Сбивные мучные кондитерские изделия на основе муки из цельносмолотого зерна

В послeдниe дecятилeтия, в виду роста числа хроничecких заболeʙaʜий и установлeʜия их причинной связи c ʜecбалансированным пи-таниeм, к пищeʙым продуктам стали относиться как к эффeктивномy cpeдству поддepжания фи-зичecкого и психичecкого здоровья и снижeʜия риска возникʜoʙeʜия многих заболeʙaʜий.

Hexʙaтка микроэлeмeʜтов в рациoʜe питания ceгодня рассматриʙaeтся Bceмирной организации здpaʙooxpaʜeʜия (ВОЗ) как глобальная проблeма. Исслeдованиями, проводимыми Институтом питания РАМН и другими мeдицин-скими учpeждeʜиями, выявлeʜ глубокий дeфи-цит витамина С (в 3,5-5 раз мeʜьшe peкомeʜдye-мого потpeблeʜия), витаминов группы В, Е, А и фолиeʙoй кислоты. Поливитаминный дeфицит сочeтaeтся c ʜeдостаточным поступлeʜиeм ми-ʜepaльныx ʙeщecтв – йода, кальция, жeлeза, цинка, фтора; дeфицит пищeʙых волокон дости-гaeт 50 %, полноцeʜʜых бeлков - 25 %.

Мучныe кондитepcкиe издeлия для российского рынка являются традиционными продуктами и по продажам занимают 1-e мecтo cpeди ʙcex ʙидов кондитepcких издeлий. Πeчe-ньe и бисквиты употpeбляют 72 % житeлeй. Поэтому особую актуальность приобpeтают исслe-дования, направлeʜʜыe ʜa paзработку бисквитов повышeʜʜoй пищeʙoй и биологичecкой цeʜʜo-сти, восполняющих имeющийся в организмe чe-лoʙeка дeфицит питатeльныx ʙeщecтв [1].

Чepʜышeʙa Ю.А., Мазина Е.А., 2014

Традиционные технологии переработки зерна с удалением оболочек (отрубей) не обеспечивают нас сбалансированным питанием, что приводит к ряду заболеваний, в первую очередь желудочно-кишечного тракта.

Цельное зерно с оболочками (семена) обладает невероятным потенциалом. В цельном зерне ни одна из полезных составляющих зерна: отруби, зародыш, эндосперм, - не удалена в процессе переработки.

Цельное зерно содержит сложные углеводы, протеины, жиры, витамины и микроэлементы в пропорциях, идеальных для организма, а также служит великолепным источником клетчатки и комплекса витаминов группы В, Е, А. Наружные оболочки (отруби) содержат более 80 % пищевых волокон (клетчатки), витаминов, микроэлементов и других биологически активных веществ, имеющихся во всем цельном зерне.

Микроэлементы в цельном зерне хелатированы. Это означает, что они находятся в естественном состоянии - связаны с аминокислотами и потому хорошо усваиваются человеческим организмом. Также микроэлементы участвуют в образовании и действии всех ферментов и поддерживают определен -ное значение электрического заряда на мембранах всех клеток, предохраняя их от вторжения микробов [2].

В состав муки из цельносмолотого зерна амаранта входит большое количество витаминов, весьма важных для организма человека макро- и микроэлементов, а также других биологически активных веществ, определяющих разнообразные лечебно-профилактические свойства амарантовой муки (сквален, фитостеролы, фосфолипиды и др.).

Благодаря своей высокой пищевой ценности, уникальным лечено-профилактическим свойствам и высокой урожайности амарант признан экспертами продовольственной комиссии ООН наиболее перспективной зерновой культурой XXI века [3, 4].

Для производства мучных кондитерских изделий широко используется химический способ разрыхления теста. Но проводимые в течение ряда лет научные исследования показали перспективность применения физических способов обработки сырья и полуфабрикатов, в числе которых способ механического разрыхления теста [5].

Целью исследований являлась разработка технологии сбивных мучных кондитерских изделий - бисквитов на основе муки из цельносмолотого зерна пшеницы, ржи и амаранта повышенной пищевой ценности с применением механического способа разрыхления, без яичного меланжа.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

• -    исследовать влияние рецептурных компонентов на пенообразующую способность теста;

• -    определить оптимальные параметры замеса сбивного теста;

• -    разработать технологию бисквита повышенной пищевой ценности на основе цельносмолотой муки;

• -    определить содержание ароматобразу-ющих веществ и антиоксидантной активности сбивного бисквита;

• -    определить пищевую и биологическую ценность сбивных мучных кондитерских изделий.

