Способы оптимизации технологии и рецептуры овсяного печенья

Ужесточение конкурентной борьбы за рынки сбыта и все возрастающие запросы потребителей являются основными причинами, вынуждающими производителей задуматься о продуктовой дифференциации. Целью стратегии дифференциации является выделение продукта из общей массы аналогичных товаров путем привлечения внимания покупателей к особенностям конкретного товара от конкретного производителя. Данное явление способствует развитию рынка, поощряя производителей к поиску оригинальных путей и методов придания своему продукту отличительных характеристик, повышающих его привлекательность в глазах потребителя (рис. 1) (Томпсон и др., 2013; Чернов, 2012).

Рис. 1. Преимущества дифференциации продукта ¹ Fig. 1. The advantages of product differentiation

Наибольший эффект может дать дифференциация, основывающаяся на технологическом превосходстве и высоком качестве продукции, что прежде всего означает использование высококачественных натуральных рецептурных ингредиентов, способных увеличить общую питательную ценность продукта, повышая глубину и насыщенность вкуса.

В рамках настоящей работы исследовалось влияние муки овсяной и пальмового масла на качественные характеристики овсяного печенья, которое пользуется традиционно высоким спросом потребителей всех возрастных групп, при этом доля отечественной продукции составляет более 97 %.

Материал и методы

Определение органолептических, физико-химических, структурно-механических и микробиологических показателей сырья, полуфабрикатов и готовых изделий осуществляли стандартными методами. Водопоглотительную способность муки (ВПС) определяли на фаринографе WP 810101 фирмы Brabender. Водоудерживающую способность (ВУС) и жироудерживающую способность (ЖУС) муки анализировали на лабораторной центрифуге LMC-3000. Температуру клейстеризации крахмала овсяной муки определяли на амилографе WP 8001/8002 фирмы Brabender. Активность воды исследовали на анализаторе AquaLab 4TE (Decagon Devices, США) методом зеркально охлаждаемого датчика точки росы.

Результаты и обсуждение

Индивидуальные качественные характеристики овсяного печенья формируются прежде всего благодаря использованию в его рецептуре овсяной муки и особенностью технологии, предусматривающей стадию заваривания рецептурной смеси.

Основным сырьем для производства традиционного овсяного печенья являются: мука пшеничная (32 %), мука овсяная (14 %), сахар (35 %), жировой компонент (14 %), изюм (5 %) ² . Высокое содержание сахара в рецептуре овсяного печенья придает тесту рыхлую и вязкую консистенцию, повышая его адгезию. Реология теста оказывает существенное влияние на качество готовой продукции. Производство овсяного печенья осуществлялось согласно действующим технологическим инструкциям с использованием пальмового масла в качестве жирового компонента (рис. 2) ³ .

Рис. 2. Технологическая схема приготовления овсяного печенья Fig. 2. Technological scheme of cooking oatmeal cookies

Проведены исследования и определены основные показатели овсяной и пшеничной муки, которые оказывают решающее значение на формирование структурно-механических и органолептических свойств овсяного печенья.

Овес – одна из наиболее распространенных и важных зерновых культур, занимающая 5-е место в мировом производстве зерновых. Сравнительный анализ химического состава показывает, что овсяная мука содержит большее количество жира, белка, витаминов, минеральных веществ и меньшее количество крахмала в сравнении с пшеничной мукой (табл. 1) (Тутельян, 2012; Ушаков и др., 2015; Хосни, 2006).

Таблица 1. Химический состав 100 г муки

Table 1. The chemical composition of 100 g of flour

Вид муки	Белки	Жир	НЖК	МДС	Кр	Угл	ПВ	Fe	Ca	B 1	B 2	ЭЦ 4 , ккал
	%							мг, %
Пшеничная, высший сорт	10,3	1,1	0,2	1,6	68,5	70,6	3,5	1,2	18	0,17	0,04	334
Пшеничная, I сорт	10,6	1,3	0,2	1,8	66,7	69,0	4,4	2,1	24	0,25	0,08	330
Овсяная	13,0	7,0	1,1	1,0	63,5	64,9	4,5	3,6	56	0,35	0,1	370

Овес занимает особое положение среди зерновых культур благодаря высокому содержанию белка и его аминокислотному составу. Белок овса ценен и хорошо сбалансирован: в нем присутствуют все незаменимые аминокислоты. Расчет аминокислотного скора показал, что по сумме незаменимых аминокислот белки овса превышают белки пшеничной муки, особенно по лизину и треонину (табл. 2).

