Тенденции развития технологии цельнозернового тестоведения

Введение. В период пандемии у большинства населения сформировался малоподвижный образ жизни. Запреты передвижения и общения сократили двигательную активность до минимума. При таком образе жизни встает вопрос о корректировке рациона питания в сторону снижения калорийности продуктов, обогащения их балластными веществами, пищевыми волокнами, минералами, витаминами. Необходимо обеспечить население продуктами, стимулирующими деятельность кишечника, так как возникает риск застоя пищи в ЖКТ. Высокий уровень рисков заражения вирусной инфекцией требует от производителей продуктов питания активно внедрять технологии, позволяющие обогащать общедоступные продукты витаминно-минеральными комплексами.

Наибольший объем потребления в продовольственной корзине имеет хлеб и хлебобулочные изделия, доступность их для населения очевидна. В сложившихся экономических обстоятельствах при снижении платежеспособно- сти населения, уменьшении средних чеков торговых организаций потребление хлебных изделий возрастает.

Хлебобулочные изделия имеют низкую себестоимость и высокую степень насыщения организма энергией. Недостатком в составе хлеба и хлебобулочных изделий является низкое содержание пищевых волокон, минералов и витаминов. При увеличении потребления хлеба в структуре рациона населения такое положения дел становится опасным. Растут риски возникновения заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ в организме – диабет, эндокринные нарушения, болезни суставов, сердечнососудистой системы.

По данным исследований, проведенным Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в 2013 г., заболеваемость населения, связанная с недостатком микронутриентов в рационе питания, возросла за 5 лет на 15 %.

Исследования, проведенные Главной санитарной службой России, показывают неутешительные цифры – дефицит витамина С выявлен у 60 %, витамина В 1 , В 2 , В 6 и фолиевой кислоты доходит в отдельных регионах до 80 %, недостаток каротина – более чем у 40 % населения.

Кроме того, энергия, необходимая организму для расщепления клеточных структур и уменьшения сложных углеводов, снижает калорийность продукта, тем самым снижается риск ожирения у людей, употребляющих цельнозерновые хлебобулочные изделия, по сравнению с теми, кто питается рафинированными продуктами.

Цель исследования – изучение тенденций развития хлебопечения, сырьевой базы для производства хлеба и хлебобулочных изделий из цельнозернового сырья.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи : изучить имеющиеся технологии тестоведения; провести сравнения традиционного способа тестоведения и новой технологии с применением дробленого и плющенного зерна.

Объекты и методы. Объектом исследования являются хлебобулочные изделия с использованием дробленого и плющеного зерна.

Исследования по показателям качества проводились в лабораториях Красноярского ГАУ и ИП Су-фу-дэ И.В. Определение показателей качества проводилось по стандартным методикам, применяемым в хлебопекарной промышленности.

Органолептическая оценка объектов исследования проводилась по ГОСТ 5667-65 «Хлеб и хлебобулочные изделия. Правила приемки, методы отбора образцов, методы определения органолептических показателей и массы изделий».

Результаты и их обсуждение. Местный рынок хлеба и хлебобулочных изделий испытывает дефицит хлеба функционального и профилактического назначения. Подавляющее большинство изделий (более 80 %) изготавливается из пшеничной муки высшего сорта и содержит минимальное количество биологически активных элементов (рис. 1). Поставленная задача обеспечить население рациональным питанием может быть решена с введением в производство хлебов и хлебобулочных изделий с повышенным содержанием пищевого волокна, микронутриентов, витаминов [1].

• ■    пшеничный хлеб

• ■    ржаной хлеб

• ■    сдоба

• ■    мучные кондитерские изделия

• ■    мука

• ■    полуфабрикаты

Рис. 1. Диаграмма распределения различных сортов хлеба на рынке РФ

Сырьевая база и техническое оснащение предприятий Красноярского края в полной мере могут удовлетворить потребность краевых предприятий хлебопекарной отрасли в необходимом сырье заданного качества, как в традиционной муке, так и инновационных продуктах переработки зерна.

Предприятия хлебопекарной промышленности вынуждены в такой ситуации разрабатывать новые рецептуры и внедрять в производство новые технологии. Наиболее подходящим здесь может быть использование в производстве хлеба дробленого и плющеного зерна различных злаков и круп.

Несмотря на значительные ограничения, связанные с условиями работы в пандемию, пере- рабатывающая отрасль Красноярского края не сбавляла своих темпов развития: ежегодно растет производство зерна, развивается перерабатывающая промышленность. В 2020 г. в Минусинском, Курагинском, Шарыповском районах введены новые мощности переработки зерна в муку и крупы – более 350 тыс. т в год. Также улучшаются и качественные показатели зерна: в 2018 г. пригодной для производства пищевых продуктов было 76 %, в 2019 г. – 79 % [2–5].

