Формирование показателей качества пшеничного хлеба при добавлении порошка топинамбура

Введение. Хлеб является одним из наиболее полезных продуктов питания растительного происхождения, характеризующихся высоким содержанием необходимых для организма человека веществ [1, 2]. Вместе с тем наиболее востребованными у населения в последние годы являются хлебобулочные изделия функционального назначения, позволяющие как решать важные физиологические проблемы, так и обогащать организм человека особо ценными веществами [1–17]. К числу подобных веществ может быть отнесен инулин, являющийся ценным диетическим растворимым волокном, состоящим преимущественно из фруктозы, что позволяет, в частности, успешно использовать его в диабетическом питании [1, 2, 6, 10]. Инулин характеризуется положительным влиянием на организм человека от момента попадания его в желудочно-кишечный тракт до стадии выделения, аккумулируя и выводя при этом из организма тяжелые металлы, радионуклиды, жирные кислоты и холестерин, а также очищая кишечник от химических токсикантов, образую- щихся в процессе жизнедеятельности болезнетворных микробов [1, 11, 17].

Основным источником инулина является растительное сырье, получаемое из корней цикория и клубней топинамбура. При этом топинамбур в силу целого комплекса агробиологических и технологических причин является более предпочтительным как для выработки непосредственно инулина, так и для получения функциональных хлебобулочных изделий [1, 2, 6, 7, 10, 12, 14, 17]. Применение топинамбура в хлебопечении обеспечивает возможность сокращения доли сахара и уменьшения энергосодержания изделий [5–7]. В то же время доля введения топинамбура в состав продукции может существенно различаться и зависит как от особенностей сырья, так и его места выработки [1].

Наиболее доступным продуктом для изучения и использования в целях оптимизации питания человека является пшеничный хлеб.

Цель исследования: изучение показателей качества пшеничного хлеба, изготовляемого с добавлением сухого порошка клубней топинамбура.

Задачи исследования:

• 1.    Разработать рецептуру пшеничного хлеба с добавлением порошка топинамбура.

• 2.    Дать оценку влияния порошка топинамбура на органолептические и физико-химические показатели изделий.

Материалы и методы исследования. Исследование проводилось на базе лаборатории хлебопродуктов кафедры технологии производства, переработки и хранения продукции растениеводства Тверской ГСХА.

Для производства пшеничного хлеба использовалось следующее сырье: мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта (ГОСТ Р 521892003) (ОАО «Мелькомбинат», г. Тверь), дрожжи хлебопекарные сушеные (ГОСТ Р 54845-2011), масло растительное (ГОСТ 18848-73), вода питьевая (ГОСТ Р 51232-98), сахар-песок (ГОСТ 33222-2015), соль поваренная пищевая (ГОСТ Р 51574-2000).

Порошок топинамбура получали из местного сырья – клубней топинамбура широко распространенного отечественного сорта Скороспелка, выращенного в плантациях на опытном поле Тверской ГСХА. Выкопанные для переработки клубни вначале проходили промывку и очистку от кожуры. Далее клубни измельчались и высушивались методом конвективной сушки. Сухое сырье измельчалось на лабораторной мельнице и просевалось через мучное сито. Показатели химического состава полученного порошка топинамбура представлены в таблице 1. Определения осуществлялись по современным методикам: сухое вещество – по ГОСТ 31640-2012; зольность – по ГОСТ 27494-87; белок – по ГОСТ

10846-91; содержание жира – по ГОСТ 2903391; количественный и качественный состав углеводов, витамины – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), микроэлементы – методом атомноабсорбционной спектрометрии.

Таблица 1

Показатель	Значения
Массовая доля сухого вещества, г	91,88
Зола, г	11,79
Белок, г	8,51
Жиры, г	0,36
Общие углеводы, г	70,17
В том числе:
инулин, г	7,69
пектин, г	8,57
клетчатка, г	2,34
Витамин С, мг	13,16
Витамин В 1 , мг	0,045
Витамин В 2 , мг	0,062
Натрий, мг	15,11
Калий, мг	260,78
Кальций, мг	154,37
Магний, мг	178,93
Фосфор, мг	419,45
Марганец, мг	3,22
Железо, мг	8,56
Медь, мг	5,34

Химический состав порошка топинамбура из расчета на 100 г

Существенную долю порошка топинамбура составляют общие углеводы, представленные группами моно- (фруктоза, глюкоза) и полисахаридов (олигосахариды (сахароза), инулин, пектиновые вещества, гемицеллюлоза и целлюлоза). Наиболее важными в углеводном составе топинамбура являются: запасной полисахарид, являющийся полимером β-D-фруктофурунозы, высокомолекулярный углерод инулин; структурные полисахариды – пектин и клетчатка (целлюлоза).

