Разработка технологии хлеба с лечебно- профилактическими свойствами на основе применения комплексной растительной добавки

Состояние здоровья населения страны является важнейшим показателем благополучия нации. Постоянное воздействие на население химических, биологических и физических факторов окружающей среды привели к снижению адаптации человеческого организма и его способностей к сопротивляемости, что явилось следствием плохого состояния здоровья.

Особую актуальность приобретают вопросы профилактики и комплексной диетотерапии заболеваний, связанных с нарушенным углеводным обменом (диабет, атеросклероз, сердечно-сосудистые заболевания, ожирение) и онкологией, занимающих «лидирующие» позиции среди распространенных патологий современного человека. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в 2014 году злокачественные новообразования были вновь обнаружены у 14 миллионов человек, а сахарным диабетом страдают 422 миллиона человек в мире [3].

Данная проблема является весьма актуальной и для Уральского федерального округа. По данным Министерства здравоохранения Челябинской области к началу 2015 года число больных сахарным диабетом составляло 90,1 тысяч человек, онкологическими заболеваниями – 86,5 тысяч человек. Кроме этого, ежегодно в области впервые регистрируется около 14,7 тысяч новообразований [4, 12].

В 2013 году ВОЗ обнародовала План действий по борьбе против неинфекционных заболеваний на 2013–2030 гг., который направлен на снижение на 25 % случаев преждевременной смерти от рака, диабета, сердечно-сосудистых и хронических респираторных заболеваний. Одним из приоритетных направлений Плана является развитие производства специализированных (лечебных и профилактических) пищевых продуктов, которые будут содержать в своем составе вещества, минимизирующие риски по этим заболеваниям [3, 4].

Уровень среднедушевого потребления хлеба в России составляет 120–125 кг в год (325–345 г в сутки). Эти цифры зависят от возраста, пола, степени физической и умственной нагрузки, климатических особенностей мест проживания [1, 2]. Хлеб является продуктом повседневного массового потребления, поэтому повышение его биопротек-торных свойств позволит повысить пищевой статус населения, проживающего в условиях экологической напряженности Уральского региона [5, 6].

Для разработки хлеба с лечебнопрофилактическими свойствами (хлеба с ЛПС) использовали комплексную растительную добавку (КРД), состоящую из фукоидана и продуктов переработки стевии.

На сегодняшний день стевия является достаточно известным подсластителем натурального происхождения, который рекомендован для диабетического питания. Ее можно использовать для пищевых целей в различных видах – сушеные листья и отвар из них, экстракты, сиропы или стевиозид (порошок с максимальной очисткой гликозидов стевии) [11].

Комплекс сладких веществ стевии состоит из восьми компонентов (гликозиды, стевиозид, ребаудиозиды, дулиобиозид, сте-виолбиозид и др.), различающихся между собой как по степени сладости, так и по количественному содержанию в листьях [16].

По химическому строению сладкие вещества стевии являются тетрациклическими дитерпеновыми гликозидами, агликоном которых является стевиол (рис. 1), не имеющий вкуса [7].

он

.XS. J*

Т н

>^сн о

Рис. 1. Структура стевиола

С точки зрения биологической активности продукты переработки стевии имеют ряд достоинств [12]:

– не усваиваются микроорганизмами, т. е. не подвергаются метаболизму, а выводятся в неизменном состоянии;

– содержат более 53 ценных для организма веществ: минеральные соединения (Ca, Mg, K, P, Zn, Fe, Cu, Se, Si), витамины (гр. D, А, K, С, Р), флавоноиды, танины, аминокислоты, эфирные масла, пектины;

– снижают уровень глюкозы в крови, при этом не оказывают сахаропонижающего эффекта у здоровых людей;

– обладают антиоксидантными свойствами.

Фукоидан является сульфатированным гетерополисахаридом, обнаруженным в составе бурых океанических водорослей и некоторых иглокожих [14].

Главным компонентом молекул фукоиданов служат остатки сульфатированной α-L-фукозы (рис. 2). В состав фукоиданов обычно входят и другие моносахариды: галактоза, манноза, ксилоза, уроновые кислоты, а также ацетильные группы [8, 9, 17].

