Компьютерное проектирование поликомпонентных мучных смесей с соевой окарой
Автор: Куницына Т.О.
Журнал: Научный журнал молодых ученых @young-scientists-journal
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 1 (26), 2022 года.
Бесплатный доступ
В настоящее время наиболее рациональным приемом обогащения хлебобулочных изделий является создание пищевых полуфабрикатов смесей с заданным химическим составом. В статье приведены результаты исследований применения программированного расчета мучных смесей с целью получения сбалансированного состава пшеничных хлебобулочных изделий в соответствии с теорией адекватного питания. Получены мучные поликомпонентные смеси включающие муку пшеничную I сорта, семена льна, кунжута, подсолнечника, тыквы, окары сушеной и лактат кальция в которых биологическая ценность составляет более 70 %, соотношение белки:углеводы - 1:3,4, Ca:P:Mg - 1:1,5:0,7. Соотношения белки:жиры в рецептуре равное 1:1 достигали путем введения дополнительного количества растительного масла. Определены физико-химические свойства полуфабрикатов и качество готовых изделий из поликомпонентных смесей сбалансированного состава. Расчет химического состава показал, что в новых видах хлебобулочных изделий увеличилось содержание белков, жиров, клетчатки, биологическая ценность и снизилось количество усвояемых углеводов.
Мучные смеси, пшеничные хлебобулочные изделия, пищевая ценность, соевая окара, семена льна, кунжута, подсолнечника, тыквы, лактат кальция
Короткий адрес: https://sciup.org/147237601
IDR: 147237601
Текст научной статьи Компьютерное проектирование поликомпонентных мучных смесей с соевой окарой
Введение. Питание современного человека в условиях высоких скоростей жизни отличается нерегулярным и несбалансированным составом рациона, имеет недостаток основных пищевых веществ, избыточное количество простых углеводов. Для улучшения качества питания необходимо создание новых продуктов, которые будут содержать основные пищевые вещества в количествах оптимальных для усвоения, обогащенных макро- и микронутриентами и иметь сниженную калорийность.
Рациональным приемом решения этой задачи является разработка пищевых полуфабрикатов-смесей с заданным химическим составом и свойствами. Основным преимуществом мучных смесей является удобство транспортирования, длительное хранение, высокая концентрация питательных веществ при малом объеме и массе.
Обогащение хлебобулочных изделий с применением смесей идет двумя путями. Один из них, предполагает использование сбалансированных смесей-обогатителей, которые вносятся как добавка к основной рецептуре. Недостатком указанного приема обогащения мучных изделий является то, что полученные рецептурные составы не будут сбалансированы по основным пищевым веществам в благоприятном для усвоения соотношении.
Вторым путем обогащения мучных изделий с помощью мучных смесей является математический расчет, с помощью которого можно сбалансировать и рассчитать состав смесей в соответствии с принципами рационального питания. В соответствии с требованиями адекватной теории питания сбалансированный состав продуктов должен соответствовать следующим соотношениям: белки:углеводы – 1:3,5-5, белки:жиры – 1:1, Ca:P:Mg – 1:1,5:0,5 [6]. Развитие направления расчетного способа получения обогащенных мучных смесей имеет большие перспективы, так как позволяет на стадии составления рецептуры получить продукт с заданным химическим составом.
Целью работы являлась разработка сбалансированных по основным пищевым веществам мучных поликомпонентных смесей с соевой окарой для пшеничного хлеба.
Объекты и методы исследования. Разработка модельных композиций осуществлялась с помощью программы ЭВМ «Программное средство расчета и анализа оптимального состава поликомпонентной мучной смеси» (свидетельство о государственной регистрации № 2019619374) [1].
Программа позволяет подобрать максимальную биологическую ценность мучной смеси с заданным сырьевым набором (70 % и более), оптимизировать ее по соотношению белков и углеводов близким 1:3,5-5.
