Производство сдобного хлебобулочного изделия для жителей арктических регионов

Арктическая зона Российской Федерации представляет собой уникальный и стратегически важный регион, охватывающий девять субъектов Федерации [1]. Численность жителей в арктических регионах составляет около 2,6 млн чел., среди которых проживают коренные народы, такие как ненцы, чукчи, эвенки и др., имеющие традиции и культуру, тесно связанную с природой и ее ресурсами. Эти народы традиционно ведут образ жизни, основанный на охоте, рыболовстве и собирательстве, что обеспечивает их устойчивое существование в суровых климатических условиях [2].

Согласно данным Росстата за 2023 г., средняя арктическая семья потребляет около 70,9 кг хлеба в год. Это ниже среднего показателя по России, составляющего 86,9 кг. Причины такой разницы могут быть связаны с особенностями питания местного населения, а также с ограниченным доступом к свежим продуктам из-за сложных логистических цепочек и повышенных транспортных затратах при поставках, что, в свою очередь, отражается на высоких ценах на основные продукты и ставит местное население в сложные условия проживания [3–5].

За постоянной зависимостью от внешних поставок стоит необходимость в развитии адекватной инфраструктуры и инвестировании в местное производство. Однако многие производители хлеба как продукта массового спроса сталкиваются с проблемой нехватки высококачественных сырьевых компонентов для его производства. Вследствие этого местные производители часто не могут конкурировать с привозными товарами, что приводит к зависимости регионов от завозимого хлеба, который не всегда обеспечивает достаточный уровень качества [5].

В последние годы наблюдается тенденция к внедрению в рецептуры хлебобулочных изделий различных добавок из местного сырья. Особый интерес из которых представляют разработки в области использования ягод и продуктов их переработки, например порошков из голубики, брусники, водяники, княженики, морошки и др. Введение ягодного сырья позволит не только расширить ассортимент производимой продукции, но и обогатить изделия эссенциальными веществами [6, 7].

Следует также отметить, что жителям арктических регионов по рекомендациям ФИЦ питания и биотехнологии следует соблюдать белково-липидный (белково-жировой) тип питания, при котором ключевое значение имеет соотношение белков и жиров в пищевом рационе [8]. Для нормального функционирования организма жителям арктических регионов необходимо преобладание белков и повышенное количество жиров, сбалансированных по жирнокислотному составу [9, 10]. Несоблюдение данных требований имеет прямую взаимосвязь с широким распространением на территории арктических регионов алиментарно-зависимых заболеваний (сахарный диабет 2-го типа, ожирение, сердечно-сосудистые заболевания, болезни органов ЖКТ, болезни опорно-двигательного аппарата и др.) [11, 12].

Следует также отметить, что в арктических регионах наблюдается дефицит витамина D, обусловленный сочетанием климатических, географических и бытовых факторов, которые препятствуют его естественному синтезу [13, 14]. Поэтому применение витамина D в технологиях хлебобулочных изделий становится особенно актуальным в условиях нехватки солнечного света. Витамин D играет ключевую роль в поддержании здоровья костей и иммунной системы, что подтверждает перспективу его добавления в пищевые продукты массового спроса.

Цель настоящего исследования заключалась в разработке сдобного хлебобулочного изделия с применением порошков из арктических ягод, высокобелковой муки «Протелон 22», концентрата сывороточных белков и жира из печени трески.

Материалы и методы исследования

При разработке рецептуры хлебобулочного изделия в работе использовалось следующее сырье: мука пшеничная высшего сорта; сахар белый; яйца куриные пищевые; масло сливочное 72,5 % жирности; соль пищевая; дрожжи прессованные хлебопекарные; высокобелковая пшеничная мука «Протелон 22»; концентрат сывороточных белков КСБ ‐ 80; жир из печени трески; порошок из сублимированной голубики; порошок из сублимированной морошки.

В ходе исследований была проведена оценка органолептических и физико-химических показателей качества сдобных изделий на соответствие требованиям ГОСТ 24557 - 2025 [15]. Оценку реологических параметров теста (упругость и эластичность) проводили тактильно-органолептическим методом. Пищевая ценность была определена расчетным путем на основе справочных данных о химическом составе сырья (в расчете на 100 г продукта) [16].