Технология получения муки из зерна различных злаковых культур включает операции, в результате которых зерно освобождается от поверхностных пленок и зародыша (табл. 1).

Таблица 1

Соотношение частей зерна различных злаков

Часть зерна	Массовая доля к целому зерну, %
	Овес	Пшеница	Рожь
Эндосперм	47–61	86	75
Оболочка	35–49	11–13	10–12,5
Зародыш	3–4	1,5–3	2,5–3,5

Исследования химического состава различных частей зерна показывают, что наиболее ценные для организма человека вещества находятся в алейроновом слое и зародыше (табл. 2). Алейроновый слой зерна содержит высокое количество пищевого волокна и микроэлементов, которые необходимы для функционирования желудочно-кишечного тракта, разви- тия полезной микрофлоры в кишечнике и одновременно утилизации продуктов жизнедеятельности из организма человека. В зародышах зерна содержатся необходимые для организма человека жиры, аминокислоты, витамины, ферменты. В эндосперме зерна, который в основном и поступает на размол для производства муки, более всего крахмала и белка [5].

Таблица 2

Часть зерна	Массовая доля, %
	Крахмал	Белок	Жир	Клетчатка	Сахара
Эндосперм	100	65	25	5	80
Алейроновый слой	–	20	55	15	18,5
Оболочка	–	5	0	75	–
Зародыш	–	10	20	–	1,5

Распределение питательных веществ в составных частях зерна

Зародыши злаковых растений богаты витаминами Е (100-150 мг/кг), B i (до 20), В 2 (10-13), В б (11-13), РР (до 65 мг/кг).

Ржаное зерно имеет богатый витаминноминеральный состав. Многократные исследования демонстрируют высокое содержание в зерне ржи калия. Качество белка у каждого растения тоже особенное. Белки ржи в основном водорастворимые, определить их количество способом промывки, как это делается с определением клейковины у пшеницы, невозможно, так как в процессе подготовки проб и проведения исследования белок зерна ржи растворяется и смывается вместе с промывной водой. Это качество ржаного белка также вносит некоторые неудобства при производстве ржаных хлебов. Процессы тестоведения осложняются высокой липкостью и вязкостью теста [б].

В современном хлебопечении существуют способы получения цельнозернового хлеба с применением цельнозерновой муки и при помощи диспергирования пророщенного или предварительно замоченного зерна. Но они по сравнению с предлагаемым способом имеют ряд недостатков. Способ с диспергированием зерна достаточно затратен по трудоемкости и расходу питьевой воды, так как необходимо двух-трехкратное промывание зерна, требуются дополнительные производственные площади для размещения технологических емкостей для замачивания и проращивания зерна. Еще одним недостатком диспергированного способа является риск развития гнилостных процессов, неконтролируемых процессов брожения. Такие риски приводят к возникновению некачественного хлеба, возможности микробного заражения полуфабрикатов. Значительные затраты необходимы для обеспечения необходимых санитарно-гигиенических нормативов.

При использовании цельнозерновой муки сохраняются многие микронутриенты и минеральные вещества, но клеточные структуры разрушаются при размоле зерна в муку. Тем самым теряется влагоудерживающая способность муки, витамины становятся доступными для окисли- тельных процессов. Одним из основных качеств хлеба, которое в первую очередь оценивается потребителем, является сохранение влажности и эластичности мякиша. При потере влаги мякишем происходит ретрограция крахмальных зерен и хлеб начинает крошиться, становится жестким.

Хлеб из цельнозерновой муки и диспергиро-ваннного зерна на практике не может храниться дольше стандартного хлеба, так как при производственных процессах разрушается клеточная структура зерна и влага легко покидает изделие. Изделия с применением овсяных хлопьев и пшеничной крупы имеют возможность сохранять свои потребительские качества, не теряя своих физико-химических характеристик, так как в процессе тестоведения вода проникает внутрь клеток зерна и в процессе хранения защищена клеточной мембраной. Проведенные исследования показывают возможность сохранять свежесть мякиша до 168 ч (рис. 2) [7].

Разработанные рецептуры хлебов с использованием пшеничной крупы, дробленого зерна ржи и овсяных хлопьев содержат необходимые для создания сбалансированного рациона питания вещества и микроэлементы. Расчеты демонстрируют повышение содержания микроэлементов и витаминов в готовых изделиях (табл. 3) [1].

Традиционная схема тестоведения предусматривает использование при замесе теста муки следующих различных злаков - пшеница, рожь, ячмень, овес.