В ходе экспериментов готовили образцы бисквитов из муки цельносмолотого зерна пшеницы и ржи, амаранта и пшеницы, амаранта и ржи. Замес теста производился при частоте 350 мин-1 в течение 11 минут, затем тесто сбивали на сбивальной установке МС-450, предназначенной для механического разрыхления теста, при частоте вращения месильного органа 800 мин-1 в течение 40 с при давлении сжатого воздуха 0,5 МПа.

Экспериментальные данные зависимости объемной массы теста от продолжительности сбивания позволили получить серию кривых для сбивного теста из смеси муки цельносмолотого зерна пшеницы, ржи и смесей пшеничной и амарантовой, ржаной и амарантовой муки (рисунок 1).

Продолжительность сбивания теста, с

Рисунок 1. Зависимость объемной массы от продолжительности сбивания теста из цельносмолотой муки: 1 - ржано-амарантовой; 2 - пшеничноамарантовой; 3 - ржаной; 4 - пшеничной .

Установлено, что при внесении амарантовой муки в тесто на основе муки из цельносмолотого зерна объемная масса уменьшается, так как амарантовая мука обладает хорошей пенообразующей способностью (белки амарантовой муки не содержат глютена, они представлены альбуминовой и глобулиновой фракциями, которые после набухания переходят в раствор). Объемная масса теста на основе муки из цельносмолотого зерна пшеницы и амаранта при соотношении 7:3 достигает минимального значения 0,58 г/см3 на 40 с сбивания, для теста на основе муки из цельносмолотого зерна ржи и амаранта при соотношении 7:3 объемная масса 0,54 г/см3 достигается на 40 с сбивания.

Для повышения пищевой ценности бисквита вносили сухое молоко и концентрированный яблочный сок.

Ценность сухого молока заключается в том, что все компоненты молока идеально сбалансированы и находятся в легкоусвояемой и доступной форме. Яблочный сок богат витамином С, Е, Н (витамин красоты), РР и витаминами группы В, кальцием, магнием, калием, фосфором, железом, цинком.

В ходе эксперимента определяли влияние жира и сухого молока на пенообразующую способность теста на основе муки цель -носмолотой ржаной и амарантовой. Установили, что при внесении этих компонентов объемная масса теста снижается, что способствует пенообразованию.

Установлено, что с увеличением дозировки жира повышается пенообразующая способность теста [6], причем наименьшая объемная масса теста 0,4 г/см3 достигается на 40 с сбивания (рисунок 2).

Изучено влияние сухого молока на пенообразующую способность теста из цельно-смолотого зерна и установлена минимальная объемная масса теста - 0,66 г/см3 при дозировке сухого молока 20,0 % и продолжительности сбивания 50 с.

При механическом разрыхлении теста важным является выбор оптимальных параметров замеса и сбивания теста. Установлены оптимальные режимы приготовления теста: при соотношении пшеничной и амарантовой муки 71:29 и продолжительности сбивания теста под давлением сжатого воздуха 0,5МПа на установке МС-450 в течении 39 с бисквит обладает наибольшим удельным объем 243 см3/г, пористостью - 67 % и наименьшей объемной массой теста 0,63 г/см3; при соотношении ржаной и амарантовой 68:32 и продолжительности сбивания теста 36 с бисквит обладает наибольшим удельным объемом 242 см3/г, пористостью 68 % и наименьшей объемной массой теста 0,62 г/см3.

Продолжительность сбивания теста, с

Рисунок 2. Зависимость объемной массы теста на основе муки цельносмолотой ржаной и амарантовой от продолжительности сбивания при дозировке жира к массе муки, %: 1 - 0;2 - 6; 3 - 12.

Качество пищевого продукта является комплексным понятием. Для науки о питании в нем первостепенное значение имеют биологическая, пищевая ценность и диетические свойства изделия. Для потребления важными являются вкусовые достоинства и аромат продукции. Поэтому очень важно проводить ис-

ВестникВГУИТ, №1, 2014 следования аромата и ароматобразующих веществ, которые воспринимаются по запаху.

