0

Т.В. Матвеева, С.Я. Корячкина

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ИНГРЕДИЕНТЫ ДЛЯ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ

И КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ - УЧЕБНО-НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС»

Т.В. Матвеева, С.Я. Корячкина

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ИНГРЕДИЕНТЫ ДЛЯ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ

И КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Орел 2012

0

УДК 664.66.016.022.3 ББК 36.83+36.86 М33

Рецензенты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры «Технология и товароведение продуктов питания»

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Государственный университет - учебно-научно- производственный комплекс»

А.И. Шилов,

доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой «Коммерция и товароведение» Воронежского филиала

Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

«Российский государственный торгово-экономический университет» Н.М. Дерканосова

Матвеева, Т.В. М33 Физиологически функциональные пищевые ингредиенты для

хлебобулочных и кондитерских изделий: монография / Т.В. Матвеева, С.Я. Корячкина. – Орел: ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК», 2012. – 947 с.

ISBN 978-5-93932-457-1

В монографии изложены аспекты переработки сырья растительного и животного происхождения в биологически активные добавки. Приведены функциональные свойства, химический состав и пищевая ценность физиолого-функциональных добавок и нетрадиционных видов сырья, предназначенных для обогащения хлебобулочных и кондитерских изделий. Описаны особенности приготовления плодоовощных концентратов.

Предназначена для специалистов пищевой промышленности, аспирантов, студентов.

УДК 664.66.016.022.3 ББК 36.83+36.86

ISBN 978-5-93932-457-1 © ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК», 2012

1

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………….… ГЛАВА 1. АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ДОБАВКИ……………………………………………….

1.1 Пищевые добавки на основе продуктов переработки зернобобовых культур и животного происхождения………………………………………………….

1.2 Обоснование выбора лекарственно-технического сырья для использования в пищевой промышленности…………………………………...

1.3 Добавки функционального назначения, используемые для профилактики сахарного диабета……………………………………………….

1.4 Сахарозаменители…………………………………………….....1.5 Пряности……………………………………………………..….. 1.6 Производство и реализация улучшителей

ГОСНИИХП для хлебобулочных, кондитерских и макаронных изделий………………………………………….

ГЛАВА 2. ДЕТОКСИЦИРУЮЩАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ПЕКТИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОМ ПИТАНИИ……………………………………………………………...

2.1 Физико-химические и физиологические свойства пектинов………………………………………………

2.2 Способы активирования (увеличения адсорбционной способности) пектиновых веществ…………………………………………………………..

2.3 Плодоовощные пасты и пюре с активированным пектином………………………………………………………...

ГЛАВА 3. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПЛОДООВОЩНЫХ ПЮРЕОБРАЗНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ………………………….........

3.1 Краткая характеристика исходного сырья…………………….

5 8 8 39 70 78 119 124 135 135 139 142 152152

2

3.2 Классификация плодово-ягодных консервов и их краткая характеристика…………………………………………..

3.3 Технологические линии производства плодоовощных концентратов…………………………………..

ГЛАВА 4. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ДОБАВКИ ДЛЯ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ И КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ……………………………………………………………….

4.1 Добавки животного происхождения…………………………... 4.2 Добавки растительного происхождения……………………….

4.2.1 Биологически активные добавки………………………... 4.2.2 Жиросодержащие добавки………………………………. 4.2.3 Обогащенные пищевыми волокнами…………………… 4.2.4 Добавки, обогащенные минеральными

элементами………………………………………………...4.2.5 Обогащенные витаминами………………………………. 4.2.6 Обогащенные комплексными добавками………………. 4.2.7 Фитодобавки………………………………………………

ГЛАВА 5. ИЗДЕЛИЯ ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ………………………………………………………… БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………… ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………...

197 200 211211220220322384 421469474731 787 917 925

3

ВВЕДЕНИЕ Неблагоприятная экологическая обстановка в России

способствует повышению уровня заболеваемости людей, их смертности. Среди основных факторов, вызывающих болезни, выделяют: пролонгирование малых доз радиации, повышенный радиационный фон в отдельных районах, экологически кризисное состояние в районах с экстремальной дозой радиации, экономическая нестабильность, связанная с постоянно несбалансированным рационом питания по белкам, жирам, углеводам, пищевым волокнам, минеральным элементам, а также систематический дефицит этих компонентов в пище. В последнее время все большее значение приобретают работы по использованию лекарственных растений в качестве пищевых добавок. Восточная медицина издавна использует многокомпозиционные смеси лекарственных средств, при составе которых учитывают три правила: тонизирующий эффект, стимулирующее действие и влияние на определенное заболевание. Опираясь на природное сырье, индо-тебетская и вьетнамская медицина использует металлы, минералы, землистые вещества, мясо, кровь, сухожилия, костный мозг, мускус животных, личинки насекомых, а также части тела ящериц, змей, моллюсков, соленую рыбу и многое другое.

Применение адаптогенов в пищевых продуктах - это сравнительно молодое, перспективное и успешно развивающееся направление науки - фармакосанации. Она ставит задачи разработки продуктов и рационов питания для повышения резистентности организма в зонах с повышенным содержанием вредных и опасных для здоровья соединений, а также в областях с природной недостаточностью жизненно важных веществ. Система алиментарной адаптации предусматривает создание продуктов питания, прежде всего профилактического действия, направленного на снижение риска организма от воздействия вредных компонентов, предусматривающих восстановление энергетических затрат человека, создающих важный радиозащитный эффект на ксенобиотики, чужеродные факторы, повышающих резистентность организма. Из наиболее рациональных направлений в исследованиях этой области является поиск новых адаптогенов, повышающих устойчивость к свободнорадикальному окислению веществ внутри организма. К такому сырью можно отнести пырей, клевер, другие луговые травы,

4

свеклу и их различные композиции. Не менее перспективна разработка биотехнологий, позволяющих с помощью микрофлоры получить ценные биологически активные вещества.

