Использование растительного сырья в производстве мучных кондитерских изделий

Введение . Мучные кондитерские изделия являются продуктами массового потребления и пользуются стабильным спросом. По разным источникам, сегмент «кексы» составляет от 7 до 12 % в структуре кондитерских изделий [1, 2]. Однако главный недостаток кексов – невысокая физиологическая ценность, их состав характеризуется преобладанием жиров, простых углеводов, отсутствием витаминов, минеральных компонентов, пищевых волокон, необходимых для человека [3]. В рационе современного человека отмечается недостаток физиологически важных функциональных ингредиентов при избыточном потреблении жиров и углеводов, что приводит к нежелательным изменениям в состоянии здоровья [4, 5].

Улучшить питание населения возможно за счет создания новых мучных кондитерских изделий на основе натурального растительного сырья [6]. Создание функциональных мучных продуктов возможно с уменьшением или полной заменой самых калорийных и «тяжелых» компонентов: животных жиров и сахаров растительными жирами и семенами. Семена льна представляют особый интерес, обусловленный содержанием в них физиологически активных компонентов [7–9].

Доступным источником белков, жиров, пищевых волокон, витаминов и минеральных веществ являются семена льна масличного перспективных для выращивания в условиях Северного Зауралья зарегистрированных сортов Август и Исилькульский. Исследования, проведенные на указанных сортах льна, выращенных на опытном поле ГАУ Северного Зауралья, показали, что содержание белка в семенах находилось в пределах 23,9–24,4 %, содержание масла варьировалось от 44,6 до 49,9 %, что подтверждает высокую пищевую ценность семян льна и продуктов его переработки [10].

Семена льна взамен сливочного масла – отличный источник правильных и полезных жиров, калорий и энергии.

Возможность применения семян льна в производстве пищевых продуктов обусловлена содержанием в них водорастворимых полисахаридов, которые при замачивании способны образовывать слизь на поверхности семян [11–13]. За счет слизеобразующих веществ семена льна могут выступать в качестве водоудерживающих агентов, структурообразователей, стабилизаторов и связующих веществ, что подтверждается работами ряда авторов [14–16].

Цель исследования : определить возможность использования семян льна для улучшения качества и сбалансированности пищевой ценности кексов.

Объекты и методы исследования. Ряд пробных лабораторных выпечек проводили в пекарне-лаборатории кафедры технологии продуктов питания Инженерно-технологического института ГАУ Северного Зауралья (г. Тюмень). За контрольный образец (1-й вариант) принята рецептура кекса «Нежность». По рецептуре на 100 г муки вносили 115 г сахара; 104 г яиц; 38 г сливочного масла; 3,8 г разрыхлителя. В рецептуру опытных образцов взамен сливочного масла включали семена льна сорта Август (2-й вариант) и сорта Исилькульский (3-й вариант) в количестве 15 % к массе муки.

В исследовании использовали традиционное для кексов сырье, соответствующее требованиям действующих нормативных документов: мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта (ГОСТ 26574–2017), сахар-песок (ГОСТ 21–94), яйца куриные пищевые (ГОСТ 31654–2012), масло сливочное (ГОСТ 32261–2013), разрыхлитель теста (ГОСТ 32802–2014).

Сырье добавляли в определенной последовательности. Куриные яйца взбивали с сахаром до получения однородной массы, добавляли размягченное сливочное масло и снова взбивали. К взбитой массе добавляли пшеничную муку, разрыхлитель и замешивали тесто. Тесто раскладывали в силиконовые формочки (необходимо заполнить на 2/3 части формы). Выпечку кексов проводили при температуре 180 °C 20 мин. Во 2-м и 3-м вариантах семена замачивали и полученную вязкую массу сбивали с яйцами и сахаром. Продолжительность выпечки кексов с семенами льна увеличивали до 25 мин.

Для выделения полисахаридных слизей семена льна предварительно замачивали в теплой воде в течение 2 ч, за это время смесь приобретает гелеобразную структуру. Биохимические показатели семян льна сорта Август: белки – 24,4 %; жиры – 49,9 %; сорта Исилькульский: белки – 23,9 %, жиры – 44,6 %.

Для комплексной оценки качества кексов по органолептическим показателям использовали 5-балльную шкалу оценки (ГОСТ 31986–2012). Для того чтобы определить связь комплексной оценки и оцениваемых органолептических показателей, а также выделить значимость одного или нескольких из них было составлено уравнение регрессии. В готовых изделиях определялась щелочность методом титрования по ГОСТ 5898–87. Массовая доля влаги в кексах определялась высушиванием навески изделия при температуре 130 °С в течение 40 мин (ГОСТ 5900–73). Плотность готовых изделий определяли по ГОСТ 15810-2014. Результаты обработаны в компьютерной программе MS Office Excel 2013. Пищевую и энергетическую ценность определяли расчетным методом с использованием данных из справочника И.М. Скурихиной, В.А. Туте-льяна [17].