Для проектирования состава смесей было использовано следующее сырье: мука ржаная хлебопекарная обдирная по ГОСТ Р 52809-2007, мука пшеничная хлебопекарная I сорта по ГОСТ Р 52189-2003, семена льна по ТУ 9729-011-4543746709, семена кунжута по ГОСТ 12095-76, семена подсолнечника по ТУ 9729-23301597945-05, семена тыквы очищенные ТУ 9734-006-4783377-2005, лактат кальция по ТУ 9291-910-45198991-05, окара сушеная (СТО 0103942807-009-2016, «СоюЕшка» ИП Л.А. Самофалова).
Характеристика химического и аминокислотного состава сырья приведена в таблицах 1 и 2. В таблицах приведены литературные данные [2, 3] и собственные исследования.
Анализ данных, приведенных в таблицах, показывает, что выбранные сырьевые ингредиенты имеют богатый химический состав по сравнению с хлебопекарной мукой, что позволит сбалансировать состав модельных смесей по содержанию кальция, фосфора и магния, увеличить содержание клетчатки и других компонентов. Кроме того, каждый из ингредиентов обладает особенным составом, позволяющим в смеси получить продукт обладающим широким положительным спектром воздействия на здоровье. Семена льна, подсолнечника и кунжута, содержащие повышенное количество жиров обогатят модельные смеси полиненасыщенными жирными кислотами, для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний [4], а также позволят сбалансировать соотношение белков и углеводов [5]. Все виды сырьевых компонентов имеют более высокое содержание клетчатки по сравнению с хлебопекарной мукой. Соевая окара – содержит низкое количество углеводов, кроме того обладает повышенной пищевой и биологической ценностью [6].
Таблица 1 – Характеристика химического состава сырья
|
Наименование сырья |
1— о о X Ф Ш |
5 S с S |
Углеводы |
га |
О о е |
S Z га 5 |
|
|
5 § го ° 55 с— ГО 2 О S ч |
га н т |
||||||
|
г/100г |
мг/100 г |
||||||
|
мука пшеничная хлебопекарная I сорта [12] |
10,6 |
1,2 |
70,8 |
0,2 |
32 |
184,0 |
44,0 |
|
семена льна* |
18,9 |
42,16 |
28 |
27,3 |
255,0 |
642,0 |
392,0 |
|
семена кунжута [13] |
32,2 |
48,0 |
11,2 |
23,0 |
1714,0 |
683,0 |
540,0 |
|
семена подсолнечника очищенные [13] |
20,7 |
52,0 |
3,4 |
27,3 |
530,0 |
317,0 |
220,0 |
|
семена тыквы очищенные* |
24,6 |
45,9 |
13,5 |
4,3 |
4,3 |
147,0 |
134,0 |
|
окара сушеная* |
11,2 |
1,7 |
12,5 |
11,2 |
80 |
60 |
13 |
*Результаты собственных исследований
Таблица 2 – Аминокислотный состав сырья
|
Наименование сырья |
Содержание мг/1г |
Сумма незаме нимых аминокислот |
|||||||
|
I г |
I о ф |
+ 1 i 8g Ф =Г 5 |
zr Ф г |
zr Ф о co |
I I 05 q co ro O IF CD + e |
о 1 1- |
co |
||
|
мука пшеничная хлебопекарная I сорта [2] |
37,0 |
30,0 |
43,7 |
84,0 |
44,0 |
106,0 |
15,0 |
51,8 |
411,5 |
|
семена льна* |
86,2 |
76,6 |
37,0 |
123,5 |
89,6 |
95,7 |
29,7 |
107,2 |
645,5 |
|
семена кунжута [3] |
89,0 |
135,0 |
78,0 |
152,0 |
172,0 |
305,0 |
165,0 |
125,0 |
1221 |
|
семена подсолнечника очищенные [3] |
34,3 |
42,75 |
37,9 |
64,9 |
33,5 |
76,9 |
16,3 |
51,7 |
358,4 |
|
семена тыквы очищенные* |
59,3 |
74,5 |
26,7 |
78,6 |
36,5 |
66,7 |
79,0 |
48,6 |
469,9 |
|
окара сушеная* |
21,2 |
13,1 |
27,0 |
18,6 |
24,4 |
22,3 |
38,0 |
16,2 |
180,8 |
*Результаты собственных исследований
Практически все ингредиенты позволят обогатить модельные композиции кальцием [7], для профилактики остеопороза, хрупкости костей, снижения активности околощитовидной железы, и при некоторых болезнях мышц. Лактат кальция, широко применяется в пищевой промышленности не только, как источник кальция, но и обладает функциями усилителя вкуса, улучшителя муки и хлеба [8].
