Исследование влияния порошка из черники на качество хлебобулочного изделия

Дубкова Н. З. и др. Исследование влияния порошка из черники на качество хлебобулочного изделия. Вестник МГТУ. 2025. Т. 28, № 2. С. 186–197. DOI:

e-mail: , ORCID:

Dubkova, N. Z. et al. 2025. Study on effect of blueberry powder on quality of bakery products. Vestnik of MSTU, 28(2), pp. 186–197. (In Russ.) DOI:

Хлеб является одним из самых распространенных продуктов питания в рационе человека на протяжении нескольких тысяч лет. В настоящее время перед современной хлебопекарной промышленностью стоят две задачи. Первая задача заключается в разработке позиций новых рецептур хлеба и хлебобулочных изделий, обогащенных различными дополнительными ингредиентами, которые соответствуют принципам здорового и диетического питания. Вторая задача направлена на продление или увеличение срока хранения продукции ( Mitelut et al., 2021 ). Продукты питания повышенной пищевой ценности – это широкая категория товаров, которые обеспечивают пользу для здоровья человека за счет биологических и энергетических свойств дополнительных ингредиентов ( Харьков и др., 2016; Vignesh et al., 2024; Naveed et al., 2024 ).

Для повышения пищевой ценности хлебобулочной продукции широко используется различное растительное сырье. В работе ( Мусаева и др., 2020 ) предлагается добавлять в рецептуру хлебобулочных изделий разные сушеные растительные ингредиенты. Сушка сырья проводилась при температурах 60-70 ° С в течение 4–5 ч с целью сохранения его витаминного состава. Внесение добавок позволило повысить пищевую ценность хлебобулочных изделий, в частности, на 100–120 % при использовании сушеных дикорастущих ягод, до 44 % – из кожицы и семян винограда, на 30–95 % – из кожицы тыквы, на 5–24 % – из семян и кожицы яблок. Авторы ( Колесниченко и др., 2014 ) разработали рецептуру хлеба из ржаной муки с добавлением измельченных плодов жимолости в объеме 2–3 % с целью получения обогащенного продукта. Хлеб с измельченными плодами жимолости по сравнению с контрольным образцом содержит большее количество пищевых волокон, пектинов, сахаров, биологически активных и минеральных веществ. Полученный хлеб обладает повышенной пищевой ценностью и рекомендуется для людей, ведущих здоровый образ жизни.

В статье ( Дорн и др., 2020 ) предложена рецептура ржано-пшеничного хлеба с гречневой мукой и добавлением порошков черемухи и облепихи. Хлеб с частичной заменой ржаной муки на гречневую и добавлением порошка черемухи или облепихи обладает повышенным содержанием витаминов С, группы В, Р, А, Е и других полезных веществ, таких как флавоноиды, органических кислот, микроэлементов, пектина и др. В статье ( Шевелева и др., 2021 ) представлены результаты исследования влияния добавления ягод барбариса в виде порошка и отвара на технологический процесс, а также на показатели качества и сроки хранения различных типов хлебобулочных изделий. Было выявлено, что добавление ягодного компонента сокращает время брожения и расстойки на 10–20 мин при различных способах тестоприготовления, при этом качество готовой продукции остается на уровне, соответствующем требованиям нормативных документов.

Авторами ( Ковалев и др., 2020 ) было предложено добавлять в рецептуру пшеничного хлеба порошок ламинарии японской, обработанной ультразвуком разной мощности, а именно 25, 50, 75, 100 Вт в течение 5 мин. В результате выявлено положительное влияние добавки на технологические свойства хлеба, к тому же подъемная сила дрожжей, кислотность теста и органолептические показатели готового изделия остались прежними. В статье ( Негматуллоева и др., 2023 ) приводится способ повышения биологической ценности хлеба из пшеничной муки высшего сорта за счет введения в рецептуру высокобелкового порошка из семян маша в количестве от 10 до 30 %. Приводятся результаты расчета аминокислотного скора в разных образцах для оценки по аминокислотному составу. Авторами ( Доев и др., 2018 ) было предложено введение в рецептуру хлебобулочных изделий порошка облепихи, высушенного при температуре 55–60 ^оС в течение 36 ч, в качестве источника дополнительных биологически активных веществ. Полученное изделие обладает повышенной пищевой ценностью за счет увеличения содержания углеводов, витаминов и полифенольных соединений. Использование ферментированного амаранта в рецептуре белого хлеба позволяет не только обогатить его минералами и микронутриентами, но увеличить срок хранения хлеба за счет его антифугицидного действия ( Kia et al., 2024 ). В обзорной работе ( Quitral et al., 2022 ) собраны данные по использованию водорослей в пищевых продуктах для увеличения их полезности за счет высокого содержания полифенолов в водорослях и их антиоксидантной способности. Приводится максимальная концентрация порошка водорослей в составе хлебобулочных (4 %) и мучных кондитерских изделий (5 %).