Поскольку сдобные хлебобулочные изделия содержат высокую долю легкоусвояемых углеводов и незначительное количество белка и витамина D, то решением поставленной задачи являлось использование в рецептурах высокобелковой муки «Протелон 22», концентрата сывороточных белков, жира из печени трески, содержащего витамина D 250 мкг на 100 г, и местного сырья в виде порошков из сублимированных ягод в различных концентрациях. Помимо полезных свойств применение ягодного сырья позволит разнообразить ассортимент сдобных хлебобулочных изделий без существенного удорожания, а также привлечет внимание потребителей к новой продукции.

С точки зрения химического состава и органолептических характеристик такие ягоды, как голубика ( Vaccinium uliginosum ), морошка ( Rubus chamaemorus ) и княженика ( Rubus arcti-cus ), представляют собой ценный сырьевой ресурс. Данные виды широко распространены и характеризуются высокой адаптивностью к условиям арктических регионов [17]. Эти факторы представляют высокий научный и практический интерес при использовании их в технологии получения новых видов сдобных хлебобулочных изделий. Однако княженика является самым дорогостоящим сырьем даже на территориях своего основного места произрастания. Поэтому в настоящем исследовании использовали в качестве местного арктического сырья порошки из сублимированных ягод морошки и голубики.

Применение высокобелковой пшеничной муки «Протелон 22» было необходимым ввиду двух условий. Во-первых, мука пшеничная первого сорта, представленная на территории арктических регионов, обладает низким уровнем качества, о чем свидетельствуют накопленные сведения по анализу продовольственного рынка данной зоны. Во-вторых, высокобелковая мука «Протелон 22» содержит повышенное количество белка в отношении муки пшеничной высшего сорта, превышающей базовую концентрацию в два раза. Однако замена муки пшеничной высшего сорта на высокобелковую муку «Протелон 22» предполагает ее использование в небольших концентрациях, поэтому дополнительно в рецептуру вводился концентрат сывороточных белков КСБ-80, содержащий не менее 80,0 г белка на 100 г сырья. Небольшое его количество в рецептуре позволит повысить общее количество белка в продукте и его биологическую ценность из-за сбалансированного аминокислотного состава данного ингредиента [18].

Сырьем, удовлетворяющим требованиям, предъявляемым к питанию населения арктических регионов, является жир из печени трески. Помимо этого, данный вид сырья содержит высокую концентрацию витаминов А и D. Однако жир из печени трески обладает специфиче- скими вкусо-ароматическими свойствами, и его использование в больших концентрациях может ухудшить потребительские свойства готовых изделий. Поэтому оптимальной концентрацией его введения в рецептуру была дозировка, не превышающая 2 %.

На основе вышеизложенного были разработаны несколько вариантов рецептур для подбора адекватной, где использовали высокобелковую пшеничную муку «Протелон 22», концентрат сывороточных белков КСБ ‐ 80, жир из печени трески и порошки из сублимированных арктических ягод (табл. 1). Концентрат сывороточных белков КСБ ‐ 80 и «Протелон 22» вносили в рецептуры опытных образцов в качестве частичной замены муки пшеничной высшего сорта. Ягодные порошки имеют некоторое количество природных сахаров в своем составе. Поэтому их внесение происходило за счет снижения части сахара. Также для получения теста нормальной консистенции потребовалось увеличение количества воды, идущей на замес теста. Жир из печени трески вводился в дозировке 2, 3 и 4 г в качестве частичной замены сливочного масла.

Таблица 1

Рецептуры контрольного и опытных образцов булочных изделий

Наименование сырья	Количество сырья
	контроль	с добавлением порошка голубики			с добавлением порошка морошки
		опыт 1	опыт 2	опыт 3	опыт 4	опыт 5	опыт 6
Мука пшеничная высшего сорта, г	100	70	55	40	70	55	40
Дрожжи прессованные хлебопекарные, г	4	4	4	4	4	4	4
Сливочное масло 72,5 % жирности, г	15	13	12	11	13	12	11
Сахар белый, г	26	20	18	16	20	18	16
Яйцо куриное в тесто, г	13	13	13	13	13	13	13
Яйцо куриное на смазку, г	3	3	3	3	3	3	3
Молоко 3,2 % жирности, г	13	13	13	13	13	13	13
Соль пищевая, г	1	1	1	1	1	1	1
Ванилин, г	0,025	0,025	0,025	0,025	0,025	0,025	0,025
Вода питьевая, мл	35	37	38,5	40	37	38,5	40
Высокобелковая пшеничная мука «Протелон 22», г	0	20	30	40	20	30	40
Концентрат сывороточных белков КСБ-80, г	0	10	15	20	10	15	20
Жир из печени трески, г	0	2	3	4	2	3	4
Порошок голубики, г	0	8	12	16	0	0	0
Порошок морошки, г	0	0	0	0	8	12	16
Итого	210,025	214,025	217,525	221,025	214,025	217,525	221,025
Выход (тесто)	209,0	213,1	215,4	219,5	212,8	215,5	219,4

