Разработка рецептурного состава сырцовых пряников, обогащенных нетрадиционными видами сырья

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Пономарева Е.И. и др. Вестник ВГУИТ, , Т. , №. , С. 206-212 Введение

Ассортимент мучных кондитерских изделий многообразен и пользуется большой популярностью населением России. Из общего объема их производства на долю пряников приходится около 12%. Пряничные изделия отличаются оригинальным внешним видом, присущим только им специфическим вкусом и ароматом, создаваемых за счет применения традиционных и эксклюзивных технологий и рецептур [1].

Современные виды пряничных изделий берут начало с глубокой древности, когда их изготовление было народным промыслом по рецептам, передаваемым из поколения в поколение. Само название изделия происходит от слова «пряность», так как обязательной добавкой в пряничное тесто служат «сухие духи» – смесь молотых пряностей, создающих основу его вкуса [2].

Пряничные изделия традиционно готовят из пшеничной сортовой муки, может применяться ржаная мука в смеси с пшеничной. Кроме того, из-за содержания жира и сахаристых веществ – сахара, патоки, меда, входящих в состав пряников в больших количествах, изделия имеют высокую калорийность и низкую пищевую ценность.

В настоящее время актуальными задачами для производителей являются улучшение качества изделий, снижение их сахароемкости и повышение пищевой ценности. В состав продукции нового поколения должны входить физиологически ценные ингредиенты (витамины, минеральные вещества, пищевые волокна, полиненасыщенные жирные кислоты, незаменимые аминокислоты), имеющие биологически значимое положительное воздействие на организм человека и способные предупреждать развитие целого ряда неинфекционных заболеваний. Поэтому разработка технологий и рецептур пряничных изделий с применением новых нетрадиционных видов сырья, добавок и обогатителей актуальна и своевременна [3–5].

Для реализации данной задачи необходим поиск новых сырьевых ресурсов, имеющих физиологическую ценность, невысокую стоимость и доступность на местном потребительском рынке. На этом основывался выбор применяемого в работе нетрадиционного сырья – обогатителей растительного происхождения.

Мука сорговая – цельносмолотый продукт, не содержит клейковинных белков, имеет высокую питательную ценность за счет содержания белка, пищевых волокон, ненасыщенных жирных кислот, в частности, линолевой и линоленовой, фосфора, железа, витаминов группы В и Е. Поликозанол, содержащийся в зерне сорго, способствует улучшению функций сердечно-сосудистой системы и снижению уровня холестерина [6, 7].

Урбеч из семян расторопши – натуральный продукт, представляющий собой пасту из перетертых семян до состояния густой массы.

Его питательная ценность обусловлена содержанием в составе семян целого комплекса ценных веществ – незаменимых аминокислот (суммарно 13,3 г / 100 г. – на уровне эталона), ненасыщенных жирных кислот (линолевая, олеиновая), минералов (кальций, магний, марганец, цинк, медь), витаминов группы В, F и К. Силимарин, содержащийся в семенах расторопши, представляет собой комплекс природных антиоксидантов – флаволигнанов, которые способствуют восстановлению повреждённых клеток печени [8–10].

Учитывая вышеизложенное, теоретический и практический интерес представляет разработка рецептурного состава пряников с применением сорговой муки и урбеча из семян расторопши.

Цель работы – определение рациональных дозировок рецептурных компонентов сырцовых пряников с применением методов математического планирования и оптимизации эксперимента.

Материалы и методы

Объектами исследования являлись образцы пряников, приготовленные с применением нетрадиционного сырья. Сырье, применяемое в работе: мука пшеничная хлебопекарная первого сорта (ГОСТ 26574–2017), сахар белый (ГОСТ 33222–2015), кефир жирностью 1,0% (ГОСТ 31454–2012), масло подсолнечное рафинированное (ГОСТ 1129–2013), сорговая мука (ТУ 10.61.22–001–03555402–2022), урбеч из семян расторопши (ТУ 9129–001–0198404506–16), карбонат натрия (ГОСТ 32802–2014). Оценку качества применяемого сырья проводили по методикам, приведенным в пособии [11].

Для определения рациональных дозировок компонентов применяли центральное композиционное ротатабельное униформ-планирование эксперимента с использованием для обработки данных статистических критериев Кохрена, Стьюдента, Фишера при доверительной вероятности 0,95 [12, 13].

Образцы пряников готовили сырцовым способом при следующих параметрах: замес теста влажностью 22%, температурой 20–22о С, раскатка теста в пласт толщиной 0,8–1,2 см, выпечка отформованных заготовок при температуре 210о С в течение 15–17 мин [1].

