Разработка булочных изделий для здорового питания с применением растительного сырья

Проблема коррекции питания актуальна для Российской Федерации. Снижение объема потребляемой пищи приводит к формированию у современного человека практически круглогодичного дефицита минорных компонентов пищи, что в свою очередь провоцирует развитие

значительного числа алиментарно-зависимых нарушений обмена веществ и заболеваний. Политика Правительства в рамках реализации «Плана деятельности Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека на период до 2024 года» и «Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года» For citation

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License ориентированы на обеспечение полноценного питания, профилактику заболеваний, увеличение продолжительности и повышение качества жизни населения, стимулирование развития производства и обращения на рынке пищевой продукции надлежащего качества [3, 5, 7].

Хлебобулочные изделия занимают высокую долю в потребительской корзине населения Российской Федерации и являются продуктами регулярного потребления. Появление и развитие на рынке новых ниш и сегментов, формирующихся под влиянием новых трендов, роста популярности здорового образа жизни диктуют требования индустрии питания наравне с хлебопекарной промышленностью. Для того чтобы быть успешным на рынке, недостаточно производить только массовые сорта хлебобулочных изделий, важно расширять и улучшать ассортимент функциональных и специализированных хлебобулочных изделий, в том числе за счет применения нового растительного сырья, учитывая специфику и привычки потребителей.

По данным опросов Nielsen, 41% потребителей во всем мире доверяют обозначениям «эко», «био», «натуральный» на упаковке, 67% россиян активно следят за своим рационом для предотвращения болезней, 39% – ограничивают количество сахара и жиров в рационе. Изменение потребительских привычек оказывает влияние на поведение потребителей: 74% покупателей в России внимательно изучают состав продуктов питания и напитков перед их покупкой. Здоровый образ жизни становится не просто модным трендом, а стилем жизни во всем мире. Российский рынок вслед за зарубежными рынками начинает активное движение в сторону новых моделей потребительского поведения. Последними тенденциями на рынке стали рост спроса на хлебобулочные изделия с добавками злаков, диетического и диабетического назначения [2].

Комплексный подход в решении проблемы обеспечивается за счет исследований в области проектирования рецептурных составов и технологий новых видов хлебобулочных изделий. Предприятия индустрии питания, отвечая на запросы потребителей, расширяют ассортимент привычных блюд и изделий, так, например, сейчас существует мода на кофе и снековые визиты. Кофе выполняет роль снэка, поскольку приглушает или утоляет голод. Для перекусов люди выбирают кофейни, пекарни и кулинарии, где самая популярная комбинация продуктов – “кофе + выпечка” или “кофе +десерт”. Ассортимент выпеченных изделий в таких заведениях может быть представлен от классических, с использованием традиционного сырья, до оригинальных, с использованием различных специфических ингредиентов [6].

Одним из популярным видом сырья для тех, кто придерживается здорового питания являются семена чиа. Семена чиа или семена испанского шалфея являются источником биологически активных веществ: растительного белка, клетчатки, Омега-3 и Омега-6 полинена-сыщенных жирных кислот, магния, кальция, фосфора. Влияние нутриентов на функциональные системы организма человека представлены в таблице 1 [12, 15, 18].

Таблица 1.

Влияние нутриентов на функциональные системы организма человека

Table 1.

The influence of nutrients on the functional systems of the human body

Нутриент Nutrient	Физиологическая роль Physiological role	Функциональная система организма The functional system of the body	Суточная потребность, г Daily requirement, g
Омега-3 полиненасыщенные жирные кислоты Omega-3 polyunsaturated fatty acids	Обеспечивают нормальное функционирование сенсорных, моторных, поведенческих функций центральной нервной системы Provide normal functioning of sensory, motor, and behavioral functions of the Central nervous system	Нервная система Nervous system	1–2
Омега-6 полиненасыщенные жирные кислоты Omega – 6 polyunsaturated fatty acids	Являются предшественниками простогландинов (гормоноподобные вещества с широким спектром действия), эндоканабиноидов (медиаторы нервной системы) и других биологически активных веществ. They are precursors of prostaglandins (hormone-like substances with a wide spectrum of action), endocanabinoids (mediators of the nervous system) and other biologically active substances		0,7–0,8
Клетчатка (пищевые волокна) Fiber (dietary fiber)	Обладает высокими абсорбционными свойствами и антиоксидантной активностью, способствуют выведению эндо- и экзотоксинов из организма. Antioxidant activity, promote the elimination of endo-and exotoxins from the body	Пищеварительная система Digestive system	20

