Влияние порошка папоротника, обработанного ИК-излучением, на органолептические показатели качества бельгийских вафель

ценность, обусловленная наличием в рецептурах изделий высокого содержания сахара, пищевых жиров растительного и животного происхождения, молочных и яичных продуктов и др. Кроме того, мучные кондитерские изделия, как правило, содержат малое количество витаминов и минеральных веществ. Существуют различные способы устранения данных недостатков, прежде всего за счет повышения пищевой ценности изделий.

Известным видом мучных кондитерских изделий в России и за рубежом являются вафли. Отличительной особенностью данного вида изделия является рельефный узор и, в некоторых случаях, хрустящая консистенция. Название изделия происходит от немецкого слова «Waffel», что в переводе означает «соты», «ячейки» и указывает на ячеистую поверхность изделия.

Широкий ассортимент вафель, их привлекательность для потребителей определяют актуальность разработки новых рецептур вафель, в т. ч. не распространенных в России. Так, представляет интерес расширить ассортимент вафель путем повышения их пищевой ценности за счет внесения в их рецептуру дополнительных ингредиентов натурального происхождения либо полной замены отдельных ингредиентов на другие.

Среди различных групп продовольственных товаров рынок мучных изделий занимает в России одно из первых мест. Хлебобулочные, мучные, в т. ч. мучные кондитерские изделия являются широко потребляемыми пищевыми продуктами [1]. Это объясняется тем, что хлеб, хлебобулочные и мучные (в т. ч. мучные кондитерские) изделия традиционны в питании подавляющего большинства населения России и входят в рационы практически всех его групп.

В отличие от хлеба и хлебобулочных изделий некоторые виды мучных изделий, и в т. ч. мучные кондитерские изделия, не являются продуктами первой необходимости, однако пользуются стабильно высоким спросом в стране. Благодаря освоенным технологиям производства, доступности сырья и другим факторам они обладают приемлемыми ценами и высокими органолептическими показателями. Несмотря на стабильность спроса, следует учесть, что рынок мучных кондитерских изделий тоже может быть подвержен различным колебаниям и изменениям, которые важно отслеживать с целью разработки и исполнения мероприятий по его стабилизации.

Разработка и практическое внедрение новых видов мучных изделий, отличающихся оригинальной технологией производства, перечнем применяемых ингредиентов, отсутствием химических добавок и улучшителей и обладающих привлекательными для потребителя органолептическими свойствами, являются одним из направлений в развитии индустрии питания России. Если говорить о мучных изделиях, вырабатываемых на промышленных предприятиях по традиционным рецептурам и технологиям, то они прежде всего предназначены для покрытия базовых потребностей населения, в то время как новые виды мучных изделий, производимые в меньших объемах на предприятиях индустрии питания, могут обладать повышенной пищевой ценностью и привлекательными для потребителя органолептическими показателями.

В связи с этим немаловажным направлением в российской индустрии питания является разработка и внедрение рецептур мучных изделий с использованием различных ингредиентов натурального происхождения, которые повышают не только органолептические свойства готовой продукции, но также и ее пищевую ценность. В этом отношении большой интерес представляет растительное сырье, в т. ч. нетрадиционное, которое может быть использовано как в натуральном, так и переработанном виде.

Существуют различные пути повышения пищевой ценности мучных кондитерских изделий, основным из которых является использование в рецептурах изделий дополнительных ингредиентов натурального происхождения, преимущественно растительного.

Для повышения пищевой ценности мучных кондитерских изделий может применяться разнообразное растительное сырье как в натуральном, так и переработанном виде. При этом исследования в этой области в большинстве случаев не находили практического применения. В свою очередь, реальные практические разработки в данном направлении не находили отражения в научных публикациях, вследствие чего представленную информацию можно охарактеризовать как тенденцию в исследуемом направлении. Вместе с тем данная тенденция показывает, что несмотря на многообразие используемого растительного сырья, ряд видов сырья не был исследован досконально.

