Исследование влияния фруктово-ягодного сырья на технологические свойства мучных кондитерских изделий

МРНТИ 65.33.35                               

Решение задачи сохранения и укрепления здоровья человека относится к приоритетным задачам. Использование фруктово-ягодного сырья в технологии мучных кондитерских изделий предоставляет значительные преимущества, обогащая продукцию ценными питательными веществами и улучшая ее органолептические свойства. Добавление порошков из ягод, таких как смородина, способствует повышению содержания пищевых волокон, витаминов и минералов в изделиях, что делает их более полезными для здоровья потребителей. На основе анализа информационных источников определена тенденция использования плодово-ягодного сырья, способствующего повышению уровня технологического потенциала ингредиентов рецептуры и повышению пищевой и биологической ценности хлебобулочных и мучных кондитерских изделий [1].

Все более актуальным становится развитие новых направлений в производстве продуктов функционального питания на основе нетрадиционных видов растительного сырья. Химический состав ягод черной смородины и вторичных продуктов ее переработки, в частности высокое содержание полифенольных веществ и неусвояемых углеводов определяет перспективность использования этого сырья в пищевой промышленности [2,3].

sugar cookies, functional ingredients, natural

Применение плодово-ягодных добавок также позволяет улучшить вкусовые характеристики и внешний вид кондитерских изделий. Например, введение порошка из ягод черной смородины в тесто для сдобного печенья придает продукту привлекательный цвет и аромат, не ухудшая при этом его физико-химические показатели [4].

Кроме того, использование фруктовоягодного сырья способствует увеличению срока годности продукции за счет природных антиоксидантов, содержащихся в ягодах. Это позволяет снизить необходимость применения искусственных консервантов и улучшить экологическую чистоту изделий [3].

Таким образом, интеграция фруктовоягодного сырья в рецептуры мучных кондитерских изделий не только повышает их пищевую и биологическую ценность, но и улучшает потребительские свойства, что способствует расширению ассортимента и повышению конкурентоспособности продукции на рынке [5].

Повышение пищевой ценности хлебобулочных и мучных кондитерских изделий может быть осуществлено путем замены части пшеничной муки на различные фрукты, овощи и продукты их переработки по массе сухих веществ. Применение фруктово-овощных обогатителей перспективно в связи с высоким содержанием в них моно- и дисахаридов, витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон, включая пектин. Фруктово-ягодное сырье обогащено витаминами, макро- и микроэлементами, которые положительно влияют на работу центральной нервной и сердечнососудистой систем, способствуют росту и развитию костной и мышечной тканей, регулируют кислотно-щелочной баланс, поддерживают гомеостаз и помогают в профилактике заболеваний. Кроме того, в составе фруктов и ягод содержится множество пищевых волокон, флавоноидов, антиоксидантов и других биологически активных веществ [6].

Ягоды чёрной смородины содержат целый комплекс биологически активных и пищевых веществ (витаминов, фенольных соединений, органических кислот, пищевых волокон, микронутриентов), оказывающих стимулирующее воздействие на многие функции организма человека. В составе сахаров, характеризующих пищевую ценность ягод, количественно преобладает фруктоза с незначительным содержанием глюкозы и сахарозы [7]. Чёрную смородину и продукты её переработки применяют в качестве вспомогательных средств для улучшения качества и повышения хранимо-способности целевой продукции [8].

Черная смородина является ценным источником биологически активных веществ, включающих широкий спектр функционально занчимых компонентов. 100 г ягод содержат витамин C - 200 мг, железо - 1,3 мг, калий - 372 мг, калорийность 45 ккал. Она благотворно влияет на работу сердца и головного мозга, укрепляет сосуды, устраняет проблемы кишечника; уменьшает воспалительные процессы и способствует регенерации поврежденных клеток; регулирует уровень глюкозы; успокаивает нервную систему; уменьшает пагубное воздействие радиоактивных элементов; нормализует обменные процессы; предупреждает рост раковых клеток [9].