Производство теста осуществлялось безопарным способом, который предполагает время брожения 3–4 ч и период расстойки тестовых заготовок – 45–60 мин. Выпечка тестовых заготовок проводилась в течение 25 мин. Анализ показателей качества готовых изделий проводили через 24 ч после полного остывания (табл. 3).

Результаты исследования и их обсуждение

На первом этапе работы была проведена оценка полуфабрикатов (теста), которые сравнивали по показателям влажности и кислотности (рис. 1, 2) и реологическим параметрам (табл. 2).

Таблица 2

Реологические параметры контрольного и опытных образцов теста

Наименование образца	Параметры
	упругость	эластичность
Контроль	умеренная	умеренная
Опыт 1	минимальная	рвущаяся
Опыт 2	умеренная	умеренная
Опыт 3	умеренная	минимальная
Опыт 4	минимальная	умеренная
Опыт 5	умеренная	рвущаяся
Опыт 6	минимальная	рвущаяся

Рисунок 1 – Показатели влажности контрольного и опытных образцов теста

Рисунок 2 – Показатели кислотности контрольного и опытных образцов теста

В ходе исследования было определено, что тесто с использованием порошка голубики с внесением 6 г на 100 г (опыт 2) обладало наилучшими упруго-эластичными свойствами, требуемыми для производства сдобного хлебобулочного изделия. Кроме того, порошок из сублимированной голубики легко поддавался вымешиванию, равномернее распределялся по объему полуфабриката, не оказывал сильного влияния на массовую долю влаги полуфабриката. Образцы с морошкой имели большую водопоглотительную способность, поэтому тестовые заготовки при тех же параметрах обладали большей влажностью, так как на процесс замеса требовалось большее количество воды.

Использование высокобелковой пшеничной муки «Протелон 22», жира из печени трески и концентрата сывороточных белков КСБ ‐ 80 не оказывало негативного влияния на процесс тестоведения. Благодаря особым свойствам высокобелковой пшеничной муки «Проте-лон 22» процесс замеса теста был более стабильным. Кроме того, ее применение положительно влияло на физико-химические показатели, нивелировало органолептический профиль и способствовало стабилизации функционально-технологических свойств теста.

После оценки свойств полуфабрикатов была проведена пробная лабораторная выпечка контрольного и опытных образцов сдобных хлебобулочных изделий.

Таблица 3 Физико-химические показатели качества выпеченных булочных изделий

Наименование показателя	Норма по ГОСТ 24557-2025	Контроль	С добавлением порошка голубики			С добавлением порошка морошки
			опыт 1	опыт 2	опыт 3	опыт 4	опыт 5	опыт 6
Влажность мякиша, %	не более 34,0	33,4±0,4	33,5±0,4	32,6±0,4	32,7±0,4	33,9±0,4	33,6±0,4	33,5±0,4
Кислотность мякиша, град.	не более 2,5	1,7±0,02	2,0±0,02	2,1±0,03	2,2±0,03	1,9±0,02	1,9±0,02	2,1±0,03
Пористость мякиша, %	-	76±0,9	73±0,9	72±0,9	68±0,8	71±0,9	70±0,8	65±0,8
Формоустойчивость	-	0,39±0,01	0,42±0,01	0,42±0,01	0,45±0,01	0,43±0,01	0,45±0,01	0,49±0,01

Исследования показателей качества выпеченных изделий позволили установить, что оптимальным являлся опыт 2. Он имел адекватный уровень влажности, равномерное распределение порошка голубики по всему объему сдобного хлебобулочного изделия. Кроме того, данный образец характеризовался лучшими параметрами пористости и формоустойчивости. Эти показатели являются относительными, так как не нормируются ГОСТом, но имеют большое значение при формировании потребительских свойств. Указанные факторы стали решающими при выборе порошка из сублимированной голубики в качестве оптимального ягодного сырьевого источника в количестве 6 г на 100 г готового продукта.