На основе литературных данных, а также собственных исследований были установлены максимально возможные дозировки выбранных компонентов взамен муки в хлебобулочных изделиях: семена льна, подсолнечника, кунжута, тыквы до 15 %, соевая окара – до 9 %. Эти дозировки введены в качестве ограничений в компьютерную программу при расчетах составов смесей. Состав расчетных поликомпонентных смесей для пшеничных хлебобулочных изделий приведен в таблице 3.
Таблица 3 – Состав и характеристика пищевой и биологической ценности пшеничных поликомпонентных смесей с соевой окарой
|
Наименование сырья, компонентов и показателей |
Пшеничные смеси |
||
|
контроль |
1 |
2 |
|
|
Мука пшеничная хлебопекарная I сорта, % |
100,0 |
70,0 |
70,0 |
|
Соевая окара, % |
- |
7,0 |
9,0 |
|
Льняные семена, % |
- |
5,0 |
- |
|
Подсолнечные семена, % |
- |
8,0 |
4,0 |
|
Тыквенные семена, % |
- |
10,0 |
10,0 |
|
Кунжутные семена, % |
- |
- |
7,0 |
|
Биологическая ценность, % |
65,2 |
71,1 |
71,6 |
|
Содержание в 100 г расчетной смеси |
|||
|
Белок, % |
10,6 |
15,6 |
15,7 |
|
Жир, % |
1,2 |
11,8 |
10,6 |
|
Углеводы, % |
70,8 |
53,9 |
52,5 |
|
Кальций, мг |
32,0 |
74,6 |
138,0 |
|
Фосфор, мг |
184,0 |
331,3 |
323,0 |
|
Магний, мг |
44,0 |
154,3 |
155,2 |
|
Отношение углеводы:белки |
1:6,67 |
1:3,46 |
1:3,47 |
|
Отношение белки:жиры |
1:0,1 |
1:0,8 |
1:0,7 |
|
Отношение Ca:P:Mg |
1:5,7:1,4 |
1:4,4:2,1 |
1:2,3:1,1 |
Данные таблицы 3 показывают, что в расчетных смесях достигнуто заданное значение биологической ценности – более 70 % и соотношение углеводов и белков 1:3,5-5. Однако, для обеспечения соотношения белков и жиров в расчетных смесях равным 1:1, в рецептуру необходимо дополнительно вводить жиры (растительное масло), а для обеспечения соотношения Ca:P:Mg – 1:1,5:0,5 источники кальция (лактат кальция). При расчете дозировки лактата кальция, учитывалось, что содержание кальция в нем 16000 мг/100 г [9]. Результаты произведенных корректировок приведены в таблице 4.
Произведенная корректировка позволила получить отношение белков и углеводов в поликомпонентных смесях 1:1, а соотношение Ca:P:Mg очень близким к оптимальному 1:1,5:0,5.
Приготовление хлебобулочных изделий из смесей осуществлялось безопарным способом, приемами, принятыми в хлебопечении.
Таблица 4 – Коррекция в расчетных смесях отношения белков и жиров с помощью растительного масла и Ca:P:Mg с помощью лактата кальция
|
Наименование компонентов |
Пшеничные смеси |
|
|
1 |
2 |
|
|
Растительное масло, % к массе смеси |
3,7 |
5,1 |
|
Лактат кальция, % к массе смеси |
0,9 |
0,49 |
|
Содержание в 100 г расчетной смеси |
||
|
Жир, % |
15,6 |
15,7 |
|
Кальций, мг |
218,6 |
216,4 |
|
Фосфор, мг |
331,3 |
323,0 |
|
Магний, мг |
154,3 |
155,2 |
|
Отношение белки:жиры |
1:1 |
1:1 |
|
Отношение Ca:P:Mg |
1:1,5:0,7 |
1:1,5:0,7 |
В тесте определяли кислотность методом титрования, предельное напряжения сдвига на приборе Структурометр СТ-1 в соответствии с паспортом, прилагаемым к прибору. Качество готового хлеба оценивали по показателям массовой доли влаги по ГОСТ 21094-75, пористости по ГОСТ 5669-96, удельного объема, и органолептическим показателям, так же определяли упек, усушку и выход [10].