В качестве дополнительного источника биологически активных веществ могут быть использованы лекарственные растения. В работе (Ахметзянова и др., 2024) предложено добавить в хлеб из пшеничной муки первого сорта корень лопуха в количестве до 3 %. Установлено положительное влияние добавки, поскольку изделие по органолептическим и физико-химическим показателям соответствовало требованиям нормативной документации. Авторами (Маслов и др., 2022) представлены данные влияния комплексной добавки на основе растительных компонентов, состоящей из порошков пророщенной спельты, семян тыквы, плодовых тел грибов вешенки и ягод крыжовника, на реологические свойства теста, а также водопоглощение и состояние белково-протеиназного комплекса мучных смесей. Внесение биологически активных добавок связано не только с улучшением пищевой ценности готового изделия, но и с целью активации дрожжей, что позволяет получать продукцию с повышенными технологическими характеристиками (Левашов и др., 2015). Флавоноиды, витамины, микроэлементы, содержащиеся в растительном сырье, позволяют интенсифицировать бродильную активность и повысить качество хлебопекарных дрожжей. Применение растительных добавок в условиях внедрения ускоренных технологий тестоприготовления позволяет адаптировать дрожжи-сахаромицеты, имеющие высокую бродильную активность в анаэробных условиях, к аэробным условиям за счет активации, во время которой происходит перестройка ферментативного комплекса дрожжей с дыхания на брожение. Использование активированных дрожжей позволяет ощутимо сократить время брожения теста, при этом замечено и повышение качественных показателей хлебобулочных изделий (Мингалеева и др., 2019). В работе (Левашов и др., 2017) применение растительной добавки с ягодами калины позволило снизить время брожения на 30 мин, получить хлебобулочное изделие с привлекательными вкусом и ароматом и повышенной пищевой ценностью.

В рамках данного исследования предлагается использовать порошок, полученный из ягод черники, как растительную добавку в рецептуры хлебобулочных изделий. Введение порошка черники в рецептуры хлебобулочных изделий является перспективным, но при этом исследованным недостаточно, что определяет актуальность данной работы. Черника является богатым источником витаминов A, E и С и различных полифенолов (флавоноидов, флавонолов, фенольных кислот и производных стильбена) ( Ashique et al., 2024 ). Одно из самых главных качеств черники заключается в высоком содержании антиоксидантов. Большое количество антоцианов, отвечающих за глубокий сине-фиолетовый цвет, является одним из ключевых факторов антиоксидантной способности черничного сырья. Эти антиоксиданты способствуют снятию воспалений и повышению иммунных свойств организма, а также полезны при заболеваниях сердечнососудистой системы, онкологических заболеваниях и при диабете ( Ginwala et al., 2019 ). Регулярное употребление черники приводит к понижению артериального давления и уровня холестерина, что улучшает кровоток и снижает вероятность инфарктов и инсультов ( Machado et al., 2015 ). Также черника, обладающая низкой калорийностью, является источником пищевых волокон, что позволяет отнести ее к продуктам диетического назначения ( Blundell et al., 2009 ). Главной проблемой переработки ягод черники является уменьшение или даже полная потеря биологических полезных веществ, в частности антоцианов ( Алексеенко и др., 2023 ). Поэтому технология получения порошка из черники должна быть разработана с учетом сохранности компонентов данного вида сырья ( Кузнецов и др., 2016; Харьков и др., 2017 ). Таким образом, добавление порошка черники в хлебобулочные изделия может способствовать повышению их пищевой ценности за счет обогащения пищевыми волокнами, антоцианами и полифенолами.

Целью исследования является изучение влияния применения порошка из черники в рецептуре теста хлебобулочного изделия из пшеничной муки на его органолептические и физико-химические свойства.

Материалы и методы

Для проведения исследования были проведены пробные выпечки двух образцов хлебобулочных изделий из пшеничной муки по ГОСТ Р 56631-20151. Рецептура контрольного образца (образец 1), выработанного по традиционной рецептуре по ГОСТ Р 55972-20142, и экспериментального образца с добавлением порошка черники (образец 2) представлена в табл. 1. Масса порошка из ягод черники составляла 5 % от массы муки.