Объектом исследования являлись образцы пшеничного хлеба с добавлением топинамбура с массовой долей 5, 10 и 15 % от массы используемой для приготовления теста муки. В качестве контрольного изделия рассматривался образец, изготовленный в соответствии с ГОСТ 27842-88 «Хлеб из пшеничной муки. Технические условия» (табл. 2).

Технологическая схема. Приготовление теста осуществляли безопарным способом. Замес проводили в один прием сразу из всего сырья, предусмотренного рецептурой (мука, дрожжи сухие быстрорастворимые, порошок топинамбура, вода, соль, сахар, растительное масло). Продолжительность замеса составляла 35 мин. Полученное тесто делили на равные части, помещали в форму и ставили в расстойку на 60 мин, при температуре 32–35 ^оС и относительной влажности воздуха 75–85 % (во избежание заветривания внешних слоев теста). Выпечку осуществляли при температуре 200 ^оС в течение 25 мин. Окончательным моментом приготовления хлеба является достижение изделием температуры помещения.

Методы испытаний. Исследования проводили по ГОСТ 5669-96 «Хлебобулочные изделия. Методы определения кислотности, по- ристости», ГОСТ-21094-75 «Хлеб и хлебобулочные изделия. Метод определения влажности», ГОСТ 5667-65 «Хлеб и хлебобулочные изделия. Правила приемки, методы отбора образцов, методы определения органолептических показателей и массы изделий».

Результаты исследования и их обсуждение. Разработанные для исследования рецептуры хлеба пшеничного с добавлением порошка топинамбура представлены в таблице 2. Для приготовления теста использовалось одинако- вое по массе количество компонентов, за исключением пшеничной муки, сокращение дозировки которой в экспериментальных рецептурах компенсировалось введением порошка клубней топинамбура.

В соответствии с рецептурой были выпечены пробные образцы пшеничного хлеба с добавлением топинамбура и проведена оценка органолептических параметров полученных готовых изделий (табл. 3).

Рецептуры пшеничного хлеба с добавлением порошка топинамбура

Таблица 2

Компонент, г	Вариант опыта
	Хлеб без улучши-теля (контроль)	Хлеб с порошком топинамбура
		5 %	10 %	15 %
Мука пшеничная высшего сорта	100	95	90	85
Дрожжи	3,0	3,0	3,0	3,0
Соль	1,5	1,5	1,5	1,5
Сахар	2,0	2,0	2,0	2,0
Порошок топинамбура	0,0	5,0	10,0	15,0
Масло растительное	2,0	2,0	2,0	2,0
Вода	60,0	60,0	60,0	60,0
Итого	168,5	168,5	168,5	168,5

Таблица 3

Органолептические показатели качества пшеничного хлеба с добавлением топинамбура

Показатель	Контроль	Массовая доля топинамбура, %
		5	10	15
Форма изделия	Соответствующая хлебной форме, в которой производилась выпечка, с несколько выпуклой верхней коркой, без боковых выплывов
Поверхность изделия	Без крупных трещин и подрывов, с наколами или надрезами или без них в соответствии с технологическими инструкциями
Цвет корки	От светло-желтого до коричневого	Светло-желтый	Светло-желтый	C желтым оттенком
Пропеченность мякиша	Пропеченный, не влажный на ощупь. Эластичный, после легкого надавливания пальцами мякиш принимает первоначальную форму
Промес	Без комочков и следов нeпpомeса
Пористость	Развитая, без пустот и уплотнений
Вкус	Свойственный данному виду изделия, без постороннего привкуса	Без постороннего привкуса	Приятный, c легким привкусом топинамбура	Выраженный привкус топинамбура
Запах	Свойственный данному виду изделия, без постороннего запаха	Без постороннего запаха	Приятный, c легким ароматом топинамбура	Выраженный запах топинамбура

Выполненное исследование показало, что пo органолептическим показателям образцы выпеченного хлеба несколько отличались от контрольного варианта, представленного традиционным пшеничным хлебом. Установлено, что хлеб c 5 %-м добавлением топинамбура практически не отличался от контроля. В то время, как у образца с 10 %-м введением порошка топинамбура появился приятный вкус и аромат добавки. При этом в варианте с максимальной в опыте дозировкой введения фитоулучшителя ощущался ярко выраженный вкус и аромат, свойственный топинамбуру.

Наиболее развитой, равномерной мелкопористой структурой мякиша с характерным приятным желтоватым оттенком отличались хлебобулочные изделия, полученные при введении в состав 10 % порошка топинамбура.

Результаты исследований основных физикохимических показателей качества экспериментальных образцов выпечки пpeдcтaвлeны в таблице 4.