В связи с вышеизложенным использование семян чиа в производстве хлебобулочных изделий позволит получить продукт, сочетающий в себе не только высокие органолептические свойства, но и обогащенный эссенциальными веществами.

Цель работы – определение оптимальной дозировки семян чиа в технологии сдобной булочки (бриошь).

Материалы и методы

Объектом исследования была выбрана булочка сдобная (бриошь) выработанная по традиционной рецептуре (№ 282) сборника рецептур блюд и кулинарных изделий и булочки с введением растительного компонента семян чиа. С целью проектирования рецептуры булочки сдобной (бриошь) с семенами чиа было проведено математическое моделирование рецептуры булочки сдобной (бриошь) при помощи симплекс метода и средств автоматизации с применением пакета программ MS Excel. Параметром оптимизации было выбрано содержание макронутриентов, пищевых волокон, омега-3 и омега-6 жирных кислот.

Сырье, применяемое для приготовления булочки бриошь, соответствует требованиям технический документации и ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» [10]. Исследования проводились в лабораторных условиях на базе инжинирингового центра «Передовые пищевые технологии и безопасность продуктов питания» Московского государственного университета пищевых производств.

Органолептические показатели качества и характеристики теста определяли по ГОСТ 31806–2012.

В готовых изделиях определяли органолептические (цвет, форму, пропеченность, промес, пористость, вкус, запах), физико-химические показатели (влажность (%) по ГОСТ 5670–96, кислотность (град.) по ГОСТ 21094–75, формо-устойчивость и удельный объем (см3/100 г.) объемным методом). Анализ пищевой и энергетической ценности изделий проводили расчетным методом [11].

Результаты и обсуждение

Разработка оригинальных рецептур сдобных хлебобулочных изделий с применением нетрадиционных видов сырья, как с научной точки зрения, так и практической вызывает интерес у исследователей, создавая предпосылки к расширению ассортимента, улучшению качества, повышению пищевой и биологической ценности готовой продукции.

Создание рецептур новых хлебобулочных изделий основывается на изучении закономерностей показателей качества готовых изделий в зависимости от количества внесенного нетрадиционного сырьевого компонента. Рецептуры с различным содержанием семян чиа получены в результате математического моделирования изменяемых ингредиентов, удовлетворяющих заданным условиям (таблица 2) Содержание семян чиа в составе изделий изменялось в диапазоне от 5 до 20% взамен пшеничной муки.

Тесто готовили по технологии длительной холодной ферментации в течение 8 часов при температуре 4 ± 2 °С. Готовое тесто разделывали, формовали и оставляли на расстойку при температуре 18 ± 2 °С на 60–90 минут. Выпекание изделий производилось в пекарном шкафу при температуре 190–200 °С в течение 12–15 минут. Модельные образцы теста с внесением семян чиа представлена на рисунке 1.

Таблица 2.

Рецептуры исследуемых образцов булочек

Table 2.

