Совершенствование технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий повышенной пищевой и биологической ценности с использованием вторичного сырья переработки семян сои

Они также должны содержать физиологически ценные ингредиенты с целью предотвращения возникновения или исправления уже имеющегося в организме человека дефицита питательных веществ (незаменимых аминокислот, эссенциальных жирных кислот, витаминов, макро- и микронутриентов).

Цель исследований . Повышение пищевой и биологической ценности хлеба и мучных кондитерских изделий путем использования вторичного соевого сырья, получаемого при производстве необезжиренной соевой муки.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: изучение возможности и обоснование целесообразности использования вторичного соевого сырья от переработки семян сои на необезжиренную соевую муку в технологиях хлебобулочных и мучных кондитерских изделий; разработка технологии муки из вторичного соевого сырья; установлка зависимости и математических моделей, характеризующих получение теста с заданной пищевой и биологической ценностью, а также потребительскими свойствами; разра- ботка технологии и рецептуры хлеба, пряников и овсяного печенья повышенной пищевой и биологической ценности.

Объекты и методы исследований. Объектами исследований являлись: вторичное соевое сырье, получаемое при производстве соевой необезжиренной муки, в том числе его фракции: зародыш, оболочка, дробленые семядоли; процесс приготовления белково-углеводной муки из вторичного соевого сырья; хлеб и мучные кондитерские изделия с использованием соевой белково-углеводной муки. В процессе исследований использовались следующие методы: определение массовой доли влаги по ГОСТ 8764-73; определение массовой доли протеина по ГОСТ 23327-78; определение массовой доли жира по ГОСТ 13797.2-94; определение массовой доли углеводов; построение математических моделей и их анализ (программа Appol, метод парето-оптимального решения (программа KPS)); определение аминокислотного состава сырья и готового продукта на аминокислотном анализаторе NIR 4250; определение энергетической ценности с помощью коэффициентов Рубнера.

Результаты и их обсуждение. Одним из путей восполнения дефицита белка и физиологически ценных ингредиентов в пище является повышение эффективности использования сырьевых ресурсов за счет внедрения ресурсосберегающих и безотходных технологий, ликвидации производственных потерь, привлечения для выработки пищевых продуктов новых компонентов из вторичного сырья, богатого питательными веществами, безвредного и легко поддающегося различным видам переработки [1, 2].

В качестве такого компонента нами использована соевая белково-углеводная мука, приготовленная путем измельчения вторичного соевого сырья (ВСС), получаемого при производстве соевой необезжиренной муки, с помощью комплекта оборудования КПСМ-850, объём которого составляет 15% и более. Преимущество данного вида соевого сырья по сравнению с другими соевыми аналогами (концентратами, изолятами, обезжиренной соевой мукой) заключается в том, что оно содержит в себе совокупность физиологически ценных ингредиентов [3, 4].

Указанный продукт разработан с учетом возможности и целесообразности его использования в составе продуктов общественного питания функциональной направленности в определенном соотношении [5].

Проведенный анализ состава данного вторичного соевого сырья показал, что он характеризуется наличием следующих фракций: 40 % оболочки, 50 % дробленых семядолей в виде крупки и 10 % зародыша соевых семян. Так как эта композиция состоит из естественных частей семян сои, то она содержит относительно высокое количество белков, липидов, минеральных веществ, витаминов и пищевых волокон, в совокупности являющихся комплексом незаменимых эссенциальных факторов питания. В частности, оболочковая фракция сои содержит: К (5–10 %), Mg (1,5–4,5 %), Р (0,55–1,5 %), целлюлозу, пектин, лигнин, а зародышевая фракция сои богата токоферолами [6–9].

Химический состав данной естественной композиции на 100 г, при содержании влаги 5,0–6,0 г, представлен следующим количеством: белков – 24,3–25,6 г; липидов – 5,0–5,7 г; углеводов – 56,4–59,9 г, в том числе 44,0–45,0 г клетчатки; минеральных веществ – 3,9–4,2 г; витамина Е – 15,5 мг. Энергетическая ценность композиции составляет 368,1–393,66 ккал/100 г. В то же время ее состав в значительной степени зависит от сорта сои, условий ее произрастания, а также параметров и режимов получения соевой необезжиренной муки, в частности на агрегате КПСМ-850.

Использование данного белково-углеводно-витаминного комплекса в составе пшеничной или другого вида муки может обеспечить повышение пищевой биологической ценности готовых хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.

С целью обеспечения возможности использования данного вида сырья в составе пшеничной муки осуществляли его измельчение до тонкодисперсного состояния. На основе исследований, проведенных совместно с ООО «Соевые технологии», разработан процесс получения соевой белково-углеводной муки, который включает инспекцию вторичного соевого сырья, его измельчение в муку с помощью вихревой мельницы, просеивание полученной муки через сита с магнитными заграждениями для отделения металломагнитных примесей. Технологическая схема производства муки показана на рисунке 1.

Рис. 1. Технологическая схема производства соевой белково-углеводной муки из вторичного соевого сырья: О – оболочка; З – зародыш; ДС – дробленые семядоли

Получаемая соевая белково-углеводная мука представляет собой однородную, мелкодисперсную, сыпучую массу, без посторонних включений, приятного орехового вкуса и запаха, коричневого цвета.