Следовательно, представляет интерес исследование новых нетрадиционных видов сырья в рецептурах мучных кондитерских изделий. Таким нетрадиционным сырьем может быть папоротник-орляк, так как, несмотря на его высокую пищевую ценность, его использование в данном направлении практически не осуществлялось.

Традиционно называемый папоротником-орляком является орляк обыкновенный (Pteridium aquilinum). Он представляет собой многолетний травянистый папоротник; вид рода Орляк семейства Деннштедтиевые (Dennstaed-tiaceae), по загнутому краю листочка и продольному крытому ряду спорангиев легко отличимый от других папоротников. В первые несколько дней на листьях образуются хребты, верхняя часть которых имеет сходство с улиткой благодаря своей закрученности. Эти хребты называют рахисами. Рахисы орляка возрастом не более 5 дней, высотой не более 20 см, до момента первого ветвления с верхушкой, закру- ченной в улитку, являются пригодными для использования в пищу [2].

Как пищевое сырье, папоротники известны с давних времен. Имеются данные исследований, что папоротники активно употреблялись в пищу маори – коренным населением Новой Зеландии [3], а также коренным населением северо-запада Британской Колумбии и западной территории штата Вашингтон (ныне – США). Широко применяются папоротники и в Китае.

В России папоротники традиционно употребляются в пищу на Дальнем Востоке, откуда они распространились на рынок всей страны [4–6]. При этом наиболее популярным видом папоротника является папоротник-орляк.

Существуют различные способы использования папоротника в пищу. Так, в работе А.А. Синяевой рассмотрены способы использования пюре/пасты папоротника в рецептурах и технологиях рубленых полуфабрикатов и паштетов, что повысит пищевую ценность изделий и снизит их себестоимость [7].

О.В. Скрипко с соавторами предложено использование пасты из соленого папоротника в качестве ингредиента соево-грибной пасты, которую в дальнейшем сушат и гранулируют. Данный продукт обладает повышенной пищевой ценностью и функциональными свойствами [8, 9].

Возможно использование папоротника в качестве ингредиента в национальных видах пищевой продукции. Так, М.В. Доржиева и И.В. Хамаганова применяли папоротник в рецептурах продукции из конины [10]. Е.В. Мельникова с соавторами получали пищевой порошок из папоротника-орляка и использовали его в рецептурах пельменей из мяса оленя [11]. В свою очередь, Е.А. Рыгалова с соавторами добавляли порошок из папоротника-орляка в фарш для пельменей в свежем виде, при этом его количество составило 20 % от мясного сырья [12].

Н.А. Величко с соавторами добавляли порошок из папоротника-орляка в мясной рубленый полуфабрикат из мяса оленины [11].

О.В. Скрипко и Н.С. Бодруг разработан и запатентован способ приготовления комбинированного рыбного фарша функционального назначения, где соево-папоротниковый гранулят является дополнительным ингредиентом к основному продукту – рыбе [13].

Так как собранный папоротник хранится недолго, актуальным является его переработка на полуфабрикаты длительного хранения. Традиционными способами продления сроков хранения для папоротника являются его хранение в замороженном и соленом виде [2], однако данные способы могут быть трудоемкими и требовать дополнительных энергозатрат на поддержание условий хранения. Альтернативным способом переработки папоротника на полуфабрикат длительного хранения является его сушка, в т. ч. с приготовлением порошка.

Е.В. Мельникова получала порошок из папоротника путем его сушки на воздухе после предварительной обработки c последующим измельчением [11]. Данный способ позволяет сохранить в полуфабрикате полезные вещества, однако отличается значительной длительностью.

Имеются данные по использованию порошка из папоротника в рецептурах песочного печенья и бисквита. Авторами отмечается, что добавление порошка из побегов папоротника-орляка по сравнению с контрольными образцами увеличивает в готовой продукции содержание пищевых волокон, витаминов, минеральных веществ, что повышает пищевую ценность продукции [14].

Папоротники имеют специфический вкус и запах, который важно замаскировать при их использовании в пищу. E.M. Elsebaieet al. использовали инкапсуляцию папоротника азолла с целью маскировки его вкуса и запаха, а также сохранения антиоксидантной активности. Инкапсулированный порошок папоротника добавляли в кондитерское изделие макаруны [15].

