарантом и люпином показали более высокое содержания белка, в образце с люпином было обнаружено повышенное количество пищевых волокон, образцы с конопляным зерном содержали более значимое количество минеральных веществ в сравнении с контрольным образцом [284].
Для приготовления зернового хлеба для повседневного, диетического и лечебно-профилактического питания был рекомендован состав, который содержащий диспергированное замоченное зерно пшеницы, сухую закваску «Аграм», воду, а также добавку из муки пшеничной с высоким содержанием отрубянистых частиц и витаминно-минеральной добавки «Валетек-6» [151].
Хлеб из непросеянной муки, обогащенной гидратированной гороховой мукой и с добавлением гидроксипропилцеллюлозы, агар-агара и гуаровой камеди для улучшения органолептических показателей, обладал низким гликемическим индексом [297]. В качестве улучшителя для производства хлебобулочных изделий был предложен порошок из створок зеленого гороха [203]. Внесение чечевичной муки в количестве 25 % и 2 % гуаровой камеди обеспечивало лучшие органолептические свойства хлеба на основе муки грубого помола из пшеницы твердых сортов, а также увеличивало количество белков и пищевых волокон [308]. Применение в производстве ХБИ соевой полуобезжиренной муки после обработки ее в молочной сыворотке совместно с добавлением аскорбиновой и глютаминовой кислот, определило повышение пищевой ценности и содержание белка в готовых изделиях [25]. Возможность комбинирования пшеничной муки и муки просо для повышения пищевой ценности ХБИ установлена при дополнительном внесении в рецептуру эмульгатора и комплекса ферментов [313].
Для коррекции качества хлеба из пшеничной муки со слабой клейковиной рекомендовано использовать семена чечевицы [86].
В качестве обогащающих компонентов для выработки хлеба с повышенной биологической ценностью предложено вносить семена кунжута, льна, ядра кедрового ореха, мед и персиковое пюре [135].
Добавку на основе рисового солода, улучшающую при производстве хлеба из пшеничной муки с крепкой клейковиной органолептические и физико-химические показатели качества готовых изделий, предложили использовать ученые НИИ сои совместно с учеными ДВФУ [85]. Разработана комплексная добавка для увеличения пищевой ценности ХБИ на основе соевого напитка и/или соевой окары, включающая белки молочной сыворотки и гидролизаты мясных белков, кальциевый обогатитель из яичной скорлупы, гемоглобин крови сельскохозяйственных животных, йодированные белки сыворотки молока и пищевые волокна [159].
При производстве хлеба пшеничного изучена возможность применения льняной муки в качестве сырья [221], установлены оптимальные ее дозировки, повышающие содержание пищевых волокон в хлебе до статуса функционального ингредиента. Показана возможность использования фасоли в качестве обогатителя ХБИ [245].
Обоснование выбора функциональных ингредиентов для хлебобулочных изделий
Спектроскопия 13С-ЯМР - один из методов ЯМР-спектроскопии, использующий ядра изотопа углерода 13С. Ядро 13C имеет в основном состоянии спин (Спин - собственный момент количества движения элементарной частицы)1/2, его содержание в природе составляет 1,12 %. Сигналы ядер 13С расщепляются за счет спин-спинового взаимодействия с другими магнитными ядрами, что приводит к усложнению спектра. Поэтому часто в данном методе используется полное или частичное подавление спин-спинового взаимодействия. 13С-ЯМР спектр был получен на ЯМР-спектрометре DRX 500 (Bruker, Германия) с рабочей частотой 62,9 мГц в D2О при температуре 70 С, в качестве внутреннего сигнала использовали метанол (50,15 м. д.) Образец полисахарида растворяли в D20.
Изучение эффективности хлебобулочных изделий с экстрактом с применением унифицированных экспериментальных моделей на лабораторных животных (мыши, крысы) [123].
Экспериментальные работы на животных проводили в комплексе с сотрудниками кафедры фармации Тихоокеанского государственного медицинского университета (ТГМУ) с учетом МУК 2.3.2721-98 «Определение безопасности и эффективности биологически активных добавок к пище».