С целью определения влияния данного компонента на свойства получаемых продуктов, посредством анализа факторов из них выделены наиболее значимые (массовая доля белково-углеводной муки – М бу , для хлеба – продолжительность брожения – Т б , массовая доля аскорбиновой кислоты, вносимой в пшеничную муку, – М с , а для овсяного печенья и пряников – температура t^оС и продолжительность выпечки Т), оказывающие существенное влияние на органолептические показатели хлеба, пряников и овсяного печенья, для которых установлены уровни варьирования. Органолептическая оценка N 1-3 проводилась по 100-балльной шкале.

На основании проведенных экспериментов обоснованы параметры разработанных технологий.

Проведенные исследования и обработка полученных экспериментальных данных позволили получить следующие математические модели органолептической оценки: хлеба – N 1 , овсяного печенья – N 2 и пряников – N 3 :

N 1 = - 20,374 + 0,98423 • M бу + 116,76 • Т б + 1633,6 • М с - 0,355 • М бу • Т б + 14,75 • М бу • М с -- 0,020136 • М 2 - 36,553 • Т б ² - 64287,0 • М с ² 4 max.

N 2 =- 596,49 + 2,9817 • M _бу + 6,0964 • t ⁰ + 8,5991 • T - 0,073125 • M _бу • Т - 0,039101 • М 2, -

• - 0,015533 • ( t ⁰) 2 - 0,29518 • T ² 4 max.

N ₃ = - 291,35 + 3,5671 • M _бу + 2,8070 • t ⁰ + 7,7557 • T - 0,12156 • M _бу • T - 0,03857 • M бу -

• - 0,0070175 • ( t ⁰)² - 0,17120 • T ² 4max.

Адекватность моделей подтверждается неравенствами по критерию Фишера (F R >F T ), как 6,10>4,015, 4,60>3,79 и 6,70>4,77 при коэффициентах корреляции R 1 =0,917, R 2 =0,916, R 3 =0,895.

На основе полученных моделей оценки разработанных продуктов питания определены оптимальные режимы и параметры их приготовления: для хлеба – М бу = 16,4 %; Т б = 1,5 ч; М с = 0,01 %; для овсяного печенья – М бу = 27,7 %; t^о = 196,2 ^оС; Т = 11,12 мин; для пряников – М бу = 23,9 %; t^о = 200 ^оС; Т = 14,16 мин, – при которых оценка составила – для хлеба: N 1 = 88,2 балла; для овсяного печенья – N 2 = 90,8 балла; для пряников – N 3 = 86,9 балла.

Технологические схемы производства хлеба и мучных кондитерских изделий с соевой белково-углеводной мукой представлены на рисунках 2–4.

Рис. 2. Технологическая схема производства хлеба с использованием соевой белково-углеводной муки

На основании проведенных исследований разработан пакет технической документации (ТУ и ТИ) для промышленного производства указанных продуктов, в которой представлены рецептуры и требования к качеству готовых изделий. Результаты сравнительной оценки существующих и разработанных продуктов питания приведены в таблице.

Данная работа представлялась в качестве инновационной технологии на XIV Российскую агропромышленную выставку «Золотая осень» (г. Москва, 11–14 октября 2012 г.), где отмечена бронзовой медалью.

Рис. 3. Технологическая схема производства овсяного печенья с использованием соевой белково-углеводной муки

Сравнительный химический состав и биологическая ценность продуктов без использования и с использованием соевой белково-углеводной муки

Продукт	Содержание, г / 100 г							Энергетическая ценность, ккал/100 г
	Белки	Жиры	Углеводы/ клетчатка	Процент от РСНП* (по клетчатке)	Минеральные вещества, %	Витамин Е, мг/100г	Процент от РСНП*
Хлеб из муки пшеничной 1-го сорта	7,6	0,9	56,7 / 0,2	-	1,8	-	-	266,1
Хлеб с добавлением соевой бел-ково-углеводной муки	9,3	1,5	54,0 / 4,5	18,0	2,1	5,5	27,5	266,7
Пряники из муки пшеничной 2-го с. «Ленинградский» по ГОСТ 15810-96	6,3	6,8	31,0 / 0,1	-	2,0	-	-	210,4
Пряники с добавлением соевой белково-углеводной муки	15,6	6,75	45,5 / 22,5	90,0	3,0	7,5	37,5	304,7
Печенье овсяное – мука пшеничная + мука овсяная по ОСТ -10061-95	5,3	5,2	76,1 / 2,5	10,0	2,0	-	-	428,0
Печенье овсяное с добавлением соевой белково-углеводной муки	9,09	5,4	68,0 / 13,5	54,5	3,0	4,65	23,2	357,0

*РСНП – рекомендуемая суточная норма потребления.

Рис. 4. Технологическая схема производства пряников с использованием соевой белково-углеводной муки

Выводы. Таким образом, проведенные исследования позволили разработать технологию производства белково-углеводной муки на основе вторичного соевого сырья, а также научно обосновать возможность и целесообразность ее использования в технологии хлеба и мучных кондитерских изделий для повышения их пищевой и биологической ценности.