• A. Kaur et al. было проведено исследование, показавшее, что порошок из папоротника азолла в количестве 10 % от массы сырьевого набора в наибольшей степени повышает пищевую ценность в отношении содержания белков, минеральных веществ и антиоксидантной активности и улучшает органолептические свойства пасты из манной муки [16].

Проведенный анализ источников показал перспективность использования порошка из папоротника в рецептурах мучных изделий, так как данный вопрос был изучен недостаточно, поскольку папоротник в свежем и переработанном виде используется преимущественно при приготовлении кулинарной продукции.

Папоротник-орляк является сезонным продуктом, поэтому актуальным является вопрос о продлении сроков его хранения путем переработки исходного сырья. Имеется возможность засолки, охлаждения и замораживания папо- ротника, однако у всех них имеются свои недостатки. Так, засолка уничтожает токсин птаквило-зид, однако превышение порогового количества соли резко снижает органолептические свойства папоротника. Охлаждение и замораживание в большинстве случаев требуют дополнительных затрат энергии на поддержание температуры хранения. Следовательно, рациональным способом сохранения исходных свойств папоротника является его сушка.

Общим для всех видов сушки, кроме инфракрасной (ИК), является сложное машинноаппаратурное оформление процессов с целью оптимизации энергозатрат и соблюдения требований безопасности, а также устранения недостатков для каждого из процессов. В свою очередь, оптимальным является использование ИК-сушки, так как она обладает меньшим количеством недостатков, которые могут быть устранены за счет улучшения конструкции сушильного аппарата и оптимизации режима сушки. Получаемый продукт обладает высокими органолептическими свойствами, а вещества, содержащиеся в исходном сырье, сохраняются на максимальном уровне и могут быть использованы для повышения пищевой ценности обогащаемой продукции.

Новизна исследований заключается в том, что в представленной работе впервые разработаны рецептуры и технологии производства мучных изделий с повышенной пищевой ценностью за счет использования порошка ИК-сушки папоротника.

Практическая значимость заключается в расширении ассортимента мучных изделий за счет использования в их рецептурах порошков ИК-сушки, что незначительно меняет технологию производства продукции и ее продажную цену. Разработанные рецептуры и технологии могут быть внедрены на предприятиях индустрии питания различной мощности, специализации и формы собственности.

Цель исследования - изучить влияние порошка папоротника-орляка, обработанного ИК-излучением, на органолептические показатели качества бельгийских вафель.

Задачи: разработка рецептуры и технологии приготовления бельгийских вафель из пшеничной муки и порошка папоротника-орляка, обработанных ИК-излучением; проведение органолептического анализа качества образцов бельгийских вафель.

Объекты и методы. В качестве основной рецептуры использовалось традиционное тесто для бельгийских вафель на основе пшеничной муки высшего сорта. В свою очередь часть пшеничной муки в экспериментальных образцах была заменена порошком ИК-сушки папоротника-орляка.

Основным сырьем рецептур теста для вафель служила мука пшеничная высшего сорта торговая марка «Алейка» (Россия, Алтайский край, г. Алейск), обработанная ИК-излучением, и порошок ИК-сушки папоротника-орляка, полученный самостоятельно из свежего растительного сырья. Дополнительным сырьем были сахар, сухие дрожжи, соль, молоко 2,5 % жирности, яйца куриные и сливочное масло 82,5 % жирности.

Для получения вафельного теста подготовленные сухие ингредиенты перемешивают со сливочным маслом. Подготовленные яйца соединяют с молоком до однородной смеси, после чего процеживают. Далее яично-молочную смесь интенсивно перемешивают со смесью сыпучих ингредиентов и сливочного масла до образования однородной консистенции теста. Готовое тесто оставляют для брожения в течение 30–40 мин при 35–40 °C. Вафли выпекают на специализированной сковороде или вафельнице при 160-180 °C в течение 4-5 мин, после чего охлаждают при комнатной температуре и подают.

