Разработка технологии и рецептур функциональных продуктов с йодсодержащим сырьем

Введение . Одним из основных направлений государственной политики в области здорового питания является ликвидация дефицита эссенциальных макро- и микронутриентов. Введение натурального природного сырья (лекарственных трав, водорослей и других источников биологически активных веществ) в традиционные продукты питания представляется перспективным направлением создания продуктов функционального назначения [14].

В рационе питания россиян более трети потребляемой продукции – это изделия из муки. Обладая высокой калорийностью, они содержат незначительное количество биологически активных веществ, таких как витамины, минеральные вещества, антиоксиданты, пищевые волокна, в связи с этим целесообразно обогащать их сырьем, содержащим недостающие компоненты. С учетом того, что Новосибирская область входит в список регионов с йододефи-цитом, наиболее актуальным является разработка технологии и рецептур продуктов функционального назначения, обогащенных йодом. Йод является жизненно важным микроэлементом, участвующим в функционировании щитовидной железы, обеспечивая образование гормонов тироксина и трийодтиронина. Необходим он для роста клеток всех тканей организма человека, митохондриального дыхания, регуляции мембранного транспорта натрия и гормонов. Недостаточное поступление йода приводит к эндемическому зобу с гипотериозом и замедлению обмена веществ, артериальной гипотензии, отставанию в росте и умственном развитии у детей [6].

Для России проблема йодного дефицита чрезвычайно актуальна, так как более 70 % густонаселенных территорий страны имеют недостаток йода в воде, почве и продуктах питания местного происхождения [9]. В 1999 г. Правительством Российской Федерации утверждено Постановление № 1119 от 05.10.99 «О мерах по профилактике заболеваний, связанных с дефицитом йода» [10].

Физиологическая потребность взрослого человека в йоде составляет 150 мкг/сут, потребность в нем повышается до 200–250 мкг при беременности и кормлении [6].

Восполнить дефицит йода могут продукты моря, богатые йодом: рыба, гребешки, крабы и т.п. Природным источником йода является и ламинария, содержащая большое количество йода (в среднем до 0,3 % от сухого веса), который содержится в комплексе с сопутствующими для лучшего усвоения организмом веществами, такими как селен, железо, цинк, медь. Кроме того, ламинария содержит альгиновую кислоту (содержание до 30% от сухой массы водорослей), высокомолекулярный ламинарин, манит, фруктозу, витамины группы В, С, β-каротин, макро-, микроэлементы, клетчатку и др. Полисахариды морских водорослей обладают гидрофильностью и адсорбционной способностью, поглощая различные эндо- и экзогенные токсины из кишечника. Клетчатка ламинарии способствует уменьшению холестерина в плазме крови, задерживает развитие атеросклероза, стимулирует работу пищеварительной системы [2– 4, 7, 15].

При помощи инфракрасной сушки, с последующим механохимическим измельчением, в Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН из образца свежемороженой ламинарии был получен порошок с разрушенными клеточными стенками растения, что позволило перевести содержащийся в образце йод в формы, легко усвояемые организмом. Методом потенциометрического титрования определили содержание йодид-иона в полученном порошке – 0,7 мг% [3, 8].

Исходя из актуальности проблемы создания функциональных продуктов, на кафедре технологии и организации пищевых производств НГТУ было проведено исследование, цель которого – разработка технологий и рецептур изделий из ржано-пшеничного теста (булочек в ассортименте), обогащенных ламинарией и продуктами её переработки (порошками ИК-сушки) в сочетании с каротинсодержащим сырьем (табл. 1) [9, 12, 13].

Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи : обосновать выбор основного сырья и дополнительных компонентов с функциональными свойствами; установить количество вводимых компонентов; определить влияние вводимых компонентов на органолептические и физико-химические свойства готовых изделий; разработать технологии и рецептуры обогащенных хлебобулочных изделий; провести комплексные исследования качества готовых изделий по органолептическим, физикохимическим показателям.

