Перспективы использования шпината в производстве мучных и хлебобулочных изделий

Хлебобулочные изделия входят в повседневный рацион питания населения России. Их производство в стране организовано практически повсеместно и может осуществляться на предприятиях, различающихся по мощности и отраслевой принадлежности.

Важным направлением в развитии российского хлебопечения является расширение ассортимента продукции путем разработки и внедрения в производство функциональных и специализированных сортов изделий, обогащенных витаминами, минералами и пищевыми волокнами. Данное направление отвечает задачам

«Концепции обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения путем развития функционального и специализированного хлебопечения в Российской Федерации до 2020 года» («Хлеб – это здоровье») [1].

В соответствии с данным направлением на настоящий момент в России и за рубежом проведено большое количество исследований и практических внедрений в производство, связанных с разработкой рецептур и технологий хлебобулочных изделий с использованием добавок из местного растительного сырья.

Вместе с тем некоторые виды растительного сырья, которые могут быть применены в хлебопечении и оказывать положительное влияние на технологический процесс производства, органолептические свойства готовой продукции и при этом являться функциональными компонентами, на настоящий момент недостаточно изучены с данной точки зрения. К такому сырью можно отнести шпинат огородный ( Spinacia oleracca ). Известно, что шпинат, как в свежем, так и в переработанном виде, является источником биофлавоноидов, витаминов, минеральных веществ и антиоксидантов. Таким образом, его полезные свойства могут использоваться в диетическом питании, а также профилактике и лечении широкого круга заболеваний [2–5].

Шпинат можно рассматривать как перспективное сырье для производства мучных и хлебобулочных изделий функционального и специализированного назначения.

Основные сведения о шпинате и его пищевой и физиологической ценности

Шпинат представляет собой однолетнее растение семейства Амарантовых ( Amaranthaceae ). Как правило, в пищу употребляется листовая часть растения, таким образом, его относят к листовым овощам [2, 3].

Родиной растения считается Центральная и Юго-Восточная Азия. В дальнейшем шпинат получил широкое распространение в Европе, Америке, Африке и Австралии [3]. В частности, в деревне Монтаью, расположенной в регионе Окситания на юго-западе Франции, были обнаружены обугленные фрагменты шпината, относящиеся к концу XII в. – середине XIII в. и свидетельствующие о том, что с данного времени началось его распространение по Европе [6].

Известно, что шпинат обладает полезными свойствами и используется в комплексном лечении и профилактике широкого круга болезней, таких, как анемия, диабет, гельминтозы, ожирение, различные воспаления, а также нервные и прочие заболевания [2, 3].

По пищевой ценности в 100 г листовой (съедобной) части шпината содержится 2,9 г белков, 0,3 г жиров и 2,0 г углеводов. Общая калорийность шпината составляет 23 ккал, что позволяет отнести шпинат к низкокалорийным пищевым продуктам [2]. Кроме того, в 100 г шпината содержится ряд витаминов, макро-и микроэлементов, которые превышают 15% от суточной нормы для взрослого человека согласно действующим методическим рекомендациям МР 2.3.1.2432-08 [7], что позволяет его отнести к функциональным продуктам питания. Так, содержание бета-каротина в 100 г составляет 4,5 г (90% от суточной нормы), витамина B9 (фолаты) – 80 мкг (20% от суточной нормы), магния – 82 г (20,5% от суточной нормы), калия – 774 г (31% от суточной нормы), марганца – 0,897 мг (44,9% от суточной нормы). В 100 г шпината есть ряд веществ, превышающих рекомендуемую суточную норму. К ним относятся: витамин E (ТЭ) – 55 мг (в 2,2 раза), витамин K – 482,9 мкг (в 4 раза), кальций – 106 мг (в 1,06 раза), железо – 13,51 г (в 1,35 раза) [2]. Известно, что большинство из данных веществ не разрушается при тепловой обработке и может быть введено в мучные и хлебобулочные изделия вместе со шпинатом без потерь. Однако 100 г шпината обладает достаточно большим объемом, что делает целесообразным введение шпината в концентрированном виде.

Помимо бета-каротина, к содержащимся в шпинате каротиноидам относятся лютеин и зеаксантин. Их содержание в среднем составляет 11,6 и 3,3 мкг на 100 г продукта. Следует отметить, что данные вещества являются активными антиоксидантами, которые позволяют считать шпинат функциональным ингредиентом [2, 8].

Лютеин, зеаксантин и витамины E и K являются жирорастворимыми веществами, что делает целесообразным внесение в рецептуру изделий жирового компонента для повышения их усвояемости. При этом жидкие растительные масла в чистом виде использовать не рекомендуется, они легко отделяются в готовых выпеченных изделиях. Совместные исследования ученых США и КНР показали, что для лучшей усвояемости бета-каротина и лютеина шпинат рекомендуется употреблять со смесью кокосового (твердого) и кукурузного (жидкого) масла или их аналогов в соотношении 1:1. При этом кокосовое масло выступает как источник триацилглидеридов со средней длиной цепочек, а кукурузное масло – как источник мононенасыщенных жирных кислот. Данная смесь повысила биодоступность лютеина от 21 до 42%, а бета-каротина – от 6,8 до 25% [9]. Таким образом, введение в рецептуру хлебобулочных изделий смеси масел в данном соотношении и с аналогичными химическими свойствами является целесообразным.

