Влияние технологических факторов на качество и антиоксидантную активность обогащенных хлебобулочных изделий

В последние годы широкое распространение получила разработка функциональных пищевых продуктов, обогащенных добавками из природного сырья, которые рассматривают как источники биологически активных веществ. Первое место среди функциональных продуктов занимают хлебобулочные изделия [1–6]. Актуальность этого направления связана с решением ряда проблем. Во-первых, на протяжении последних лет производство хлебобулочных изделий уменьшается из года в год. Разработка нового ассортимента хлебобулочных изделий для здорового питания может способствовать наращиванию темпов производства хлебопекарной отрасли, с учетом возросшей потребности населения в на- туральных продуктах из природного сырья без пищевых добавок [5, 7].

Во-вторых, в структуре питания населения России существует дисбаланс с преобладанием высококалорийных продуктов (хлебобулочные, макаронные, мучные кондитерские изделия, сахар) и недостаточным потреблением свежих плодов и овощей [7]. Обогащенные хлебобулочные изделия за счет добавок из природного сырья могут восполнить дефицит витаминов, пищевых волокон и биологически активных веществ в питании. Многочисленными исследованиями доказано, что хлебобулочные изделия, особенно из ржаной муки и обогащенные добавками из природного сырья, обладают антиоксидантными свойствами [1, 6, 8–13]. Недостаточное поступление анти- оксидантов с пищей, особенно при низком потреблении фруктов и овощей, может привести к сбою антиоксидантной системы защиты человека (окислительный стресс). Это считают основной причиной возникновения ряда заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых и нейродегенеративных, а также преждевременного старения [14, 15].

Формирование антиоксидантных свойств хлебобулочных изделий – довольно сложный процесс. Антиоксидантные свойства могут быть связаны с присутствием полифенолов в добавках из природного сырья. Но в процессе выпечки хлебобулочных изделий полифенолы могут подвергаться пиролизу и полимеризации, и в тоже время образовываться меланои-дины, обладающие высокой реакционной способностью [12, 13, 16, 17]. Не следует забывать и об этапе созревания теста, во время которого могут на брожение расходоваться, как сахара, так и другие биологически активные вещества [3, 18].

Известно, что на качество хлебобулочных изделий, в частности из пшеничной муки, оказывает способ приготовления теста: опарный, безопарный, ускоренный [3, 18, 19]. Качество хлебобулочных изделий при использовании безопарного способа обычно хуже, чем изготовленных опарным способом. В тоже время добавки из растительного сырья сокращают процесс брожения при безопарном способе, что является основанием отнесения этого способа в этих условиях к ускоренному. Имеются данные, что при внесении добавок из растительного сырья лучше использовать безопар-ный способ производства [3]. При опарном способе добавки из растительного сырья можно вносить как в опару до ее созревания, так и после созревания в тесто [18]. Различие будет состоять в длительности контакта биологически активных веществ – добавок природного сырья с дрожжами и воздухом, в результате чего полифенолы, особенно представители антоцианов и агликонов флавонолов, могут окислиться и повлиять на антиоксидантные свойства хлебобулочных изделий.

Цель работы – изучить качество и антиоксидантную активность обогащенных хлебобулочных изделий из пшеничной муки, выработанных безопарным и опарным способами, выпеченных при разных температурных режимах до готовности.

Объекты и методы исследований

Для разработки обогащенных хлебобу- лочных изделий из пшеничной муки высшего сорта были использованы порошки: из ягод голубики дикорастущей; выжимок красноплодной рябины селекционных сортов; выжимок облепихи сорта «Витаминная»; мука кедрового ореха с массовой долей жира 20 % производства ООО «Специалист», г. Бийск, Россия.

За основу были взяты ранее разработанные рецептуры, приготовленные безопарным способом, количество добавок из природного сырья (порошки) в которых были оптимизированы по органолептическим и физикохимическим показателям [5]. Количество порошка из ягод голубики составило 3 %, муки кедрового ореха – 6 % в улучшенных по рецептуре изделиях; из выжимок красноплодной рябины и облепихи – по 5 % в рецептуре сдобных изделий. В качестве жирового компонента было использовано масло подсолнечное рафинированное дезодорированное. Контролем служили хлебобулочные изделия аналогичной рецептуры без добавок.

Тесто для опытных образцов хлебобулочных изделий готовили тремя способами: безопарным; опарным на густой опаре с внесением добавок в опару до созревания (опарный 1); опарным на густой опаре с внесением добавок в тесто (опарный 2). Хлебобулочные изделия массой 100 г выпекали при двух температурах: 200 °С в течение 25 минут и 220 °С в течение 20 минут.

Оценку качества хлебобулочных изделий проводили по органолептическим показателям: внешний вид (форма, поверхность, цвет корки), состояние мякиша (эластичность, характер пористости, цвет), вкус и запах. Из физико-химических показателей определяли массовую долю влаги; кислотность; пористость; удельный объем; формоустойчивость традиционными методами.