Общую физическую выносливость экспериментальных животных изучали с помощью общепринятой стандартной методики - плавание в бассейне без груза и с грузом (температура воды 20+0,5 С). Для уменьшения вариабельности получаемых результатов к каждой крысе подвешивали груз (5 % от массы тела). Продолжительность плавания регистрировали в минутах. Критерием полного утомления служило 10-секундное погружение животного под воду [123].
Эксперименты проводили на половозрелых крысах-самцах линии Август массой 300- 320 г. и мышах линии СВА-агути массой 19-21 г, исключая весенне-летний период. Эксперименты проводили с разрешения этического комитета ТГМУ и с учетом требований к работе с экспериментальными животными согласно Европейской конвенции по защите экспериментальных животных 86/609. Было сформировано две группы животных опытная и контрольная. Опытная группа получала хлеб с экстрактом (с содержанием 5 %), контрольная -хлеб той же выпечки, без экстракта, в течение 21 дня, с учетом стандартного питания животных. На время приема хлеба с экстрактом каждое животное отсаживали в отдельную клетку, где они получали хлеб с добавкой, рассчитанный на конкретную массу крысы или мыши. После поедания хлеба с добавкой, животные возвращались в клетки, где они получали обычный суточный рацион.
В дальнейшем при формировании групп было проведено ранжирование животных по массе тела с целью обеспечения идентичности указанных групп по данному показателю. Животных содержали в виварии на стандартном пищевом рационе при свободном доступе к воде и естественном световом режиме [65, 181].
Влияние подовых ХБИ из пшеничной муки с экстрактом на продолжительность плавания крыс изменение массы их органов, изучали на 14 и 21 дни проведения опыта. Наблюдения за внешним видом и поведением животных проводились ежедневно.
Расчет потребляемого животными хлеба проводили с учетом их веса. В основу расчета была положена суточную потребность в хлебе взрослого человека со средним весом 70 кг - 300 г в сутки.
Для изучения функционального состояния центральной нервной системы крыс применяли тест «открытое поле» по C.S. Hall, в модификации И.И. Брехмана. Методика «открытого поля» основана на использовании установки, которая представляет собой площадку, разделенную на квадратики, ограниченные прозрачными стенками. Крыс размещали в коробке, наблюдали за ними в одно и то же время суток, оценивая «двигательную активность» - по числу пересеченных квадратов, «исследовательскую» - по числу вертикальных стоек (вертикальный компонент ориентировочной реакции).
Условно-двигательную активность мышей изучали при помощи методики, модифицированной К.А. Мещерской и Т.М. Гончаровой, на станке. Станок Винтера и Флатекера представляет собой две деревянные площадки соединенные металлическим стержнем с одной стороны. С другой стороны с верхней площадки на нижнюю свисает канат, по которому мыши поднимаются после небольшой тренировки на время. Для более быстрой выработки условного рефлекса, на верхней площадке находится еда, которая служит пищевым подкреплением. Во время одной тренировки мыши поднимались к кормушке один раз. На 8-9 день от начала тренировки вырабатывался прочный условный рефлекс. Через 2 недели от начала тренировки мышей проверяли на время, т.е. учитывали время задержки на нижней площадке установки (латентный период) и время подъема по канату.
Общую физическую выносливость и стрессовое поведение изучали на модели истощающей нагрузки, заключающаяся в плавании животных в бассейне с температурой воды (20+0,5) С. Для уменьшения вариабельности получаемых результатов к каждой крысе подвешивали груз (5 % от массы тела). Продолжительность плавания регистрировали в минутах.
Наряду с представленными методами традиционно определяли Общее состояние животных по их поведению и весовым параметрам массы тела.
Статистические методы исследования: Все эксперименты повторяли трижды. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью пакета программы «Biostat». Для оценки значимости различий использовали t-критерий Стьюдента (для двух не связанных между собой вариационных рядов).