В опытных рецептурах бельгийских вафель пшеничная мука высшего сорта частично была заменена папоротниковым порошком ИК-сушки в количестве 4; 6; 8 %. При этом пшеничная мука также подверглась инфракрасному излучению для усиления клейковины.

Объект исследования - образцы бельгийских вафель, выпеченные на основе пшеничной муки высшего сорта с частичной заменой на порошок ИК-сушки папоротника-орляка по технологии, соответствующей традиционной рецептуре бельгийских вафель (для контрольного образца):

• -    контрольный образец (К. О.) - бельгийские вафли на основе пшеничной муки;

• -    образец № 1 - бельгийские вафли с заменой 4 % пшеничной муки высшего сорта на порошок ИК-сушки папоротника-орляка;

• -    образец № 2 - бельгийские вафли с заменой 6 % пшеничной муки высшего сорта на порошок ИК-сушки папоротника-орляка;

• -    образец № 3 – бельгийские вафли с заменой 8 % пшеничной муки высшего сорта на порошок ИК-сушки папоротника-орляка.

В таблице 1 представлены рецептуры образцов бельгийских вафель на основе пшеничной муки с частичной заменой на порошок ИК-сушки папоротника-орляка.

Таблица 1

Сырье и продукты	К. О.	Образец № 1	Образец № 2	Образец № 3
Мука пшеничная высшего сорта	100	96	94	92
Дрожжи сухие	1	1	1	1
Соль	1	1	1	1
Сахар	5	5	5	5
Яйца куриные	½ шт.	½ шт.	½ шт.	½ шт.
Молоко 2,5 %	80	80	80	80
Масло сливочное 82,5 %	20	20	20	20
Порошок папоротника ИК-сушки	–	4	6	8
Масса теста	225
Выход	200

Рецептуры образцов бельгийских вафель, г

Recipes of Belgian waffle samples, g

Для оценки органолептических свойств готовые образцы бельгийских вафель охлаждались до комнатной температуры 20–25 °С и оценивались по внешнему виду, консистенции, цвету, запаху и вкусу по ГОСТ 31986-2012 «Услуги общественного питания. Метод органолептической оценки продуктов общественного питания». Каждый показатель эксперты оценивали по 5-балльной шкале, где 5 – максимальный балл, 1 – минимальный балл. В результате оценки были получены средние баллы по каждому из параметров, на основе которых были построены профилограммы, наглядно отражающие сравнительные органолептические характеристики исследуемых образцов бельгийских вафель.

Получение порошков осуществлялось в условиях технологической лаборатории кафедры «Технологии и организации пищевых производств» НГТУ на инфракрасной сушилке, изготовленной в соответствии с патентом РФ № 2265169 (Копылова А.В. Применение порошков из растительного сырья инфракрасной сушки для повышения пищевой ценности мучных и хлебобулочных изделий: дис. … канд. техн. наук. Кемерово, 2022. 204 с.).

Предварительная подготовка включала в себя взвешивание, мойку и нарезку побегов папоротника. Далее побеги папоротника вымачивались в соленой воде, после чего их промывали и высушивали. Сушка сырья заканчивалась по достижении в сырье 10 % влажности.

Измельчение сушеного сырья осуществлялось на лабораторной мельнице с аэродинамической классификацией FDV производительностью 4 кг/ч для сушеного растительного сырья с частотой вращения ножей 30 000 об/мин.

Оптимальными критериями сушки порошка были установлены температура 60 °C и продолжительность 3,5–4 ч, оптимальное время измельчения составило 3 мин.

Образцы изделий оценивались после их естественного охлаждения при температуре 20– 25 °C по внешнему виду, запаху, цвету и консистенции согласно ГОСТ 31986-2012 «Услуги общественного питания. Метод органолептической оценки качества продукции общественного питания». Каждый из показателей оценивался по 5-балльной шкале, где 5 баллов – высшая оценка, 1 балл – низшая оценка.

Оценка проводилась дегустационной комиссией, состоящей из преподавателей кафедры ТОПП и студентов факультета бизнеса НГТУ НЭТИ, в количестве 5 человек.

