Использование пищевых волокон в технологии производства мучных кондитерских изделий

Программой социально-экономического развития северо-восточных территорий Российской Федерации предусмотрено использование местного сельскохозяйственного растительного сырья для промышленного производства функциональных продуктов, способствующих оздоровлению и повышению качества жизни людей. В современных условиях возрастают требования к качеству выпускаемых изделий и их ассортименту. Инновационное развитие пищевой промышленности региона возможно в результате создания высокоэффективных технологий, обеспечивающих выпуск конкурентоспособной продукции. В северных районах Красноярского края огромное значение имеет рацион питания населения, направленный на сохранение здоровья его жителей.

Решение задачи разработки безотходных технологий и применения функциональных продуктов в условиях северных районов страны и Восточной Сибири должно идти за счет максимального использования местного сырья. Внимание к проблеме увеличения потребления плодов и ягод связано с тем, что они играют особую роль в обеспечении населения биологически активными веществами, в том числе витаминами и микроэлементами. Большой резерв в решении этой проблемы представляет собственная сырьевая база Красноярского края, который располагает необходимыми ресурсами для получения высокоценных плодовых полуфабрикатов. Рациональное использование природных ресурсов предполагает комплексность переработки их с учетом частичной или полной безотходной технологии производства. Введение пищевых добавок позволяет расширить ассортимент изделий, повысить их качество, стабилизировать технологический процесс, придать изделию специальные свойства. Изучению этих вопросов до сих пор не уделялось должного внимания. Необходимы научно обоснованные практические рекомендации по технологии производства и рациональному использованию в массовом питании сырья из мелкоплодных яблок [1].

Среди пищевых добавок важная роль принадлежит пищевым волокнам, которые представляют собой группу полисахаридов с различными физико-химическими характеристиками. Они играют большую роль в пищеварении, обмене веществ и являются источником питания для кишечной микрофлоры.

В Красноярском государственном аграрном университете проведены исследования по введению пищевых волокон (в частности, полуфабрикатов из сибирских мелкоплодных яблок) в кондитерские изделия с целью улучшения качества готовых изделий, а также придания профилактических свойств изделиям. Были получены положительные результаты использования пюре из мелкоплодных яблок в производстве бисквитных тортов и пирожных (ОСТ 10-060-95).

Основой бисквитных тортов и пирожных являются выпеченные полуфабрикаты. Поэтому исследования проводились по созданию бисквитных полуфабрикатов повышенной пищевой ценности с использованием пюре из мелкоплодных яблок по следующей технологической схеме (рис. 1) [2].

Рис. 1. Технологическая схема производства бисквитного полуфабриката с использованием пюре из мелкоплодных яблок

По полученным данным физико-химического анализа бисквитного полуфабриката построены графики зависимости показателей: влажности, кислотности, объема, пористости, плотности, редуцирующих веществ от дозировки пюре из мелкоплодных яблок. Содержание редуцирующих веществ, кислотность по ГОСТу не определяются в бисквите, но так как в него вносится пюре, которое содержит моносахариды и органические кислоты, то эти показатели определялись в полуфабрикате.

Бисквитное пирожное – мучное кондитерское изделие, поэтому в нем также дополнительно определены объем, плотность и пористость. Процент закладки пюре составляет – 1% (образец №1), 2% (образец №2), 3% (образец №3), 4% (образец №4), 5% (образец №5) от сухих веществ муки высшего сорта в контрольном образце. С увеличением процента дозировки пюре влажность бисквита растет. Это объясняется тем, что уменьшается дозировка муки, следовательно, белками муки будет захватываться меньшее количество влаги. Набухание белков уменьшается и увеличивается количество влаги в тесте, поэтому возрастает влажность готовых изделий. На рисунке 2, влажность всех образцов, кроме образца №5, соответствует рецептуре (22%) с учетом допускаемых отклонений (±2%). Значение влажности наиболее близкое к рецептурному у образца №3 (21,8%). Увеличивая дозировку пюре, возрастает количество редуцирующих веществ в бисквитном полуфабрикате, потому что пюре в своем составе содержит моносахариды (глюкозу, фруктозу, мальтозу). Наибольшее содержание редуцирующих веществ в точке 5, так как в этой точке самый высокий процент дозировки пюре (рис. 3).

