Использование цельнозернового сырьевого ингредиента для улучшения потребительских свойств пищевых продуктов

Решение задач наполнения потребительского рынка высококачественными пищевыми продуктами, обладающими профилактическим действием, является стимулом для развития научных исследований и инновационных технологий при создании пищевых продуктов с улучшенными натуральными вкусовыми характеристиками в сочетании с ограниченным количеством применяемых улуч-шителей и обогатителей различной химической природы [3, 7, 8, 9, 12].

Актуальность научной проблемы, решаемой в рамках данного проекта, обусловлена существующей в настоящее время сложной ситуацией снижения качества зерновых культур, что обусловливает необходимость поиска новых подходов в разработке технологических приемов и решений, позволяющих получить сырьевые ингредиенты с высокими потребительскими свойствами [4, 6, 11, 13–18].

Утвержденные Правительством Российской Федерации законодательные нормативные документы указывают на необходимость разработки и внедрения современных техно-

Науменко Н.В., Потороко И.Ю., Фильков А.А.

логий производства пищевых ингредиентов, позволяющих получать продукты нового поколения с заданными характеристиками качества, соответствующих принципам здорового питания. В этой связи в качестве решения данной проблемы возможно предложить использование ферментированного растительного ингредиента на основе пророщенного зерна пшеницы в матрице пищевого продукта – мягкого сыра [1, 2, 5, 10].

Целью данного исследования являлось получение ферментированного растительного ингредиента на основе пророщенного зерна пшеницы и оценка его применимости в технологии молочных продуктов.

Объекты и методы исследований

В качестве объекта исследования была использована пшеница мягкая яровая ( Triticum aestivum L. ) сорта Любава.

Органолептические показатели зерна пшеницы определяли согласно ГОСТ 9353-2016, натуру – ГОСТ 10840-2017, влажность – ГОСТ 13586.5-2015; нутриентный состав – ГОСТ Р 54607.7-2016, ГОСТ 29033-91, ГОСТ Р 54607.42015, ГОСТ 26928-86, ГОСТ 31683-2012.

На первом этапе исследований осуществляли проращивание зерна пшеницы, которое проводили при вариации условий с целью установления наиболее эффективного способа. Структурная схема получения пророщенного зерна пшеницы при вариации параметров проращивания представлена на рис. 1.

Оптимизацию условий процесса проращивания проводили с использованием программного продукта MathCad 14.0.

Общую антиоксидантную активность определяли методом DPPH (мг TEAC/г).

На втором этапе исследований пророщенное зерно пшеницы подвергалось процессу ферментации с целью снижения содержания фитиновой кислоты в полученном сырьевом ингредиенте. Для ферментации использовали рецептуры смесей, представленные в табл. 1.

После проведения процесса ферментации зерно пшеницы высушивалось в условиях принудительной конвекции при температуре (35 ± 5) °С до влажности (12 ± 2) %, а затем измельчалось на лабораторной мельнице модели ЛМТ-2.

Длительность

Каждые б часов

Толщина слоя _

__ зе^на ___ d

Соотношение зерно:вода

Температура

га воздуха

Длительность

Орошение ерхности зерна ।

Рис. 1. Основные технологические этапы получения пророщенного зерна пшеницы

Таблица 1

Рецептуры смеси, используемой для процесса ферментации

Состав смеси	Номер образца
	№ 1	№ 2	№ 3
Фильтрованная вода	–	50	100
Сахар белый	—	—	5
Дрожжи сухие	–	–	0,1
Сыворотка	100	50	—
Пророщенное зерно пшеницы (оптимизированный образец), г	10	10	10
Длительность процесса ферментации, часы	8	8	8

На третьем этапе исследований были получены образцы мягкого свежего сыра , обогащенного ферментированным сырьевым ингредиентом.

Для технологии получения образцов сыра использовали следующее сырье:

• -    молоко коровье, производитель ООО «Подовинновское молоко», г. Южноуральск (массовая доля жира 3,6–4,2 %);

• –    экспериментальные образцы ферментированного растительного ингредиента на основе пророщенного зерна пшеницы;

• –    бактериальная закваска ЛКДБ БК-Уг-лич-№4, ФГУП «Экспериментальная биофабрика» г. Углич;

• –    препарат сухого сычужный фермента MEITO, Meito Sangyo Co., Ltd (Япония);

• –    хлористый кальций.

Для получения сыров использовали традиционную технологию без созревания. Ферментированный растительный ингредиент на основе пророщенного зерна пшеницы вводили в основную рецептуру на двух этапах производства: 1) в массу сырного зерна при формировании головки перед прессованием и 2) на этапе отделки головки сыра путем нанесения на поверхность.

В качестве контрольного образца использовали образец сыра без полученного сырьевого ингредиента.

Результаты и их обсуждение

На начальном этапе была произведена оценка входных параметров используемого зерна пшеницы (табл. 2).

Полученные результаты позволяют ска- зать, что данный образец зерна пшеницы соответствует требованиям нормативной документации и может быть использован для процесса проращивания.

С целью контроля процесса проращивания и увеличения объема зерновой массы был введен показатель «эффективность проращивания», под которым понимается динамика прироста длины корневой системы и/или ростка в течение процесса проращивания (%), в нашем случае в течение 120 часов.

Для выявления наиболее эффективных режимов проращивания применялось двухфакторное планирование. В качестве переменных факторов использовалась частота промывания водой слоя зерна пшеницы (12, 24 и 36 часов) и длительность процесса проращивания (24–120 часов). Контролируемыми показателями были определены: эффективность проращивания, % (для корневой системы и ростка) и антиоксидантная активность, % (DPPН). Полученные результаты исследований представлены на рис. 2.