Результаты исследования и их обсуждение. Органолептическую оценку качества кексов проводили по следующим показателям: форма, состояние поверхности, вид на разрезе, текстура, вкус и запах. Контрольный вариант характеризовался правильной формой, выпуклой верхней поверхностью с незначительными неровностями, без подгорелостей, вид на разрезе пропеченный, без следов непромеса, равномерная пористость с единичными пустотами, текстура мягкая связанная, ярко выраженными сдобным вкусом и ароматом. Замена сливочного масла семенами льна во 2-м и 3-м варианте никак не повлияла на форму готовых изделий. Следует отметить улучшение состояния поверхности кексов, при рассмотрении изделий в разрезе видно, что семена равномерно распределились по всему объему мякиша, не нарушая пористости, без пустот. Текстура мякиша осталась мягкой, что можно объяснить высоким содержанием жира в семенах. Появляется оригинальный вкус и аромат, свойственный жареному миндалю. Оценка органолептических показателей качества проведена по 5-балльной шкале: 2 балла – это изделие со значительными дефектами; 5 баллов – изделие без недостатков. Все оценки были обработаны методом описательной статистики, и для дальнейшего анализа выбраны показатели: среднеарифметическое и стандартное отклонение (табл. 1).

Таблица 1

Показатель	Контрольный образец (1-й вариант)	Вариант с внесением семян льна 15 % к массе муки
		сорта Август (2-й вариант)	сорта Исилькульский (3-й вариант)
Форма	4,9±0,00	4,9±0,00	4,9±0,00
Состояние поверхности	4,5±0,15	4,7±0,15	4,8±0,15
Вид на разрезе	4,2±0,20	4,4±0,20	4,6±0,20
Текстура	4,3±0,10	4,2±0,10	4,4±0,10
Вкус и запах	5,0±0,00	5,0±0,00	5,0±0,00
Комплексная оценка	4,58±0,09	4,64±0,09	4,74±0,09

Результаты оценки органолептических показателей качества кексов

Для расчета коэффициентов регрессии выделили следующие факторы: x 1 - форма; х₂- состояние поверхности; х₃– вид на разрезе; х₄– текстура; х 5 - вкус и запах. В процессе регрессионного анализа переменные х 1 , х 2 , х₅ оказались статистически незначимы, их коэффициенты были равны 0. Таким образом, нами получено уравнение прогнозирования, связывающее комплексную оценку (Y) с факторами x₃ – оценка вида на разрезе, x₄ – оценка текстуры, имеющее следующий вид:

Y = 2,47 + 0,37x3+ 0,13x4.

Коэффициенты регрессии 0,37 и 0,13 следует рассматривать как степень влияния каждой из пе- ременных на комплексную оценку кексов, если все другие независимые переменные остаются неизменными. Значения коэффициентов ничтожно малы, следовательно, моделируемые варианты остаются на уровне контроля, негативного влияния факторов не отмечено, что подтверждается уравнением регрессии с положительными значениями коэффициентов.

Для анализа адекватности полученного уравнения рассмотрели нормально-вероятностный график остатков. Установлено, что отклонения остатков регрессии располагаются на графике вблизи теоретической нормальной линии, следовательно, остатки распределены нормально, что говорит об адекватности анализируемого уравнения (рис.).

Нормально-вероятностный график остатков

В результате статистического анализа данных методом сравнения стандартизованных коэффициентов регрессии определена величина влияния факторов xi на исследуемый параметр Y. Проведенный регрессионный анализ дает основание утверждать, что на комплексную оценку качества кексов в большей степени оказывает влияние показатель вид на разрезе - 93 %, показатель текстура кексов – 16 %.

Готовые изделия также анализировали по физико-химическим показателям. Влажность контрольного образца составила 19 %, влажность 2-го и 3-го вариантов повысилась на 5 и 1 % и составила 24 и 20 % соответственно. Повышение влажности объясняется высокой водопоглотительной способностью семян льна. Плотность контрольного образца составила 0,39 г/см3. Обо гащение кексов семенами льна увеличивает плотность готовых изделий на 0,11 и 0,09 г/см3 за счет распределения семян по всему объему кексов. Щелочность контрольного варианта составила 0,6 град. В экспериментальных вариантах щелочность снижается на 0,05 и 0,1 град., вероятно, вследствие исключения из рецептурного состава сливочного масла, обладающего более кислыми свойствами. Снижение щелочности обогащенных кексов положительно влияет на поддержание кислотно-щелочного баланса. Показатели влажности, плотности и щелочности соответствуют ГОСТ 15052–2014 «Кексы. Общие технические условия». Результаты исследования экспериментальных значений физико-химических показателей кексов приведены в таблице 2.