Таблица 2. Содержание и классификация незаменимых аминокислот в муке Table 2. Content and classification of essential amino acids in flour

Наименование аминокислот	Классификация аминоксилоты по заряду/гидрофобности	Содержание, мг на 100 г продукта
		Мука пшеничная, высший сорт	Мука овсяная
Валин	нейтральный/гидрофобный	471	473
Изолейцин	нейтральный/гидрофобный	430	398
Лейцин	нейтральный/гидрофобный	806	700
Лизин	основной	250	420
Метионин	нейтральный/гидрофильный	153	140
Треонин	нейтральный/гидрофильный	311	350
Триптофан	основной	100	170
Фенилаланин	нейтральный/гидрофильный	500	500
Сумма		3 021	3151
Лимитирующие АК, аминокислотный скор (%)		Лизин – 45; треонин – 78	Лизин –76; треонин – 88

Зерно овса богато и другими химическими соединениями, в частности жирами, содержание которых в овсяной муке находится на уровне 7–8 %. Триглицеридный состав жиров овсяной муки представлен, в основном, тремя типами: мононенасыщенные – диненасыщенные – 42,5 % и триненасыщенные – 55,9 %. По количественным показателям жирных кислот масло овса характеризуется высокими пищевыми достоинства, содержит незаменимые жирные кислоты: линолевую и линоленовую. На долю линолевой, олеиновой и пальмитиновой кислот приходится 90–95 %, на долю мистициновой, стеариновой и линоленовой – 1–4 % (Лоскутов, 2007).

Физиологически важным диетическим компонентом овса является некрахмалистый водорастворимый полисахарид β-глюкан. Научно доказано, что β-глюкан способствует повышению иммунитета, нормализует уровень липидов в крови, снижает содержание холестерина, стимулирует рост иммунных клеток, подавляет раковые клетки (Теоретические…, 2016; Саломатов, 2015).

С середины 30-х годов XX столетия мука овса использовалась как натуральный̆ антиокислитель непосредственно при производстве самих изделий или при их упаковке. В настоящее время овсяная мука широко используется в качестве натурального ингредиента продуктов питания, в том числе специализированного или функционального назначения (Лоскутов, 2007).

Для понимания изменений, происходящих в тесте на этапах замеса, формования и выпечки, исследовались функционально-технологические характеристики муки: влагоудерживающая (ВУС), жироудерживающая способности (ЖУС), водопоглотительная способность (ВПС), которые обусловливают свойства теста сохранять заданное рецептурой количество влаги и жира в процессе приготовления, оказывая значительное влияние на его реологические характеристики (Духу и др., 2010; Максимова, 2011; Решетник и др., 2015) (табл. 3).

Таблица 3. Функционально-технологические характеристики муки и моделей теста

Table 3. Technological characteristics of dough models from different types of flour

Наименование муки	Показатель муки			Показатель моделей теста
	ВУС, %	ЖУС, %	ВПС, %	Время образования теста, мин	Устойчивость теста, мин	Степень разжижения теста, е. ф.
Пшеничная, высший сорт	58	77	66	7,0	9,5	30
Овсяная	87	95	68	4,5	3,25	120

Установлено, что овсяная мука характеризуется значительно более высокими показателями ВУС и ЖУС (на 22 и 16,4 % соответственно) при практически идентичной ВПС в сравнении с аналогичными показателями пшеничной муки.

Показатели реологических характеристик моделей теста свидетельствуют, что время образования теста из овсяной муки в 1,5 раза меньше, чем из пшеничной, что указывает на возможность сокращения продолжительности замеса теста при приготовлении овсяного печенья.

Показатели устойчивости и степени разжижения свидетельствуют, что тесто из пшеничной муки способно значительно более длительное время сохранять оптимальные реологические характеристики.

Такое различие в функционально-технологических характеристиках муки возможно объяснить различием их химического состава: в овсяной муке содержание клетчатки в 3 раза больше, а жира – в 5 раз выше, чем в пшеничной. Значительное влияние на данные показатели оказывают также структура и физико-химические свойства белковых молекул.

Важным ингредиентом печенья, имеющим значительное влияние на качественные характеристики теста и готовой продукции, является жир. Для приготовления овсяного печенья использовалось масло пальмовое, со временем индукции – 10 ч. Жирнокислотный состав пальмового масла характеризуется высокой массовой долей пальмитиновой кислоты (порядка 40 %) и низкой массовой долей линолевой кислоты (менее 10 %), что уменьшает риск окислительной порчи и повышает сохранность изделий в процессе хранения (табл. 4).

