Использование активированной воды и комбинированной растительной добавки на основе стевиозида и фукоидана в технологии хлебопечения

Автор: Паймулина Анастасия Валерияновна, Худяков Владимир Владимирович, Науменко Наталья Владимировна

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии @vestnik-susu-food

Рубрика: Управление качеством биопродукции

Статья в выпуске: 1 т.5, 2017 года.

Бесплатный доступ

Статья посвящена изучению механизмов действия отдельных сырьевых компонентов на качество хлеба. Объектами исследований являлся хлеб из пшеничной муки высшего сорта: без добавления жиров с использованием для замеса теста водопроводной или активированной воды (обработанной на акустическом источнике упругих колебаний ультразвуковом приборе «Волна» модель УЗТА-0,4/22-ОМ, работающий на частоте (22 ± 1,65) кГц и выходной мощности (400 Вт), продолжительность воздействия 5 мин; обогащенные изделия с комбинированной растительной добавкой на основе стевиозида и фукоидана (с полной заменой сахара)). Определен эффект воздействия активированной воды и комбинированной растительной добавки на органолептические (внешний вид, цвет корки, состояние мякиша, вкус, комкуемость при разжевывании, крошковатость) и физико-химические (влажность, пористость, кислотность) показатели качества. Изучена активность дрожжей теста, полученного с использованием активированной воды и комбинированной растительной добавки. Полученные результаты подтверждают возможность использования активированной воды и комбинированной растительной добавки для улучшения качества свежего хлеба. Использование активированной воды способствует ускорению накопления дрожжевых клеток, интенсификации процесса тестоприготовления и более интенсивному развитию белковой матрицы теста. В результате хлеб обладает высокими потребительскими достоинствами, имеет красивый внешний вид, повышенный объем, равномерную тонкостенную пористость. При этом значение показателя «крошковатость» значительно снижается, что тоже положительно влияет на органолептические характеристики хлеба. Использование для производства хлеба различных рецептурных компонентов (фукоидан, стевиозид и фукоидан, сироп стевии и фукоидан) приводит к интенсификации тестоприготовления, что, в конечном счете, положительно сказывается на качестве готовых изделий. Все опытные образцы с добавкой имели повышенную пористость мякиша. Наблюдалось снижение показателя «крошковатость» и увеличение показателя «набухаемость».

Еще

Хлеб, качество хлеба, активированная вода, комбинированная растительная добавка на основе стевиозида и фукоидана

Короткий адрес: https://sciup.org/147160837

IDR: 147160837 | DOI: 10.14529/food170111

Текст научной статьи Использование активированной воды и комбинированной растительной добавки на основе стевиозида и фукоидана в технологии хлебопечения

Важной проблемой хлебопекарного производства является стабильность качества выпускаемой продукции. Зачастую используемое сырье достаточно разнородно по своим характеристикам, что не дает возможность выпускать качественный хлеб. Еще с давних времен исследователи искали способы повысить качество производимого хлеба. Сегодня для этого широко используются во время брожения закваски на основе молочнокислых бактерий, которые производят ряд метаболитов, что имеет положительное влияние на текстуру хлеба [1, 15].

В дополнение к данному способу влияния на неотъемлемые компоненты теста существует растущая тенденция использования добавок в хлебопекарной промышленности для достижения оптимального качества с точки зрения технологических свойств теста и качества готового хлеба [19]. В качестве еще од- ного способа повышения качества хлеба исследователи приводят использование эмульгаторов, гидроколлоидов и ферментов. При этом улучшаются реологические свойства теста и качество готового хлеба, а также стабилизируются технологические параметры [20].

Какими бы способами улучшения не пользовались исследователи (эмульгаторы, ферменты, микробиологические закваски, комплексные обогащающие добавки, воздействия на компоненты теста и др.), в конечном счете все зависит от компонентов теста, взаимодействие между ними, а также их структурной организации [14, 17]. Структура мякиша хлеба является одной из основных характеристик его качества. При этом существует прямая зависимость между структурой мякиша и внешним видом и объемом готовых изделий [21, 22], а также их структурой и текстурой [13, 18]. Таким образом, можно сде- лать вывод о том, что, имея знания о структуре хлеба, возможно оказывать влияние на его свойства и качество.