Катастрофическая тенденция к уменьшению продолжительности жизни населения России, особенно в экологически неблагоприятных районах, где прослеживаются аномалии в эндо- и экзоэкологии, характеризуется возрастанием общего уровня заболеваемости различными болезнями, связанными со снижением иммунных свойств организма, сердечно-сосудистыми и другими заболеваниями, вызываемыми нарушением обмена веществ.

Исследования, проведенные институтом питания РАМН, выявили глубокий дефицит витамина С (в 3,5-6 раз меньше физиологической нормы), витаминов группы В (В1, В2, В6) более чем у 50 % обследованных детей. Недостаточная обеспеченность фолиевой кислотой выявлена у 36 % детей (в северных районах дефицит достигает 64 %); витаминов группы Е - у 47 % (в ряде регионов составляет 87 %). У большинства детского населения России снижена концентрация кальция, железа и других микронутриентов, в том числе фтора, цинка, йода и, особенно эссенциального микроэлемента - селена, являющегося важным элементом антиоксидантной защиты организма. Дефицит пищевых волокон достигает 50 %. В связи с этим в последнее время все большее внимание в кондитерской промышленности стали уделять разработке и выпуску изделий лечебно-профилактического назначения, в состав которых вводятся препараты биологически активных веществ или природные компоненты, способные повысить их пищевую ценность (подварки из овощей и плодов, фруктово-ягодные порошки и т.д.). Одним из источников биологически активных веществ являются лекарственные растения. Перед синтетическими препаратами лекарственные растения имеют существенные преимущества: в них содержится естественный комплекс биологически активных веществ, макро - и микроэлементов, причем в наиболее доступной и усвояемой форме. Лекарственные растения включают в себя плоды, ягоды, овощи и травы

Защитные функции организма не в состоянии выдерживать высокие нагрузки. Стресс от экстремальных условий, патологические изменения организма в связи с этим направляют окислительно-восстановительные процессы по пути неферментативного

5

свободнорадикального окисления - цепным реакциям, приводя к нарушениям обмена липидов, белков, углеводов в организме и клетках с накоплением продуктов перекисного характера. Для выравнивания функций организма широко используют синтетические радиопротекторы и антиоксиданты, которые зачастую малоэффективны. Все чаще внимание ученых и врачей обращается к природным лекарственным средствам, когда можно использовать целый комплекс биологически активных веществ. Брехман И.И. (1980, 1977, 1976) в понятии «адаптоген» учитывает три основных фактора: безвредность для организма, способность нормализовать сопротивляемость вредному влиянию среды, свойство нормализовать состояние организма.

Используя опыт народного врачевания, целесообразно при создании лечебно-профилактического питания предусматривать в технологии производства продуктов исключение из сырья антропогенных загрязнителей, использование нерафинированных продуктов, а также применение биологически активных добавок, в том числе природных, антиоксидантов (Брехман И.И. 1980, 1987).

Для лечебно-профилактического питания повышаются требования к подбору основного сырья. Ученые (Голубев В.Н., 1995, 1994, Скляр В.И., 1992 и др.) рекомендуют использовать комплекс сырья растительного и животного происхождения, а также ацидофильную, кисломолочную, бифигную микрофлору с добавлением росткового питания в виде витаминов группы В, С, каротина, моносахаридов, в том числе фруктозу и глюкозу, желирующих веществ, пищевых волокон.

Целесообразно широко использовать местные лекарственные ресурсы: сырье растительного, животного и минерального происхождения, изыскивать новые, еще не используемые промышленностью растения и другое сырье, целенаправленно его использовать, применяя технологии, позволяющие сохранять биологически активные вещества.

Важно найти эффективные способы переработки сырья с целью сохранения и усиления их биологически активных свойств.

Основополагающую роль при этом играет разработка и использование оборудования, позволяющего внедрять в производство высокоэффективные технологии, в том числе биотехнологии.

6

ГЛАВА 1. АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ДОБАВКИ

1.1 Пищевые добавки на основе продуктов переработки зернобобовых культур и животного происхождения

Проблема повышения белкового содержания пищевых продуктов

по-прежнему остается актуальной. Одним из путей решения этой проблемы является использование протеидов растительного происхождения. Для этого с успехом могут использоваться представители семейства зернобобовых. Из членов семейства подробно изучены растения рода фасоль, горох, соя и другие, всего 18 видов и более 150 сортов.

Добавки из сои. Среди растительных белков лидирующее положение занимают белки сои. Многочисленные исследования показали, что аминокислотный состав соевого белка является наиболее совершенным из всех источников растительных белков. Соевые продукты отличаются не только лучшим составом незаменимых аминокислот, но также более богаты витаминами, микро- и макроэлементами. Клинические испытания показали, что соевые белковые продукты также легко усваиваются, как и высококачественные животные белки. Соевый белок отличается тем, что не содержит холестерина. Ежедневное потребление 30-50 г соевого белка снижает уровень нежелательных норм холестерина на 9 %. Наряду с этим, потребление соевых продуктов, обогащенных высококачественным белком и имеющих пониженное содержание углеводов, способствует снижению массы тела вследствие их низкой энергетической и высокой питательной ценности. Употребление соевых отрубей, содержащих около 38 % диетической клетчатки, способствует связыванию разного рода болезнетворных и гнилостных образований пищеварения и ускорению очищения от последних пищеварительного тракта с одновременным снижением риска желудочных заболеваний, в том числе онкологических.

Продукты из соевых белков в зависимости от массовой доли белка подразделяются на три основные группы (рис. 1).

Белковые продукты на основе сои используются не только как носители белка, но и как функциональные ингредиенты в очень многих видах пищи. Текстурированные соевые белки благодаря

7

технологической обработке могут придавать пищевым продуктам волокнистую или кускообразную структуру. В хлебопекарном производстве функциональные свойства соевой муки обеспечивают значительное улучшение характеристик качества.