Таблица 4. Преимущества и недостатки использования пальмового масла в производстве мучных кондитерских изделий

Table 4. Advantages and disadvantages of using palm oil in the production of flour confectionery

Недостаток	Преимущество
Низкий уровень ПНЖК снижает пищевую ценность пальмовых масел, но в то же время делает их более стабильными к процессам перекисного окисления	Отсутствие холестерина при наличии фитостеринов и высокого уровня каротиноидов и витамина Е способствуют дополнительному снижению этого показателя
	Высокий уровень олеиновой кислоты оказывает аналогичное оливковому маслу воздействие на сывороточный холестерин и липопротеидные профили
	Замена гидрогенизированных жиров пальмовым маслом позволяет снизить долю трансизомеров в кондитерских изделиях

По результатам исследований свежеприготовленной продукции установлено повышение индукционного периода жировой фракции готовых изделий по сравнению с исходным жиром, что связано с образованием в результате реакции Майяра меланоидинов, проявляющих антиокислительные свойства. Использование в производстве печенья пальмового масла предопределяет высокую сохранность и больший срок годности готовой продукции, о чем свидетельствуют высокие значения времени индукции и низкие значения перекисного числа жировой фракции изделий (Ти = 65 ч; Пч = 0,2 ммоль.акт.кисл/кг).

С целью совершенствования технологии овсяного печенья предложены и отработаны в производстве следующие технологические приемы:

– предварительное приготовление жирового компонента, состоящего из пластицированного пальмового масла и лецитина. Данный прием обеспечивает увеличение удельной поверхности лецитина и его равномерное распределение в объеме замешиваемой массы, а также способствует повышению окислительной стабильности овсяного печенья в процессе хранения, что объясняется синергетическим эффектом, возникающим между витамином Е, содержащимся в масле, и фосфолипидами лецитина (Савенкова, 2006);

– повышение эффективности гидротермической обработки рецептурной смеси путем установления оптимальной температуры воды для заваривания овсяной муки – 95–98 °С, при которой рецептурная смесь в процессе перемешивания достигает температуры 76 °С (так как установленная в ходе исследований начальная и максимальная температуры клейстеризации овсяной муки – 74 и 76 ºС соответственно) (Максимова, 2011; Руденко и др., 2011).

Внедрение предложенных приемов позволило увеличить эффективность производства и стабилизировать качество готовой продукции, в частности снизить плотность и увеличить намокаемость печенья (на 7 и 11 % соответственно) (рис. 3).

Рис. 3. Влияние температурных параметров на физико-химические показатели овсяного печенья

Fig. 3. The effect of the temperature on physical and chemical parameters of oatmeal cookies

В результате комплексной оценки качества готовой продукции установлено, что органолептические и структурно-механические свойства овсяного печенья, приготовленного по усовершенствованной технологии, превосходят аналогичные показатели контрольного образца, приготовленного по существующей технологии (табл. 5).

Таблица 5. Качественные показатели овсяного печенья

Table 5. Qualitative indicators of oatmeal cookies

Физико-химический показатель	Допустимое значение по ГОСТ 24901-2014 5	Образцы печенья
		Существующая технология	Усовершенствованная технология
Влажность, %	не более 10,5	7,5	9,0
Плотность готовых изделий, кг/м 3	–	530	450
Намокаемость, %	не менее 150	155	170
Прочность, кПа	–	65	73
Активность воды	–	0,54	0,55

Результаты исследования продукции на текстурометре также свидетельствуют о потребительской привлекательности печенья, приготовленного по усовершенствованной технологии: образцы характеризуются повышенной хрупкостью при раскусывании, выдерживая при этом бóльшую нагрузку на излом. Совокупность этих факторов снизит количество лома и повысит целостность продукции в процессе упаковки, транспортирования и реализации.

Непосредственно после приготовления и охлаждения до температуры 40 °С образцы продукции были упакованы в термосвариваемый пакет из полипропиленовой пленки и положены на хранение при температуре 18 ± 5 °С и относительной влажности не более 75 %.

На протяжении всего периода исследований во всех образцах продукции показатели активности воды (а _w ) не превышали 0,60 при допустимом пороге (0,62), который предопределяет высокую микробиологическую стабильность изделий (Срок годности…, 2006; Стабильность…, 2012). Данный вывод подтвержден результатами микробиологических исследований в динамике хранения.

Оценка продукции после 180 суток хранения показывает, что по органолептическим, физикохимическим и микробиологическим показателям качество опытных образцов печенья практически не изменяется и к концу срока хранения соответствует требованиям ГОСТ 24901-2014 и ТР ТС 021/2011 ⁶ (показатели окислительной стабильности жировой фракции печенья на конец срока хранения составили: Ти = 52 ч; Пч = 0,6 ммоль.акт.кисл/кг).

Выводы

В результате проведенных исследований установлены различия в функционально-технологических характеристиках пшеничной и овсяной муки, влияющие на реологические свойства теста для овсяного печенья. Показаны преимущества использования пальмового масла и его влияние на повышение окислительной стабильности готовых изделий в процессе хранения. Разработаны технологические приемы, обеспечивающие интенсификацию центральной подсистемы (приготовления теста) и всего технологического потока в целом, способствующие повышению качества готовых изделий и их дифференциации из общей массы аналогичных товаров.