Разработка технологии прослоенного печенья с ингредиентами из отечественного растительного сырья
Зайцева Ирина Игоревна
(фрагмент автореферата диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, опубликованного 23.10.2018)
В целях определения направлений обогащения мучных кондитерских изделий, исследован региональный рынок и потребительские предпочтения в отношении обогащенных мучных кондитерских изделий. Установлено, что основная часть ассортимента обогащенного печенья представлена сдобным ( 31,6%) и сахарным (28,9%) печеньем; наиболее распространенными обогащающими ингредиентами печенья выступают пшеничные и овсяные отруби, фруктовые порошки, а также изолированные пищевые волокна (25,6%). Достаточно часто применяются нетрадиционные виды муки, такие как мука ржаная цельнозерновая, мука овсяная, мука нутовая и др. (34,2%); большинство респондентов отрицательно относится к пищевым добавкам, в особенности синтетического происхождения, хотело бы улучшить качество и расширить ассортимент мучных кондитерских изделий специального назначения, обогащенных витаминами и минеральными веществами, пищевыми волокнами, в т.ч. для детского и диетического питания.
Таким образом, результат изучения потребительского рынка и предпочтений респондентов подтверждает целесообразность исследований в области поиска новых обогащающих сырьевых источников отечественного происхождения и их применения в технологии печенья.
Исследование физико-химических, структурно-механических и функционально-технологических свойств пищевых волокон
Для определения направлений использования пищевых волокон в технологии печенья исследовали физико-химические, структурно-механические, функционально-технологические свойства и химический состав высушенных выжимок мякоти тыквы сорта Мускатная, яблок сорта Антоновка и айвы обыкновенной сорта Белорусская как источника пищевых волокон (табл. 1).
Таблица 1. Показатели качества высушенных выжимок |
Высушенные выжимки представляют собой сухой сыпучий продукт мелкодисперсной консистенции от светло-кремового до кремово-коричневого цвета, с характерным виду сырья привкусом и запахом без комочков, постороннего привкуса и запаха.
По результатам исследований выжимки из тыквы могут быть классифицированы как пищевые волокна – побочные продукты переработки растительного сырья с содержанием пищевых волокон до 30%, высушенные выжимки из яблок и айвы − как полуконцентраты с содержанием пищевых волокон 30-60%. В дальнейшем в работе для высушенных выжимок будет использован термин «Пищевые волокна».
Исследования функционально-технологических свойств пищевых волокон из яблок, тыквы и айвы (рис. 2) позволили установить, что максимальной жиросвязывающей способностью обладают пищевые волокна из айвы; гранулометрический состав незначительно влияет на жиросвязывающую способность пищевых волокон; при этом большей жиросвязывающей способностью обладают пищевые волокна с гранулометрией от 63 до 125 мкм; значения водосвязывающей способности распределяется в последовательности: пищевые волокна из айвы – пищевые волокна из тыквы – пищевые волокна из яблок; зависимость водосвязывающей способности от гранулометрического состава не установлена; большей растворимостью характеризуются пищевые волокна из тыквы; с уменьшением размера частиц растворимость увеличивается; водосвязывающая способность пищевых волокон из тыквы выше в кислой зоне рН; с повышением температуры в интервале от 25 до 35 оС водосвязывающая способность возрастает; жиросвязывающая и жироэмульгирующая способность снижаются.
Рис. 2. Функционально-технологические свойства пищевых волокон из яблок,
тыквы и айвы гранулометрией: 1 – от 125 до 315 мкм, 2 − от 63 до 125
мкм; 3 – менее 63 мкм (А − жиросвязывающая способность, Б −
водосвязывающая способность, В − растворимость) |
Таким образом, полученные результаты анализа органолептических, физико-химических характеристик, состава и функционально-технологических свойств позволяют рекомендовать использовать в качестве источника пищевых волокон высушенные выжимки из тыквы с размером частиц 63−125 мкм в технологии приготовления тестового полуфабриката при повышенных температурах, реализуемой с применением микробиологической фазы. Приведенным параметрам соответствует дрожжевая технология крекера, которая была принята в наших дальнейших исследованиях.