Formulations of the investigated samples of buns

Сырье Raw materials	Расход сырья на 100 кг муки, кг Raw material consumption per 100 kg of flour, kg
	Контроль Control	Образец 1 Sample 1	Образец 2 Sample 2	Образец 3 Sample 3	Образец 4 Sample 4
Мука пшеничная в/с | Wheat flour	100	95	90	85	80
Семена чиа | Chia seeds	–	5	10	15	20
Масло сливочное | Butter	24	24	24	24	24
Яйцо куриное | Chicken egg	22	22	22	22	22
Сахар белый | White sugar	17	17	17	17	17
Дрожжи прессованные | Yeast	1,7	1,7	1,7	1,7	1,7
Соль пищевая | Edible salt	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75

Контроль – образец булочки сдобной (бриошь); образец 1 – с заменой 5% муки пшеничной на семена чиа (ТУ 9761–005–11602363–2016); образец 2 – с заменой 10% муки пшеничной на семена чиа; образец 3 – с заменой 15% муки пшеничной на семена чиа; образец 4 – с заменой 20% муки пшеничной на семена чиа.

Контроль                   1

Рисунок 1. Модельные образцы теста с внесением семян чиа Figure 1. Chia seed model dough samples

2                  3                  4

Образование теста происходит под воздействием ряда процессов, среди которых биохимические, коллоидные и физико-механические. Влияние семян чиа на реологические свойства муки теста оценивали по показателям водопогла-щения муки и продолжительности образования теста. На основании исследования установлено, что белковые вещества пшеничного теста связывают и поглощают воду в два раза больше своей массы, что составляет около 40% добавленной в замес воды, при этом целлюлоза и гемицеллюлозы связывают значительную часть воды за счет капиллярной структуры. При добавлении семян чиа в тесто водопоглащение увеличивается на 20–30%, в зависимости от количества вносимой добавки, по сравнению с контрольным образцом. Вероятно, это связано с тем, что в семенах чиа содержатся нерастворимые пищевые волокна, которые способны связывать значительное количество воды. Слизи геля, которые образуется при взаимодействии семян чиа с водой, формируют устойчивый гидроколлоид, что объясняет высокую абсорбцию воды при замесе теста с ними [16, 17]. Поэтому с целью получения теста с семенами чиа нужной консистенции, при замесе теста вносили большое количество воды, чем необходимо по расчету.

Время образования теста с семенами чиа снизилось на 5–7% по сравнению с контрольным образцом, вероятно за счет снижения относительной доли клейковины в тесте. Приготовленное тесто с семенами чиа в количестве от 5 до 15% по реологическим характеристикам существенно не отличается от контрольного образца. Тесто было пластичным, хорошо поддавалось формованию. При введении семян чиа в количестве 20% тесто имело более плотную структуру, что затрудняло его формование. Учитывая то, что тестовые заготовки должны иметь внешний вид, соответствующий хлебобулочному изделию, со свойственным такому полуфабрикату запахом и цветом качество теста с добавлением семян чиа оценивали по органолептическим показателям (таблица 3).

Для достижения поставленной цели проведена серия пробных лабораторных выпечек булочных изделий. При изменении рецептуры продукта в первую очередь оценивают органолептические показатели продукта, так как в случае неудовлетворительных показателей внесение того или иного ингредиента нецелесообразно. Образцы булочки сдобной (бриошь) с добавлением семян чиа представлены на рисунке 2.

Таблица 3.

Органолептические показатели теста

Table 3.

Organoleptic characteristics of the pastry

Показатель Indicator	Образец | Sample
	Контроль Control	1	2              3	4
Внешний вид: поверхность Appearance:surface	Выпуклая, шероховатая Convex, rough
Цвет Colour	Светложелтый Light yellow	Светло-желтый с темносерыми вкраплениями Light yellow with dark gray flecks	Светло-коричневый с темносерыми вкраплениями Light brown with dark gray flecks	Коричневый с темносерыми вкраплениями Brown with dark gray flecks
Аромат | Flavour	Свойственный данному виду теста, без постороннего запаха Characteristic of this type of test, without foreign smell
Консистенция Consistency	Мягкая Soft			Умеренно мягкая (плотная) Moderately soft (dense)

