Применение якона в технологии обогащенных хлебцев

В рамках решения задач, определенных Доктриной продовольственной безопасности Российской Федерации, определена не только необходимость самообеспечения продовольственным сырьем и пищевыми продуктами, но и обеспечение населения пищевой продукцией в объемах, соответствующих нормам рационального потребления и оптимальным принципам питания [1]. Формирование рынка здорового питания связано как с доступностью сырьевых ингредиентов отличительного нутриентного состава, так и с их технологичностью и сенсорным восприятием, обеспечивающими сопряжение компонента с продуктом питания. Обсуждая эту проблему, целесообразно отметить, что наибольшего эффекта такие решения имеют при выборе в качестве объекта обогащения продукта массового и ежедневного потребления. К таким группам продуктов относятся хлебобулочные изделия. Маркетинговые исследования показывают, что хлеб остается в ежедневном рационе питания более чем для 90 % потребителей [2]. Выбирая направления обогащения, стоит обратиться к методическим рекомендациям МР 2.3.1.0253-21 «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации», разработанным авторитетными российскими учеными в области нутрициологии [3–5]. Разработанные в документе принципы здорового питания обозначают необходимость присутствия в ежедневных рационах питания пищевых продуктов, обогащенных витаминами, пищевыми волокнами и биологически активными веществами [3–5]. Макро-и микронутриенты могут вноситься в обогащенные продукты питания как с сырьевыми источниками, например, растительного происхождения, так и с изолированными из них концентратами и изолятами. Известны различные разработки в этом направлении [6–8]. Существенный научный и практический интерес представляет инулинсодержащее сырье [9–12]. Известны разработки по применению топинамбура в технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. Обогащающая добавка, включающая пюре топинамбура и яблок, содержит фруктозу как заменитель сахарозы, инулин, калий, железо. Авторы относят галеты с обогащающей добавкой к диетическому продукту пониженной энергетической ценности [13, 14]. Как источник инулина для спортивного и здорового питания рекомендуют использовать цикорий и топинамбур [15]. Известны и другие исследования по применению инулинсодержащих ингредиентов. В рамках представляемых исследований в качестве обогащающего пищевыми волокнами пищевого ингредиента принят продукт переработки инулинсодержащего сырья якон. Якон является интродуцированной культурой, клубнеплоды которой отличаются высоким содержанием полифруктозана инулина, а также ряда макро- и микроэлементов [9–12].

Целью настоящих исследований явилось экспериментальное и теоретическое подтверждение перспективности применения продукта переработки якона в технологии хрустящих хлебцев.

Объекты и методы исследований

Для проведения исследований клубни якона сорта Юдинка были представлены авторами сорта профессорами В.К. Гинс и М.С. Гинс (ФГБНУ «Федеральный научный центр овощеводства») (рис. 1а). Учитывая высокую влажность клубней и содержание в них моно- и дисахаридов, целесообразно было предложить способ их переработки для повышения сохранности и технологичности. Апробирован способ сушки предварительно вымытых и нарезанных на пластины толщиной 3–4 мм клубней якона (рис. 1б). Сушку пластин якона осуществляли конвектиным или инфракрасным способом при температурах, не превышающих 61–63 °С. Качество высушенных пластин якона было практически идентичным. Окончательный способ сушки может быть обоснован применительно к конкретному производству, имеющемуся аппаратурно-технологическому оформлению процесса. Для применения высушенного якона в технологии хлебобулочных изделий осуществляли его измельчение до гранулометрии, близкой к муке пшеничной хлебопекарной первого сорта [9].

Определение показателей ППЯ осуществляли стандартизированными и специальными методами исследований: органолептических показателей, крупности помола, массовой доли влаги, минеральной примеси – по ГОСТ 34130-2017, содержания белка – по ГОСТ 13496.4-2019, жира – по ГОСТ 32905-2014, клетчатки – ГОСТ 31675-2012, инулина, редуцирующих сахаров – методами, приведенными в [16].

Исследование показателей безопасности ППЯ осуществляли в аккредитованной лаборатории ФГБУ «Государственный центр агрохимической службы «Воронежский».

Хлебопекарные свойства муки и мучных смесей определяли по ГОСТ 27839-2013 – количество и качество клейковины, по ГОСТ 26361-2013 – белизну, по ГОСТ 27495-87 – автолитическую активность.

Контрольный образец хлебцев вырабатывали по рецептуре хлебцев хрустящих домашних [17]. В рецептурный состав опытных образцов вносили ППЯ в дозировке 6 и 12 % от массы муки. Оценку качества изделий осуществляли стандартизированными методиками: органолептические показатели – по ГОСТ 5667-2022, влажность – по ГОСТ 21094-2022, кислотность – по ГОСТ 5670-96, хрупкость – по ГОСТ 9846-88. Дополнительно для оценки органолептических показателей применяли метод балловых шкал (табл. 1). Перечень показателей и коэффициенты весомости отдельных показателей качества были установлены экспертно.