Объекты исследования

Номер образца	Образец
1	Булочка ржано-пшеничная – контрольный образец
2	Булочка ржано-пшеничная с порошком ламинарии, комплексным ферментным препаратом и неферментированным солодом
3	Булочка ржано-пшеничная с ламинарией свежемороженой и порошком моркови
4	Булочка ржано-пшеничная с ламинарией свежемороженой, порошком моркови и комплексным ферментным препаратом
5	Булочка ржано-пшеничная с ламинарией свежемороженой и порошком тыквы
6	Булочка ржано-пшеничная с порошком ламинарии и тыквенным пюре
7	Булочка ржано-пшеничная с ламинарией свежемороженой, порошком тыквы, солодовым экстрактом и улучшителем
8	Булочка ржано-пшеничная с порошком ламинарии, тыквенным пюре, солодовым экстрактом и улучшителем

Учитывая, что ламинария обладает несколько специфическими органолептическими свойствами (ярко выраженный запах и бурый цвет), целесообразно вводить ее в виде комплексной добавки в сочетании с местным растительным сырьем. В качестве такого сырья использовали продукты переработки моркови и тыквы (в виде пюре и порошков ИК-сушки). Введение такой комплексной добавки в рецептуру теста для хлебобулочных изделий позволит улучшить не только органолептические показатели готовых изделий, но и в значительной степени повысить их пищевую ценность и положительно повлиять на протекание технологического процесса [1].

Концентрации продуктов переработки ламинарии были определены экспериментальным путем. С учетом того, что 100 г готовых изделий должны удовлетворять суточную потребность взрослого человека в йоде на 40 %, – концентрация составила для ИК-порошков – 1,17 %, для свежемороженой ламинарии – 3,53 % от массы муки.

Российский рынок сырья для хлебопекарной промышленности предлагает на сегодняшний день многообразие хлебопекарных улучшите-лей, ферментных препаратов, имеющих широкий спектр воздействия на компоненты сырья, модифицируя свойства полуфабрикатов, придавая определенные характеристики готовым изделиям [5].

В данной работе разработка технологии изделий из ржано-пшеничного теста велась с ис- пользованием комплексных ферментных препаратов (α-амилазы, липазы) и с хлебопекарным улучшителем «Олимпиал софт» в сочетании с растительными добавками. Для повышения биологической ценности и снижения калорийности при изготовлении новых изделий использовалась мука первого сорта в сочетании с ржаной обойной. Ржаная мука содержит значительное количество клетчатки, это позволит обогатить изделия пищевыми волокнами, которые улучшат усвоение минералов, прежде всего кальция и магния, повысят иммунитет, нормализуют липидный и углеводный обмен в организме, кроме того, сочетание ржаной и пшеничной муки позволит улучшить реологические свойства готовых изделий [11].

Комплексный ферментный препарат вводился в момент активации дрожжей, далее все компоненты соединялись, при этом процесс брожения теста составил 40 минут, расстойка 40– 50 минут, а продолжительность выпечки при температуре 200–220оС – 15–20 минут. Экспериментально установлено, что использование улучшителя «Олимпиал софт» в большей степени ускорило время брожения, реологические свойства теста и структурно-механические свойства готовых изделий, чем с комплексными ферментными препаратами.

Установили, что предельное напряжение сдвига во всех образцах с применением улуч-шителя «Олимпиал софт» уменьшается в процессе замеса теста, так как происходит перераспределение компонентов и формирование пластично-вязких свойств теста. Наименьшее предельное напряжение сдвига соответствует образцу булочки ржано-пшеничной с порошком ламинарии, тыквенным пюре, солодовым экстрактом и улучшителем. Низкая величина напряжения сдвига характеризует высокую эластичность теста. Использование добавок и улучшителей положительно повлияло на структурно-механические свойства готовых изделий, что подтверждают результаты определения пористости в образцах.

Зависимость пористости от удельного объема изделия представлена на рисунке 1.