Для производства хлеба использовалось следующее сырье:

– пшеничная мука высшего сорта производства ОАО «Комбинат хлебопродуктов им. Григоровича», г. Челябинск, Россия;

– активированная вода, полученная путем обработки на акустическом источнике упругих колебаний ультразвуковом приборе «Волна» модель УЗТА-0,4/22-ОМ, работающем на частоте (22 ± 1,65) кГц и выходной мощности (400 Вт), продолжительность воздействия 5 мин. Механизм ультразвуковой кавитации в жидких системах обусловлен образованием ударных волн, высокой температуры и давления. Физические эффекты проявляются в изменении вязкости, дисперсного состояния, а также прочности коллоидной системы, химические, как правило, взаимосвязаны с тепломассообменом [2, 8, 16];

– комплексная растительная добавка (КРД), состоящая из фукоидана и продуктов переработки стевии [7, 9–12]. Стевия является достаточно известным подсластителем натурального происхождения, который рекомендован для диабетического питания. Ее можно использовать для пищевых целей в различных видах – сушеные листья и отвар из них, экстракты, сиропы или стевиозид (порошок с максимальной очисткой гликозидов стевии). Фукоидан является сульфатированным гетерополисахаридом, обнаруженным в составе бурых океанических водорослей и некоторых иглокожих;

– раствор стевии, приготовленный из порошка стевиозида (0,14 % от массы муки), который заливали расчетным количеством воды с температурой 98 °С и настаивали в течение 15 минут. После настаивания раствор фильтровали, охлаждали и использовали с температурой 35 °С. Способ заваривания сте-виозида позволил избавиться от нежелательного послевкусия горечи.

Главным компонентом молекул фукоиданов служат остатки сульфатированной α-L-фукозы. В состав фукоиданов обычно входят и другие моносахариды: галактоза, манноза, ксилоза, уроновые кислоты, а также ацетильные группы.

При использовании активированной воды использовали традиционную рецептуру хлеба (табл. 1).

Все исследуемые образцы готовились безопарным способом. Пробная лабораторная выпечка хлеба массой 300 г проводилась при температуре 220 °С [3–6].

Хлеб охлаждали в течение 3-х часов, упаковывали в полимерную пленку и хранили при температуре (20 ± 2) °С в течение 72 часов. Исследования проводили через 3 и 72 часа после выпечки.

Органолептические и физико-химические показатели определялись в трехкратной повторности. Достоверность экспериментальных данных оценивали методами математической статистики с помощью приложения Microsoft Excel для Windows 2007. Полученные данные приведены с доверительной вероятностью 0,95.

Таблица 1

Рецептура контрольных и исследуемых образцов

Ингредиенты, г	Хлеб	Хлеб с добавками
Ингредиенты, г	Хлеб	контроль	хлеб с полной заменой сахара на фукоидан	хлеб с полной заменой сахара на стевиозид и фукоидан	хлеб с полной заменой сахара на сироп стевии и фукоидан
Мука	1000	1000	1000	1000	1000
КРД, состоящая из продуктов переработки стевии и фукоидана	–	–	1	1	1
Растительное масло	–	140	140	140	140
Сахар	–	10	–	–	–
Соль	15	15	15	15	15
Дрожжи	20	20	20	20	20

CM го

ю го

го

Е ГО ю о Е о ю

Е X

¹ С НН К И

§ Ри g ГО s " о § ^ го у

О §с к ^с х д о 3 к

я о я X Д °

св Р ед Я § Я Я X Й to Л Ри о о И о

о 2 ^M§ ё * я Я Д X О Й р Я И 5 2 х 5 ГО Я Р

К я § я

Е го

* о

я я 2 ° 8 ’Я

D Е-Н ЬЙ Q 5

О 2 о О Ви я

Щ Я у я о g

Ри 2 я =я я я

и ся о о U

S 8 ^§ ® о я

Я о °, £ £ 2"

я Он к § и я

ГО Q

р1н X о к о о

1 о 2 В х а зя 2

ГО >1 я § о зя g 2 о я я « о

U to о

р я Я о го о

>i с*

О о и

Е О

н го

3 о Он

CD । И 0> ГО i « св о д ’§ я У

ВЯЛ? Я S^ О g S Я в Ч о о в р о ° X ” §

св о 3 к § Я g § рл^ Й 9^й2. ° °

-& О Ри ”

§ О <я го g Я я о 2 Я И О Й р Я И 5 g я х я а я рл я я о р

2 Я с Я н о 5 о К я § я

го

DS 6 , 1

Щ О •

Я Я св Я о 1К U Я Ри О я _s^ю й « О я X О св О Я Ри Я я я я а Ри в Я ЗЯ Я я 2 зя s 2 зя а g й 5 я 5 я 2 я о ,