Статистическую обработку полученных результатов исследования проводили с учетом параметрического критерия Стьюдента на основе пакета прикладных программ «Statistica 7.0» и «Biostat», «Microsoft Office Exsel»-2010. Маркетинговые методы исследования: Изучение потребительских предпочтений проводили с помощью метода интервьюирования с предварительным расчетом квотной выборки респондентов [7]. Согласно «Теории статистики» Р.А. Шмойловой [255] количество опрашиваемых респондентов (n) рассчитывали по формуле приведенной ниже.
Изучение ассортимента хлебобулочных изделий с функциональными свойствами, реализуемых на рынке г. Владивостока
Ассортимент обогащенной хлебобулочной продукции, выпускаемый группой компаний «Владхлеб» разделен на группы и представлен 5 ассортиментными группами: группа «Хлебный день», «Ржаная культура», «Зерновая культура», «Botanica», «Здоровое питание».
Во всех представленных ассортиментных группах можно выделить несколько компонентов, придающих функциональную направленность ХБИ. Наиболее распространенным компонентом являются пшеничные отруби: с добавлением дробленого зерна ржи, пшеничных отрубей и солода Хлеб «Пумперникел»; с добавлением пшеничных отрубей «Хлебец с отрубями»; с добавлением пшеничных отрубей Хлеб «Ржаной с отрубями»; с добавлением пшеничных отрубей Хлеб «Здоровье»; с добавлением пшеничных отрубей «Батон с отрубями»; с добавлением сушеной моркови, семян льна и пшеничных отрубей Хлеб «Идеальная фигура»; с добавкой хитозана и пшеничных отрубей Хлеб «С хитозаном».
Вторыми по значимости можно выделить группу компонентов – зерновые и масличные культуры: »: с добавлением семян подсолнечника и закваски с лактобактериями Хлеб «Золотое зернышко»; с добавлением сушеной моркови, семян льна и пшеничных отрубей Хлеб «Идеальная фигура»; с добавлением цельных злаковых – ржи, пшеницы, овса, спельта, ячменя, просо Хлеб «Мой зерновой»; с добавлением семян масличных культур – тыква, кунжут, лен, подсолнечник Хлеб «Пять злаков»; с добавлением семян льна и подсолнечника, смеси кукурузной и соевой муки, зародышей пшеницы, сухой сыворотки и пряностей Хлеб «Жизненная сила»; Хлеб «Спельтовый» из зерновой смеси, основа которой – спельт (сорт пшеницы); с добавлением пропаренной гречневой крупы Хлеб «Гречишный»; с добавлением злаковых, орехов и сушеных фруктов Хлеб «Совитал фруктовый»; с добавлением семян льна и сушеной моркови Хлеб «Дачный»; с добавлением цельных пророщенных и тонкоизмельченных зерен пшеницы или пшеницы и ржи Хлеб «Тонус»; пшеничный или ржано-пшеничный; Хлеб «Фитнес» из цельнозерновой муки с добавлением пророщенного зерна; с добавлением льняной муки и семени льна Хлеб «Льняное семечко». На третьем месте – с добавкой йодказеин Хлеб «Богатырь»; с экстрактом женьшеня и кедровым орехом Хлеб «Тонус»; с добавлением экстракта чаги Хлеб «Тонус»; с добавлением йодированной соли Хлеб «Подольский плюс».
Мелкие производители (ООО «Хлебное дело», «Пекарня Мишеля», собственное производство гипермаркета «Самбери», «Другой Хлеб Bake & Brew») для обогащения ХБИ применяют в основном зерновые и масличные культуры, орехи, фрукты, сушеные овощи: с семенами льна, овсяными хлопьями, кунжутом, и семечками подсолнечника Хлеб «Зерновой»; Хлеб с клюквой и грецким орехом; Пшенично-ржаной хлеб «Деревенский с грецким орехом»; Хлеб багет-мини «Зерновой» со смесью злаковых культур; хлеб «Дай откушу», выпеченный из трех сортов муки разного помола; Багет льняной с льняными семечками; Хлеб «Купеческий» с грецким орехом; с добавлением сушеной моркови Хлеб «Альпийский»; с добавлением гречишного мёда и грецкого ореха Хлеб «Баварский». Также можно выделить Хлеб багет-мини «Детокс» с добавлением активированного угля и морской соли.