Существует также технология приготовления теста из цельного пророщенного зерна. Особенностью такого приготовления теста является промывка цельного зерна и замачивание его в 3-4-кратном количестве воды, затем зерно еще раз промывается и измельчается в суспензию, на основе которой замешивается тесто. Недостатком такого процесса является высокий расход воды и низкий уровень санитарногигиенического состояния производства, возникают большие риски микробного заражения, возникновения процессов гниения.

Хлеб с крупой пшеничной Полтавская №2

^^^^^м Хлеб с крупой пшеничной Полтавская №3

Хлеб с крупой пшеничной Артек

Хлеб пшеничный высший сорт (контроль)

Хлеб с Рожью дробленой (Россия, Алтай)

Хлеб с Рожью дробленой (Финляндия, Фацер)

^^^^^^^^м Хлеб ржано-пшеничный с использованием диспергированного зерна ржи (контроль)

Рис. 2. Динамика изменения влажности мякиша хлеба в процессе хранения

Таблица 3

Содержание витаминов и макроэлементов в 1 кг готового хлеба (расчетные данные)

Показатель	аз CL S О л: т Ф н о	Содержание в 1 кг хлеба
		>s 5 CD о ^	о СК о 05	05 1— о 1=	05 05 со ^
1	2	3	4	5	6
Витамин В 1 (тиамин)	2 мг,	4,1 мг	4,16 мг	4,16 мг	4,16 мг
Витамин В 2 (рибофлавин)	3 мг	2,52 мг	2,416 мг	2,36 мг	3,268 мг
Витамин В 4 (холин)	30,4 мг	187 мг	1150 мг	187 мг	278,3 мг
Витамин В 5 (пантотеновая кислота)	5 мг	8,2 мг	10,56 мг	8,26 мг	8,38 мг
Витамин В 6 (пиродоксин)	2 мг	1,11 мг	1,708 мг	1,644 мг	1,259 мг
Витамин В 9 (фолаты)	300–400 мкг	990 мкг	902 мкг	874 мкг	918 мкг

Окончание табл. 3

1	2	3	4	5	6
Витамин РР (никотиновая кислота)	20 мг	55,9 мг	51,72 мг	60,32 мкг	48,72 мкг
Каратиноиды	6 мг	0,1 мг	0,12 мг	0,12 мг	0,12 мг
Калий	2 г	1410 мг	1976 мг	1802 мг	1690 мг
Пищевое волокно	30–40 г	40 мг	64,8 мг	53,6 мг	48 мг

Производство хлеба из дробленого зерна и зерновых хлопьев является более прогрессивным и экономичным способом. При таком виде тестоведения исключаются стадии промывания, замачивания и измельчения. Цельнозерновое сырье замачивается в воде с температурой 35– 40 ºС до полного пропитывания. Время замачивания зависит от природы зерна и степени под- готовки крупы или хлопьев. Предварительно пропаренные крупы и хлопья впитывают влагу быстрее. Далее происходит прямой замес теста без приготовления зерновой эмульсии. При таком тестоведении сохраняется клеточная структура зерна, которая впоследствии позволяет продлевать сроки свежести мякиша [7].

Рис. 3. Технологическая схема производства хлеба с использованием цельнозернового сырья

Заключение. Использование цельнозернового сырья значительно сокращает и облегчает технологический процесс, так как исключаются стадии промывания зерна и его диспергирование. Также улучшаются санитарно-гигиенические условия производства: исключаются риски бактериального и микробного заражения теста.

В процессе хранения готового цельнозернового хлеба и хлебобулочных изделий влага, впитавшаяся в частицы зерна, постепенно мигрирует в мякиш, тем самым позволяет сохранять его эластичность на протяжении 168 ч. Сохранение клеточной структуры в дробленом зерне снижает доступность влаги для микроор- ганизмов, тем самым замедляются процессы микробной порчи готовых изделий.

Расчетные данные повышения пищевой ценности хлеба и хлебобулочных изделий показывают повышенное содержание витаминов и важных для жизнедеятельности макроэлементов (содержание пищевого волокна увеличивается от 5 до 35 %). Насыщенность калием зерновых хлебов с дозировкой крупы пшеничной и измельченного зерна ржи возрастает на 40 %.

Предложенная усовершенствованная технология производства хлеба с использованием цельнозернового сырья исключает стадии подготовки и диспергирования зерна, тем самым значительно улучшается санитарно-гигиеническое состояние производства, улучшается экологическое состояние производства за счет снижения потребления питьевой воды. Также необходимо отметить, что снижается трудоемкость процессов.