Основными сахарами в ягодах чёрной смородины являются фруктоза 48-60 % от общего содержания сахаров, глюкоза 38-47 %, и сахароза [10]. Органические кислоты, содержащиеся в чёрной смородине, представлены лимонной - 7597 % от общего содержания кислот, яблочной, хинной и аскорбиновой кислотами [11]. Основной органической кислотой, обнаруженной в выжимках чёрной смородины, была лимонная кислота, хотя также была идентифицирована и яблочная кислота [12]. Ягоды чёрной смородины содержат значительные количества пищевых волокон, в том числе 2,68 % нерастворимых и 1,62 % растворимых [10].

Общее содержание фенольных соединений в ягодах варьирует от 598 до 2798 мг/100 г, содержание антоцианов находится в диапазоне 160-411 мг/100 г, среди которых дельфинидин-3-О-глюкозид, дельфинидин-3-О-рутинозид, циа-нидин-3-О-глюкозид и цианидин-3-О-рутинозид характерны именно для черной смородины. 92-97 % от общего количества антоцианов в чёрной смородине составляют гликозиды цианидина и дельфинидина (3-О-глюкозид и 3-О-рутинозид) [13].

Общая антиоксидантная способность чёрной смородины, измеренная фотометрическим методом FRAP (Ferric Reducing/ Antioxidant Power) с использованием фотометрического реагента - трипиридилтриазин, 1,10-фенантролин, 2,2’-дипиридила по интенсивности восстанавления Fe3+, составляет 51,6 ± 1,2 мкмоль Ре2+/г, и является одной из самой высоких по сравнению с другими ягодами [14]. Плоды чёрной смородины содержат 116–342 мг/100 г аскорбиновой кислоты и 160- 411 мг/100 г антоцианов, которые являются наиболее распространенными представителями полифен-ольных соединений в этом фрукте [15].

Исследования показывают, что добавление порошка черной смородины в количестве 10-15% от массы муки улучшает органолептические и физико-химические показатели бисквитного теста. Пенообразующая способность смеси, удельный объем и пористость выпеченного полуфабриката увеличиваются по сравнению с контролем, а изделия приобретают мелкопористую, пышную структуру. Введение грушевого порошка в рецептуру сахарного печенья в количестве 2,5–3% от массы сухих веществ сахара и жира не изменяет органолептических показателей, но повышает физиологическую ценность продукта.

Растительное сырье, которое долго не выводится из организма, является актуальной проблемой в современном мире. Обоснованные продукты переработки дикорастущих и садовых ягод и плодов представляют собой порошкообразные полуфабрикаты, обладающие высокой пищевой ценностью, биохимической стабильностью при хранении за счет низкой влажности, занимают мало места при транспортировке. Источниками йода является черная смородина [16].

Грушевый порошок содержит значительное количество углеводов, преимущественно в виде фруктозы и глюкозы, пищевые волокна, витамины (С, К, группы В) и минералы (калий, медь). Пищевые волокна способствуют улучше- нию пищеварения, а витамины и минералы повышают общую питательную ценность продукта. [17]. Груша также содержат и аскорбиновую кислоту (3-17 мг %), катехин, танин, флавоноиды, ряд оксикоричневых кислот (хлорогеновую, неоскан-тин); арбутин, гидрохинон; каротиноиды (β-каротин, лютенин, виолоксантин, неоксантин). В некоторых сортах груши найдены антоциановые пигменты [19].

Добавление грушевого порошка в тесто для сахарного печенья влияет на его реологические свойства. Пищевые волокна, присутствующие в порошке, могут связывать воду, изменяя консистенцию теста и требуя корректировки рецептуры для достижения оптимальной пластичности. Кроме того, натуральные сахара из грушевого порошка могут способствовать карамелизации, улучшая цвет и аромат готового изделия [17]. Поскольку порошок из груш ухудшает потребительские свойства, авторы рекомендуют использовать его при разработке новых сортов мучных изделий для профилактического питания [20].