Исходя из полученных данных и технологических особенностей процесса проращивания, а также с учетом получения наибольших значений показателя «Общая антиоксидантная активность, %» были определены оптимальные параметры процесса: длительность проращивания – 3 суток (72 часа) при частоте промывания зерновой массы каждые 24 часа с дополнительным орошением поверхности зерновой массы каждые 6 часов.

В разках реализации второго этапа исследований пророщенное зерно пшеницы дополнительно подвергалось процессу ферментации, согласно ранее представленной рецептуры смеси и технологии. Данный процесс проводился с целью снижения содержания фитиновой кислоты в получаемом сырьевом ингредиенте, которая негативно влияет на усвоение многих минеральных веществ, особенно железа. При проведении данного процесса осуществлялся контроль содержания железа и фитиновой кислоты (рис. 3).

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о выраженном влиянии процесса ферментации на содержание фитиновой кислоты. Наибольшее снижение было отмечено для образца 1, в состав которого входила молочная сыворотка, которая богата энзимами – фитазами.

Таблица 2

Характеристика зерна пшеницы, используемой для проращивания ГОСТ 9353-2016

Наименование показателя	Полученное значение показателя для образца зерна пшеницы
Состояние	В здоровом, не греющемся состоянии
Запах	Соответствует здоровому зерну пшеницы
Цвет	Соответствует здоровому зерну пшеницы
Масса 1000 зерен, г	34,4
Натура, г/л	796
Стекловидность, %	56
Влажность, %	10,5
Сорная примесь, %	1,36
Зараженность вредителями	Отсутствует
Массовая доля белка в пересчете на сухое вещество, %	14,66
Массовая доля жира, %	2,3
Массовая доля углеводов, %	71,2
Железо, мкг/г	101,9

Необходимо отметить, что процесс проращивания снижает содержание железа в зерне пшеницы на 28–30 %, при этом количество фитиновой кислоты остается практически неизмененным, тогда как используя процесс ферментации можно снизить содержание данного компонента на 36–38 %.

В ходе экспериментальных исследований, в рамках реализации третьего этапа исследований , были определены возможные подходы применения полученного ферментированного сырьевого ингредиента в производстве молочных продуктов.

Полученные образцы сыров оценивались по органолептическим показателям сразу после выработки (табл. 3).

В ходе исследования установлено, что для образца 1 отмечается более рыхлая структура сырного теста, при разжевывании ощущается присутствие частиц сырьевого ингредиента, не ухудшающее общее восприятие полученного продукта. Для образца 2 характерно наличие нежной, в меру плотной структуры сырного теста, благодаря наличию на поверхности сырьевого ингредиента сыр имеет форму хорошо сформировавшегося низкого цилиндра со слегка выпуклой боковой поверхностью и ровными гранями.

Таким образом, полученные результаты исследований позволяют рекомендовать разработанный сырьевой ингредиент в качестве сырья при производстве мягких сыров с целью расширения ассортиментной линейки выпускаемой продукции, создания продуктов натурального происхождения, обладающих повышенной пищевой ценностью, а также увеличения выхода готовой продукции из молочного сырья. Необходимо отметить, что использование полученного сырьевого ингредиента на поверхности мягкого сыра позволило создать лучшую форму и получить приятный аромат готового продукта. При этом полученный сырьевой ингредиент обладает антиоксидантными свойствами и имеет более низкое содержание фитиновой кислоты, что способствует усвоению содержащегося в нем железа.

а)

б)

Y = –3,979∙10^–3∙ Х ²–0,048∙ Х ²–1,519∙10^–3∙Х 1 ∙Х 2 + + 0,988∙Х 1 + 2,422∙Х 2 – 42,722

Y = –1,519∙10^–3∙ Х ²–8,681∙ Х ² + 1,953∙10^–3∙Х 1 ∙Х 2 + + 0,557∙Х 1 + 0,061∙Х 2 – 7,75

в)

Y = –6,753∙10^–5∙ Х ² – 0,027∙ Х ² + 8,345∙10^–4∙Х 1 ∙Х 2 + 0,357∙Х 1 + 1,869∙Х 2 – 17,983

Рис. 2. Поверхность отклика зависимости от частоты промывания зерновой массы и длительности процесса проращивания от эффективности проращивания: развитие корневой системы – а; развитие ростка – б;

общей антиоксидантной активности – в

—♦—Содержание фитиновой кислоты, г/100 г сухого вещества

Рис. 3. Результаты определения содержания железа и фитиновой кислоты в образцах пшеницы

Внешний вид и характеристика полученных образцов мягкого сыра

Таблица 3

Наименование образца

Описание

Внешний вид

Контроль Образец мягкого сыра

Сыр не имеет корки. Поверхность ровная, слегка увлажненная, без наличия ослизнения. Без посторонних привкусов и запахов. Консистенция однородная, без рисунка, цвет светло-желтый

Образец 1 Мягкий сыр с пророщенным и ферментированным зерном пшеницы в количестве 5 %

Образец 2 Мягкий сыр с обработанной поверхностью пророщенным и ферментированным зерном пшеницы

Сыр не имеет корки. Поверхность ровная с включениями сырьевого ингредиента, сухая. Приятный кисломолочный вкус и легкий аромат пророщенного зерна пшеницы, рисунок сырного теста равномерный с вкраплениями частиц сырьевого ингредиента, присутствует незначительное окрашивание сырного теста в местах контакта с сырьевым ингредиентом

Сыр имеет на поверхности тонкий равномерный слой ингредиента без подкоркового слоя. Приятный кисломолочный вкус и аромат пророщенного зерна пшениц. Консистенция сыра однородная, без рисунка. Заметно незначительное окрашивание сырного теста в местах контакта с сырьевым ингредиентом