Результаты и их обсуждение. Показатели свойства полуфабрикатов и качество готовых изделий из поликомпонентных смесей сбалансированного состава приведены в таблице 5.
Таблица 5 – Результаты исследований влияния состава поликомпонентных смесей
|
с соевой окарой на свойства полуфаб |
рикатов и качество готовых изделий |
||
|
Наименование |
Пшеничные смеси |
||
|
контроль |
1 |
2 |
|
|
Кислотность теста конечная, град |
3,7±0,12 |
3,5±0,11 |
3,3±0,17 |
|
Массовая доля влаги теста, % |
44,5±0,5 |
42,6±0,5 |
41,9±0,5 |
|
Предельное напряжение сдвига теста, кПа |
845,1±65 |
966,2±85 |
988,8±70 |
|
Массовая доля влаги готовых изделий, % |
44,0±0,5 |
42,0±0,5 |
41,5±0,5 |
|
Пористость, % |
78,6±0,16 |
75,8±0,11 |
74,9±0,10 |
|
Удельный объем, см3/г |
3,1±0,11 |
2,9±0,13 |
2,8±0,12 |
|
Упек, % |
13,6±0,3 |
12,0±0,2 |
12,0±0,5 |
|
Усушка, % |
2,6±0,1 |
2,7±0,3 |
3,0±0,2 |
|
Выход, % |
135,5±0,5 |
178±0,5 |
165,8±0,5 |
|
Органолептическая оценка, балл |
82,5 |
81,5 |
81,5 |
Определено, что опытные образцы теста из пшеничных поликомпонентных смесей сбалансированного состава имеют влажность теста на 1,9 % - 2,5 % ниже, чем у контрольных образцов, что обусловлено повышенной водоудерживающей способностью входящей в состав смеси сухой соевой окары, а также наличием жиров в рецептуре. При этом предельное напряжение сдвига теста у опытных образцов на 14,3 % - 17,0 % выше, чем у контрольных образцов, что обусловлено более высокой вязкостью теста.
Установлено, что хлебобулочные изделия из пшеничных поликомпонентных смесей имеют удельный объем и пористость на 3,5 % - 6,5 % и 2,8 % - 3,7 % соответственно ниже, чем у контрольного образца. При этом упек опытных изделий на 0,4 % ниже, а усушка на 0,1 % - 0,4 % выше, чем контрольного образца. Выход хлебобулочных изделий из смесей сбалансированного состава выше, чем у контрольного образца на 30,3 % - 42,5 %, что обусловлено их многокомпонентностью.
Органолептическая оценка опытных образцов ниже, чем у контроля на 1 балл за счет липкости мякиша, обусловленной повышенным содержанием жиров по рецептуре. Внешний вид контрольных и опытных образцов представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 – Внешний вид пшеничных хлебобулочных изделий из поликомпонентных смесей с соевой окарой
Произведен расчет содержания основных пищевых веществ в 100 г разработанных хлебобулочных изделий в соответствии с методическими рекомендациями [11]. результаты расчета приведены в таблице 6. Для сравнения с экспериментальными образцами был рассчитан химический состав контрольных образцов хлебобулочных изделий из пшеничной и пшенично-ржаной муки.