Рис. 1. Белковые продукты из сои Обезжиренная соевая мука производится с сохранением

активного фермента липоксигеназы, которая обеспечивает отбеливание каротиноидных пигментов; в результате замены 0,5 % пшеничной муки соевой мякиш становится более светлым. Под действием липоксигеназы образуются пероксиды, укрепляющие белки клейковины. Это способствует повышению газоудерживающей способности теста и увеличению выхода хлеба с более развитой пористостью. При добавлении к пшеничной муке до 3 % обезжиренной соевой улучшается вкус и аромат хлеба, окраска корки.

Соевая мука, подвергнутая мягкой термообработке, имеет повышенную способность к эмульгированию и водопоглощению. Водопоглотительная функция соевых белков позволяет получить более сухое тесто, пригодное к машинной обработке, а также медленно черствеющий хлеб.

В мучных кондитерских изделиях можно заменять соевой мукой до 50 % применяемого сухого молока. При использовании соевой муки с добавлением лецитина или повышенным содержанием жира можно сократить введение яиц и жиров в кондитерское тесто. Соевая мука применяется при выработке кексов, печенья, крекеров, пирожных и других изделий, облегчая работу с тестом и делая продукт более хрустящим.

8

Соевый белок обладает хорошей связывающей способностью, что важно при изготовлении макаронных изделий для придания им повышенной прочности и пищевой ценности.

При производстве конфет соевую муку вводят для снижения липкости, а также как заменитель орехов.

Существует более 1000 наименований продуктов из сои [29]. Соя интересна не только как ценный продукт питания. Она содержит до 50 % высококачественного и легко усваиваемого растительного белка, много витаминов и минеральных веществ. Потребление соевых продуктов оказывает положительный эффект при лечении дистрофии, ожирения, сердечно-сосудистых заболеваний, болезней хирургического профиля, сахарного диабета. Соевые продукты богаты антиканцерогенами, предотвращающими развитие онкологических заболеваний, нормализуют обменные процессы в организме.

В целях предотвращения аллергических реакций для грудных и маленьких детей разработаны соевое молоко и различные хлебобулочные и кондитерские изделия на основе сои.

Объединение «Кубаньбиопром» и Кубанский государственный технологический университет подготовили новую технологию получения дезодорированной необезжиренной соевой муки, которая по химическому составу существенно не отличается от исходного сырья. Используемая технология обеспечивает сохранение высокого содержания альбуминов (до 68 % общего количества белков), практически неизменный состав незаменимых аминокислот; понижает активность липаз и липоксигеназ, тормозящих ферментативные изменения липидов, что положительно сказывается на хранении муки.

Показатели качества продукта соответствуют требованиям действующих нормативно-технических документов: он имеет хорошие органолептические показатели, высокую влаго- и жиропоглотительную способность, низкую активность уреазы и ингибиторов протеаз, чем соевая дезодорированная полноценная мука. Продукт может быть использован в хлебопекарном, макаронном, кондитерском производствах.

В нашей стране разработана технология производства полножирной соевой муки, обладающей хорошими органолептическими и высокими функционально-технологическими свойствами, удовлетворяющей запросы кондитерского производства.

9

Существуют рекомендации по использованию полножирной и обезжиренной соевой муки при изготовлении различных кондитерских масс для широкого ассортимента: мучных кондитерских изделий, конфет, карамели, пастильно-мармеладных изделий, драже, халвы. Данные рекомендации предусматривают частичную замену такого традиционного сырья, как сахар, сухое и сгущенное молоко, какао порошок, орехоплодное сырье. За рубежом широко распространено применение в кондитерской промышленности вместо ядер орехов ореховых паст с сахаром и добавками на основе сои.

Из соевых продуктов в кондитерской промышленности помимо муки и крупки используют соевый концентрат (массовой долей белка 50-80 %) и соевый изолят (массовой долей белка 80-90 %). Их вводят в основном как добавки, позволяющие конструировать и вырабатывать кондитерские массы с заданными реологическими характеристиками, а также прекрасные белковые обогатители. Даже небольшое количество в рецептуре кондитерского изделия белкового изолята или концентрата позволяет варьировать вязкостью, пено- и гелеобразованием, эмульгирующей, водо- и жиропоглотительной способностью.

Сою можно применять как адекватный заменитель дорогого орехоплодного, молочного и другого традиционного сырья без потери вкусовых достоинств готовых изделий при заметном снижении себестоимости кондитерских изделий.

Зернобобовые культуры, так же как и соевые бобы, служат богатым источником пищевого белка и волокон, включая пектиновые вещества, которые целесообразно сохранять при выработке белковых препаратов. Известно, что в соевых бобах содержатся низкомолекулярные компоненты, обладающие мощным защитным действием, в том числе противоопухолевым, препятствующим возникновению атеросклероза, диабета. Учитывая, что зернобобовые принадлежат к тому же ботаническому семейству, что и соевые бобы, можно предположить, что и они содержат подобные вещества.

Проблема разработки растительных белковых обогатителей традиционно решалась на основе семян сои. В качестве альтернативы может выбрана чечевица, мировым экспортером которой ранее являлась Россия. По массовой доле белка чечевица уступает только сое, на 3-4 % превосходя горох и на 6-8 % фасоль. По биологической ценности белки чечевицы не уступают белкам сои и на одну треть

10

состоят из незаменимых аминокислот. Разработана технология получения изолированного белка чечевицы, который по своим функциональным свойствам приближен к изоляту соевого белка [27].

Традиционный подход к получению препаратов пищевого белка из растительного сырья приводит к потере многих ценнейших биологически активных веществ. Поэтому разработан метод ферментативной модификации белка муки из семян зернобобовых культур экзогенными протеазами. Данный метод является биологически естественным и позволяет, не нарушая структуры биологически активных веществ, содержащихся в исходном сырье, получать в составе муки модифицированный белок с улучшенными функциональными свойствами. Используя метод ферментативной модификации, можно производить физиологически активные пептиды с заданным молекулярно-весовым распределением, обладающие функциональным действием (антистрессовым, антидиабетическим).