Для определения влияния рецептурных компонентов на содержание ароматических веществ исследовали бисквит на ароматизаторе запахов «МАГ – 8»: проба 1 – бисквит на основе муки из цельносмолотого зерна ржи; проба 2 – бисквит «Полезный» (бисквит на основе муки из цельносмолотого зерна ржи и амаранта); проба 3 – бисквит на основе муки цельносмолотого зерна пшеницы; проба 4 – бисквит «Витаминный» (бисквит на основе муки из цельносмолотого зерна пшеницы и амаранта).

Установлен близкий качественный и количественный состав равновесной газовой фазы, представленной смесью основных классов легколетучих соединений, на которые настроен массив сенсоров (спирты, кетоны, алкилацетаты, кислоты, амины, вода, ароматические соединения, неполярные углеводороды) для всех изученных проб (таблица 1).

Просматриваются следующие тенденции измен ения состава РГФ над пробами. Введение яблочного сока способствует значительному обогащению состава легколетучей фракции аромата. Добавление амарантовой муки при этом незначительно уменьшает интенсивности запаха проб на основе пшеничной и ржаной муки (пробы 1-я и 3-я и 2-я – 4-я). При добавлении ржаной муки существенно уменьшается содержание сильнополярных соединений в РГФ. Аромат обедняется. Введение амаранта сглаживает нативный аромат ржаной муки. Форма «визуальных отпечатков» сигналов сенсоров отражает состав РГФ над исследуемыми образцами (рисунок 3).

Для сопоставления содержания легколетучих соединений в равновесной газовой фазе над образцами сравним форму полных «визуальных отпечатков» максимальных сигналов сенсор ов (рисунок 3), которые больше оценивают идентичность состава.

Проследить изменения в качественном составе РГФ над пробами позволяет параметр A i/j , показывающий постоянство соотношения концентраций отдельных классов легколетучих соединений в РГФ (таблица 2).

Если показатели А для проб близки или совпадают, то можно считать, что соотношение содержания в пробах отдельных классов соединений одинаково. Если соотношение сигналов отличается для проб, то соотношение концентрацией этих групп соединений различно.

По сигналам сенсоров 5/4 оценивается соотношение содержания в пробах воды , полярных органических соединений (спирты, эфиры) и кетонов (таблица 2).

Установлено, что по этому показателю изменяется распределение легколетучих веществ над пробой 4 больше всего (завышенная доля кетонов), по сравнению с пробой 3, что объясняется влиянием нативных компонентов амарантовой муки. Аналогично влияние муки из амаранта в пробах 1 и 2.

Идентифицировать дополнительно вещества в пробах позволяет показатель стабильности ароматa A по сигналам сенсоров 2/7 с сорбентами, проявляющими сродство к аминам, серосодержащим соединениям и алифатическим кислотам, полярным органическим соединениям (циклические спирты, эфиры) (ПДЭГС/ Tween). Если этот показатель для какой-либо пробы больше, то в РГФ над ней присутствует больше аминов, сернистых соединений, чем кислот.

По этому показателю установлено, что введение амарантовой муки приводит к увеличению доли кислот в РГФ над пробой, при этом для изделий на основе пшеничной муки действие амаранта не проявляется.

Таблица 1

Пробы с добавлением ингредиентов	S1 – ПBП	S2– ПДЭГС	S4– ПЭГ2000	S5– Пч.кл	S6– ПЭГ фтал.	S7– Tween	S8– ТОФО	S ʙ.о ., Гц.с
Бисквит на основе муки из цельносмолотого зерна ржи	33	6	17	3	7	5	4	109
Бисквит на основе муки из цельносмолотого зерна ржи и амаранта	27	5	14	3	6	4	4	82
Бисквит на основе муки из цельносмолотого зерна пшеницы	38	6	20	4	5	6	4	129
Бисквит на основе муки из цельносмолотого зерна пшеницы и амаранта	38	5	17	4	5	5	5	107

Рисунок 3. «Визуальные отпечатки» максимальных и кинетические «визуальные отпечатки» (б) сигналов сенсоров в РГФ над тестируемыми пробами бисквитов. По осям указаны номера сенсоров в матрице и время фиксирования откликов (а)

Таблица 2

Соотношение сигналов нескольких сенсоров в матрице для тестируемых проб

Вид пробы	Показатель стабильности аромата
	А 5/4	А 2/7	А 6/4
1.Бисквит на основе муки из цельносмолотого зерна ржи	0,18	1,20	0,40
2.Бисквит на основе муки из цельносмолотого зерна ржи и амаранта	0,20	1,00	0,25
3.Бисквит на основе муки цельносмолотого зерна пшеницы	0,21	1,30	0,43
4.Бисквит на основе муки из цельносмолотого зерна пшеницы и амаранта	0,24	1,00	0,30

Отклики сенсоров (Гц) и площадь «визуального отпечатка»

Показатель А 6/4 позволяет оценить долю простых и сложных эфиров, ацетатов от суммы спиртов, эфиров, кислот. Установлено, что по этому показателю изменение рецептуры значимо для проб 3 и 4, что объясняется взаимным действием добавок.