Результаты и их обсуждение

На первом этапе исследований были изучены характеристики ППЯ, обоснован его гранулометрический состав, разработаны рекомендации по применению в технологии отдельных групп хлебобулочных изделий. Обоснование выбора гранулометрии ППЯ строилось на изучении влияния гранулометрии порошкообразного полуфабриката якона (ППЯ) на функционально-технологические свойства модельных смесей муки пшеничной

Таблица 1

Параметры балловой оценки хлебцев

Наименование показателя Коэффициент весомости Шкала оценивания показателя, балл Максимальное значение показателя с учетом уровня значимости, балл Вкус и запах 3,0 0–10 30 Цвет 2,0 0–10 20 Форма 1,5 0–10 15 Поверхность 1,0 0–10 10 Хрупкость 1,5 0–10 15 Вид на изломе 1,0 0–10 10 Итого 10,0 100 хлебопекарной высшего сорта и ППЯ разной гранулометрии. Полученные результаты – высокая водосвязывающая способность и растворимость, необходимые для обеспечения формы, вкуса и аромата хлебобулочных изделий, позволили остановиться на измельчении сухого якона до размера частиц менее 125 мкм (рис. 1в).

По органолептическим показателям порошкообразный полуфабрикат якона представляет собой измельченный продукт однородной консистенции, ввиду достаточно высокой гигроскопичности допускающий содержание небольших комочков, легко разрушающихся при надавливании. Цветовая характеристика порошка варьируется от кремового до насыщенного желто-оранжевого цвета. Во вкусе преобладают сладковатый с фруктовым оттенком. Аналогично фруктовые оттенки обнаружены в запахе ППЯ.

По физико-химическим показателям установлено, что ППЯ обладает низкой влажностью – в выработанной партии (11,1 ± 1,10) %, значением рН – в кислой зоне 5,3. Содержит (3,0 ± 0,1) % белка, (0,47 ± 0,05) % жира. Как отмечено выше, отличается содержанием пищевых волокон: инулина – (56,6 ± 1,40) %, клетчатки – (5,5 ± 0,11) %. С позиций оценки технологического потенциала ППЯ важно отметить высокое содержание редуцирующих сахаров, обеспечивающих интенсивность спиртового брожения в полуфабрикатах хлебопекарного производства – (14,2 ± 0,43) %.

ППЯ оценивали по показателям безопасности (табл. 2).

а)                                     б)                                      в)

Рис. 1. Якон сорта Юдинка: а – клубни, б – высушенные пластины, в – порошкообразный полуфабрикат якона

Таблица 2

Результаты испытаний порошкообразного полуфабриката якона по показателям безопасности, мг/кг

№ п/п	Наименование показателя	Регламентируемая норма по ТР ТС 021/2011	Характеристика ППЯ
1	Токсичные элементы
	свинец	0,5, не более	0,04 ± 0,01
	мышьяк	0,2, не более	0,02 ± 0,01
	кадмий	0,03, не более	< 0,01
	ртуть	0,02, не более	< 0,01
2	Пестициды
	ГХЦГ (α, β, γ-изомеры)	0,5, не более	Ниже нижнего предела обнаружения
	ДДТ и его метаболиты	0,1, не более	Ниже нижнего предела обнаружения

По результатам анализа результатов испытаний ППЯ по показателям безопасности в аккредитованной испытательной лаборатории установлено его полное соответствие требованиям безопасности, установленным ТР ТС 021/ 2011 «О безопасности пищевой продукции».

В целом установлено, что по совокупности органолептических показателей, выборки физико-химических показателей и нутриент-ного состава ППЯ может быть рекомендован как обогащающий пищевыми волокнами ингредиент.

Для выработки рекомендаций по применению ППЯ в технологии хлебобулочных изделий изучали его влияние на хлебопекарные свойства муки пшеничной хлебопекарной высшего сорта. Из муки пшеничной хлебопекарной и ППЯ формировали мучные смеси при дозировке последнего от 6,0 до 20,0 % с шагом 2,0.

Результаты исследований показали снижение количества клейковины и увеличение показателя ее эластичности по показателю ед. ИДК с увеличением дозировки ППЯ в мучной смеси. С позиций количества клейковины реперным можно признать значение 12 %. При этой дозировке ППЯ количество клейковины в мучной смеси находится в пределах 25 %, что может обеспечить удовлетворительные форму и структуру мякиша изделий из сортовой пшеничной муки. Дальнейшее увеличение дозировки ППЯ в технологии хлеба из сортовой пшеничной муки нецелесообразно. Что касается качества клейковины, то показатель ее эластичности растет, оставаясь в нормируемом стандартом интервале показателя – 45–90 ед. ИДК. Самое существенное изменение претерпевает цвет мучной смеси. При дозировке 20 % ППЯ цвет муки снижается до 28 усл. ед. Р3-БПЛ, что ниже нормируемой величины показателя для муки пшеничной хлебопекарной первого сорта. С увеличением дозировки ППЯ существенно растет показатель автолитической активности, определенный по водорастворимым веществам. Однако этот рост целесообразно связать с содержанием водорастворимых веществ в ППЯ.