Таблица 6 – Химический состав 100 г хлебобулочных изделий из мучных поликомпонентных смесей
|
Наименование пищевых веществ |
Хлеб пшеничный |
Образцы хлебобулочных изделий из пшеничной муки с соевой окарой |
|
|
1 |
2 |
||
|
Белок, г/100 г |
7,8 |
8,8 |
9,5 |
|
Липиды, г/100 г |
0,9 |
8,8 |
9,5 |
|
Углеводы (моно-дисахариды+ крахмал), г/100 г |
45,3 |
35,3 |
32,7 |
|
Клетчатка, г/100 г |
0,1 |
3,0 |
3,0 |
|
Кальций, мг/100 г |
23,6 |
122,8 |
130,5 |
|
Фосфор, мг/100 г |
135,8 |
186,1 |
194,8 |
|
Магний, мг/100 г |
32,5 |
86,7 |
93,6 |
|
Энергетическая ценность, ккал |
216,1 |
250,0 |
248,8 |
|
Биологическая ценность, % |
65,2 |
71,09 |
71,63 |
Расчет химического состава пищевых веществ 100 г хлебобулочных изделий из поликомпонентных смесей показывает, что содержание белка в экспериментальных образцах выше, чем в хлебе из пшеничной муки на 0,9 % - 1,6 %, липидов – на 9,8 % -10,6 %, а углеводов снизилось на 10,0 % - 12,6 %, количество клетчатки увеличилось в 20,0-20,1 раза, кальция увеличилось в 5,2-5,5 раза, фосфора – в 1,3-1,4 раза, магния – в 2,7-2,9 раз.
В опытных хлебобулочных изделиях биологическая ценность увеличилась на 5,9 % - 6,4 %, соотношение белков, жиров и углеводов оптимально для усвоения – 1:1:1,4, соотношение Са:P:Mg также сбалансировано 1:1,5:0,7. Из расчетов видно, что экспериментальные образцы имеют сбалансированный состав.
Выводы. Использование программированного расчета состава поликомпонентной смеси для пшеничных хлебобулочных изделий позволило получить конечный продукт сбалансированного состава по основным пищевым веществам, повышенным содержанием пищевых волокон, минеральных веществ и высокими потребительскими свойствами.
Список литературы Компьютерное проектирование поликомпонентных мучных смесей с соевой окарой
- Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2019619374 Программное средство расчета и анализа оптимального состава поликомпонентной мучной смеси / Н.А. Березина, А.В. Артемов (РФ). № 2019816336 от 16.07.2019 г.
- Справочник. Химический состав пищевых продуктов. Кн. 2: Справочные таблицы содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов, органических кислот и углеводов. / Под. ред. И.М Скурихина, М.Н. Волгарева. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1987. 36 с.
- Березина Н.А. Научно-практические основы создания поликомпозитных мучных смесей для ржано-пшеничных хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности: дис. ... д-ра техн. наук. Орел, 2020. 460 с.
- Зайцева Л.В., Нечаев А.П. Полиненасыщенные жирные кислоты в питании: современный взгляд // Пищевая промышленность. 2014. № 4. С. 14-19.
- Использование нетрадиционных источников белка растительного происхождения / Л.А. Русанова [и др.] // Хранение и переработка сельхозсырья. 2009. № 4. С. 75-76.
- Кузнецова А.А. Соевая окара, как дополнительный белковый продукт в пищевом производстве // Сб. науч. трудов по матер. междунар. науч.-практ.конф., 2007. Т. 4. № 3. С. 40-41.
- Кацерикова Н.В., Липатова Ю.С. Кунжут как источник кальция в рационе лиц пожилого возраста // Пищевая промышленность. 2009. № 2. С. 48-49.
- Обоснование использования лактата кальция в хлебопекарном производстве / И.Г. Белявская [и др.] // Здоровье человека и экологически чистые продукты питания-2014: материалы Всерос. науч.-практ. конф., 2014. С. 91-97.
- ГОСТ 31905-2021. Кальция лактат Е 325. М.: Стандартинформ, 2014. 24 с.
- Лабутина Н. В., Корячкина С.Я., Березина Н.А., Хмелева Е.В. Контроль сырья, полуфабрикатов и готовых хлебобулочных изделий: учебно-методическое пособие. М. :ДеЛи, 2009. 650 с.
- Косован А.П., Дремучева Г.Ф., Поландова Р.Д. Методическое руководство по определению химического состава и энергетической ценности хлебобулочных изделий / М.: Московская типография № 2, 2008. 208 с.