Как видно из представленных данных, основным компонентом для придания хлебу функциональных свойств служат пшеничные отруби (клетчатка), на втором месте стоят цельные или дробленые злаковые и масличные культуры. Следует отметить, что у других производителей и собственных производств супермаркетов встречаются в единичных количествах хлеба с добавлением из пшеничных отрубей, а также злаковых и маличных культур.
Производители вносят в ХБИ, в качестве дополнительных компонентов, (в определенном проценте, конечно) – готовые продукты (сушеная морковь, семена кунжута, подсолнечника, чеснок, и т.п.), тогда как в нормативных документах рекомендуются ингредиенты практически в виде отдельных биологически активных веществ (флавоноиды, фитоэстрогены, полиненасыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты, токотриены и т.п.). Однако учитывая, что, готовые продукты содержат многие, в том числе и вышеперечисленные биологически активные вещества и их комплексы, хлеба с такими добавками можно позиционировать как функциональные или лечебно-профилактические. Согласно действующим ГОСТ Р 52349–2005 [41] и ГОСТ Р 54060–2010 [43], добавленные ингредиенты должны обеспечивать предупреждение или восполнение имеющегося в организме человека дефицита питательных веществ и (или) собственной микрофлоры; должны иметь научно обоснованные полезные свойства, и для них должны быть установлены показатели суточной потребности [248]. Компоненты, которые добавляют в хлеб предприятия г. Владивостока, являются традиционными, кроме нескольких, (например – хлеб с хитозаном, активированным углем), полезные свойства их общеизвестны и научно обоснованы, по этой позиции выпускаемые хлеба можно также причислить к функциональным продуктам.
Таким образом, предприятия г. Владивостока выпускают ХБИ полезные для здоровья человека в достаточно умеренном ассортименте, при этом не позиционируют их как продукты функционального питания, а именно не выносят информацию на этикетку, подтверждающую функциональное назначение данных видов продукции. Подобная ситуация отмечена и в других городах РФ, что не удивляет ведущих ученых РФ в области хлебопечения [91, 92, 93, 248, 249]. По их мнению, учитывая большой комплекс необходимых согласований по требованиям нормативной документации, объективное повышение цены продукта, внедрение нового вида функциональной и диетической продукции становится проблематичным и большинство предприятий не оформляют разработки изделий в качестве функциональных или диетических.
Комплексная товароведная оценка хлебобулочных изделий с добавлением БАД «Фуколам»
При разработке продуктов питания с профилактическими свойствами, независимо от происхождения используемого нового ингредиента, очень важна и необходима оценка эффективности или сохранности его заявляемого физиологического действия в готовых продуктах.
С учетом основных принципов обогащения пищевых продуктов учеными разработаны критерии выбора ингредиентов-обогатителей, которые включают медико-биологические, технологические и экономические аспекты и соответствующие показатели, такие как стабильность, эффективность коррекции дефицитов, безопасность, технологичность, экономика, качество продукта их в процессе технологии продуктов [118, 182, 276].
Традиционными и наиболее показательными способами оценки эффективности вносимых компонентов, конечно, являются медико-биологические исследования в экспериментах in vivo или in vitro. Однако, эти исследования длительны, дороги, и по нашему мнению не всегда необходимы, при наличии остальных положительных показателей.
В некоторых случаях, при использовании в качестве нового ингредиента с профилактическими свойствами БАД к пище, которая имеет изученный химический состав, известную физиологическую активность, обоснованную с точки зрения доказательной медицины; положительные примеры применения ее в других пищевых продуктах, по нашему мнению, для оценки эффективности ее действия в готовых продуктах достаточно ограничиться таким критерием как стабильность.