Разработанный метод перспективен при получении функциональных композиций заданного состава из зерновых культур с целью использования их в составе хлебобулочных изделий, предназначенных для профилактическго и диетического питания.

Добавки из пшеницы. Особое значение имеет зерновой зародыш, который отличается

высоким содержание практически полноценного белка, витаминов, липидов, макро- и микроэлементов.

Зародыш зерна пшеницы содержит до 40 % белка, включающего практически все незаменимые аминокислоты, до 15 % растительного жира и больше, чем в зерне, водорастворимых и жирорастворимых витаминов. В его состав входят биологически активные вещества - белок 26-40 %, липиды 13-31 %, витамины, мг%: тиамин 16-41, рибофлавин 9-19, ниацин 33-48. Таким образом, зародыш зерна пшеницы почти полностью состоит из биологически активных ценных веществ. Значительное содержание легкоусваиваемых питательных веществ определяет его большую энергетическую ценность.

Высокая биологическая ценность зародыша объясняет необходимость извлекать его при сортовом помоле пшеницы в виде самостоятельного продукта с использованием для производства пищевого масла, витаминного концентрата, различных продуктов диетического питания.

11

Извлечение зародышевого продукта в процессе сортового помола достигается за счет специальной технологии и составляет 0,1-0,3 % массы зерна, в то время как среднее содержание его в зерне пшеницы 2,5 %. Основная часть зародыша отбирается с отрубями. Разработана рациональная технологическая схема, обеспечивающая при сортовых помолах пшеницы извлечение зародышевого продукта в количестве 0,5-0,6 % от массы зерна при чистоте продукта не ниже 75 %. Полученный зародышевый продукт содержит (в среднем) 22,6 % белка; 21,0 % крахмала; 9,21 % жира; 3,76 % клетчатки; 4,76 % минеральных соединений (по массе).

На основе пшеничной зародышевой муки (ПЗМ) разработан новый продукт для детского и диетического питания, имеющий повышенную пищевую ценность. Зародышевые хлопья содержат более 35 % белка, причем более полноценного по аминокислотному составу и легкоусваиваемого, чем белки в целом зерне. В них 28 % углеводов, в основном - легкоусваиваемых Сахаров. Липидный комплекс (9-11 %) на 82 % представлен ценными ненасыщенными жирными кислотами. Хлопья из зародышей пшеницы содержат жиро- и водорастворимые витамины; минеральный комплекс представлен калием, магнием, фосфором, железом, кальцием.

Мука из зародышей пшеницы обладает гипоаллергенным действием и является экологически чистым продуктом, так как пестицидов в ней не обнаружено, концентрация тяжелых металлов значительно ниже ПДК для продуктов детского питания, не содержит микотоксинов.

Среди диетических сортов хлеба представляет интерес хлеб с клейковиной и хлеб, обогащенный зародышами зерна. Хлеб с добавлением зародышей весьма популярен, что объясняется его высокой пищевой ценностью.

В последние годы во многих странах Запада наметилось бурное развитие предприятий по переработке зерна пшеницы на сухую клейковину и крахмалопродукты.

Сухая клейковина широко используется во всем мире для улучшения хлебопекарных качеств муки, так как внесение 2-4 % клейковины в низкоклейковинную муку - единственный действительно эффективный способ значительного повышения ее хлебопекарных свойств. Клейковина применяется как добавка в муку при производстве высококачественных макаронных изделий, пищевых концентратов, как сырье при получении аминокислот.

12

Хлебобулочные изделия с высоким содержанием клейковины и небольшим количеством крахмала рекомендуются для питания больных сахарным диабетом.

Хлебопекарные свойства пшеничной муки из года в год ухудшаются, и хлебозаводы вынуждены выпекать хлеб пониженного качества. Применение искусственных улучшителей муки не увеличивает содержания белка в хлебобулочных изделиях: в таких случаях введение сухой клейковины могут в корне решить проблемы хлебопечения.

Сухая пшеничная клейковина представляет собой пшеничный белок, полученный механическим путем из пшеничной муки с использованием передовых технологий. Применение сухой пшеничной клейковины в макаронной промышленности позволяет достичь значительного улучшения качества изделий, в том числе из муки с пониженными технологическими свойствами. Прочная эластичная структура клейковины повышает способность теста выдерживать напряжение при продавливании через матрицу и улучшает характеристики резания. За счет повышения водопоглотительной способности теста выход его увеличивается.

Испытания, проведенные в ГосНИИХП, и опыт работы некоторых предприятий показали, что применение сухой клейковины в количестве 2-4 % массы муки значительно повышает физико-химические и органолептические показатели макаронных изделий, в том числе: улучшается цветовой показатель желтизны; повышается упругость и ликвидируется липкость сваренных макаронных изделий. Использование сухой пшеничной клейковины позволяет получать высококачественные макаронные изделия даже из хлебопекарной муки, что значительно снижает себестоимость готовой продукции и ведет к заметному повышению экономической эффективности производства.

Немецкая фирма «Могунция» предлагает «Витацель» - пшеничные пищевые волокна, получаемые методом тонкого размола из структурообразующих частей пшеницы [58]. По органолептическим показателям «Витацель» представляет собой белое, нейтральное на вкус и запах порошкообразное вещество. Продукт содержит 98 % балластных веществ, которые, набухая в желудке, вызывают быстрое чувство насыщения, улучшают моторику желудочно-кишечного тракта. «Витацель» хорошо зарекомендовал себя при производстве хлебобулочных изделий лечебно-

13

профилактического действия, вафельных и макаронных изделий. Побочные продукты переработки зерна пшеницы изучены с

целью выделения из них белковых продуктов и определения рационального вида сырья с точки зрения выхода и биологической ценности белка. Исходным сырьем служили отруби с различных систем технологического процесса односортного помола муки комбината хлебопродуктов, оснащенного высокопроизводительным комплектным оборудованием, и трехсортового помола мелькомбината с традиционной технологической схемой. Установлено, что более высокой массовой долей белка отличаются отруби с размольных систем комбината хлебопродуктов. Наиболее высокую массовую долю клетчатки, гемицеллюлоз, липидов и золы имеют крупные отруби с драных систем, наименее - отруби с размольных систем. Массовая доля крахмала в продуктах переработки зерна находится в обратной зависимости от массовой доли клетчатки и гемицеллюлоз.