Рис. 2. α-L-фукопираноза

В ходе многочисленных исследований был обнаружен достаточно широкий диапазон биологической активности этого вещества. Фукоидан обеспечивает противоопухолевый (эффект апоптоза), иммунотропный, противобактериальный и противовирусный эффекты [10, 15], а также обладает выраженными антиоксидантными и диабетическими свойствами, что может подтверждать его хорошую сочетаемость со стевиозидом. Кроме того, фукоидан является источником природного йода органического происхождения [13].

Цель и задачи исследований. Целью данной работы являлась разработка технологии хлеба с ЛПС, на основе применения КРД, состоящей из продуктов переработки стевии и фукоидана.

Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• -    исследовать влияние компонентов добавки на активность дрожжей;

• -    изучить влияние компонентов добавки на хлебопекарные свойства муки;

• -    оценить влияние фукоидана и продуктов переработки стевии на процесс тестопри-готовления и качество выпеченных изделий.

Объекты и методы исследований

В качестве объектов исследования использовались:

• -    дрожжи прессованные (ТУ 9182-03848975583-2011);

• -    мука пшеничная 1-го сорта (ГОСТ 52189-2003);

• -    хлеб домашний из муки пшеничной 1-го сорта (№ 1);

• -    хлеб домашний из муки пшеничной 1-го сорта с полной заменой сахара на фукоидан (№ 2);

• -    хлеб домашний из муки пшеничной 1-го сорта с полной заменой сахара на сте-виозид и фукоидан (№ 3);

• -    хлеб домашний из муки пшеничной 1-го сорта с полной заменой сахара на сироп стевии и фукоидан (№ 4).

Полученные образцы теста и готовых изделий изучали с использованием общепринятых методов исследования: отбор проб и подготовку сырья проводили по методике ГОСТ 26929-94, готовых изделий – по ГОСТ 5904-82. Органолептический анализ проводили по общепринятым методам с пятибалльной шкалой оценки при использовании коэффициента весомости для отдельных показателей.

Физико-химические показатели: массовую долю влаги – по ГОСТ 21094-75; кислотность – по ГОСТ 5670-96; массовую долю сахара – по ГОСТ 5672-68; массовую долю жира – по ГОСТ 5668-68; пористость – по ГОСТ 5669-96; качество клейковины – по ГОСТ 27839-2013; влияние компонентов добавки на активность дрожжей – методом микроскопии.

Результаты. Изучение влияния компонентов добавки на активность дрожжей (рис. 3) показало, что у образцов, полученных с использованием фукоидана и продуктов переработки стевии, отмечается увеличение числа дрожжевых клеток. Это обусловлено тем, что продукты переработки стевии и фукоидан по химической природе растворимые полисахариды и являются питательной средой для дрожжей, что положительно влияет на скорость их развития.

с сахаром

с фукоиданом

со стевиозидом и фукоиданом

Рис. 3. Влияние компонентов добавки на активность дрожжей

с сиропом стевии и фукоиданом

Содержание в муке клейковины и ее характеристики можно рассматривать как один из основных показателей силы муки, так как качество и количество клейковины оказывает сильное влияние на газоудерживающую, формоудерживающую и водопоглотительную способность теста, от которых, в свою очередь, зависят такие показатели качества хлеба, как его объем, форма, внешний вид, структура мякиша и др. Из диаграммы (рис. 4) видно, что использование продуктов переработки стевии и фукоидана ведет к увеличению набухания клейковины. Об этом можно судить по увеличению выхода сырой клейковины. Максимальное значение массовой доли клейковины при использовании сиропа стевии с фукоиданом составляет 35,9 %, что больше массовой доли клейковины контрольного образца на 2,2 %.

Внесение КРД позволило заметно укрепить клейковину, что видно из полученных данных ИДК (табл. 1).

Все исследуемые образцы готовили на большой густой опаре. Перед замесом теста к выбродившей опаре добавляли оставшееся по рецептуре сырье и раствор стевии (№ 3) или сироп стевии (№ 4). После перемешивания вводили оставшуюся муку и фукоидан.