«Фуколам» отвечает всем перечисленным положениям. Кроме этого, как известно, сульфатированные полисахариды и альгиновые кислоты обладают термоустойчивостью [188, 231], что имеет большое значение для производства хлеба, в процессе которого применяется высокотемпературная обработка, тем не менее, определение этого факта очень важно, так как по мнению П.Б. Оттавей: «стабильность нутриентов в данном пищевом матриксе определяет полезность его для здоровья человека»[137]. В связи с вышеуказанным, данный фрагмент работы посвящен определению остаточного содержания «Фуколам» (фукоидана и альгинатов), т.е. качественного и количественного присутствия его в опытных образцах хлеба, с целью подтверждения эффективности действия БАД в составе хлеба.
Исследование проводилось совместно с учеными-авторами «Фуколам» в лаборатории химии ферментов ТИБОХ ДВО РАН. «Фуколам» состоит из фукоидана, водорастворимого полисахарида состоящего в основном из фукозы, и из альгиновой кислоты. По наличию фукозы судили о количественном и качественном содержании фукоидана в хлебе. Для опыта был взят образец хлеба с содержанием добавки 0,1 %, так как по органолептическим и физико-химическим показателям качества данный образец показал наилучшие результаты. Сложность определения наличия фукозы в хлебе заключалась в том, что массовая доля фукоидана в ХБИ мала, и затруднительно отделение фукозы от других моносахаридов.
Для определения стабильности «Фуколам» в хлебе была выбрана его массовая доля 0,1 % от массы муки. С учетом внесения остальных компонентов рецептуры хлеба, включая воду, содержание «Фуколам» в тестовой заготовке составило 85,8 мг/100 г.
Результаты исследования представлены на рисунке 18 и в таблице 16. Было установлено наличие большого количества глюкозы, меньшее маннозы, ксилозы, рамнозы и наличие фукозы, что свидетельствует о присутствии фукоидана в опытном образце. Остаточное количество фукоидана в готовом изделии было определено по содержанию фукозы в смеси с глюканом. Для определения альгинатов из физико-химических методов наилучшие результаты даёт 13С-ЯМР спектроскопия. 13С-ЯМР спектры альгинатов очень наглядны и уже по характеру сигналов аномерных атомов углерода легко позволяют отличить полимеры с преобладанием D маннуроновой (М) и -L-гулуроновой (Г) кислот [231].
В 13С-ЯМР спектре альгиновой кислоты, полученной при щелочной экстракции хлеба с добавлением «Фуколам» (1% Na2CO3, 600С, рН 10), с последующим диализом и осаждением при рН 1,5 присутствовали интенсивные сигналы с химическими сдвигами (С-1-101,3 м. д.; С-2-71,1 м. д.; С-3-72,6 м. д.; С-4-79,2 м. д.; С-5-77,2 м. д.; С-6-175,9 м. д.), принадлежащие блокам D-маннуроновой кислоты, а также интенсивные сигналы с химическими сдвигами (С-1-101,8; С-4-81,0), характерные для МGG- и GGG-блоков. Поскольку известна полная интерпретация сигналов в этих спектрах, можно рассчитать соотношения мономеров M/G, используя отношения суммы интегральных интенсивностей сигналов С1 остатков -D-маннуроновой кислоты (101,3 м.д.) к соответствующей сумме интегральных интенсивностей сигналов С1 остатков -L-гулуроновой кислоты (101,8 м.д.). Таким образом, соотношение M/G составило 1,1, т.е. практически равномерное распределение блоков (рисунок 19).
13С-ЯМР спектр альгиновой кислоты показывает присутствие интенсивных сигналов с химическими сдвигами, принадлежащие блокам D-маннуроновой кислоте, и характерные для МGG- и GGG-блоков. Поскольку известна полная интерпретация сигналов в этих спектрах, то было рассчитано соотношение мономеров M/G, которое составило 1,1, т.е. практически равномерное распределение блоков