Разработка порошкового полуфабриката для хлебопекарного производства

ISSN2074-9414. Техника и технология пищевых производств. 2012. № 2 УДК 664.661

О.Г. Чижикова, Т.В. Тилиндис, Л.О. Коршенко, Н.Н. Абдулаева

РАЗРАБОТКА ПОРОШКОВОГО ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ ХЛЕБОПЕКАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Разработан порошковый полуфабрикат для хлеба из пшеничной муки с недостаточной сахарообразующей способностью. В состав полуфабриката входят пшеничная мука высшего сорта, ячменный солод и инактивированные дрожжи. Проведен сравнительный анализ полуфабриката и пшеничной муки по количеству основных нутриентов. Исследовано влияние полуфабриката на качество и пищевую ценность хлеба.

Полуфабрикат порошковый, дрожжи инактивированные, глутатион, качество, хлеб, сахарообразующая способность.

Введение

Одной из главных задач, стоящих перед хлебопекарной промышленностью, является не только повышение качества хлебобулочных изделий, но и их пищевой ценности. Для решения данной проблемы представляет интерес применение продуктов, богатых натуральными биокорректорами. Одним из таких продуктов, богатых незаменимыми пищевыми веществами, являются хлебопекарные дрожжи. Представляет интерес использование дрожжей как нутрицевтика - источника ценных компонентов пищи: аминокислот, витаминов, минеральных веществ.

Хлебопекарные дрожжи представляют собой технически чистые культуры дрожжевых грибков-сахаромицетов семейства Sacharomycetocea рода Saccharomyces вида cerevisiae.

Хлебопекарные дрожжи отличаются высоким содержанием азотистых веществ. Содержание азота в сухих дрожжах составляет в среднем (% на сухое вещество) 7-9, из этого количества 18-20 % приходится на небелковый азот: пуриновые, пиримидиновые основания, глюкозамин и др.

Белковые вещества являются основными компонентами клетки. Содержание их в дрожжах достигает 40-60 % сухого вещества. Белок дрожжей характеризуется оптимальным соотношением незаменимых и заменимых аминокислот, их сбалансированностью, близкой к животному белку, за исключением содержания метионина.

Дрожжи отличаются от других пищевых продуктов наличием достаточного количества незаменимой аминокислоты лизина. Несмотря на сравнительно невысокое содержание метионина, белок дрожжей является высокоценным; кроме того, он хорошо переваривается и усваивается. Так, перевариваемость в организме человека хлебопекарных дрожжей составляет 70-90 %.

В больших количествах в хлебопекарных дрожжах содержится трипептид глутатион, содержащий в своем составе глицин, глутаминовую кислоту и цис-теин с -SH-группой. В дрожжах глутатион находится как в окисленной, так и в восстановленной формах. Глутатион - биохимически важный активатор некоторых ферментов, природный антиоксидант, обладающий противораковыми свойствами.

В дрожжах установлено наличие аминокислоты

таурин - это амидоэтиленсульфоновая кислота (С2Н7№03). Эта природная кислота участвует в синтезе многих аминокислот, входит в состав основного компонента желчи, который необходим для переваривания жиров, абсорбции жирорастворимых витаминов, а также для поддержания нормального уровня холестерина в крови, улучшения действия инсулина, участия в функционировании нервной системы, скелетных мышц и сетчатки глаз. Таурин управляет работой клеточных мембран, удерживая калий и магний внутри клеток.

В клетках дрожжей содержатся нуклеиновые кислоты (НК) (26,1 % к массе азотистых веществ) - рибонуклеиновая кислота (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК), которые наряду с белками являются важнейшими биополимерами.

Минеральные вещества составляют от 5 до 15 % сухого вещества дрожжевой клетки и представлены сульфатами, фосфатами, карбонатами, хлоридами. Большая часть минеральных веществ приходится на фосфаты. Содержащийся в дрожжах хром играет важную роль в предотвращении заболеваний сахар -ным диабетом и в замедлении старения организма человека. Хлебопекарные дрожжи являются натуральным и оптимально сбалансированным источником хромсодержащего органического фактора устойчивости к глюкозе. Удачная для организма человека комбинация хрома, ниацина и аминокислот играет роль посредника в действии инсулина.

В хлебопекарных дрожжах обнаружен селен, который является одним из важнейших эссенциальных микроэлементов и антиоксидантом непрямого действия. Селен участвует в синтезе гормонов щитовидной железы, реализации репродуктивной функции, защите от токсического действия тяжелых металлов (свинца, ртути), оказывает радиопротекторное действие, купирует рост раковых опухолей.

Углеводы дрожжей представлены в основном полисахаридами: гликоген, трегалоза, маннан, глюкан и хитин. Общее содержание углеводов в хлебопекарных дрожжах достигает 30 %. Липиды дрожжей представляют собой нейтральные жиры, жирные кислоты, липоиды и стеролы. Обычно в дрожжах жира содержится около 2 %. В состав жира входят преимущественно пальмитиновая и стеариновая кислоты, фосфатиды, а также эргостерин, количество которого в некоторых дрожжах достигает 2 % от об-

щего содержания жира.

Дрожжи характеризуются оптимальным сочетанием содержания витаминов с белком и минеральными веществами. Дрожжи богаты витаминами группы В: Вь В2, В5, В6, В9, также они содержат витамины Н, РР, Е [1-8].

Цель работы - разработка хлебопекарного полуфабриката с повышенной биологической ценностью, предназначенного для производства хлеба из пшеничной муки высшего сорта с недостаточной сахарообразующей способностью.