Суммарную антиоксидантную активность корки и мякиша хлебобулочных изделий определяли методом FRAP с ортофенантролином и Тритоном Х-100 [20]. Наиболее эффективным способом извлечения антиоксидантов в экстракт является водноспиртовой раствор [21]. Но он не позволит полностью извлечь жирорастворимые антиоксиданты из обогащенных хлебобулочных изделий. Поэтому для экстрагирования был использован Тритон Х-100, способный извлекать гидрофобные соединения. Для более полного извлечения биологически активных веществ использовали центрифугирование в течение 10 минут при 3500 об/мин. Измерение светопоглощения проводили при 505 нм на спектрофотометре СФ 56. Калибровочную кривую строили по аскорбиновой кислоте (АК), химически чистая (х.ч.).

Результаты и их обсуждение

Опытные образцы хлебобулочных изделий отличались цветом корок и мякиша, вкусом и ароматом в зависимости от используемых порошков. Мякиш хлебобулочных изделий с голубикой был серый, с мукой кедрового ореха – кремовый, с облепихой – желтовато-коричневатый, а с рябиной – светло-оранжево-коричневый. Цвет корок отличался незначительно: с кедровой мукой и контрольного образца – золотисто-коричневый, у остальных – темно-коричневый, у хлебобулочных изделий с голубикой и рябиной по цвету корок напоминал ржаной хлеб. Температурный режим выпечки оказал влияние только на цвет корок. Он был более интенсивным с более выраженными коричневыми тонами. Все изделия имели характерный аромат внесенных добавок из растительного сырья. Вкус улучшенных изделий с голубикой и кедровой мукой был слегка сладковатый, сдобных с облепихой и рябиной – кисло-сладкий. Способ производства не оказал влияния на вышеперечисленные показатели, за исключением вкуса и пористости обогащенных изделий сдобной рецептуры. В хлебобулочных изделиях с рябиной и с облепихой вкус стал более выраженным кислым. Изменился также характер пористости. При использовании опарного способа производства хлебобулочные изделия имели более тонкостенную пористость, особенно при внесении порошков в тесто.

Влажность изделий была оптимизирована с учетом водопоглотительной способности вносимых добавок из растительного сырья, а также количества сахара и жира в рецептуре. Поэтому обогащенные хлебобулочные изделия отличались массовой долей влаги в зависимости от используемой рецептуры. Влажность улучшенных изделий была в пределах 38–40 %, сдобных – 34–35 %. Контрольные образцы соответствующей рецептуры имели более низкую влажность.

На значения кислотности оказали влияние как вносимые добавки из природного сырья, так и продолжительность брожения. Наибольшее увеличение кислотности наблюда- лось у хлебобулочных изделий с рябиной и облепихой, но их значения не превышали 3 град при использовании безопарного способа производства. У хлебобулочных изделий, полученных опарным способом, кислотность была выше на 9–11 % при внесении добавок в густую опару и на 12–15 % при внесении добавок в тесто по сравнению с хлебобулочными изделиями, полученными безопарным способом.

Наибольшее влияние способ производства оказал на физические показатели хлебобулочных изделий: удельный объем, пористость и формоустойчивость. При использовании опарного способа производства все опытные и контрольные хлебобулочные изделия характеризовались более высокой формоустойчи-востью и удельным объемом, более развитой пористостью. Сдобные изделия имели значения исследуемых показателей немного ниже, чем улучшенных. Внесение добавок из растительного сырья в опару в меньшей степени повысило качество готовых изделий, чем в тесто по сравнению с безопарным способом. Наиболее это было выражено при внесении порошков рябины и облепихи, возможно, из-за влияния этих порошков на рН опары. Влияние способа производства в зависимости от используемых растительных добавок на удельный объем готовых изделий представлено на рисунке.

Удельный объем улучшенных обогащенных изделий при использовании опарного способа производства увеличивался в среднем на 10–14 % по сравнению с безопарным. Причем внесение добавок из растительного сырья в тесто вместе с созревшей опарой приводило к увеличению удельного объема на 2–4 % по сравнению с внесением их в опару до созревания.

Таким образом, в зависимости от используемого способа производства качество хлебобулочных изделий расположилось следующим образом: опарный 2 > опарный 1 > безопар-ный.

В хлебобулочных изделиях были определена антиоксидантная активность с учетом двух технологических факторов – способа приготовления теста и температурного режима выпечки. Результаты исследований представлены в таблице.