Таблица 1. Рецептуры образцов хлебобулочного изделия Table 1. Bakery product samples formulations

Наименования сырья	Количество вносимого сырья, % от массы муки
	Образец 1 (контрольный)	Образец 2 (экспериментальный)
Мука пшеничная высшего сорта	300	285
Дрожжи прессованные хлебопекарные	2,1	2,1
Соль поваренная пищевая	4,5	4,5
Сахар	3	3
Вода	172	172
Порошок из ягод черники обыкновенной	–	15

Порошок из ягод черники предварительно был получен в вибрационной сушилке-мельнице ВСМ-0,5, работающей под вакуумом, в которой процесс термического обезвоживания совмещен с процессом измельчения (Dubkova et al., 2021; Kuznetsov et al., 2021). Такая конструкция позволяет проводить процесс сушки растительного сырья при щадящих температурных режимах, что сохраняет термолабильные компоненты черники. За счет одновременного измельчения и вакуумной сушки порошок черники был получен при температуре 40 °С в течение 40 мин. По результатам рассева черничного порошка, полученного в сушилке-мельнице, эквивалентный диаметр равен 313±50 мкм.

Тесто для образцов хлебобулочных изделий готовилось безопарным способом. Брожение теста происходило в течение 1 ч при температуре 45 °С. Расстойка тестовых заготовок проводилась при температуре 45 °С и относительной влажности воздуха 75–80 % в течение 30–40 мин. Выпечка велась в лабораторной электрической печи при температуре 180 °С в течение 40–45 мин. Охлаждение готовых хлебобулочных изделий осуществлялось естественным путем при комнатной температуре.

Качественный анализ образцов хлебобулочных изделий проведен согласно ГОСТ 31805-20183 через 16–18 ч после выпечки по органолептическим показателям (внешний вид, состояние мякиша, вкус, запах) и физико-химическим показателям мякиша (влажность, кислотность, пористость). Дегустационная оценка полученных изделий по 5-балльной шкале была проведена согласно ГОСТ 31986-20124. Количество человек в дегустационной группе – 10.

Анализ показателей мякиша проводился по стандартным методикам для влажности по ГОСТ 21094-20225, кислотности по ГОСТ 5670-966, пористости по ГОСТ 5669-967. Дополнительно был проведен анализ образцов на цветность и удельный объем по ГОСТ 27669-888.

Цветность изделий определялась с помощью цифрового колориметра CS-10 (Китай), диаметр области измерения 50 мм. Образцы освещали искусственным дневным светом D65 (стандартный угол 10°). Результаты выражены в цветовом пространстве L*a*b , где значение L* обозначает яркость в диапазоне от 0 (черный) до 100 (белый), a * и b * – цветовые координаты (положительные значения a * характеризуют интенсивность красного оттенка образца, а отрицательные a * – интенсивность зеленого; положительные значения b * характеризуют желтизну образца, а отрицательные b * – синеву). Используя измеренные значения для проб исследуемых образцов, рассчитывают насыщенность цвета C * и угол цветового тона h * по формулам (1) и (2):

С * = 7 a *² + b ; (1)

* b^* h = arctg — .

a

Разница цвета Δ Е 2000 между двумя образцами рассчитывалась по формуле ( Mokrzycki et al., 2011 )

- I  AL   I |  AC |   |  AH'  |

2000 tl              I  ^"1               I  ^1               I '",

У к K L S L )   к K C S C )   к K H S H )

² 1 ;

₂ ; a ₁

;

a, ' = a₂ ( 1 + G ) ; G = 1 -

C

C + 25

/ 2; S C = 1 + 0.045 C̅’ ; C̅'= ( C 1 ’ + C 2 ’)/2;

C = Oa + btf ; C₂ = Oa + b t ; ; K_C = 1; A H' = 2 CC sin ( A h '/2 ) ; K_H = 1; S_H = 1 + 0.015 C’T.

Объем выпеченного хлеба определялся стандартным методом с помощью лабораторного измерителя ОХЛ-2, работающего по принципу вытесненного хлебом объема сыпучего заполнителя (сахарный песок). Объем хлеба определяют по разнице объема сахара в емкости без хлеба и в емкости с хлебом. Удельный объем хлебобулочного изделия определяется путем деления его объема (в см3) на его массу (в г).

За окончательный результат всех измерений физико-химических показателей образцов принималось среднее арифметическое двух параллельных измерений. Допускаемые отклонения между параллельными определениями не превышали 5 %.