Добавление грушевого порошка влияет на физико-химические показатели печенья, такие как влажность, кислотность и содержание редуцирующих сахаров. Пищевые волокна могут повышать влагосвязывающую способность изделия, что замедляет его черствение и продлевает срок годности. Натуральные сахара из грушевого порошка могут повышать общую сладость продукта, что следует учитывать при дозировке сахара в рецептуре [18].

Включение порошков груши и черной смородины в рецептуру сахарного печенья способствует повышению его пищевой и биологической ценности за счет обогащения витаминами, антиоксидантами и микроэлементами. Порошок черной смородины является источником витаминов С, Р, группы В, антоцианов и пектиновых веществ, обладающих выраженными антиоксидантными свойствами. Грушевый порошок содержит пищевые волокна, органические кислоты, калий и магний, способствуя улучшению минерального состава изделия.

Использование данных компонентов оказывает значительное влияние на технологические свойства теста и готового продукта. Порошок черной смородины увеличивает вязкость и пластичность теста, улучшая его формируемость. Порошок груши, за счет высокого содержания пектинов, усиливает влагосвязывающую способность, снижает темпа черствения и стабилизирует структуру изделия.

Присутствие природных антиоксидантов в составе порошков замедляет окислительные процессы, что способствует продлению сроков хранения готовой продукции и сохранению ее органолептических характеристик.

Материалы и их методы исследований

При выполнении работы использовали органолептические и физико-химические методы исследований. В качестве материалов исследований были выбраны:

• - ГОСТ 26574-85. Мука пшеничная хлебопекарная;

• - смородиновый и грушевый порошок;

• - контрольные образцы сахарного печенья;

• - опытные образцы сахарного печенья.

Показатели качества определяли в соответствии с методиками, изложенными в следующих нормативных документах: ГОСТ 5897—90 Методы определения органолептических показателей качества; ГОСТ 5898—87 Методы определения кислотности и щелочности; ГОСТ 5900—73 Методы определения влаги и сухих веществ; ГОСТ 10114—80 Метод определения намокаемости.

Методы определения органолептических показателей согласно ГОСТ 5897—90 включают визуальную оценку внешнего вида и цвета продукта, тактильный анализ консистенции, а также дегустацию для определения вкуса и запаха. Оценка проводилась в стандартизированных условиях с использованием эталонов для количественной и качественной характеристики. В процессе участвовали специалисты данной отрасли, а результаты фиксировались в протоколах для дальнейшего анализа и сравнения с установленными нормами качества.

Согласно ГОСТ 5898—87, метод определения щелочности основан на титровании пробы раствора пищевого продукта стандартным раствором кислоты (HCl) в присутствии индикатора, такого как фенолфталеин. Пробу вещества растворяют в дистиллированной воде и проводят титрование до изменения цвета индикатора, что свидетельствует о достижении нейтральной реакции. Объем израсходованной кислоты фиксируется, и на его основе рассчитывается щелочность в установленных единицах.

ГОСТ 5900—73 описывает определение влажности с использованием сушильного шкафа СЭШ-3М путем взвешивания предварительно подготовленного образца до и после сушки. Проба продукта массой, установленной стандартом, равномерно распределяется на поддоне и помещается в сушильный шкаф, где выдерживается при заданной температуре (105 °C) в течение определенного времени до постоянной массы. После охлаждения в эксикаторе проводится повторное взвешивание, и влажность рассчитывается по разнице массы до и после сушки, выраженной в процентах от исходной массы образца.

Процесс получения порошка из груш включает следующие этапы: прием сырья, мойка плодов, удаление семян, нарезка ломтиками толщиной 0,3–0,5 мм, сушка в сушильной установке, измельчение в лабораторной мельнице, просеивание через сито и получение готового продукта — порошка из груш.