Таблица 4

Физико-химические показатели качества пшеничного хлеба с добавлением топинамбура

Показатель	Контроль	Массовая доля топинамбура, %
		5	10	15
Влажность, %, нe более	42,3	42,3	42,6	42,6
Кислотность, гpaд., нe болee	2,4	2,4	2,4	2,4
Пористость, %, нe менее	70,5	70,5	70,2	69,7
Удельный объем, см3/100 г	306	300	299	285
Упек, %	8,1	7,2	7,0	6,7
Усушка, %	4,2	4,0	4,0	3,9

По физико-химическим показателям контрольный и опытные образцы пшеничного хлеба с добавлением топинамбура были близкими, а по отдельным параметрам порошок клубней топинамбура выступал в роли фитоулучшителя готовых изделий. Так, применение топинамбура за счет значительного содержания инулина увеличивало водопоглотительную способность муки, что способствовало уплотнению структуры теста, сокращая пористость изделий. Полученные данные согласуются с результатами других исследований, в которых показано, что инулин, как и многие пищевые волокна, способен связывать воду в четырехкратном размере относительно собственной массы, увеличивая влажность хлеба [18, 19]. Установлено, что в процессе тестоведения наблюдается сокращение концентрации инулина, связанное с его гидролизом и сопряженным с этим дальнейшим его потреблением микроорганизмами теста. Однако к концу процесса полисахарид не утилизируется в полном объеме и может оказывать влияние на влажность готовых изделий, это объясняется тем, что инулин в большей степени был потреблен микроорганизмами.

Как известно, при брожении происходит накопление органических кислот, что, следовательно, может изменять и кислотность теста. Ряд исследователей отмечают, что при использовании инулинсодержащего сырья на изменение кислотности оказывает влияние не непосредственно сам инулин, а микрофлора теста, представленная как молочнокислыми организмами, так и дрожжами, потребляющими полисахарид и повышающими накопление кислот [19, 20]. При этом внесение полифруктозана в тесто в ряде случаев может оказывать положительное влияние на рост дрожжевых клеток, коррелируя с кислотностью. Отмеченные закономерности способствовали сохранению кислотности изделий на одном уровне при добавлении порошка топинамбура.

Вместе с тем, имеются данные, указывающие на существование оптимальных и критических дозировок при использовании инулина и инулинсодержащего сырья в хлебопечении [21]. Так, внесение критических доз ухудшает ассимиляцию полисахарида, снижает накопление биомассы дрожжами, а также уменьшает газообразующую активность дрожжей.

Учитывая, что процессы брожения продолжаются также и после тестоведения, в том числе и в первую фазу выпечки, благоприятные условия (низкие значения рН, большое количество легкоусвояемых сахаров) позволяют дрожжам выделять большее количество углекислого газа. Это, в свою очередь, влияет на формирование объема готовых изделий и их пористость. Так, удельный объем изделий при внесении сухого порошка топинамбура относительно контрольного образца пшеничного хлеба, как правило, снижался, достигая наименьшего значения (285 см3/100 г) при 15 %-м добавлении топинамбура. Данный факт объясняется тем, что порошок топинамбура наряду с крахмалом и белками способен оказывать излишнее влияние на укрепление пшеничной клейковины (особенно с увеличением дозы введения в рецептуру). В вариантах с 5 и 10 %-м добавлением порошка топинамбура уменьшение объема хлеба было незначительным и составляло относительно контроля всего 2,0–2,3 %.

Формирование крепкого клейковинного каркаса при использовании порошка топинамбура способствовало связыванию и удержанию воды в изделиях. В результате чего наблюдалось уменьшение упека и усушки, что, в свою очередь, привело к увеличению выхода хлеба. Практически снижение упека также объясняется тем, что по мере разрыва гликозидных связей происходит деполимеризация молекул инулина и олигофруктозы с образованием менее крупных фрагментов – фруктанов и мономера фруктозы, которые, в свою очередь, способны связать адсорбиционно большее количество влаги. Наряду с этим, уменьшение усушки обусловлено тем, что, связывая воду адсорбционно, инулин не отдает ее в процессе выпечки и остывания хлеба. Наименьшими упеком (6,7 %) и усушкой (3,9 %) обладали изделия, изготовленные с добавлением 15 % инулинсодержащего фитоулучшителя.

Выводы. В результате исследования установлено, что максимально допустимой дозировкой порошка топинамбура при приготовлении пшеничного хлеба следует считать 10 % от массы используемой пшеничной муки, что обеспечивает появление приятных вкуса, цвета и аромата, а также уменьшение потери массы тестовой заготовки при выпечке и усушке. Увеличе- ние доз сухого порошка клубней топинамбура, равно как и их сокращение, не позволяет существенно улучшить как органолептические, так и физико-химические показатели изделий. Получаемый при реализации экспериментальной рецептуры выпеченный хлеб полностью соответствует требованиям ГОСТ 27842-88 «Хлеб из пшеничной муки. Технические условия» и может быть рекомендован хлебопромышленным предприятиям для расширения выпускаемой линейки функциональной хлебобулочной продукции.