Исследование состава пищевых волокон методом адсорбционной инфракрасной спектроскопии
Проведены исследования качественного состава пищевых волокон методом адсорбционной инфракрасной спектроскопии. Спектральные характеристики показали, что: основу пищевых волокон составляет целлюлоза; в пробах пищевых волокон присутствуют пектиновые вещества и азотсодержащие витамины, аминокислоты и пептиды; пищевые волокна из яблок, айвы и тыквы могут выступать с разной степенью эффективности как фитосорбенты тяжелых металлов и радионуклидов.
|
Изучение влияния пищевых волокон на хлебопекарные свойства пшеничной муки
Проведена серия экспериментальных исследований влияния пищевых волокон на хлебопекарные свойства модельных смесей при соотношении муки пшеничной и пищевых волокон из тыквы, в масс.долях 95:5, 90:10, 85:15, 80:20.
Рис. 4. Хлебопекарные свойства модельных смесей при соотношении муки
пшеничной и пищевых волокон из тыквы, в масс. долях: 1−100:0, 2 – 95:5,
3−90:10, 4−85:15, 5−80:20. (А − Массовая доля клейковины,%; Б −
Качество клейковины, ед. ИДК) |
Увеличение дозировки пищевых волокон из тыквы приводит к: закономерному снижению массовой доли клейковины, ее укреплению, существенному росту водорастворимых веществ в модельных смесях. Показано, что введение в рецептурный состав крекера более 15% пищевых волокон из тыквы нецелесообразно, рекомендована дрожжевая технология крекера, как инструмент влияния на реологические свойства теста.
Исследование микробиологических характеристик пищевых волокон
Одним из наиболее значимых факторов, оцениваемых при внедрении нового сырьевого ингредиента в технологии продуктов питания, является его микробиологическая безопасность. Результаты микробиологических характеристик образца показал, что микрофлора пищевых волокон из тыквы представлена неспорообразующими палочковидными бактериями в количестве КМАФАнМ −3,5х103 КОЕ, г. Анализ требований, установленных ТР ТС 021/2011 для наиболее близких к объекту исследования пищевых продуктов показал микробиологическую безопасность пищевых волокон из тыквы сорта Мускатная.
Исследование функциональных свойств пищевых волокон на лабораторных животных
Исследования эффективности применения пищевых волокон из тыквы как функционального пищевого ингредиента на лабораторных животных – здоровых половозрелых самцах белых крыс линии Wistar массой 210−240 г. В рационе питания опытных групп часть основного рациона (овес и ячмень) была заменена на пищевые волокна.
Рис. 5. Архитектоника печени крыс (А − контрольная группа, Б − опытная группа). Окраска гематоксилин-эозин. Ок. 10× об 40 |
При введении в рацион питания крысам опытной группы пищевых волокон тыквы установлена нормализация обменных процессов в организме. В свою очередь это способствовало нормализации структурной организации печени животных. При гистологическом исследовании желудка и почек крыс, как контрольных, так и опытных групп архитектоника органов находилась в приделах нормы
В целом, проведенные гистологические исследования показали, что пищевые волокна из тыквы оказывают благоприятное воздействие на физиологическое состояние лабораторных животных и, соответственно, могут быть классифицированы как пищевые ингредиенты с признаками функциональных свойств.
Разработка рецептурного состава крекера, обогащенного пищевыми волокнами тыквы сорта Мускатная
Для исследования взаимодействия различных факторов на процесс приготовления крекера с пищевыми волокнами из тыквы был применен полный факторный эксперимент 22. В качестве основных факторов были выбраны: х1 −дозировка пищевых волокон из тыквы, г/100 г муки; х2 – дозировка кукурузного масла, г/100 г муки. Критериями оценки влияния различных дозировок рецептурных компонентов на качество крекера были выбраны: У1 − намокаемость, %; У2 – комплексная оценка качества, балл.
В результате статистической обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии, адекватно описывающие качество крекера в зависимости от дозировки пищевых волокон и кукурузного масла:
У1 = 177,042 +0,103Х1 + 2,871Х2+ 0,000Х1Х2− 1,159Х 2+ 0,341 Х 2 (1)
У2= 87,018 −0,302Х1 + 3,352Х2−0,750Х1Х2−5,295Х 2−0,422 Х22 (2)
Определение оптимальных значений факторов проводили методом «ридж-анализа». При выборе оптимальных значений факторов за критерий оптимизации была принята комплексная оценка качества: дозировка пищевых волокон 11,34 г/100 г муки, кукурузного масла − 30,7 г/100 г муки.
Исследование влияния пищевых волокон на биотехнологические процессы технологии крекера
В формировании слоистой структуры крекера важную роль играет процесс тестоприготовления. Введение пищевых волокон в рецептурный состав снижает количество клейковины, тем самым может оказывать влияние на формирование упруго-эластичного теста, необходимого для реализации процесса ламинирования и получения слоистой структуры готового изделия. В связи с чем, были проведены исследования влияния пищевых волокон тыквы на биотехнологические процессы созревания крекерного теста. В качестве контроля была использована проба теста, приготовленная по рецептуре крекера «Заказной новый», но без введения пищевых волокон.