Процесс получения порошка из фруктов отличается от процесса получения порошка из ягод. Эти различия связаны с физическими характеристиками, формой и структурой фруктов и ягод.

Для получения порошка из груши и черной смородины использовалась электросушилка «Нептун», предназначенная для сушки овощей и фруктов. Груши нарезали ломтиками толщиной 0,3–0,5 мм и сушили при температуре 55–70℃ в течение 15 часов. Для сушки черной смородины и последующего получения порошка использовали температурный режим 40–50℃ с продолжительностью 10–15 часов, контролируя степень высыхания ягод.

Высушенные фрукты и ягоды измельчали с помощью лабораторной мельницы ЛЗМ-1М. Полученный порошок из груши просеивали через лабораторное сито из шелкового материала. В то же время порошок из черной смородины, благодаря особенностям физической структуры ягод, не требовал дополнительного просеивания.

Результаты и их обсуждение

Химический состав порошков из черной смородины и груши оказывает комплексное влияние на качество и технологические свойства сахарного печенья. Смородиновый порошок обогащает изделие органическими кислотами, витамином С, антоцианами и пектиновыми веществами (табл. 1). Эти компоненты придают печенью насыщенный вкус с легкой кислинкой, естественный темный оттенок, а также улучшают его текстуру, делая ее более мягкой и воздушной. Антиоксиданты, присутствующие в смородине, замедляют процессы окисления липидов, способствуя увеличению сроков хранения и сохранению свежести изделия.

Грушевый порошок содержит природные сахара, клетчатку и дубильные вещества, благодаря чему придает выпечке сладковатый вкус и тонкий фруктовый аромат. Сахара участвуют в карамелизационных реакциях, улучшая внешний вид печенья за счет образования равномерной золотистой корочки. Пищевые волокна повышают его пищевую ценность, однако при чрезмерном количестве грушевого порошка возможно уплотнение теста, что потребует точной корректировки рецептурных пропорций.

Таким образом, применение порошков из черной смородины и груши позволяет целенаправленно улучшать органолептические, структурные функциональные свойства сахарного печенья, повышая его пищевую ценность и стабильность при хранении.

Таблица 1. Химический состав грушевого порошка и смородинового порошка на 100 грамм

Наименование	Грушевый порошок	Смородиновый порошок
Белки, г	2,3	1,0-1,4
Жиры, г	0,6	0,2-0,4
Углеводы, г	62,6	6,6-15,4
Моно- и –дисахариды, г	42,3	6,7-13,7
Клечатка, г	7,5	3,0
Крахмал, г	20,3	0,6-2,7
Пектин, г	0,95-1,2	0,38-1,5
Органические кислоты, г	1,5	2,2-3,9
Зола, г	1,11	0,9
Содержание витаминов
Витамин β-каротин, мг	-	0,08-0,11
Витамин Е, мг	-	0,72
Витамин В₁, мг	0,03	0,03
Витамин В₂, мг	0,01	0,04
Витамин В₆, мг	-	0,13
Витамин В₉, мкг	-	5,0
Витамин РР, мг	1	0,3
Витамин Е	0,4	0,11
Витамин С	8	4,7
Содержание минеральных веществ
Калий, мг	872	892
Кальций, мг	107	86
Магний, мг	66	41
Фосфор, мг	92	125
Натрий, мг	8	8
Железо, мг	1,8	3,26

Грушевый порошок отличается высоким содержанием углеводов (62,6 г), включая моно-и дисахариды (42,3 г), что придает изделию выраженный сладкий вкус и повышает его энергетическую ценность. В технологическом процессе есть возможность снижения количества вносимого сахара по рецептуре сахарного печенья. Также он содержит занчительное количество клетчатки (7,5 г) и крахмала (20,3 г), что положительно влияет на пищевую ценность и стурктуру печенья. Груша богата минеральными веществами, особенно кальцием (107 мг) и магнием (66 мг), а также содержит больше витамина С (8 мг) и втамина РР (1 мг). Благодаря этим свойствам, грушевый порошок способствует формированию нежной текстуры изделия, улучшает его питательные характеристики и придает легкий фркутовый аромат.