Экструзионные продукты. В последние годы ассортимент хлеба пополнился изделиями, включающими экструдированные продукты. Основное сырье, используемое при экструзии, - крупка зерновых, предпочтительно кукурузная.

Экструзионная обработка крахмалсодержащего сырья, которым чаще всего служат зерновые культуры, существенно изменяет первоначальные свойства компонентов исходного материала [19]. Сильнее всех меняется углеводный комплекс. В результате совместного действия высокой температуры, давления и интенсивной механической обработки в экструдере происходит клейстеризация крахмальных зерен и деполимеризация больших полисахаридных цепей амилозы и амилопектина с образованием водорастворимых декстринов; денатурация и деструкция белков.

В процессе экструзии за счет влаготермической обработки и эффективного механического воздействия, изменяются физико-химические свойства сырья. В зависимости от разного сочетания параметров процесса получаются продукты, существенно отличающиеся по своим свойствам, что дает возможность значительно расширить ассортимент продуктов пищевого и технического назначения.

Экструзионный метод обработки крахмалопродуктов и крахмалсодержащего сырья имеет ряд преимуществ: нет необходимости в выработке пара и подсушке крахмала; процесс

14

непрерывен; потери минимальны; уменьшаются пожаро- и взрывоопасность. Оптимальные параметры работы установки при изготовлении экструзионных крахмалов: температура в зоне загрузки 50 °С, в зоне термообработки 160 °С, частота вращения шнека 180 с-1, влажность исходного сырья 15 %.

Экструдированная пшеничная мука высшего сорта с пониженными технологическими достоинствами может быть использована в качестве улучшителя. Внесение экструдата улучшает газообразующую способность муки, особенно на втором этапе брожения, когда зимазный комплекс дрожжей переходит на сбраживание мальтозы. При введении экструдированной муки наряду с сахарами вносится большое количество низкомолекулярных декстринов, способных быстро гидролизоваться амилазами муки до мальтозы. Происходит также повышение водопоглотительной способности муки при замесе, что увеличивает вязкость хлеба и теста, замедляет процесс черствения. Добавление экструдата улучшает показатель формоустойчивости подовых изделий и удельный объем формовых. Эти показатели определяются белковым комплексом муки, в частности, состоянием * клейковины, которая в исследуемом случае была ниже нормы (25 %). Компоненты вносимого экструдата обладают высокими гидрофильными свойствами и при взаимодействии с водой образуют вязкие коллоидные системы (студни), способные участвовать в образовании и поддержании пространственной структуры тестовой заготовки, компенсируя недостаток клейковины и ее низкие свойства.

Улучшаются органолептические показатели хлеба: запах и вкус свежеприготовленного хлеба становился более выраженным, корочка приобретала светло-коричневую окраску. Эти процессы обусловлены интенсивным протеканием реакции меланоидинообразования вследствие увеличения к моменту выпечки количества несброженных сахаров, вносимых с экструдатом. Добавка улучшает показатель пористости хлеба и структуру пористости, которая становится более равномерной и тонкостенной.

Оптимальным является добавление 7 % экструдата по массе муки. При увеличении количества добавки до 10 % происходит ухудшение показателей, что может быть связано с излишним внесением гидрофильных компонентов.

Среди диетических сортов хлеба особое место занимают изделия с повышенным содержанием клетчатки с учетом недостатка

15

последней в пищевом рационе. Пшеничные отруби отличаются по количеству аминокислот, в

том числе незаменимых. Наиболее высокую биологическую ценность имели белки отрубей с размольных систем, наименее - мелких отрубей с драных систем. Различия в аминокислотном составе отрубей обусловлены особенностями фракционного состава белков. Мелкие отруби с драных систем содержат меньше альбуминов и глобулинов, но больше глиадина; а отруби с. размольных систем, имея более высокую биологическую ценность, содержат больше альбуминов и глобулинов и меньше глиадина. Известно, что альбумины и глобулины зерна пшеницы более полноценные белки, чем глиадин.

Использованные технологические приемы позволили получить белковые продукты с выходом белка 8,5-18,5 % по массе сухих веществ. Максимальной массовой долей белка (71-72 %) отличались крупные отруби с драных систем, минимальной (46-49 %) - мелкие отруби с размольных систем. С учетом стабильных значений выхода белка, а также усредненных показателей биологической ценности сырья и значений массовой доли белка в выделенных продуктах оптимальным видом побочных продуктов переработки зерна пшеницы для получения пшеничного белка следует считать общие отруби. С точки зрения выхода и наиболее сбалансированного аминокислотного состава пшеничного белка оптимальным видом побочных продуктов переработки зерна следует считать гранулометрическую фракцию отрубей с размером частиц 195-670 мкм. Эта фракция содержит 17,4-17,9 % белка и обеспечивает его выход 58-60 % от общего содержания в сырье. Массовая доля белка в продукте составляет при этом 67-69 % на сухое вещество.

Выделенные из пшеничных отрубей белки обладают всеми функциональными свойствами: растворимостью, жироэмульгирующей, водосвязывающей, жиросвязывающей и пенообразующей способностью, что позволяет их использовать при производстве хлебопродуктов, мучных кондитерских изделий, кремов, десертов, пастильно-мармеладных масс.

Обогащение клетчаткой пшеничного хлеба может осуществляться с помощью натуральных пищевых волокон, присутствующих в зерне, других злаковых культур и продуктов их переработки. С этой целью к пшеничной муке добавляют муку из цельно смолотого зерна ржи, пшеничные отруби, пшеничные

16

зародыши, очищенную клетчатку. При этом качество хлеба зависит от содержания и свойств клейковины в муке. Лучшие результаты достигнуты при использовании высокобелковой муки совместно с сухой клейковиной.