В результате оценки выводились итоговые значения баллов по каждому показателю. По результатам оценки для образцов были построены профилограммы, наглядно отражающие их сравнительную характеристику по органолептическим показателям.

Физико-химические показатели (химический состав и энергетическая ценность) готовых изделий по показателям, аналогичным для по- рошков ИК-сушки, определялись стандартными методами в лабораториях Сибирского научноисследовательского и технологического института переработки сельскохозяйственной продукции ФГБУН «Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук». Полученные значения сравнивались с нормами, представленными в МР 2.3.1.2432-08 «Нормы физиологических потреб- ностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации».

Результаты и их обсуждение. На рисунке 1 представлены побеги свежего папоротника-орляка и нарезанный папоротник.

Сушеный папоротник-орляк и порошок папоротника ИК-сушки представлены на рисунке 2.

а

Рис. 1. Побеги папоротника-орляка (а) и нарезанный папоротник (б ) Bracken shoots (a) and chopped fern (б)

а

б

Рис. 2. Сушеный папоротник-орляк (а) и порошок папоротника (б) Dried bracken fern (a) and bracken powder (б)

Порошок папоротника-орляка имеет землистый вкус с травянистым оттенком, терпкий, древесный запах с грибными нотками, зеленоватокоричневый цвет.

Эффективность использования добавок в разных соотношениях определяли по качеству готовых мучных кондитерских изделий. При выборе дозировки учитывались необходимость максимального обогащения изделий витаминами и пищевыми волокнами, а также получение готовых изделий с высокими органолептическими свойствами.

Показатели химического состава порошка ИК-сушки папоротника-орляка на 100 г порошка представлены в таблице 2.

Показатели химического состава порошка ИК-сушки папоротника-орляка

Chemical composition indicators of IR-dried bracken powder

Таблица 2

Пищевое вещество	Суточная норма [17]	Порошок ИК-сушки папоротника-орляка (содержание на 100 г)
Вода, г	2000	10
Белки, г	75	46
Жиры, г	83	4
Углеводы, г	211	55
Пищевые волокна, г	30	27,4
Энергетическая ценность, ккал	2500	340
Натрий, мг	2400	10
Калий, мг	3500	3700
Кальций, мг	1000	320
Магний, мг	400	340
Фосфор, мг	1000	1010
Железо, мг	14	13,1
Бета-каротин, мг	1	20,4
Тиамин (B 1 ), мг	1,5	0,2
Рибофлавин (B 2 ), мг	1,8	2,1
Ниацин (PP), мг	20	49,8
Аскорбиновая кислота (C), мг	70	266

Выбор порошка может также быть обоснован одним или несколькими недостающими ингредиентами в питании определенных контингентов населения или населения определенного региона России.

Схема процесса приготовления бельгийских вафель представлена на рисунке 3.

Дескрипторы, использованные для оценки бельгийских вафель с порошком ИК-сушки папоротника-орляка, включают следующие характеристики:

• -    вкус: порошок папоротника может добавить терпкость или легкую горчинку к изделию, что может повлиять на восприятие их вкуса;

• -    запах: аромат порошка может также влиять на общее восприятие изделия;

• -    цвет: добавление порошка папоротника может изменить цвет вафель, делая их более темными с наличием зеленых вкраплений;

• -    консистенция: порошок может добавлять текстуру к вафлям, делая их более пористыми или плотными в зависимости от количества добавленного порошка;

• -    питательность: порошок папоротника содержит множество полезных витаминов и минералов, таких как витамин С, железо, магний и калий, которые могут повысить питательную ценность;

• -    уникальность: использование порошка папоротника может сделать вафли более уникальными и интересными, что может повысить их привлекательность для потребителя.

  

  Рис. 3. Схема процесса приготовления бельгийских вафель Scheme of the process of making Belgian waffles

  
  

В таблице 3 представлены внешний вид теста, готовых изделий и вид на изломе образцов бельгийских вафель с частичной заменой пшеничной муки высшего сорта на порошок ИК-сушки папоротника-орляка.