Я 2 и Я св Ри я 2 я я Рн О О Я О О

го

О Я я го О Й 2 ЕЛ Я о О я ЗЯ s

и Я и О св Я Я и

н о

S о

Е Q

& ^ ь

О с и

Е О

Н го

о Он

св св св л « св щ

2 2~ я

g X §

С 3 §

Ю щ о 55

ГО 1 5 Е Ри to . я О о О и -G- о Я Р. g О S « 2 я и д я £ 5 5 § 3 5 g я я - х ГО го So 2 о К я р я

Е ГО

। зД о Я

Я Я о д Я

и Я Я „ я

to я я _u

о о 2 я

О св Ри я „

| зя 8 Й 8

рдяно Я tt я о я „

И U О И О зд

Я Ри О о я я

Рн О Л я Ри и

О ’£ я В

О Е

Е О щ

Е н о

н О

S о

Е Q

& ^ ь

° S

Е О

н го

о Он X

Е Е

§ о

Ри Я

О X

-& Он

я и

2 о

2 я

я 5

§ и Я

” В Ри

К Е §

Е ГО

зя" о § ,

В в О 6 „

5 Я « S В я

ю н У го 5

2 2 н к

к 9 й

Он Г) 5S к

“ ЗД О О _3S U

Й U О Я _о я

2 м о я д -я я и 2 д 2

я U Д § U д

св ри н 2 я я

Ри О О Я О О

1 о

2 р х а зя 2

Я ” я а

зя й 2

О я я

« о

U to о

Е н о

н о

а> ы

о X

Е о

н го а о &

св Д И св о го

5 к я 2 и о я д и «И о св „ to §

р р Я Я X Я

g о я я § Я св X Ри to Л Ри о о я о

О о «

S ° £ Я g X О й О Я Я 5 g 2 х я а Я рл я я я Р 2 я я

К я § я

Е 3 5

=S § , 6 Д В ГО I Ри .

R д Я о д А ЗД Й р Ри g g я ^ю 2 зд ® Ри о я о 2 о 2 о я я Я Я у Ри д Ри 2 я зд о О я и зд u Q Л _u§ 2 § я § зд л о а я о -яо „ 2 л и 2 2 ея я к о Д я 2³ 2 я 2 я я го Ри X О Л О ГО О

1 о

2 р х а зя 2

Я ” я а

зя у 2

О я я ” о

U to о

Е н о ^ о н О

р я Я о го о & S я о

я § ° S

Е О

н го а о Он

Е е

Ри S О Д X

Я о 5 я я в 2 я 2 и го 5 Я О я 5 3 го й 2 2 о К § и

Е ГО

о Е

1 Го ° ’Я to О ° у О ® ° S g Ри В Л Л Д' я О я Ри я я Ри 2 я я “ “ О ЗД ЗД о § ЕЛ _о S зд g Д о ° д д 2 я д я ив' я я 2 д 2 я ’я _{s u} ри й 5 св g го Ри 2 Я ГО Р-н ГО О О X о о

’Я Я 2 го и Ри я >. о Я § О ess в в р « ^ а О р о « я 3

U х го

Е н о ^ о н О

а> ы

о X

Е О

н го а о S

6 6g и д Я Й Р У р го х К св Я д

Я и я

зЯ

я а

2 я

Я К

Щ я

Он о

U §

о я

О Е

U 2

о ы m

s , о я" В ^ й 2 я 8 о ^§ 8 § ^s “ 2 S р д

S го

° 8 го X Е

Для оценки роли воды в процессах формирования качества хлеба были выпечены образцы, замес теста для которых осуществляли в первом случае на водопроводной воде (контроль), а во втором – на активированной воде.

Органолептическая оценка исследуемых образцов (табл. 2) позволяет говорить о выраженном влиянии активированной воды и комплексной растительной добавки на внешний вид, цвет корки, состояние мякиша, вкус, комкуемость при разжевывании и крошкова-тость.

Образцы на активированной воде отличались повышенным объемом, более развитой правильной, тонкостенной пористостью и имели высокие потребительские характеристики. Использование активированной воды оказало влияние на измение таких показателей качества, как внешний вид, характер пористости, эластичность и разжевываемость мякиша. Значительные изменения вкуса, аромата и цвета мякиша изделий отмечены не были.