Почти во всех пекарнях вырабатывают хлеб из композитной муки, содержащей отруби и другие балластные вещества, хлеб из цельносмолотого зерна пшеницы и ржи (типа обойной). Разработана технология производства муки грубого помола - Сегалис - из дробленого и раздавленного зерна ржи. Сегалис применяют в качестве добавки при выпуске деревенского, крестьянского хлеба, хлеба из цельносмолотого зерна пшеницы, хлеба из пяти зерновых культур, а также для отделки верхней корки хлеба. Вырабатывают продукты на зерновой основе: из цельносмолотого зерна, с добавлением ржаных и пшеничных отрубей.

Для приготовления хлеба из пяти злаковых культур используют композитную смесь из муки пшеницы, ржи, ячменя, овса, риса и обогащенную пшеничным зародышем. Учитывая пищевую ценность бобов, содержащих лецитин, незаменимые аминокислоты и другие биологически активные вещества, готовят также композитные смеси из пшеничной и 30 % соевой муки крупного помола. Вырабатываемый из такой смеси хлеб отличается своеобразным вкусом, оригинальным внешним видом (с вкраплением крупинок сои).

Продукты переработки различных злаков. Добавки из тритикале. Определены свойства муки из зерна

тритикале Тальва 100 и разработана технология выработки хлебобулочных изделий на ее основе. Химический состав и технологические показатели качества пшеничной муки и различных сортов муки из зерна тритикале представлены в табл. 1 и 2 [43].

Таблица 1

Химический состав муки из тритикале (массовая доля, % на сухое вещество)

Сорт муки Липиды Белок Клетчатка Зола Крахмал СахараМука тритикале: Тальва 100 1,7 11,6 0,65 1,13 55,9 0,7 АД-206 1,5 13,8 0,6 1,06 60,5 0,9 АД 3/5 1,4 12,0 0,63 1,09 58,5 0,6 АД-201 1,5 13,1 0,68 1,16 54,5 0,7 Мука пшеничная 1,3 10,6 0,3 0,7 67,1 1,0

17

Таблица 2 Технологические показатели муки

Показатель муки Мука пшеничная

Мука тритикале Тальва 100 АД-206 АД 3/5

АД-60 Газообразующая способность, см3 СО2 за 5 ч брожения

1395 1870 1895 1940 1855

Сахарообразующая способность, мг мальтозы на 100 г муки

108 432 234 480 414

Автолитическая активность, % 20,5 44,0 53,0 47,5 57,0 Активность α-амилазы, ед. 9,41 16,8 25,0 18,0 21,6 Массовая доля клейковины, % 30 25 32,8 30,6 27,9 Показание ИДК-1, ед. прибора 75 93,5 102,5 94,0 104,0

По органолептическим показателям мука из зерна тритикале

Тальва 100 почти не отличается от муки других сортов. Зольность муки Тальва 100 выше на 3,5 и 6,2 % зольности муки АД 3/5 и АД-206, но ниже АД-201 на 2,3 %. Массовая доля крахмала находится на уровне АД-60, но на 4,4 и 7,6 % ниже, чем у АД 3/5 и АД-206 соответственно. Массовая доля липидов на 11,8-17,6 % превосходит другие сорта, белка на 11,5 и 15,9 % меньше, чем у сортов АД-60 и АД-206. Обобщая эко периментальные данные о химическом составе, физико-химических и хлебопекарных достоинствах муки из тритикале Мальва 100, учитывая биологические особенности этого сорта, можно сделать вывод о целесообразности использования его для выработки хлебобулочных изделий по специально разработанной технологии. Она предусматривает снижение активности амилолитических ферментов, улучшение физических свойств клейковины и теста, пищевой ценности изделия за счет внесения белкового обогатителя в виде липидно-белкового комплекса из зерна тритикале.

Для понижения активности ферментов повышают кислотность опары на 3 град, начальную кислотность теста на 2 град., для чего воду по рецептуре полностью заменяют молочной сывороткой. Брожение опары и теста ведут при температуре 26-27 °С, уменьшая влажность опары до 55 %, теста до 41,5 % (на 1 % против установленных норм). В целях уменьшения продолжительности брожения теста долю дрожжей увеличивают на 3 %. Для улучшения физических свойств опары и теста в опару добавляют до 15 % соли от ее общей массы, улучшцтель в дозе 0,008-0,014 % и БЛК 2,65-5,85 %

18

к массе муки в тесте, так как ранее было установлено, что добавление БЛК значительно повышает вязкость полуфабрикатов, укрепляет клейковину, снижает показатели ИДК-1. Это объясняется высокой реакционной способностью белков, смещающих равновесие –SH– ↔ –S–S– в сторону образования дисульфидных связей.

Практический интерес для пищевой промышленности представляет использование кукурузной, рисовой, овсяной, пшенной муки, направленное на повышение показателей качества песочного полуфабриката.

Кукурузная мука согласно ГОСТ 14176-69 вырабатывается трех видов: тонкого помола, крупного помола и типа обойной. В зерне кукурузы содержится в среднем, %: 10,3 белков, 4,9 жиров, 67,5 углеводов, в том числе крахмала 56,9, 2,1 клетчатки, а также минеральные вещества (Na, K, Ca, Mg, P, Fe) и витамины В1, В2, РР.

Высокое содержание фосфолипидов обуславливает ценность кукурузного сырья как источника получения препарата фосфатидов, используемых в производстве различных пищевых продуктов. По сравнению с пшеничной в кукурузной муке содержится больше липидов, сахаров, гемицеллюлозы. Она богата макро- и микроэлементами, витаминами Е, В6, биотином и др. В составе жирных кислот кукурузной муки преобладают полиненасыщенные (линолевая и линоленовая) кислоты. Этот вид муки богат фосфолипидами (0,8-1,2 %), основными фракциями которых является лизофосфатидилхолины, фосфатидилхолины, фосфатидил-этаноламины, фосфатидилинозиты, фосфатидные кислоты.