Рисунок 2. Модельные образцы булочных изделий с семенами чиа

Figure 2. Chia Seed Bread Models

Качество готовых булочных изделий оценивали по органолептическим показателям: внешний вид, характер пористости, вкус и запах, разжевываемость и физико-химическим показателям: удельный объем, формоустойчи-вость, кислотность и влажность. Анализ качества готовых булочных изделий проводили через 4 и 24 часа после выпечки. Все образцы имели привлекательный внешний вид, хорошо выраженный вкус и аромат. Поверхность контрольного образца и образцов 1, 2 и 3 – гладкая (незначительно шероховатая), без трещин и подрывов; у образца 4 – шероховатая, с незначительными трещинами, без подрывов. Цвет корки у всех образцов от светло-желтой до светло-коричневой. Пористость контрольного образца, образцов 1, 2 и 3 равномерная, тонкостенная, средняя, достаточно развитая; у образца 4 с внесением 20,0% семян чиа – равномерная, достаточно тонкостенная, мелкая, слабо развитая. У контрольного образца цвет мякиша белый, у образцов 1, 2 и 3 белый с темно-серыми вкраплениями, у образца 4 – белый, с сероватым оттенком с темносерыми вкраплениями. У всех образцов окраска мякиша равномерная. Вкус у образцов с добавлением семян чиа нормальный, свойственный булочному изделию, с наличием характерного семенам чиа хрустом. Установлено, что наибольшее количество баллов после 24 ч хранения набрали образцы с добавлением семян чиа в количестве 10% и 15%, а наименьшее – образец с семенами чиа в количестве 20,0% (рисунок 3).

Анализируя данные органолептической оценки в день выработки и после 24 ч хранения можно отметить, что органолептические показатели у исследуемых образцов хлеба ухудшились незначительно – в среднем на 0,2 балла.

Снижение балловой оценки образца с добавлением 20,0% семян чиа произошло за счет резкого ухудшения внешнего вида, вкуса, повысилась крошковатость, изделия имели непривлекательный вид. Однако цвет мякиша оставался неизменным. Органолептическая оценка исследуемых образцов позволяет сделать вывод о влиянии вносимых ингредиентов на внешний вид, цвет корки и состояние мякиша изделия. Однако внесение добавок не оказывает види- мого влияния на изменения запаха выпеченных изделий. В результате дегустационного анализа наиболее высокую суммарную оценку получил образец № 3, который характеризовался правильной формой, светло-коричневым с вкраплениями семян чиа цветом корки, равномерной пористостью, сладким выраженным вкусом и ароматом, свойственным сдобному булочному изделию. Влияние дозировки семян чиа на физикохимические показатели качества представлены в таблице 4.

Внешний вид       Вкус      Крошковатость

Appearance          Taste           Friability

□ Control ■1□2в3□4

Рисунок 3. Изменение органолептических показателей булочки сдобной (бриошь)

Figure 3. Change in the organoleptic characteristics of a bun (brioche)

Таблица 4.

Влияние дозировки семян чиа на физико-химические показатели качества готового изделия

Table 4.

The effect of the dosage of chia seeds on the physicochemical indicators of the quality of the finished product

Показатель Indicator	Образец | Sample
	Контроль Control	1	2	3	4
Влажность, % | Humidity, %	39	39	39	39	38
Кислотность, град | Acidity, degree	2,4	2,4	2,4	2,4	2,2
Пористость, % | Porosity, %	71,3	72,7	74,0	71,5	69,8
Формоустойчивость | Shape stability	0,46	0,42	0,42	0,44	0,38
Объем изделия, см3 | Volume, сm3	779	782	784	778	762
Объемный выход, см3 | Output, сm3	208,2	209,0	209,6	208,0	203,7
Уд. объем, см3/100 г. | Specific volume, сm3/100 g	272,9	273,8	276,2	272,6	267,6

Все физико-химические показатели качества сдобного булочного изделия находились в пределах требования ГОСТ. Влажность и кислотность образцов при внесении семян чиа по сравнению с контрольным образцом изменялась в пределах погрешности измерений. В контрольном образце наблюдали большее значение формоустойчивости, по сравнению с образцами с семенами чиа, а наименьшее значение в образце 4. При внесении семян чиа в дозировке 20% наблюдается снижение удельного объема изделия, что вызвано уменьшением массовой доли клейковины в тесте за счет замены части пшеничной муки семянами чиа, не содержащей в своем составе клейковинных белков. При 5 и 10% дозировке семян чиа отмечалось улучшение показателей качества готовых хлебобулочных изделий. Наблюдалось увеличение объема хлеба, его пористости.