Образцы на комплексной растительной добавке можно охарактеризовать как изделия с увеличенным объемом, правильной формы с несколько выпуклой коркой. Присутствие достаточно равномерной тонкостенной пористости с порами округлой формы повышает потребительские достоинства исследуемых образцов, а также наличие мягкого, эластичного и хорошо разжевываемого мякиша делает его еще привлекательней. Также можно отметить, что образцы хлеба с полной заменой сахара на фукоидан были недостаточно сладкими; образцы хлеба с полной заменой сахара на стевиозид и фукоидан имели сладкий вкус с послевкусием горечи; образцы хлеба с полной заменой сахара на сироп стевии и фукоидан имели свойственный сбалансированный вкус.

При определении физико-химических показателей было установлено, что после остывания хлеба до комнатной температуры (через 3 часа) исследуемые образцы имели практически одинаковые значения массовой доли влаги, но отличались значениями набухаемо-сти и крошковатости (табл. 3).

Хлеб с активированной водой имел крошковатость на 0,7 % меньше, чем контрольный образец, а набухаемость его была выше на 0,9 мл на 1 г СВ. Различия значений показателей контрольного образца и хлеба, изготовленного на активированной воде, мог-

Таблица 3

Изменение физико-химических показателей контрольных и исследуемых образцов хлеба в процессе хранения

Исследуемые образцы	Массовая доля влаги, %	Пористость мякиша, %	Кислотность мякиша, %	Крошковатость, %	Набухаемость, мл на 1 г СВ
Хлеб
Контроль	42,5	73,0	2,5	5,6	6,8
С использованием активированной воды	43,2	76,4	2,9	4,9	7,7
Хлеб с добавками
Контроль	35,8	74	1,8	4,4	7,8
Хлеб с полной заменой сахара на фукоидан	34,5	83	1,7	3,7	8,7
Хлеб с полной заменой сахара на стевиозид и фукоидан	37,6	84	1,6	3,8	9,1
Хлеб с полной заменой сахара на сироп стевии и фукоидан	41,2	82	1,6	3,9	9,0

ли быть связаны с интенсификацией деятельности дрожжей и более интенсивно развитой белковой матрицей.

Использование активированной воды способствует ускорению накопления дрожжевых клеток, развитию белковой матрицы, более полному набуханию крахмальных зерен. В результате хлеб обладает высокими потребительскими достоинствами, имеет красивый внешний вид, повышенный объем, равномерную тонкостенную пористость. При этом значение показателя «крошковатость» значительно снижается, что тоже положительно влияет на органолептические характеристики хлеба.

Использование для производства хлеба различных рецептурных компонентов (фукоидан, стевиозид и фукоидан, сироп стевии и фукоидан) приводит к интенсификации тес-топриготовления, более активному накоплению дрожжевых клеток, развитию белковой матрицы, что, в конечном счете, положительно сказывается на качестве готовых изделий. Все опытные образцы с добавкой имели повышенную пористость мякиша Наблюдалось снижение показателя «крошковатость» и увеличение показателя «набухаемость».

Статья выполнена при поддержке Правительства РФ (Постановление № 211 от 16.03.2013 г.), соглашение № 02.A03.21.0011.

Исследования проводились при финансовой поддержке Фонда содействия по программе «УМНИК».

Список литературы Использование активированной воды и комбинированной растительной добавки на основе стевиозида и фукоидана в технологии хлебопечения