В классе каротиноидов кукурузы идентифицированы каротин, криптоксантин, зеаксантин.

Содержание токоферолов значительно колеблется в зависимости от сорта и года урожая. Преобладающей группой являются α-токоферолы, имеющие высокую Е-витаминную антиокислительную активность.

Свойства углеводно-амилазного и белково-протеиназного комплексов кукурузной муки отличаются от пшеничной. Газообразующая способность кукурузной муки 70-75 % выхода выше, чем пшеничной муки 1 сорта. Это объясняется более высокой атакуемостью крахмала кукурузной муки амилолитическими ферментами. Активность амилаз в кукурузной муке меньше, чем в пшеничной.

Белки кукурузной муки слабо набухают и не образуют

19

клейковину. При добавлении кукурузной муки к пшеничной снижается количество отмываемой клейковины по отношению к массе пшеничной муки, находящейся в смеси. Клейковина менее связная и более крошащаяся. При добавлении кукурузной муки к пшеничной из-за свойств белков кукурузы уменьшается объемный выход хлеба. Установлено также, что примесь муки кукурузы оказывает резко выраженное отрицательное влияние на реологические свойства пшеничного теста, но в какой мере оно обусловлено свойствами белковых веществ примесей и как последние влияют на пшеничную клейковину, пока еще неизвестно. Молекулы глютелина кукурузы не способны образовывать непрерывную структуру в тесте вследствие наличия большого количества поперечных связей между молекулами белка.

В отношении глютелина кукурузы различных сортов имеются немногочисленные и довольно противоречивые данные, что в значительной степени объясняется трудностью получения препаратов глютелина, свободных от других белков. Высоколизиновые сорта кукурузы содержат в зерне больше альбуминов и глобулинов. Количество глютелиновой фракции, экстрагируемой 0,2 %-ным раствором едкого натрия, в значительной степени зависит от условий предшествующей экстракции: применение смеси 70 %-ного раствора этанола с уксуснокислым натрием понижает выход глютелиновой фракции по сравнению с экстракцией чистым этанолом. После восстановления меркаптэтанолом и алкилирования глютелин приобретает способность растворяться в 8 М растворе мочевины при рН 8,0 или 3,1. Электрофорез этих препаратов не обнаружил существенных различий между глютелинами нормального и высоколизинового зерна.

Во многих зарубежных странах кукурузная мука входит в смесь «составной муки».

В ФРГ кукурузную муку грубого помола в количестве 20 % в смеси с другими добавками (ячменной, соевой, овсяной мукой) добавляют в тесто для приготовления диетических изделий с низкой калорийностью. Она входит в состав многих изделий в странах Африки и Ближнего Востока.

Использование кукурузной муки в производстве песочных полуфабрикатов позволит получить рассыпчатые, незатяжистые изделия вследствие низкой способности белков к набуханию, что затрудняет образование клейковины. Поэтому в нашей работе

20

кукурузная мука используется для улучшения качества, а также увеличения пищевой ценности и уменьшения калорийности мучных кондитерских изделий.

Овсяная мука. Одним из источников необходимых элементов питания человека является овсяная мука. Продукты из овса являются единственными из зерновых продуктов, снижающими кровяное давление.

Зерно овса содержит 10-19 % белка. На долю небелковых азотистых веществ приходится 12-17 % общего количества азотистых веществ, крахмала – 40-50 %, минеральных веществ - 3-3,5 %.

Овсяная мука – хороший источник растительного белка, липидов, витаминов и минеральных веществ, растворимой клетчатки, регулирует работу желудка, предупреждает развитие диабета и уменьшает синтез холестерина.

Зерно овса богато витамином В1. В нем содержится значительное количество слизей. В овсяной муке находится повышенное содержание микро- и макроэлементов, особенно калия, магния, кальция и железа, наиболее дефицитных в питании человека минеральных веществ, недостаток которых ведет к замедлению роста скелета, развитию рахита у детей, остеопороза у взрослых и анемии.

Белки овса выгодно отличаются от белков пшеницы. В них содержится, г на 100г белка: валина – 7,8; изолейцина – 5,2; лейцина – 8,1; лизина – 3,9; метионина – 2,0; треонина – 3,8; триптофана – 1,7; фенилаланина – 6,47.

Аминокислотный скор белка овса по лизину 71 %, тогда как белка озимой пшеницы по этой аминокислоте только 56 %.

Овес отличается от других злаков тем, что в его эндосперме содержится много липидов. Жир овса в основном состоит из глицеридов олеиновой и линолевой кислот. Как и у других злаков, липиды овса содержат много непредельных жирных кислот, сумма которых составляет около 80 % при довольно высоком содержании олеиновой кислоты. Содержание токоферолов в масле составляет 9,8-75 мг %, они представлены различными изомерами.

Каротиноидные пигменты представлены кислородсодержащими соединениями: ксантофилэпоксидом и тараксантином.

Добавление овсяной муки к пшеничной способствует значительному повышению упругости и водопоглотительной способности хлебопекарного теста. Что касается песочного теста, то целесообразно использование овсяной муки взамен пшеничной для

21

снижения количества клейковины и улучшения структурно-механических свойств теста и качества готовых изделий. Установлено, что молекулы глютелина овса не способны образовывать непрерывную структуру в тесте вследствие наличия большого количества поперечных связей между молекулами белка.

Таким образом, для производства песочного полуфабриката представляет интерес использование овсяной муки, так как она имеет низкие хлебопекарные свойства, улучшает структуру теста, качество готовых изделий.