1                  Удельный объем, см ³/г

Рис.1. График зависимости пористости изделий от удельного объема:

1 - булочка ржано-пшеничная; 2 - булочка ржано-пшеничная с порошком ламинарии, комлпексным ферментным препаратом и неферментированным солодом; 3 - булочка ржано-пшеничная с ламинарией свежемороженой и порошком моркови; 4 - булочка ржано-пшеничная с ламинарией свежемороженой, порошком моркови и комплексным ферментным препаратом; 5 - булочка ржанопшеничная с ламинарией свежемороженой и порошком тыквы; 6 - булочка ржано-пшеничная с порошком ламинарии и тыквенным пюре; 7 - булочка ржано-пшеничная с ламинарией свежемороженой, порошком тыквы, солодовым экстрактом и улучшителем; 8 - булочка ржано-пшеничная с порошком ламинарии, тыквенным пюре, солодовым экстрактом и улучшителем

Кроме того, на структурно-механические свойства готовых изделий повлияло и введение растительных добавок в виде тыквенного и морковного пюре и порошков ИК-сушки в тесто, что подтверждено экспериментальными данными.

Экспериментальная часть проводилась в биохимической лаборатории кафедры технологии и организации пищевых производств Новосибирского государственного технического университета, в аккредитованном испытательном аналитическом центре Новосибирского института органической химии им. Н.Н.Ворожцова СО

РАН, аккредитованной испытательной лаборатории пищевых продуктов и продовольственного сырья, а также в лаборатории СибНИИ переработки сельскохозяйственного сырья.

Сырье и готовые образцы комплексно исследовались по органолептическим (внешний вид, вкус, цвет, запах, консистенция) и физикохимическим показателям: (кислотность, массовая доля сухих веществ, сахаров, содержание клетчатки, β-каротина и йода). Результаты исследования приведены на рисунках 2–5.

Органолептические показатели

1-й образец образец

7-й

образе

2-й образец

6-й образец

4-й образец

3-й образец

5-й образец

1-й образец: булочка ржано-пшеничная – контрольный образец

2-й образец: булочка ржано-пшеничная с порошком ламинарии, комплексным ферментным препаратом и неферментированным солодом

3-й образец: булочка ржано-пшеничная с ламинарией свежемороженой и порошком моркови

4-й образец: булочка ржано-пшеничная с ламинарией свежемороженой, порошком моркови и комплексным ферментным препаратом

5-й образец: булочка ржано-пшеничная с ламинарией свежемороженой и порошком тыквы

6-й образец: булочка ржано-пшеничная с порошком ламинарии и тыквенным пюре

7-йобразец: булочка ржано-пшеничная с ламинарией свежемороженой, порошком тыквы, солодовым экстрактом и улучшителем

8-й образец: булочка ржано-пшеничная с порошком ламинарии, тыквенным пюре, солодовым экстрактом и улучшителем

Рис. 2. Органолептические показатели исследуемых образцов

Содержание йода, мг%

■ Содержание йода, мг%

Рис. 3. Содержание йода в образцах

Рис. 4. Содержание β-каротина в образцах

1,8

s ± H П5

Ф 5

Ф s

1,6

1,4

1,2

0,8

0,6

0,4

0,2

Образцы

Рис. 5. Содержание клетчатки в образцах

Выводы . Из диаграмм видно, что все образцы представленных готовых изделий удовлетворяют суточную потребность в йоде. В контрольном образце йод отсутствует. При введении комплексных добавок из ламинарии, тыквы и моркови в сочетании с солодовым экстрактом происходит обогащение изделий β-каротином, клетчаткой по сравнению с контрольным образцом. Отсюда следует, что увеличивается витаминная и пищевая ценность, улучшаются органолептические свойства разработанных булочек.

При внедрении на потребительский рынок такие изделия могут быть предложены как альтернатива хлебу и при постоянном употреблении служить профилактикой болезней, связан- ных с дефицитом йода.