Таблица 2

Физико-химические показатели кексов

Показатель	Контрольный образец (1-й вариант)	Образец с внесением семян льна
		сорта Август (2-й вариант)	сорта Исилькульский (3-й вариант)
Влажность, % (12,00–24,00)	19,00±0,6	24,00±0,5	20,00±0,6
Плотность, г/см3 (не более 0,55)	0,39±0,02	0,50±0,05	0,48±0,04
Щелочность, град. (не более 2,0)	0,60±0,06	0,55±0,04	0,50±0,05

Рассчитали пищевую и энергетическую цен- став российских пищевых продуктов» рассчитано ность кексов. Согласно унифицированной рецеп- содержание белков, жиров, углеводов на выход туре и данным из справочника «Химический со- 40 г кекса (табл. 3).

Содержание белков, жиров, углеводов в исследуемых образцах

Таблица 3

Сырье	1-й вариант			2-й вариант			3-й вариант
	Белки	Жиры	Углеводы	Белки	Жиры	Углеводы	Белки	Жиры	Углеводы
Мука пшеничная высшего сорта	1,34	0,14	9,18	1,34	0,14	9,18	1,34	0,14	9,18
Сахар-песок	0	0	15,97	0	0	15,97	0	0	15,97
Куриные яйца	1,72	1,55	0,09	1,72	1,55	0,09	1,72	1,55	0,09
Масло сливочное	0,04	3,63	0,07	–	–	–	–	–	–
Семена льна	–	–	–	0,56	1,15	0,59	0,55	1,03	0,72
Разрыхлитель	0,02	0,002	0,24	0,02	0,002	0,24	0,02	0,002	0,24
Итого	3,12	5,32	25,55	3,64	2,84	26,06	3,63	2,72	26,2

Для расчета калорийности основных пищевых веществ приняты следующие коэффициенты перерасчета: белки - 4,0 ккал/г; жиры - 9,0; углеводы - 4,0 ккал/г. Установлено, что замена сливочного масла на семена льна значительно снижает содержание жира в готовых изделиях на 54 % и калорийность кексов на 11 %. Содержание белков и углеводов остается на уровне контрольного варианта (табл. 4).

Пищевая и энергетическая ценность кексов на 100 г

Таблица 4

Исследуемый вариант	Пищевая ценность, г/100 г			Энергетическая ценность продукта, ккал/кДж
	Белки	Жиры	Углеводы
1-й (контроль)	8	13	64	383/1603,54
2-й	9	7	65	341/1427,70
3-й	9	7	65	339/1419,33

Проведенные исследования показали целесообразность применения в рецептуре кексов натурального растительного сырья – семян льна, выращенных в условиях нашего региона, способствующих получению изделий высокого качества.

Выводы

• 1.    Комплексная оценка органолептических показателей качества кексов составила: контрольного варианта - 4,58 баллов, с использованием семян льна сортов Август - 4,64 и Исиль-кульский – 4,74 баллов. Рассчитано уравнение прогнозирования (y = 2,47 + 0,37x₃ + 0,13x₄) для готовых изделий с учетом показателей вид на разрезе (х₃) и текстура (х₄).

• 2.    Внесение в рецептуру семян льна увеличивает влажность готовых изделий до 20–24 %, плотность - до 0,48-0,5 г/см³ и снижает щелочность до 0,55–0,5 град.

• 3.    Замена сливочного масла семенами льна позволила снизить долю животных жиров в составе изделий в 2 раза: содержание жира в контрольном варианте – 13 г/100 г, во 2-м и 3-м варианте – 7 г/100 г. Энергетическая ценность изделий снижается: 1-й вариант (контрольный) – 383 ккал; 2-й вариант – 341; 3-й вариант – 339 ккал, что делает их менее калорийными.

Нами доказана возможность применения семян льна взамен сливочного масла. В дальнейших исследованиях будет изучено внесение различных дозировок семян льна, а также внесение других сортов льна масличного, зарегистрированных в Тюменской области, для выявления наиболее пригодного в производстве мучных кондитерских изделий.