Результаты и обсуждение

Согласно табл. 1 была рассчитана энергетическая ценность образцов: для контрольного образца она составила 123,64 ккал/100 г, для экспериментального образца – 126,55 ккал/100 г, т. е. добавление порошка черники повышает энергетическую ценность примерно на 2,4 %.

На рис. 1 показаны тестовые заготовки после расстойки.

Рис. 1. Тестовые заготовки после расстойки (слева – образец 1, справа – образец 2) Fig. 1. Dough pieces after proofing (left – sample 1, right – sample 2)

Визуально обе заготовки одинаковы по объему, а цвет экспериментального образца имеет темный цвет по сравнению с контрольным образцом. Результаты органолептической оценки представлены в табл. 2. Установлено, что оба образца по всем показателям соответствуют требованиям действующего стандарта. Выявлено, что образец 2 отличается от образца 1 коричневатым цветом с синеватым оттенком корки и мякиша.

Таблица 2. Результаты органолептической оценки образцов хлебобулочного изделия Table 2. Results of sensory evaluation of bakery products samples

Показатель	Образец 1 (контрольный)	Образец 2 (экспериментальный)
Внешний вид:
форма	Круглая
поверхность	Ровная, без трещин
цвет	Равномерный, не бледный и не подгоревший
Состояние мякиша:
пропеченность	Пропеченный, не липкий, не влажный на ощупь, после легкого надавливания пальцами мякиш принимает первоначальную форму
промес	Без комочков и следов непромеса
пористость	Развитая, без пустот и уплотнений
Вкус	Приятный, свойственный данному виду изделия, без посторонних привкусов	Приятный, слегка чувствуется вкус черники, слегка сладковатый, без посторонних привкусов
Запах	Приятный, свойственный данному виду изделия	Приятный, свойственный данному виду изделия

Проведенная дегустация исследуемого хлебобулочного образца представлена в табл. 3.

Таблица 3. Сводный дегустационный лист Table 3. Summary tasting sheet

Показатель	Внешний вид	Цвет	Состояние мякиша	Аромат	Вкус	Средняя оценка
Образец 2 (хлебобулочное изделие с черничным порошком)	5	5	5	5	5	5,0
	5	5	5	5	5	5,0
	5	5	4	5	4	4,6
	4	5	5	5	4	4,6
	5	4	5	5	5	4,8
Средний балл	4,8	4,8	4,8	5	4,6

Согласно результатам дегустационной оценки средний балл по всем показателем не ниже 4,6, а по аромату получен максимальный балл 5,0.

Для оценки влияния черничного порошка на физико-химические показатели хлеба из пшеничной муки высшего сорта был проведен сравнительный анализ мякиша готовых хлебобулочных изделий по влажности, кислотности и пористости. Результаты анализа представлены в табл. 4.

Таблица 4. Результаты физико-химической оценки исследуемых образцов

Table 4. Results of physicochemical estimation of the studied samples

Показатель	Влажность, %	Кислотность, град	Пористость, %
Образец 1 (контрольный)	43,9 ± 1,5	2,4 ± 0,2	74 ± 1,0
Образец 2 (экспериментальный)	43,7 ± 1,5	3,2 ± 0,2	66 ± 1,0

Таким образом, значения влажности и кислотности для обоих образцов соответствуют ГОСТ Р 56631-20159.

Влажность мякиша образца 2 немного ниже влажности мякиша образца 1, что может быть вызвано действием ферментов растительной добавки на крахмал муки, в результате чего образовалось некоторое количество свободной воды, которая во время выпечки испарилась с поверхности тестовых заготовок. Кислотность мякиша образца 2 выше, чем у контрольного образца на 0,8 град, что объясняется наличием в ягодах черники органических кислот.

Стандартная пористость хлеба различных сортов хлебобулочных изделий из пшеничной муки составляет не менее 54–70 %. Пористость образцов 1 и 2 составляет 74 и 66 % соответственно, что соответствует требованиям ГОСТ 31805-201810 и также указывает на соблюдение требований технологического процесса при приготовлении изделий (табл. 1). Также отмечается, что замена части муки черничным порошком привела к уменьшению пористости мякиша на 8 %. Это связано с увеличением содержания клетчатки в тесте, которая мешает образованию пузырьков газа при брожении, что приводит к получению более плотной структуры мякиша.