Дозировка пюре, %

Рис. 2. Зависимость влажности бисквитного пирожного от дозировки пюре

Чем больше в бисквитное тесто вносится пюре из мелкоплодных яблок, тем выше кислотность выпеченного полуфабриката, так как в последнем в связи с увеличением дозировки пюре увеличивается доля органических кислот, содержащихся в пюре. Наибольшая кислотность в точке 5, так как в этой точке самый высокий процент дозировки пюре (рис. 4).

Дозировка пюре, %

Рис. 3. Зависимость содержания редуцирующих веществ бисквита от количества вносимого пюре

Дозировка пюре, %

Рис. 4. Зависимость кислотности бисквитного полуфабриката от количества пюре

С ростом дозировки пюре объем бисквита падает. Это объясняется тем, что увеличивается влажность теста. Тесто становится более жидким и хуже поднимается. В точке 5 объем бисквита наименьший (рис. 5).

Дозировка пюре, %

Рис. 5. Зависимость объема бисквитного полуфабриката от дозировки пюре

С увеличением дозировки пюре увеличивается плотность изделий, так как уменьшается их объем. Изделия получаются уплотненными (рис. 6).

0    1     2    3     4     5     6

Дозировка пюре, %

Рис. 6. Зависимость плотности бисквитного полуфабриката от дозировки пюре

Зависимость пористости бисквитного полуфабриката от количества пюре представлена на рисунке 7.

Дозировка пюре, %

Рис. 7. Зависимость пористости бисквитного полуфабриката от количества пюре

Результаты исследований бисквитных полуфабрикатов по физико-химическим и органолептическим показателям представлены в таблице 1 [3].

Таблица 1

Показатель качества	Коэффициент значимости	Число степеней качества	Число участников дегустации	Оценка бисквитного полуфабриката, балл
				Контрольный	Оптимальный
Вкус и аромат	3	3	6	44	54
Структура и консистенция	4	3	6	72	71
Цвет и внешний вид	2	3	6	36	33
Форма	1	3	6	12	18
Суммарная оценка	10	-	-	164	176
Итоговая оценка	-	-	-	27	30

Органолептическая оценка бисквитного полуфабриката с использованием пюре из мелкоплодных яблок

С внесением пюре из мелкоплодных яблок влажность полуфабрикатов увеличивается за счет высокой водопоглотительной способности пищевых волокон. Предельное напряжение сдвига возрастает незначительно, что не несет никаких изменений при формовании.

Органолептическая оценка проводилась по 30-балльной системе. Шкалы оценки, баллы: высшая, максимальная – 30. Отлично – 30–21, хорошо – 20–11, удовлетворительно – 10–1. Бисквитные полуфабрикаты, содержащие пищевые волокна, получили наивысшую оценку. По результатам физико-химических исследований оптимальных образцов бисквитного полуфабриката проведена математико-статистическая обработка результатов.

Среднюю ошибку измерений (m) при доверительной вероятности (Р=95,5%) определяем с учетом нормируемого отклонения (t=2,0) от их среднего значения (25).

где t – нормируемое отклонение, зависящее от значения доверительной вероятности Р и количества проведенных измерений;

n – число наблюдений;

S – среднее квадратичное отклонение.

Нормируемое отклонение представляет отклонение того или иного результата измерения x i от их среднего значения, отнесенное к величине среднего квадратического отклонения S x [4].

Проведем статистическую обработку результатов физико-химических исследований оптимальных образцов – бисквитного полуфабриката, используя табличный процессор EXCEL. Описательная статистика каждого из определенных показателей бисквитного полуфабриката приведена в таблице 2.

Среднее значение объема лежит в интервале [390;420] и составляет 402,5 см3. Медиана объема равна 400 см3. Медиана – это вариант, который находится в середине вариационного ряда. То есть она разделила ряд на две равные части: одна часть меньше 400 см, а другая больше. Коэффициент асимметрии равен 1,129, значит, в вариационном ряду преобладают варианты, значения которых больше среднего. Эксцесс больше нуля (2,227), следовательно, наше распределение, в сравнении с нормальным, высоковершинное.

Среднее значение плотности лежит в интервале [0,217;0,26] и составляет 0,239 г/ см. Медиана составляет 0,24 г/ см. Коэффициенты асимметрии (-0,149), следовательно, в вариационном ряду преобладают значения, которые больше среднего. Так как эксцесс меньше нуля (-2,839), значит распределение, в сравнении с нормальным, низковершинное.