Калинина, И.В. Исследование качества обогащенных видов хлеба в процессе хранения/И.В. Калинина, Н.В. Науменко, И.В. Фекличева//Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». -2015. -Т. 3, № 1. -С. 36-44.
Калинина, И.В. Применение эффектов ультразвукового кавитационного воздействия как фактора интенсификации извлечения функциональных ингредиентов/И.В. Калинина, Р.И. Фаткуллин//Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». -2016. -Т. 4, № 1. -С. 64-70.
Науменко, Н.В. Возможности использования биотехнологий при производстве пищевых продуктов/Науменко Н.В//Актуальная биотехнология. -2013. -№ 2 (5). -С. 14-17.
Нилова, Л.П. Использование ИК-спектроскопии для изучения механизма меланоидинообразования в обогащенных хлебобулочных изделиях/Л.П. Нилова, Т.В. Пилипенко, А.А. Вытовтов, Р.А. Икрамов//Хранение и переработка сельхозсырья. -2015. -№ 2. -С. 26-30.
Нилова, Л.П. Инновационные пищевые продукты в формировании региональных товарных систем/Л.П. Нилова, С.М. Малютенкова//Наука Красноярья. -2016. -№ 5(38). -С. 161-174.
Управление потребительскими свойствами обогащенных пищевых продуктов/Л.П. Нилова, А.А. Вытовтов, Н.В. Науменко, И.В. Калинина//Вестник ЮУрГУ. Серия «Экономика и менеджмент». -2011. -Вып. 20. -№ 41(258).-С. 185-191.
Подпоринова, Г.К. Изучение химического состава стевии/Г.К. Подпоринова, Н.Д. Верзилина, К.К. Полянский//Пищевая промышленность. -2005 -№ 7. -С. 68.
Потороко, И.Ю. Применимость метода лазерной дифракции в исследовании коллоидного состояния продуктов животного происхождения/И.Ю. Потороко, Н.В. Попова, Л.А. Цирульниченко//Торгово-экономические проблемы регионального бизнес пространства. -2012. -№ 1. -С. 186-188.
Репина, О.И. Химический состав промысловых бурых водорослей Белого моря/О.И. Репина, Е.А. Муравьева//Тр. ВНИРО: Прикладная биохимия и технология гидробионтов. -2004. -T. 143. -C. 93-99.
Ускова, Д.Г. Формирование улучшенных потребительских свойств йогуртов на основе ультразвукового воздействия и использования полисахарида фукоидана/Д.Г. Ускова, И.Ю. Потороко, Н.В. Попова//Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». -2016. -Т. 4, № 3. -С. 80-88 DOI: 10.14529/food160310
Усов, А.И. Полисахаридный состав некоторых бурых водорослей Камчатки/А.И. Усов, Г.П. Смирнова, Н.Г. Клочкова//Биоорган. химия. -2001. -Т. 27, № 6. -С. 444-448.
Штригуль, В.К. Стевия -натуральный низкокалорийный заменитель сахара с лечебно-профилактическими свойствами/В.К. Штригуль, Г.К. Альхамова//Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: мат. II всерос. научн.-практ. конф. -Челябинск: Издат. центр ЮУрГУ, 2009. -С. 158-159.
Cagno R., De Angelis M., Corsetti A., Lavermicocca P., Arnault P., Tossut P., Gallo G., Gobbetti M. Interactions between sourdough lactic acid bacteria and exogenous enzymes, effects on the microbial kinetics of acidification and dough textural properties//Food Microbiol. -2003. -V. 20. P. 67-75.
Corsetti A., Gobbetti M., De Marco B., Balestrieri F., Paoletti F., Russi L., Rossi J. Combined effect of sourdough lactic acid bacteria and additives on bread firmness and staling//J. Agric. Food Chem. -2000. -V. 48. P. 3044-3051.
Elke K. Arendt, Liam A.M. Ryan, Fabio Dal Bello. Impact of sourdough on the texture of bread//Food Microbiology. -2007. V. 24. P. 165-174.
Krasulya Olga, Bogush Vladimir, Trishina Victoria, Potoroko Irina, Khmelev Sergey, Sivashanmugam Palani, Anandan Sambandam. Impact of acoustic cavitation on food emulsions//Ultrasonics Sonochemistry. -2016. -V. 30. -P. 98-102.
McClements, D.J. Understanding and controlling the microstructure of complex foods/D.J. McClements. -Cambridge: CRC Press, 2007.
Pyler, E.J. Baking science and technology/E.J. Pyler. -Kansas State: Sosland, 1988. -P. 850-910.
Rosell C.M., Rojas J.A., de Barber B. Influence of hydrocolloids on dough rheology and bread quality//Food Hydrocolloids. -2001. -V. 15. -P. 75-81.
Sciarini L.S., Ribotta P.D., Leon A.E., Perez G.T. Incorporation of several additives into gluten free breads: Effect on dough properties and bread quality//Journal of Food Engineering. -2012. -V. 111. -P. 590-597.
Semin Ozge Ozkoc, Gulum Sumnu, Serpil Sahin. The effects of gums on macro and micro-structure of breads baked in different ovens//Food Hydrocolloids. -2009. -V. 23. -P. 2182-2189.
Zghal M.C., Scanlon M.G. & Sapirstein H.D. Prediction of bread crumb density by digital image analysis//Cereal Chemistry, 1999. -V. 76, N 5. -P. 734-742.

Еще

Статья научная