Готовые изделия анализировали по органолептическим показателям, намокаемости и плотности по методам в соответствии с ГОСТ 15810–2014 [14].

Анализ химического состава пряников осуществляли по следующим методикам: содержание белка определяли по ГОСТ 10846–91, водорастворимых углеводов – по ГОСТ Р 51636– 2000, жира – по ГОСТ 32905–2014, пищевых волокон – по ГОСТ 31675–2012, витаминный состав (PP, В 1 , В 2 ) – по ГОСТ 29140–91, ГОСТ 29138–91, ГОСТ 29139–91. Минеральный состав (калий, кальций, магний, фосфор, железо) исследовали по ГОСТ 32343–2013, ГОСТ 26657–97.

Показатели пищевой ценности изделий рассчитывали по программе «КОМПЛЕКС», разработанной на кафедре технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатывающего производств (ТХКМЗП) ФГБОУ ВО «ВГУИТ» по методике, приведенной в пособии [1].

Исследования проводили в лабораториях кафедры ТХКМЗП, испытательном лабораторном центре комбикормов, комбикормового сырья, пищевых продуктов АНО «Научно-технический центр «Комбикорм» (г. Воронеж).

Результаты и обсуждения

На первом этапе исследования проведена обработка результатов эксперимента и построение математических моделей в виде регрессионных уравнений 2-го порядка, адекватно описывающих зависимости функций отклика от изучаемых факторов.

Входными факторами являлись дозировки компонентов: x 1 – сорговая мука,% к общей массе муки; x 2 – урбеч из семян расторопши,% к массе сахара. Интервалы их изменения были определены на основании предварительно проведенных исследований. Выходными параметрами служили показатели качества пряников: намокаемость ( y 1 ,%) и плотность ( y 2 , г/см³).

Опыты по полному факторному эксперименту типа 23 проводили в соответствии с матрицей планирования, включающей пять параллельных опытов в центре плана и опыты в «звездных»

точках с величиной «звездного» плеча ± 1,414.

В таблице 1 представлены средние арифметические значения функций отклика y 1 и y 2 в двух параллельных опытах.

Таблица 1.

Матрица планирования и результаты эксперимента

Table 1.

Planning matrix and experimental results

№ опыта | Experience number	Кодированные значения факторов | Coded values of the factors		Натуральные значения факторов | Natural values of the factors		Функции отклика | Response functions
	Х 1	Х 2	х 1 ,%	х 2 ,%	y 1 , г/см 3 | g/сm 3	y 2 ,%
1	-1	-1	25	15	0,48	154
2	-1	+1	25	25	0,58	200
3	+1	-1	50	15	0,56	175
4	+1	+1	50	25	0,46	156
5	-1,414	0	20	20	0,56	168
6	0	-1,414	37,5	13	0,48	175
7	+1,414	0	55	20	0,44	147
8	0	+1,414	37,5	27	0,56	195
9	0	0	37,5	20	0,40	190
10	0	0	37,5	20	0,41	190
11	0	0	37,5	20	0,40	190
12	0	0	37,5	20	0,40	188
13	0	0	37,5	20	0,41	190

Получены регрессионные уравнения зависимости показателей качества пряников от дозировок нетрадиционных видов сырья в кодированном виде:

y1 = 189,60 - 6,59X 1 +

6,91X 2 -16,25X 1 X 2 -16,05X 2 -2,30X 22 ,        (1)

y₂ = 0,415 - 0,026X 1 + 0,014X 2 -0,05X 1 X 2 + 0,05X 12 + 0,06X₂ ² ,     (2)

где Xj - кодированные значения факторов, связанные с натуральными значениями XI соотношениями:

г     Х ^ -37,5 у     % 2 —20

, X                 .

¹       12,5 ,   ²        5

На втором этапе проведена интерпретация полученных моделей, которая дала информацию о форме поверхностей отклика и позволила предсказать область рациональных значений выходных параметров для заданных условий проведения эксперимента.

На рисунках 1 и 2 приведена графическая интерпретация зависимостей (1) и (2) от массовой доли рецептурных компонентов.

Рисунок 1. Поверхность отклика y 1

Figure 1. Response Surface y 1

Пономарева Е.И. и др. Вестник ВГУИТ, , Т. , №. , С. 206-212

Рисунок 2. Поверхность отклика y 2

Figure 2. Response Surface y 2

Анализ поверхностей отклика (рисунки 1, 2) позволил определить области факторного пространства, в которых достигались оптимальные значения выходных параметров – максимальные значения намокаемости ( y 1 = 200 – 210%) и минимальные значения плотности ( y 2 = 0,40 – 0,45 г/см³), что соответствовало разным точкам факторного пространства.