Среднее значение пористости лежит в интервале [75;76,2] и составляет 75,65 %. Медиана равна 75,71 %. Распределение является высоковершинным, так как эксцесс положительный (0,875). В вариационном ряду преобладают значения, которые меньше 75,65%, так как асимметричность отрицательная.

Значение влажности бисквита находится в интервале [21,8;22,2], среднее значение равно 27,75 %. Медиана равна 21,7 %. Коэффициент асимметрии положительный (0,753), следовательно, преобладающими являются значения сухих веществ, которые больше среднего. Так как эксцесс распределения больше нуля, то наше распределение в сравнении с нормальным является высоковершинным.

Описательная статистика результатов физико химических методов исследования бисквитного полуфабриката

Таблица 2

Характеристика	Физико-химические показатели
	Объем	Плотность	Пористость	Влажность	Кислотность	Содержание РВ
Среднее	402,5	0,239	75,652	21,75	1,2	0,05
Стандартная ошибка	6,292	0,01	0,25	0,171	0,082	0,004
Медиана	400	0,24	75,71	21,7	1,2	0,05
Мода	400				1,2	0,05
Стандартное отклонение	12,583	0,019	0,501	0,342	0,163	0,008
Дисперсия выборки	158,333	0,0004	0,251	0,117	0,027	6,67* 10'5
Эксцесс	2,227	-2,839	0,875	0,343	1,5	1,5
Асимметричность	1,129	-0,149	-0,583	0,753	-7,8* 10-15	-2,7*
Интервал	30	0,043	1,2	0,8	0,4	-
Минимум	390	0,217	75	21,4	1	0,04
Максимум	420	0,26	76,2	22,2	1,4	0,06
Сумма	1610	0,957	302,61	87	4,8	0,2
Счет	4	4	4	4	4	4

Содержание кислотности лежит в интервале [1;1,4]. Среднее значение равно 1,2 град. Медиана равна 1,2 град. Эксцесс распределения равен 1,5. Следовательно, наше распределение высоковершинное.

Содержание редуцирующих веществ лежит в интервале [0,04;0,06], среднее значение составляет 0,05%. Медиана равна 0,05%. В ряду преобладают значения, которые меньше 0,05%, так как асимметричность отрицательная -2,7*10ˉ15. Распределение является высоковершинным, так как эксцесс положительный (1,5) [5].

Расчет пищевой ценности бисквитных полуфабрикатов по традиционной рецептуре и рецептуре с использованием пищевых волокон представлен в таблице 3.

Бисквитные полуфабрикаты с пюре из мелкоплодных яблок отличаются от контрольного образца по химическому составу: большим содержанием неусвояемых углеводов, органических кислот, также возрастает количество кальция, фосфора, железа, витаминов В, РР, β-каротина.

Таблица 3

Степень удовлетворения суточной потребности человека в основных пищевых веществах и энергии (пищевая ценность), %

Пищевые вещества	Суточная потребность взрослого человека	Бисквитный полуфабрикат		Изменение в содержании пищевых веществ
		Контрольный образец	Оптимальный образец
Белки, г	85	6,58	655	-
Жиры, г	100	20,14	20,13	-
Углеводы усвояемые, г	382	13,68	13,44	-
Углеводы неусвояемые, г	25	0,124	0,212	+
Органические кислоты, г	2	2,15	3,05	+
Минеральные вещества, мг: Na	2400	1,323	1,322	• -
К	3500	2,613	2,598	-
Са	1000	4,44	4,46	+
Mg	400	4,96	4,94	-
Р	1200	7,27	7,28	+
Fe	12	8,92	9	+
Витамины, мг: В 1	1,5	2,4	2,38	-
в 2	2,5	5,44	5,44
РР	20,0	0,96	1	+
β-Каротин	5	1,48	1,5	+
А	2,5	5,4	5,4
С	70	0,076	0,11	+
Энергетическая ценность, ккал	2850	14,58	14,57	-

С внесением пищевых волокон из мелкоплодных яблок в кондитерские изделия, за счет связывания дополнительного количества влаги, в структуре бисквитного полуфабриката увеличиваются сроки годности и свежести продукта; улучшаются органолептические показатели за счёт структурообразующей, водо-, жиросвязывающей способностей пищевых растительных волокон; упрочняется структура полуфабриката, что приводит к снижению количества лома и крошки при хранении и транспортировке; повышается пищевая ценность изделия.