Также следует отметить, что шпинат обладает специфическим привкусом и запахом, а его введение в рецептуры в натуральном виде придает готовым изделиям влажную и волокнистую консистенцию, снижая их органолептические показатели. Поэтому целесообразно вводить его в мучные и хлебобулочные изделия в измельченном виде (порошок) при снижении содержания в нем влаги с помощью сушки, а также использовать сочетание шпината с другим растительным сырьем с целью улучшения органолептических показателей изделий и их обогащения полезными веществами, которые в шпинате либо не содержатся, либо содержатся в малых количествах.

Технологические свойства шпината как ингредиента в производстве мучных и хлебобулочных изделий

Полезные свойства шпината определяют целесообразность его использования как ценного сырья в пищевой промышленности и индустрии питания. По сравнению с другими листовыми овощами (салат, щавель и др.) шпинат в натуральном и переработанном виде в России используется ограниченно. Основной причиной является его нетрадиционность в плане вкусовых предпочтений российских потребителей, в то время как в Европе и США он входит в перечень жизненно необходимых продуктов и имеет неофициальный титул «короля овощей» [2].

В России и за рубежом имеется ряд исследований по переработке шпината и его использованию в рецептурах и технологиях мучных, хлебобулочных изделий и других видов пищевой продукции.

Как уже было сказано выше, при разработке новых видов мучных и хлебобулочных изделий шпинат можно использовать в сочетании с другими продуктами с целью повышения органолептических показателей и увеличения пищевой ценности. Совместные исследования авторов из Северо-Кавказского федерального университета и Кубанского государственного аграрного университета показали, что шпинат можно использовать в рецептурах напитков на основе капустного сока в сочетании со свекловичным и яблочным пектиновым концентратом, применяя в качестве дополнительного сырья морковное пюре, огуречный сок, свежие яблоки, сельдерей, апельсиновый и грейпфрутовый сок [10].

Сушка шпината и получение из него порошков могут быть осуществлены различными способами. Так, сотрудники университета им. Инёню (г. Малатья, Турция) исследовали сушку листьев шпината инфракрасными лучами. В результате исследований было установлено, что скорость сушки прямо зависит от увеличения мощности излучателей (в эксперименте их величины составили от 300 до 500 Вт) и обратно – от количества листьев шпината, подвергаемых сушке (от 15 до 60 г). В зависимости от варьирования данных показателей время сушки длилось от 3,5 до 16,5 мин, что в целом меньше, чем при использовании конвекционной сушки. Вместе с тем при увеличении мощности и количества шпината содержание витамина C в сушеных листьях уменьшалось примерно в 2 раза [11].

Исследователями из Кубанского государственного аграрного университета разработана технология производства порошкообразной добавки функционального назначения из шпината сорта Виктория. Данная технология отличается тем, что вначале из разваренного шпината получают пюре, которое затем подвергается сушке на вальцовой сушилке с последующим измельчением на шаровых мельницах. Согласно результатам полученный порошок в наибольшей степени сохраняет свойства исходного сырья [12]. Однако машинно-аппаратурное оформление данного процесса предполагает использование высокопроизводительного энергоемкого оборудования, большое количество технологических операций и не может быть реализовано, например, в условиях малого производства. Кроме того, применение традиционных методов тепловой обработки и сушки в значительной степени снижает содержание полезных веществ в готовом продукте.

Исследователи из Эгейского университета (г. Борнова, Турция) использовали распылительную сушку c применением различных сушильных агентов при получении сушеного сока из шпината. Входная температура варьировалась в пределах 160–200 °C, выходная – в пределах 80–100 °C. В течение установленного срока хранения (5 месяцев) порошок сохранял свои технологические свойства [13]. Данный способ отличается высокой энергоемкостью и аппаратурно-технологическим оформлением. Кроме того, в полученном продукте отсутствуют полезные вещества, содержащиеся в твердой части листьев шпината.

Исследования ученых Абердинского университета (Великобритания) показывают целесообразность использования порошка шпината в сушеном виде. Авторы использовали метод лиофилизированной (сублимационной)

сушки. Общее содержание флавоноидов, фенольных кислот и их производных составило до 930 мг на 1 кг готового продукта [4].

Обогащение (фортификация) мучных и хлебобулочных изделий шпинатом отмечено в ряде зарубежных публикаций. Так, исследователями из Испании изучалось введение шпината в рецептуру хлеба из пшеничной муки и пшеничной цельнозерновой муки и его влияние на содержание фолатов. Авторы указывают, что фортификация рецептур изделий шпинатом в количестве 20 и 40 г на 100 г готового изделия увеличивала содержание фолатов с 19,9 до 57,9 мкг в 100 г хлеба из пшеничной муки и с 37,4 до 75,5 мкг в 100 г хлеба из пшеничной цельнозерновой муки. Использование 40 г шпината на 100 г готовых изделий положительно сказалось на их органолептической оценке, а сами изделия могут быть отнесены к функциональным [14].

Сотрудниками Лаборатории исследований продовольственной безопасности (Индия) было исследовано влияние сушеного порошка шпината на физико-химические, реологические и органолептические характеристики индийского национального хлебобулочного изделия – чапати. Было отмечено, что оптимальной является доля порошка в количестве 5% по отношению к количеству пшеничной муки, предусмотренному рецептурой [15].

Сотрудники Центрального пищевого технологического исследовательского института Совета научных и индустриальных исследований (г. Майсур, Индия) использовали порошок