На третьем этапе проведена оптимизация рецептурного состава пряников с учетом требований ГОСТ 15810–2014 по намокаемости (не менее 180%) и плотности (от 0,55 до 0,75 г./см³). Применяя метод перебора на равномерной сетке с шагом по каждому фактору 0,5%, определены рациональные значения входных факторов: x 1 = 25% к общей массе муки, x 2 = 25% к массе сахара, обеспечивающие достижение наибольшего значения намокаемости пряников y 2 = 201% при среднем значении их плотности y 1 = 0,615 г./см³. Правильность выбора оптимальных значений факторов доказана проведением серии

На основании полученных результатов разработана рецептура и способ приготовления пряников «Богатырские» (ТУ 10.72.12.112– 630–0206810–2025), характеризующиеся высокими показателями качества, сниженной саха-роемкостью за счет замены части муки и сахара на нетрадиционные виды сырья.

На четвертом этапе определено содержание пищевых нутриентов в контрольном и опытном образцах. В качестве контроля применяли образец, выработанный по рецептуре пряников домашних [15]. Опытным был образец, приготовленный по рецептуре пряников «Богатырские».

По полученным данным рассчитана энергетическая ценность изделий, содержание пищевых нутриентов и степень покрытия суточной потребности в них за счет употребления пряников (таблица 2). Установлено, что в опытном образце увеличено содержание белка на 12%, жира – на 24%, пищевых волокон – на 18%, снижено содержание углеводов на 4% по сравнению с контролем.

За счет применения урбеча из семян расторопши, содержащего в преобладающем количестве омега-6 (62%) и омега-9 (22%) жирные кислоты [10], жирнокислотный состав опытного образца улучшается.

Пряники «Богатырские» порцией 100 г. обеспечат удовлетворение суточной потребности взрослого человека в нутриентах: белке и пищевых волокнах – на 12%, магнии и фосфоре – на 15%, витамине РР и В 1 – на 20%, железе – на 14%.

Таблица 2.

Содержание пищевых нутриентов и степень удовлетворения их суточной потребности организма за счет употребления 100 г изделия

Table 2.

The content of food nutrients and the degree of satisfaction of their daily needs of the body due to the use of 100 g of the product

Наименование пищевых веществ и энергетическая ценность | Name of food substances and energy value	Физиологическая суточная потребность, г/сут (ТР ТС 022/2011) | Physiological daily requirement, g/day (TR CU 022/2011)	Содержание в образцах | Content in samples		Степень удовлетворения за счет употребления пряников | Degree of satisfaction due to use of gingerbread
		Контроль | Control	Опыт | Experiment	Контроль | Control	Опыт | Experiment
Белки, г | Proteins, g	75	7,78	10	8,68	12
Жир, г | Fat, g	83	5,22	6	6,50	8
Углеводы, г | Саrbоhуdrаtеs, g	365	67,20	18	64,21	18
Пищевые волокна, г | Diеtаrу fiber, g	30	3,16	11	3,72	12
Витамин PP, мг | Vitamin PP, mg	20	3,00	15	4,00	20
Витамин В 1 , мг | Vitamin В 1 , mg	1,4	0,20	13	0,30	20
Витамин В 2 , мг | Vitamin В 2 , mg	1,6	0,08	4	0,10	6
Калий, мг | Potassium, mg	3500	146	4	207	6
Кальций, мг | Calcium, mg	1000	43	4	63	6,3
Магний, мг | Magnesium, mg	400	31	7	59	15
Фосфор, мг | Рhоsрhоrus, mg	800	94	9	151	15
Железо, мг | Iron, mg	14	1,4	10	2	14
Энергетическая ценность, ккал (кДж) | Energy value, kcal (kJ)	2500 (10460)	347 (1452)	350 (1464)	14	14

Заключение

Определен рациональный рецептурный состав пряников «Богатырские», предусматривающий внесение сорговой муки в количестве 171 кг и урбеча из семян расторопши – 61 кг на 1 т готового продукта взамен части муки и сахара, что позволяет снизить сахароемкость и повысить пищевую ценность продукта. Применение нетрадиционных видов сырья, содержащего биологически активные нутриенты, позволяет расширить ассортимент обогащенных мучных кондитерских изделий, улучшить их органолептические свойства, повысить показатели качества. Продукт рекомендован для массового потребления с целью профилактики заболеваний, связанных с дефицитом нутриентов в питании.