На рисунке 3 представлен вид в разрезе контрольного и опытного образцов сдобных хлебобулочных изделий.

контроль

опыт с добавлением порошка голубики

Рисунок 3 – Вид в разрезе готовых сдобных хлебобулочных изделий

Как видно из рисунка 3, изделие с порошком из сублимированной голубики достаточно сильно отличалось по цвету. Вместе с тем оно имело достаточно высокую оценку, полученную в ходе проведения дегустации, результаты которой приведены в виде профилограммы на рисунке 4.

Форма

~i~ Контроль    —i- Опыт с добавлением порошка голубики

Рисунок 4 – Профилограмма балльной оценки образцов сдобных хлебобулочных изделий

В ходе проведения дегустации было выявлено, что разработанное сдобное хлебобулочное изделие с добавлением порошка из сублимированной голубики, высокобелковой пшеничной муки «Протелон 22», жира из печени трески и концентрата сывороточных белков КСБ ‐ 80 обладает высокими сенсорными свойствами. Средняя суммарная оценка для контроля составила 4,76 балла, а для опыта – 4,61 балла. Эксперты обратили внимание, что опытный образец сдобного хлебобулочного изделия имел более сладкий вкус в отличие от контроля, что позволит в дальнейшем в большем количестве снизить массовую долю сахара в рецептуре. Введение жира из печени трески в количестве 3 г не вызывало изменений во вкусе и запахе изделия.

Для расчета удовлетворения суточной потребности жителей арктического региона в белках, жирах и углеводов нормы их потребления были увеличены на 15 %, что предусмотрено методическими рекомендациями МР 2.3.1.0253 ‐ 21 [19].

Пищевая ценность контрольного и опытного образцов

Таблица 4

Наименование нутриента	Суточная потребность	Количество в контрольном образце	Количество в опытном образце	Удовлетворение суточной потребности, % (контроль)	Удовлетворение суточной потребности, % (опыт)
Белки, г	102,4	7,3±0,09	17,8±0,2	7,1±0,09	17,4±0,2
Жиры, г	105,8	3,6±0,04	3,3±0,04	3,4±0,04	3,1±0,04
Углеводы, г	450,8	41,4±0,5	34,2±0,4	9,2±0,1	7,6±0,09
ЭЦ, ккал/кДж	3165	230±2,8/960±11,5	238±2,9/997±12,0	7,3±0,09	7,5±0,09
Витамин А, мкг	900	27,9±0,3	450±5,4	3,1±0,04	50±0,6
Витамин D, мкг	15	0,1±0,001	3,75±0,05	0,7±0,008	25±0,3

Анализ результатов пищевой ценности образцов показал, что при употреблении 100 г разработанного сдобного хлебобулочного изделия житель арктической зоны сможет удовлетворить суточную потребность в белках на 17,4 %, что в сравнении с контрольным образом выше более чем в 2 раза. Содержание витамина D и витамина А значительно выше, чем в контрольном образце. Удовлетворение суточной потребности в остальных эссенциальных веществах приближено к расчетным значениям контрольного образца.

Заключение

На основании проведенных исследований установлена возможность использования продуктов переработки арктических ягод (порошка из сублимированной голубики), жира из печени трески, высокобелковой пшеничной муки «Протелон 22» и концентрата сывороточных белков КСБ-80 в технологии сдобного хлебобулочного изделия, адаптированного для белково-липидного типа питания и рекомендованного для производства на территориях арктических регионов РФ.

Опытным путем выявлены оптимальные дозировки внесения предложенных ингредиентов, которые составили на 100 г готового продукта: порошка из сублимированной голубики – 6 г, жира из печени трески – 1,5 г, высокобелковой муки «Протелон 22» – 15 г и концентрата сывороточных белков КСБ ‐ 80 – 7,5 г.

Использование в рецептуре высокобелковой пшеничной муки «Протелон 22» и концентрата сывороточных белков КСБ ‐ 80 способствовало увеличению общего количества белка, а внесение жира из печени трески повышению удовлетворения суточной потребности в витаминах D и А. Применение порошка из сублимированной голубики в сдобных хлебобулочных изделиях позволило рационализировать использование местных ресурсов арктических регионов и расширить ассортимент данного сегмента пищевой продукции.