Рис. 6. Результаты микробиологических исследований теста для крекера
после ферментации (А − контрольная проба, Б − опытная проба) |
Внесение пищевых волокон из тыквы способствует интенсификации процесса кислотонакопления. При этом повышенная кислотность позволяет получить готовые изделия с показателем не превышающем стандартизированные требования. Активная кислотность в процессе ферментации снижается. Опытные пробы теста в процессе ферментации значительно лучше сохраняют форму. Количество дрожжевых клеток возрастает, появляются почкующиеся клетки.
Судя по форме клеток и их количеству в элементе поля зрения можно предположить, что внесение в состав теста выжимок из тыквы создают достаточно благоприятные условия для жизнедеятельности дрожжей и, соответственно, способствуют формированию структуры теста для крекера.
Исследование показателей качества и состава обогащенного пищевыми волокнами крекера
Пробы крекера, приготовленные безопарным способом по дрожжевой технологии, в соответствии с рецептурным составом контроля (крекер «Заказной») и разработанной рецептурой с внесением пищевых волокон из тыквы (крекер «Заказной новый») исследовали по органолептическим и физико-химическим показателям и нутриентому составу.
Крекер имеет равномерный, выраженный кремовый цвет с золотистым оттенком, приятный тыквенный запах и привкус, гладкую маслянистую поверхность. По физико-химическим показателям соответствует требованиям межгосударственного стандарта ГОСТ 14033−2015. По сравнению с контролем характеризуется более высоким содержанием пищевых волокон в 2,9 раза, кальция – на 44%, железа – на 21%, витамина В1 – на 16%, РР – на 34%. В составе крекера установлено достаточно высокое содержание β-Каротина – более 50% суточной потребности.
В соответствии с ГОСТ Р 55577−2013 «Продукты пищевые специализированные и функциональные. Информация об отличительных признаках и эффективности» по содержанию пищевых волокон крекер «Заказной новый» можно отнести к продукту – источнику пищевых волокон, по содержанию β-Каротина – к пищевой продукции с высоким содержанием β-Каротина.
Разработка способа получения прослоенного печенья
Прослоенное печенье состоит из двух слоев выпеченного полуфабриката − крекера с пищевыми волокнами из тыквы, соединенных фруктовой помадной массой розового или светло-зеленого цвета, полученной при внесении в рецептурный состав, соответственно, водно-спиртового или спиртового экстракта из листовой массы амаранта. Разработана производственная рецептура крекера прослоенного «Заказной новый». Исследованы его состав, органолептические и физико-химические показатели. Установлено, что крекер прослоенный «Заказной новый» характеризуется повышенным содержанием пищевых волокон, β-Каротина, токоферола.
Рецептурный состав и способ производства прослоенного печенья апробированы в опытно-промышленных условиях. На прослоенный крекер разработаны технические условия и рецептура. Приведена структурная технологическая схема производства крекера прослоенного «Заказной новый».
Исследование микробиологических характеристик прослоенного печенья
Проведены сравнительные исследования микрофлоры образцов фруктовой помадной начинки с водно-спиртовым экстрактом амаранта, крекера обогащенного пищевыми волокнами из тыквы и крекера торговой сети. Анализ полученных результатов показал, что микрофлора всех исследуемых образцов представлена неспорообразующими палочковидными бактериями и микрококками (аэробными, судя по поверхностному росту на питательной среде). Исследуемые образцы кондитерских изделий по показателю общей обсемененности (КМАФАнМ−15,0×10 КОЕ/г) не превышали допустимых уровней, установленных ТР ТС 021/2011.
Динамика показателей качества прослоенного печенья в процессе хранения
Одним из факторов, определяющих перспективность технологических разработок, является способность продукции сохранять качественные характеристики в течение определенного периода времени.
При проведении исследований динамики свойств прослоенного печенья в процессе хранения в качестве контроля был принят промышленно выпускаемый крекер. В опытной серии на хранение закладывали прослоенный крекер с пищевыми волокнами из тыквы и фруктовой помадной начинкой с внесением в качестве красителя водно-спиртового экстракта амаранта. Опытные образцы прослоенного печенья готовили по оптимизированному рецептурному составу. В течение 6 мес. хранения прослоенное печенье сохраняет нормы, установленные межгосударственными стандартами к составным частям изделия.