При использовании семян чиа в количестве 10% от массы муки в изделии менее заметны снижение таких показателей как вкус, запах, эластичность и крошковатость мякиша. Несмотря на то, что все модельные образцы превосходят контрольный по органолептическим и физикохимическим показателям, образец 3 имеет более высокие показатели при хранении изделий, что в свою очередь влияет на потребительские свойства изделия. Проведен анализ химического состава булочки сдобной (бриошь) и контрольного образца 3 (таблица 5) [8, 11, 13, 14].

Таблица 5.

Сравнительный анализ химического состава контрольного и 3 образцов

Table 5.

Comparative analysis of the chemical composition of the control and 3 samples

Показатель Indicator	Контроль | Control		Образец 3 | Sample 3
	содержание в 1 порции content in 1 serving	удовлетворение суточной потребности, % daily needs, %	содержание в 1 порции content in 1 serving	удовлетворение суточной потребности, % daily needs, %
Белки, г. | Proteins, g.	5,8	7,7	6,1	8,1
Жиры, г. | Fats, g.	7,8	9,4	9,1	11
Углеводы, г. | Carbohydrates, g.	35,1	9,6	34,1	9,3
Пищевые волокна, г. | Dietary fiber, g.	1,5	5,0	3,0	10,0
ω-3-полиненасыщенные жирные к-ты, г. ω-3-polyunsaturated fatty acids, g.	0,04	3,8	0,9	87,9
ω-6-полиненасыщенные жирные к-ты, г. ω-6-polyunsaturated fatty acids, g.	0,5	12,9	0,8	19,2
Энергетическая ценность, ккал Energy value, kcal	230,9	9,2	236,8	9,5

Известно, что семена чиа характеризуются высоким содержанием белка, полинена-сыщенных жирных кислот и пищевых волокон, что определяет высокую пищевую ценность изделий, вырабатываемых с их применением. Пищевые волокна относят к незаменимым микронутриентам, выполняющим важные физиологические функции в организме человека. Содержание пищевых волокон в модельном образце в 2 раза превышает значения контрольного образца, а также покрывает 10% нормы суточной потребности. Высокое содержание в семенах чиа омега-3 и омега-6 полиненасыщенных жирных кислот, которые необходимы для поддержки когнитивных способностей, работы сердца и сосудов, позволит удовлетворить суточную норму на 87,9% и 19,2% соответственно.

Novikova Zh.V. et al. Proceedings of VSUET, 2020, vol. 82, no. Заключение

Принимая во внимание относительно высокую пищевую ценность, наличие в составе семен чиа клетчатки, витаминов, биологически значимых элементов, на основании проведенных исследований было установлено, что применение семян чиа в рецептуре булочки сдобной (бриошь) открывает перспективы расширения ассортимента и вкусового разнообразия в предприятиях индустрии питания. Изучено влияние семян чиа на качественные показатели булочки сдобной (бриошь) и определена оптимальная дозировка – 15% внесения их в рецептуру с целью сохранения оптимальных органолептических и физико-химических показателей, а также придания изделиям функциональной направленности и пригодности использования лицами придерживающихся здорового образа жизни.

Разрабатывая технологию булочных изделий с внесением семян чиа, учитывались оптимальные условия, при которых они будут экономически эффективны, т. е. рентабельны для массового производства. Предлагаемая технология и рецептура булочки сдобной (бриошь) с семенами чиа предусматривает использование имеющихся ресурсов на производстве.