Смородиновый порошок, в свою очередь, имеет более выраженный функциональный профиль за счет выского содержания органических кислот (2,2-3,9 г), антоцианов, пектинов и антиоксидантов. Он содержит витамины группы В (в частности В₂, В₆, и фолиевую кислоту), в-каротин и витамин Е (0,72

мг), что делает его ценным источником биологически активных веществ. Смородина такж богата железом (3,26 мг) и фосфором (125 мг), что способствует улучшению состава крови и обменных процессов. Несмотря на сравнительно низкое содержание сахаров, смородиновый порошок придает выпечке характерную кислинку, усиливает вкус и аромат, а также улучшает текстуру за счет пектинов. Антиок-сидантные свойства смородины способствуют замедлению процессов окисления жиров и увеличению срока хранения изделий.

Грушевый порошок предпочтителен для повышения сладости, питательной ценности и улучшения текстуры изделия, а смородиновый порошок целесо-образно использовать для обогащения продукта витаминами, минеральными веществами и антиоксидантами, а также для придания насыщенного вкуса и аромата. Оптимальный эффекти достигается при комбинированном использовании обоих порошков в рецептуре.

Исследовано влияние внесения грушевого порошка на количество и качество клейковины, (табл. 2).

Таблица 2. Влияние грушевого порошка на количество и качество клейковины

Варианты %-го внесения порошка	Содержание клейковины, %	Показатель по прибору ИДК-1
Контрольный образец	32	87,9
1,5 %	31	83,6
3%	29,7	80,1
4,5%	29,5	79,3
6%	29	78,9
7,5%	28,7	78,5

Грушевый порошок не содержит глютенообразующих белков и, следовательно, снижает общую концентрацию клейковинообразующих белков в тесте. Это приводит к уменьшению количества и ухудшению качества клейковинного каркаса, особенно при значительном уровне замещения пшеничной муки (рис.1). При использовании грушевого порошка наблюдается снижение как количества клейковины, так и ее качества (снижается эластичнось, растяжимость). Это особенно важно учитывать при производстве мучных изделий, где структура клейковины критична для объема и текстуры. В случае сахарного печенья, где большое количество клейковины не является приоритетом, умеренное ослабление клейковинного каркаса стало даже благоприятным, способствуя более рассыпчатой и нежной структуры.

■ Содержание клейковины,

%■ Показатель по прибору ИДК-1

Рисунок 1. Влияние грушевого порошка на качество клейковины

На основании анализа данных рисунка 1 установлено, что добавление 6% грушевого порошка в рецептуру сахарного печенья является оптимальным решением. Содержание клейковины при добавлении 6% грушевого порошка снизилось с 32% (контрольный образец) до 29%, что способствовало улучшению пластичности и мягкости теста. Это связано с высоким содержанием сахаров в грушевом порошке, которые взаимодействуют с белками муки и формируют гликопротеиды, укрепляющие структуру теста.

Таблица 3. Физико-химические показатели сахарного печенья с добавлением 6% грушевого порошка и 1,5; 3; 4,5; 6; 7,5% смородинового порошка

Показатели по ГОСТ	Контрольный образец	6%+1,5	6%+3	6%+4,5	6%+6	6%+7,5
Влажность, %	6	6,3	6,9	7,2	7,8	8,5
Намокаемость, %	152,1	153,8	159,5	164,7	171,6	182,3
Щелочность, град	1,70	1,70	1,72	1,72	1,74	1,76

Добавление грушевого и смородинового порошков увеличивает влажность и намокае-мость печенья, улучшая его мягкость и структурную устойчивость (табл. 3). С ростом концентрации черносмородинового порошка увеличиваются показатели влажности (до 8,5%) и водопоглощения (до 182,3%). Щелочность меняется незначительно, что указывает на стабильность кислотнощелочного баланса продукта.