Одной из основных причин наиболее опасных заболеваний считается накопление свободных радикалов в организме человека. Концентрация свободных радикалов (супероксидный радикал, пероксид водорода, гидроксил радикал и др.) возрастает за счет снижения активности естественной антиоксидантной системы человека, связанной с воздействием радиации, УФ облучения, курения, алкоголизма, постоянных стрессов, инфекционных болезней, некачественного питания. За счет вредных воздействий свободных радикалов повреждаются стенки сосудов, мембраны, окисляются липиды, что приводит к серьезным патологическим изменениям, к сердечно-сосудистым и онкологическим заболеваниям, а также к преждевременному старению.

Вредное воздействие на организм "свободных радикалов" можно уменьшить за счет систематического употребления продуктов питания, обладающих хорошей антиоксидантной активностью. Основные природные антиоксиданты - витамины Е и С, полифенолы, флавоноиды, ароматические оксикислоты, антоцианы и др. Антиоксиданты защищают клеточные структуры от повреждения их свободными радикалами, это предохраняет организм человека от болезней.

Целью дальнейших исследования являлось определение антиоксидантной активности готовых изделий в процессе хранения (рисунок 4) [7].

Обр азцы бисквитов на начало хр анения на тр етий день хр анения на седьмой день хр анения

Рисунок 4. Антиоксидантная активность в процессе хранения бисквитов на основе муки: 1 - пшеничной муки высшего сорта; 2 - из цельносмолотого зерна ржи и амаранта «Полезный»; 3 - из цельносмолотого зерна ржи; 4 - из цельносмолотого зерна пшеницы и амаранта «Витаминный»; 5 - из цельносмолотого зерна пшеницы.

В бисквитах, приготовленных с внесением амарантовой муки, наблюдается наивысшее значение антиоксидантной активности 6,15 и 6,4 мг/100 г, что обусловлено наличием в составе этой муки мощного антиоксиданта -сквалена. Яблочный сок, входящий в состав разработанных бисквитов обладает высоким содержанием витамина С, который также является одним из сильных антиоксидантов, что способствует максимальному значению антиоксидантной активности изделия.

В процессе хранения антиоксидантная активность снижается для контрольного образца в 5,2 раза, для бисквитов на основе цельносмолотой муки из пшеницы, ржи и амаранта 2,3-2,4 раза.

Образцы бисквитов, приготовленные из цельносмолотой муки, обладают богатым составом полезных веществ, необходимых для организма человека. Особенно полезны сбивные изделия, приготовленные с применением амарантовой муки, так как она обогащает мучные кондитерские изделия незаменимыми аминокислотами, антиоксидантами и минеральными веществами. Биологическая ценность сбивных бисквитов «Витаминный» по сравнению с контролем увеличилась на 4,90 %, «Полезный» - на 5,04 %.

Таким образом, применение муки из цельносмолотого зерна ржи, пшеницы и амаранта позволяет получить качественный продукт с мелкопористой структурой, приятным вкусом и ароматом, повышенной биологической ценности. В разработанных бисквитах содержание белка увеличивается в 1,5 раза; пищевых волокон - в 6 раз, калия - в 10,8; кальция - в 11, фосфора - в 3, железа - в 3,3 раза; витамина В₆- в 4,1; В 1 ₂- в 2,4; В₉ - в 12,4 раза.

Мучные кондитерские изделия, рецептура которых исключает яичный меланж, позволяют улучшить санитарное состояние производства, снизить массовую долю холестерола на 94 % и сахароемкость бисквита в 3,7 раза, придать изделиям диетические свойства.

При использовании механического способа разрыхления теста сокращаются технологические затраты, существенно интенсифицируется технологический процесс, значительно сокращаются производственные площади предприятия, длительность всего технологического процесса производства бисквитов сокращается на 40 %.