Исследуемые хлебобулочные изделия отличались антиоксидантной активностью не только в зависимости от технологических

Влияние способа производства на удельный объем хлебобулочных изделий в зависимости от используемых добавок из растительного сырья

Таблица

Антиоксидантная активность хлебобулочных изделий, мг АК/1г СВ

Вид изделия Часть изделия Способ производства безопарный опарный 1 опарный 2 Выпечка при 220 °С Контроль корка 2,12 1,72 1,94 мякиш 3,06 2,58 2,75 С голубикой корка 5,00 4,23 4,51 мякиш 4,32 3,43 3,90 С кедровой мукой корка 3,95 3,35 3,53 мякиш 4,92 4,18 4,40 Сдобный (контроль) корка 3,67 3,02 3,26 мякиш 4,71 4,00 4,26 С рябиной корка 5,90 5,09 5,30 мякиш 6,02 5,15 5,42 С облепихой корка 5,25 4,50 4,77 мякиш 6,67 5,72 6,00 Выпечка при 200 °С Контроль корка 2,27 1,93 2,00 мякиш 3,23 2,70 2,91 С голубикой корка 5,33 4,66 4,78 мякиш 4,55 3,97 4,10 С кедровой мукой корка 4,25 3,63 3,80 мякиш 5,18 4,40 4,65 Сдобный (контроль) корка 3,96 3,32 3,55 мякиш 4,90 4,16 4,40 С рябиной корка 6,30 5,35 5,68 мякиш 6,36 5,40 5,75 С облепихой корка 5,60 4,75 5,00 мякиш 7,00 5,90 6,35 факторов, но и от вносимой добавки из растительного сырья. Сдобные изделия имели большую антиоксидантную активность, чем улучшенные по рецептуре, как в контрольных образцах, так и с добавками. Очевидна роль жирового компонента, возможно, за счет содержания в нем токоферолов, но возможно за счет промежуточных продуктов меланоиди-нообразования [13, 16]. Корки контрольных образцов (улучшенных и сдобных) обладали меньшей антиоксидантной активностью по сравнению с мякишем. С повышением температуры выпечки антиоксидантная активность корок также снижалась, но более интенсивно, чем в мякише. Это может быть связано с процессами полимеризации в корке, о чем свидетельствует их более коричневый цвет при выпечке при температуре 220 °С.

Обогащенные хлебобулочные изделия за счет вносимых добавок из растительного сырья повысили свою антиоксидантную активность в 1,3–1,6 раза в мякише и в 1,4–1,8 раза в корке. Причем антиоксидантная активность корки была ниже, чем мякиша. Исключение составили хлебобулочные изделия с голубикой, в которых наоборот антиоксидантная активность корки была выше, чем мякиш, и по сравнению с коркой контроля была выше в 2 раза. Возможно, это связано с присутствием антоцианов, что подтверждают меньшие различия антиоксидантной активности корки и мякиша хлебобулочных изделий с рябиной. Наибольшей антиоксидантной активностью обладали хлебобулочные изделия с облепихой и рябиной, по-видимому, за счет большего количества внесенных добавок, содержащих комплекс водо- и жирорастворимых биологически активных веществ [5]. Но у хлебобулочных изделий с рябиной антиоксидантная активность корки была выше, а мякиша – ниже по сравнению с хлебобулочными изделиями с облепихой.

Антиоксидантная активность хлебобулочных изделий изменялась в зависимости от способа производства. При внесении добавок из растительного сырья в опару антиоксидантная активность была самой низкой, и по сравнению с безопарным способом была ниже в среднем на 15 %, что может быть связано с активностью воды в опаре, влияющей на активизацию ферментов, и контактом с воздухом. Внесение добавок в тесто вместе с созревшей опарой привело к повышению антиоксидантной активности в среднем на 5 %, но они не достигли значений, характерных для изделий безопарного способа производства. Наибольшей антиоксидантной активностью обладали хлебобулочные изделия, полученные безопарным способом. От используемого способа производства антиоксидантная активность хлебобулочных изделий расположилась следующим образом: безопарный > опарный 2 > опарный 1.

Выпечка при более высоких температурах привела к уменьшению значений антиоксидантной активности, причем более значительно в корке. И если антиоксидантная активность мякиша уменьшилась в среднем на 5 %, то корки – на 7 %. Изменения антиоксидантной активности хлебобулочных изделий в зависимости от используемых добавок из растительного сырья и способа производства, выпеченных при разных температурах, носили аналогичный характер.

Заключение

Качество хлебобулочных изделий формируется в процессе производства и зависит от способа приготовления теста. Для получения хлебобулочных изделий наиболее высокого качества лучше использовать опарный способ с внесением добавок из растительного сырья в тесто вместе с созревшей опарой.

Внесение добавок из растительного сырья в хлебобулочные изделия приводит к повышению их антиоксидантной активности, определенной методом FRAP с орто-фенантролином и Тритоном Х-100. Сдобные хлебобулочные изделия обладают большей антиоксидантной активностью, чем улучшенные, как контрольные образцы, так и обогащенные. Разные части хлебобулочных изделий отличаются антиоксидантной активностью: в корке меньше, чем в мякише. Исключение составили хлебобулочные изделия, обогащенные порошком из ягод голубики, у которых корка имеет большую антиоксидантную активность, чем мякиш.

Для повышения антиоксидантной активности обогащенных хлебобулочных изделий лучше использовать безопарный способ производства. Антиоксидантная активность изделий, полученных этим способом, на 10–15 % выше, чем опарным способом.

Выпечка обогащенных хлебобулочных изделий при более высоких температурах приводит к уменьшению их антиоксидантной активности, причем в большей степени в корке. При этом вид добавок из растительного сырья и способ производства не оказывает существенного значения.