Также согласно визуальному осмотру изделий выявлено, что образец 2 имеет меньший объем. Расчет объема образцов показал, что объемный выход образца 1 составил 491 см3/г, а образца 2 – 441 см3/г, т. е. меньше примерно на 10 %. Объемный выход хлеба из муки высшего сорта должен быть не менее 400 см3/г, таким образом, оба образца соответствуют этому нормативному показателю.

На основе анализа внешнего вида хлебобулочных изделий видно, что корка (рис. 2) и мякиш (рис. 3) образца 2 имеют насыщенный коричневый цвет за счет высокой красящей способности порошка черники, а также реакции меланоидинообразования в процессе выпечки.

Рис. 2. Внешний вид готовых хлебобулочных изделий (слева – образец 1, справа – образец 2) Fig. 2. Bakery products appearance (left – sample 1, right – sample 2)

Результаты определения цветности корки образцов (рис. 2) колориметрическим методом представлены на рис. 4. Отмечается, что яркость (светлота) корки ( L* ) образца 1 больше, чем образца 2. Оба образца имели положительные значения координаты а *, т. е. имели красный оттенок, что характерно для поджаренных и выпеченных продуктов и является характерным признаком для корки хлебобулочных изделий. Большее значение координаты b * образца 1 соответствует желтизне корки, а низкое значение b * для образца 2 – наличию коричневого оттенка. Высокие положительные значения С * для обоих образцов свидетельствуют о высокой интенсивности цвета корки. При значении разницы цвета Δ E ₂₀₀, рассчитанного по формуле (3), более 5 можно утверждать, что цвета образцов различные. Для корки Δ E ₂₀₀₀ = 7,7, соответственно, можно говорить о разнице цвета, что подтверждается визуально (рис. 2).

Рис. 3. Внешний вид мякиша хлебобулочных изделий (слева – образец 1, справа – образец 2)

Fig. 3. Appearance of bakery products crumb (left – sample 1, right – sample 2)

□ Образец! □Образец2

Рис. 4. Результаты определения цветности корки хлебобулочных изделий:

L* – яркость (светлота); a* – цветовая координата от зеленого к красному;

b* – цветовая координата от синего к желтому; C* – насыщенность цвета; h* – угол цветового тона

Fig. 4. Color test results for the crust of bakery products:

L* – brightness (lightness); a* – color in the green-red field;

b* – color in the blue-yellow field; C* – saturation; h* – hue

Результаты определения параметров цветности мякиша (рис. 3) представлены на рис. 5. При добавлении в хлебобулочное изделие порошка черники значение светлоты L*, желтого b* оттенка, а также значение насыщенности C* для образца 2 снижались. На основании полученных значений разницы цвета для мякиша ΔE2000 = 29,56 можно сделать вывод о существенной разнице цвета мякиша у исследуемых образцов хлебобулочных изделий.

• □ Образец 1 □Образец 2

Рис. 5. Результаты определения цветности мякиша хлебобулочных изделий:

L* – яркость (светлота); a* – цветовая координата от зеленого к красному;

• b* – цветовая координата от синего к желтому; C* – насыщенность цвета; h* – угол цветового тона

• Fig. 5. Color test results for the crumb of bakery products:

L* – brightness (lightness); a* – color in the green-red field;

b* – color in the blue-yellow field; C* – saturation; h* – hue

Заключение

На основе проведенной работы можно сделать следующие основные выводы:

• 1.    Применение порошка черники в рецептуре теста хлебобулочного изделия позволяет получить продукт с повышенной энергетической ценностью, обладающий оригинальным вкусом и ароматом.

• 2.    Значения влажности, пористости и кислотности хлебобулочного изделия с порошком черники соответствуют требованиям ГОСТ 26987-2018¹¹. Установлено, что замена 5 % массы муки черничным порошком привела к уменьшению пористости мякиша на 8 % и удельного объема на 10 % за счет увеличения содержания клетчатки.

• 3.    Согласно анализу цветности исследуемых изделий можно сделать вывод, что при добавлении черничного порошка корка и мякиш прокрашиваются равномерно за счет хорошей растворимости и высокой красящей способности тонкодисперного порошка черники. Корка и мякиш хлебобулочного изделия имеют коричневый цвет с синеватым оттенком.

В дальнейших исследованиях планируется провести оценку влияния различной дозировки черничного порошка (например, 10, 15 %) в рецептуру теста на качественные показатели готовых хлебобулочных изделий. Также планируется оценить химический состав изделий на наличие веществ, придающих готовой продукции функциональные свойства (антоцианов, витаминов, полифенолов и др.).