Изделия обладают правильной формой с характерной для вафель рифленой структурой на поверхности и равномерной структурной пористостью на изломе. Наблюдаются вкрапления частиц порошка папоротника, консистенция – мягкая, умеренно упругая, свойственная бельгийским вафлям. Цвет корочки – от светло- до темно-коричневого, на изломе – светлокоричневый с зеленоватым оттенком. Запах – свойственный выпеченному изделию, приятный, с легкими древесными нотками. Вкус – свойственный выпеченному изделию, без посторонних примесей, приятный, в меру сладкий, умеренно соленый, с травянистым послевкусием.

Чем больше добавляют порошка папоротника в изделия, тем темнее и насыщеннее его цвет (с 8 % заменой муки более зеленый), в самом замесе теста и готовых вафлях наблюдается большее количество частичек порошка папоротника. В образце № 3 с наибольшим количеством во вкусе присутствует небольшая горечь, вкус практически несладкий. Образец № 1 с наименьшим количеством добавки порошка папоротника сбалансирован по сладости и горечи, запах слегка терпкий, древесный. Пористость всех трех образцов визуально не отличается и характерна для традиционных бельгийских вафель.

Результаты балльной оценки органолептических показателей образцов бельгийских вафель представлены на рисунке 4.

Таблица 3

Показатель «внешний вид» образцов бельгийских вафель Appearance of Belgian waffle samples

Показатель

Образец № 1

Внешний вид теста

Внешний вид готовых изделий

Вид на изломе

Внешний вид

Образец № 2

Образец № 3

Состояние поверхност

1 0

Вкус

Запах

• — •—К. О.

• — •— Образец № 1

• — •— Образец № 2

• — •— Образец № 3

онсистенция

Рис. 4. Профилограмма органолептических показателей образцов бельгийских вафель Profilogram of organoleptic indicators of Belgian waffle samples

Все образцы бельгийских вафель получили высокие показатели, при этом наиболее высокие показатели – у образца № 1, в меньшей степени – у образца № 3, что связано со специфичным восприятием вкуса и запаха в резуль- тате обогащения изделий порошком ИК-сушки папоротника-орляка.

Профилограмма запаха образцов бельгийских вафель представлена на рисунке 5.

Специфичный

—•—К. О.

—•— Образец № 1

—•— Образец № 2

—•— Образец № 3

Рис. 5. Профилограмма запаха образцов бельгийских вафель Profilogram of smell of Belgian waffle samples

Из профилограммы видно, что порошок папоротника усиливает интенсивность и резкость запаха, делает его более ярким и насыщенным. Ухудшение органолептических показателей качества готовых изделий, в т. ч. вкуса и запаха, возможно устранить путем введения в рецептуры изделий дополнительных ингредиентов или за счет изменения соотношения основных ингредиентов [18].

Заключение. Разработка рецептуры бельгийских вафель с порошком папоротника ИК-сушки является перспективной и актуальной задачей. При этом для повышения пищевой ценности изделий и маскировки нежелательного привкуса и запаха его также можно комбинировать с другими видами растительных порошков [18].

В результате исследований были разработаны рецептуры бельгийских вафель из пшеничной муки и порошка папоротника-орляка, обработанных ИК-излучением, составлена технологическая схема процесса приготовления исследуемых образцов вафель, а также на основании органолептического анализа и профилограмм органолептических показателей образцов бельгийских вафель была выбрана оптимальная рецептура, удовлетворяющая всем органолептическим показателям качества.

Частичная замена пшеничной муки на порошок ИК-сушки папоротника-орляка, согласно расчетам химического состава, способна повысить пищевую ценность изделий и снизить негативные свойства их постоянного употребления в пищу.

Таким образом, доказано, что практическое внедрение инновационной технологии производства новых видов мучных изделий с использованием порошков ИК-сушки из растительного сырья целесообразно для широкого круга потребителей. В дальнейшем перспективным является подтверждение их полезных свойств путем экспериментальных исследований их химического состава и клинических исследований, улучшение органолептических показателей, в т. ч. вкуса и запаха изделий.