Рисовая мука. Для сокращения дефицита аглютеновых (не содержащих пшеничный белок) хлебных изделий предлагается использовать при производстве хлеба муку из дробленой рисовой крупы. Рисовая дробленая крупа в пересчете на сухое вещество содержит, % (по массе): белка 9,0-9,6; крахмала 77,5-78,0; клетчатки 0,90-0,94; золы 0,86-0,88; липидов 0,40-0,41. При добавлении рисовой муки массовой долей 10-20 % в виде осахаренной заварки пробы хлеба имеют объем на 10-14 % и пористость на 2-3 % больше по сравнению с контролем, наблюдается более интенсивная окраска корки. Можно добавлять рисовую муку при производстве вафельных листов (до 50 % от общего расхода муки), бисквитов, затяжного и овсяно-фруктового печенья.

В настоящее время состав и пищевые достоинства рисовой муки достаточно изучены. Известно, что в ее составе содержится до 65 % крахмала. Кислотность рисовой муки 4,8-5,0 град. Рисовая мука содержит жира в 3, сахаров в 1,6, золы в 6 раз больше, чем пшеничная мука первого сорта.

Что касается липидов риса, то преобладающими в их структуре являются олеиновая и линолевая жирные кислоты.

Таким образом, рисовую муку – ценный пищевой продукт – целесообразно использовать в производстве мучных кондитерских изделий, что позволит повысить их диетические свойства.

Пшенная мука. Пшенную муку получают из пшенной крупы путем её дробления. Пшено для переработки в муку должно отвечать следующим требованиям: зародыш должен быть снят не менее, чем у 70 – 80 % зерен; поверхность ядра должна быть матовой, шероховатой, ярко окрашенной.

Что касается белков пшена, то установлено, что проламиновая фракция пшена, называемая паницином, составляет около половины всех белковых веществ.

22

Известно также, что примесь муки пшена оказывает резко выраженное отрицательное влияние на реологические свойства пшеничного теста, но в какой мере оно обусловлено свойствами белковых веществ пшенной муки и как последние влияют на пшеничную клейковину, пока ещё неизвестно.

Пшено отличается высоким содержанием липидов, сосредоточенных, главным образом, в зародыше. Характерные особенности липидов пшена были обстоятельно исследованы, что позволило объяснить специфические свойства зерна пшена как объекта хранения. Липиды, как свободные, так и связанные и прочно связанные, характеризуются очень высоким содержанием непредельных жирных кислот, достигающим 90 – 93 %. В липидах пшена содержание прочно связанной фракции очень велико. Состав жирных кислот связанных и прочно связанных липидов характеризуется более насыщенным характером по сравнению с фракцией свободных липидов. Так в связанных липидах в 4 раза больше пальмитиновой кислоты, чем в свободных, что подтверждает эту закономерность. Главные компоненты триглицеридов пшена - риолеинлинолин, олеодилинолин, диолеолинолин, линолеолинолин. Всего расчетным путем было найдено 52 триглицерида (с учетом изомерии положения).

Обнаружены некоторые особенности, происходящие при хранении пшена. Если при хранении пшеничной муки изменения её липидной фракции могут положительно влиять на хлебопекарные свойства, то процесс хранения пшенной крупы, содержание липидов в которой значительно выше, как правило, приводит к окислительной порче, ухудшая потребительские свойства продукта. При годичном хранении пшена или пшенной муки с влажностью ниже критической наблюдается повышение кислотного числа как гидролизного, так и окислительного.

Химический состав указанных видов муки приведен в таблице 3.

23

Таблица 3 Химический состав муки кукурузной, рисовой, овсяной, пшенной

Показатели мука кукурузная рисовая овсяная пшенная 1 2 3 4 5

Вода, г 14,0 14,0 13,5 14,0 Белки, г 10,3 7,5 10,0 11,5 Жиры, г 4,9 2,6 6,2 3,3 Моно- и дисахариды, г 1,6 0,9 1,5 1,7 Крахмал, г 56,9 55,2 54,0 64,8 Клетчатка, г 2,1 9,0 2,6 0,7 Зола, г 1,2 3,9 1,7 1,1 Натрий, мг 27 30 4 10,0 Калий, мг 340 314 424 211 Кальций, мг 34 40 59 27 Магний, мг 104 116 120 83 Фосфор, мг 301 328 366 233 Железо, мг 3,7 2,1 5,4 2,7 Каротин, мг 0,32 0 0,02 0,02 В1, мг 0,38 0,34 0,44 0,42 В2, мг 0,14 0,08 0,20 0,04 РР, мг 2,10 РР 1,30 1,55 Энергетическая ценность, ккал 325 283 287 348

В решении проблемы белкового дефицита значительную роль

играют белковые продукты, полученные из амаранта и рапса. Добавки из амаранта - перспективное направление в технологии

хлебопекарного производства, обеспечивающее повышение его качества и пищевой ценности. Амарантовая мука содержит больше, чем пшеничная I сорта: белка на 55-75 %, сахаридов в 3-5 раз, водорастворимых витаминов В1, В2 в 2 раза; крахмала меньше на 12-18 %, имеет более ценный аминокислотный состав. Химический состав ЛБК амаранта представлен (% на абсолютно сухое вещество): белком - 41,3; жиром -17,9; углеводами - 35,0; золой - 5,0; лимитирующими аминокислотами являются лейцин и треонин. Оценка БЛК из амаранта с точки зрения его безопасности для здоровья человека проводилась по следующим направлениям: наличие афлатоксина, хлор-, фосфор-, азотсодержащих пестицидов, токсичных элементов. Исследования показали, что БЛК может быть использован для производства пищевых продуктов [36].

Внесение в тесто из пшеничной муки амаранта массовой долей 5-20 % укрепляет структурно-механические свойства сырой клейковины: способность клейковины оказывать сопротивление деформирующей нагрузке сжатия увеличивается на 13-50 %,

24

гидратационная способность клейковины снижается на 15 %; повышает сахарообразующую способность, бродильную активность и подъемную силу дрожжей, активизирует жизнедеятельность молочно-кислых бактерий, увеличивает водопоглотительную способн