стевиозидом сиропом стевии

Рис. 4. Результаты определения массовой доли сырой клейковины

Таблица 1

Влияние компонентов добавки на изменение ИДКдеф клейковины, у.е.

Контроль	С фукоиданом	С фукоиданом и стевиозидом	С фукоиданом и сиропом стевии
87,0 (удовлетворительно слабая)	76,0 (удовлетворительно слабая)	75,7 (хорошая)	72,0 (хорошая)

Дальнейшие этапы проводились согласно традиционной технологии.

Раствор стевии (№ 3) готовили из порошка стевиозида (0,14 % от массы муки), который заливали расчетным количеством воды с температурой 98 °С и настаивали в течение 15 минут. После настаивания раствор фильтровали, охлаждали и использовали с температурой 35 ºС. Способ заваривания стевиозида помогает избавиться от нежелательного послевкусия горечи.

Сироп стевии (6,35 % от массы муки) и фукоидан (0,2 % от массы муки) вводили в неизменном состоянии

Сахар-песок в дрожжевом тесте участвует в реакциях карамелизации и меланои-динообразования. Учитывая отличия в свойствах сахарозы и продуктах переработки стевии, последние не могут обеспечить выполнение этих реакций. В связи с этим поверхность изделий смазывали яичным желтком.

Органолептическая оценка исследуемых образцов представлена в табл. 2. Физикохимические показатели приведены в табл. 3.

В результате проведенного эксперимента было установлено следующее:

• –    изучение изменения количества дрожжей в процессе брожения теста показало, что КРД способствует увеличению количества дрожжевых клеток и, как следствие, ускорению его созревания;

• –    использование КРД для приготовления теста в процессе расстойки приводит к увеличению набухания и укреплению клейковины;

• –    использование КРД оказывает положительное влияние на органолептические показатели пробной лабораторной выпечки хлеба. Отмечается повышенный объем хлеба, эластичный не липкий мякиш с мелкой равномерной пористостью. Причем наибольший эффект достигается при использовании сиропа стевии и фукоидана.

Таблица 2

Органолептическая оценка пробной лабораторной выпечки хлеба

Наименование показателя	Контроль	С фукоиданом	С фукоиданом и стевиозидом	С фукоиданом и сиропом стевии
Внешний вид	Правильная форма, гладкая поверхность корки	Правильная форма повышенного объема, гладкая поверхность корки	Правильная форма повышенного объема, гладкая ровная поверхность корки	Правильная форма повышенного объема, гладкая ровная поверхность корки
Цвет корки	Светло-коричневая	Бледная	Бледная	Светло-желтая
Состояние мякиша	Равномерно белый, средней эластичности, со средней равномерной толстостенной пористостью, не липкий	Равномерно белый, средней эластичности, со средней толстостенной пористостью, не липкий	Равномерно белый, средней эластичности, с мелкой равномерной толстостенной пористостью, не липкий	Равномерно белый, хорошей эластичности, с мелкой равномерной тонкостенной пористостью, не липкий
Вкус	Свойственный хлебобулочным изделиям	Недостаточно сладкий	Сладкий с послевкусием горечи	Свойственный хлебобулочным изделиям
Хруст	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует
Комкуемость при разжевывании	Комкуется	Отсутствие ком-куемости	Отсутствие ком-куемости	Отсутствие ком-куемости
Крошковатость	Некрошащийся	Крошащийся	Некрошащийся	Некрошащийся

Таблица 3

Физико-химические показатели качества пробной лабораторной выпечки хлеба

Наименование показателя	Контроль	С фукоиданом	С фукоиданом и сте-виозидом	С фукоиданом и сиропом стевии	Согласно требованиям ГОСТ 31805-2012
Влажность мякиша, %	35,8 ± 0,03	24,5 ± 0,03	37,6 ± 0,03	41,2 ± 0,03	19,0–48,0
Кислотность мякиша, град.	1,8 ± 0,01	1,7 ± 0,01	1,6 ± 0,01	1,6 ± 0,01	Не более 4,0
Пористость мякиша, %	74	83	84	82	Не менее 65