Рисунок 2. Массовая доля влаги в готовых изделиях, %

На основании данных (рис.2), можно отметить, что добавление порошка черной смородины в сочетании с 6% грушевого свидетельствует о способности порошка связывать и удерживать влагу, что может быть обусловлено их химическим составом, в порошка оказывает значительное влияние на показатель влажности. В контрольном образце показатель влажности составляет 6%. При добавлении 1,5% порошка черной смородины влажность возрастает до 6,3%, при добавлении частности, высоким содержанием пектинов и других гидрофильных веществ.

Таким образом, использование комбинации грушевого и смородинового порошков позволяет увеличить влагосодержание продук-

Рисунок 3. Намокаемость готовых изделий, %

На основании анализа графических данных (рис. 3) установлено, что включение порошка черной смородины в сочетании с 6 % грушевого порошка приводит к значительному увеличению показателя намокаемости теста. В контрольном образце данный показатель составляет 15,2 %, а при добавлении 1,5 % порошка черной смородины - увеличивается до 153,8 %, а при повышенной концентрации до 7,5 % достигает 182,3 %. Это указывает на выраженный синергетический эффект взаимодействия грушевого и смородинового порошков, способствующий росту влагопоглощающей способности теста.

Динамика роста намокаемости объясняется высоким содержанием гидрофильных компонентов, таких как пищевые волокна и пектин, в порошке черной смородины. Такое свойство позволяет использовать данное сочетание порошков в рецептурах изделий, где требуется повышенная влагоемкость, например, в хлебобулочной или кондитерской продукции, обеспечивая улучшенные структур-ные и текстурные характеристики готовых изделий.

На основании проведенного исследования было установлено, что сочетание 6% грушевого порошка и 4,5% порошка черной смородины является наиболее оптимальным вариантом для разработки рецептуры сахарного печенья. Такое сочетание ингредиентов обеспечивает сбалансированные показатели влажности (7,2%) и намокаемости (164,7%), что положительно влияет на структуру теста, его пластичность и формуемость. Благодаря этим свойствам обеспечивается улучшение органолептических характеристик готового продукта, включая мягкость и нежность текстуры.

Введение порошков в данной пропорции обогащает продукт функциональными компонентами, такими как пищевые волокна и пектины, которые содержатся в составе грушевого и смородинового порошков. Это позволяет повысить пищевую ценность печенья, сохранив его традиционные вкусовые качества. Таким образом, данный вариант рецептуры может быть рекомендован для применения в производстве сахарного печенья с улучшенными качественными характеристиками и функциональными свойствами. В дальнейшем будет исследовано содержание химического состава продукции.

Заключение

Проведенное исследование показало, что использование порошков из груши и смородины положительно влияет на качество как полуфабрикатов, так и готовых изделий. Добавление фруктовых порошков способствует улучшению текстурных характеристик теста, делает его более пластичным и мягким, а также обеспечивает высокую водопоглощающую способность. Эти изменения улучшают процесс формирования тестовых заготовок, облегчая их обработку и создавая благоприятные условия для выпечки.

Груша и черная смородина, выступая в качестве функциональных ингредиентов, обогащают химический состав готового продукта. Высокое содержание сахаров, пищевых волокон, витаминов и органических кислот позволяет повысить питательную ценность сахарного печенья, добавляя полезные вещества, которые благоприятно влияют на организм человека. Включение этих ингредиентов также усиливает вкусовые характеристики изделий, добавляя фруктовые нотки и естественную сладость.

Оптимальным сочетанием установлено добавление 6% грушевого и 4,5 % смородинового порошков, обеспечивающее сбалансированные показатели влажности и намокае-мости, улучшенную пластичность теста и высокое качество готового изделия. Применение данных компонентов в указанной пропорции целесообразно для создания функциональных кондитерских изделий с улучшенными технологическими и органолептическими свойствами.