Таким образом, оценка влияния ППЯ на хлебопекарные свойства мучных смесей в интервале от 6 до 20 % позволила сделать следующие рекомендации по применению продукта переработки якона в технологии хлебобулочных изделий:

– для изделий из смеси ржаной и пшеничной муки на этапе приготовления закваски или жидких дрожжей как источник усвояемых сахаров для дрожжей;

– для изделий из смеси ржаной и пшеничной муки на этапе приготовления теста как обогащающий пищевыми волокнами ингредиент;

– для изделий из сортовой пшеничной муки как обогащающий пищевыми волокнами ингредиент при ограничении его дозировки 12 % и снижении цвета до уровня муки пшеничной хлебопекарной первого сорта.

На втором этапе исследований определяли рациональный рецептурный состав хлебо- булочного изделия с ППЯ. Учитывая растущую популярность хлебобулочных изделий пониженной влажности и влияние ППЯ на цвет изделий, в качестве объекта обогащения были выбраны хлебцы хрустящие, вырабатываемые из смеси муки пшеничной хлебопекарной первого сорта и муки ржаной обдирной при соотношении ингредиентов в масс. долях 60:40. Дозировку ППЯ определяли, исходя из результатов, представленных выше, а также на основании предложенного нами инструментария проектирования рецептурного состава обогащенного продукта питания при условии сохранения традиционного сенсорного восприятия [18, 19].

Тесто для хлебцев готовили безопарным способом, ППЯ предварительно смешивали с мукой пшеничной хлебопекарной первого сорта и мукой ржаной обдирной. Дозировка ППЯ к массе муки, которая бы могла обеспечить функциональный эффект, составляла 12 %. Однако проведенные нами исследования ранее показали, что потребители не готовы к кардинальным изменениям органолептических показателей изделий. В связи с чем в исследованиях была принята промежуточная точка – 6 % ППЯ от массы муки. Кроме того, сладковатый привкус ППЯ позволил исключить из традиционной рецептуры сахар белый, что также повышает полезность продукта.

Результаты балловой оценки контрольного и опытного образцов хлебцев представлены на рис. 2.

Исследования показали, что ППЯ улучшает цвет и аромат готовых изделий, придает им фруктовый привкус и не влияет на форму. Характеристика хлебцев приведена в табл. 3, внешний вид изделий – на рис. 3.

Полученные результаты подтверждают сенсорную оценку, приведенную на рис. 2. Лучшей совокупностью органолептических и физико-химических показателей обладают хлебцы, в рецептурный состав которых входит 12 % ППЯ. Кроме того, образцы с 12 % содержат в своем составе (5,10 ± 0,2) % пищевых волокон, покрывая 20,4–25,5% их суточной потребности.

Выводы

Порошкообразный полуфабрикат якона обладает сенсорными, физико-химическими, функционально-технологическими свойствами и нутриентным составом, позволяющим рекомендовать его в качестве обогащающей добавки хлебобулочных изделий. При сохранении параметров технологии хлебцев, на примере которых проведена апробация ППЯ, готовая продукция имеет характерные органолептические показатели с гармонично выраженным фруктовым привкусом и ароматом. Может быть идентифицирована как функциональная по содержанию пищевых волокон.

Рис. 2. Профилограмма органолептических показателей хлебцев: 1 – контроль, 2, 3 – с внесением 6, 12 % ППЯ к массе муки соответственно

—♦— Ряд1

—■— Ряд2

Ряд3

Таблица 3

Сравнительная оценка хлебцев по органолептическим и физико-химическим показателям

№ п/п	Наименование показателя	Характеристика хлебцев
		контроль	с внесением 6 % ППЯ к массе муки	с внесением 12 % ППЯ к массе муки
1	Вкус и запах	Вкус и запах характерный для изделия из смеси пшеничной и ржаной муки, без постороннего привкуса и запаха	Вкус и запах гармоничный, характерный для изделия из смеси пшеничной и ржаной муки, со слабо выраженным фруктовым привкусом	Вкус и запах гармоничный, характерный для изделия из смеси пшеничной и ржаной муки, с приятным фруктовым привкусом и ароматом
2	Цвет	Равномерный, кремовый	Светло-коричневый	Светло-коричневый с золотистым оттенком
3	Форма	Прямоугольная
4	Поверхность	Гладкая с шероховатостью	Шероховатая с рельефом, незначительная мучнистость	Шероховатая с рельефом, незначительная мучнистость
5	Хрупкость	Хрупкие, слегка ломающиеся	Хрупкие, хрустящие	Хрупкие, легко ломающиеся, хрустящие
6	Вид в изломе	С развитой пористостью, пропеченные и просушенные, без признаков непромеса
7	Влажность, %	8,0 ± 0,2	8,2 ± 0,2	8,2 ± 0,2
8	Кислотность, град	5,2 ± 0,2	5,4 ± 0,2	5,6 ± 0,2
9	Хрупкость, кг/см2	3,3 ± 0,1	3,0 ± 0,1	2,8 ± 0,1

а)

б)

Рис. 3. Внешний вид образцов хлебцев: а – контроль; б – с внесением 12 % ППЯ