Объекты и методы исследований

Во время эксперимента проводили анализ основного и дополнительного сырья по показателям, которые требовались в ходе эксперимента. Все пробы муки пшеничной хлебопекарной анализировались на соответствие требованиям ГОСТ Р 52189 по органолептическим и физико-химическим показателям. Сахарообразующую способность муки определяли по количеству образовавшейся мальтозы в водно-мучной суспензии из 10 г муки и 50 см3 в течение 1 часа амилолиза при температуре 27 °С.

При исследовании химического состава полуфабриката и муки определяли содержание азотистых веществ, углеводов (крахмала, декстринов, редуцирующих веществ), жира, золы и глутатиона. Массовую долю общего азота определяли методом Кьель-даля; крахмала - кислотным гидролизом по методу Пьючера [9]; декстринов - по методу М.П. Попова и Е.Ф. Шаненко [10], который заключается в измерении оптической плотности йодного раствора фильтрата исследуемого материала при разных длинах волн (660 и 530 нм).

Массовую долю редуцирующих сахаров определяли йодометрическим методом; жира - экстракционным методом с предварительным гидролизом навески; золы - по ГОСТ 27494. Содержание глута-тиона устанавливали по методу, основанному на окислении глутатиона йодом [11]. Аминокислотный состав белка анализировали с помощью аминокислотного анализатора Biochrom 30 (Biochrom, England) на колонке Ultropac в литий-цитратной буферной системе с предварительным гидролизом навески образца.

Фракционный состав белков определяли по нижеприведенной методике.

Навеску сухого образца последовательно экстрагировали водой, 2%-ным раствором соли, 70%-ным этанолом и 0,2%-ным раствором едкого натра. Белок определяли в 0,1 см3 надосадочной жидкости по методу Гринберга и пересчитывали содержание белка на общий объем экстракта.

Содержание минеральных веществ, в частности кальция и магния, определяли комплексонометриче-ским методом, железа - колориметрическим методом, селена - флуорометрическим методом.

При проведении исследований использовали расчетно-аналитический метод определения аминокислотной сбалансированности полуфабрикатов в сравнении с пшеничной мукой, применяя методологию, предложенную Н.Н. Липатовым [12]. При этом рассчитывали коэффициент рациональности аминокис-

лотного состава (Яс), численно характеризующий сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к эталону.

Влияние полуфабриката на качество хлеба определяли по органолептическим показателям. Оценку органолептических показателей качества готовых изделий проводили в соответствии с ГОСТ 5667 и по 100-балльной системе.

Результаты и их обсуждение

Авторы по специальной технологии разработали порошковый хлебопекарный полуфабрикат, в рецептуру которого входят: мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта, мука из ячменного солода и инактивированные хлебопекарные дрожжи в соотношении 70:5:25.

Для выработки полуфабриката дрожжи заваривали горячей водой для инактивации. Полученную массу охлаждали и использовали для замеса теста. В подготовленную смесь из муки пшеничной и муки из ячменного солода вносили охлажденную дрожжевую массу и замешивали жидкое тесто влажностью 65 %. Далее тесто оставляли на отлежку в течение 3 часов, затем тесто тонким слоем распределяли на противне, высушивали при температуре 120-130 °С и измельчали. Выработанный полуфабрикат представлял собой порошкообразный продукт желтого цвета с кремовым оттенком, с легким дрожжевым запахом и сладким вкусом.

Был проведен анализ химического состава полуфабриката (ПФ) и сделан сравнительный анализ с пшеничной мукой высшего сорта. Данные представлены в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав порошкового полуфабриката и пшеничной муки высшего сорта

Образец Вода, % Массовая доля, % на сухое вещество

Белок Крахмал 1 тск ке « Сахара* Зола

Мука 14 12,6 75,2 0,16 0,47 1,30 0,53

ПФ 8 25,3 8,0 47,6 10,2 2,94 2,42

*Редуцирующие сахара.

Показано, что полуфабрикат отличается от муки пшеничной высшего сорта углеводным комплексом, содержанием белка и минеральных веществ. По сравнению с мукой в полуфабрикате более низкое содержание крахмала, значительно более высокое содержание декстринов (47,6 %), редуцирующих сахаров (10,2 %) и белка (25,3 %).

Был установлен фракционный и аминокислотный состав белков полуфабриката и проведен сравнительный анализ с пшеничной мукой высшего сорта, результаты которого приведены в табл. 2 и 3.

В полуфабрикате сумма водо- и солерастворимых белков составила 13,6 %, что в 3,9 раза больше, чем в пшеничной муке высшего сорта (3,5 %) (табл. 2).

Таблица 2

Фракционный состав белков полуфабриката и пшеничной муки высшего сорта, %

Фракции Мука ПФ

Водорастворимая 1,8 2,8

Солерастворимая 1,7 10,8

Спирторастворимая 4,3 3,4

Щелочерастворимая 3,4 6,3

Как показали исследования, содержание незаменимых аминокислот в полуфабрикате составляет 9568 мг/100 г, что в 2,4 раза больше, чем в пшеничной муке (табл. 3).

Установлено повышенное содержание аминокислот лизина и треонина, которые являются дефицитными для белков пшеничной муки. Также из данных табл. 3 следует, что преобладающей незаменимой аминокислотой является лейцин.

Кроме того, в полуфабрикате установлено наличие аминокислоты таурин в количестве 550 мг на 100 г сухого полуфабриката.

Таблица 3

Содержание незаменимых аминокислот в полуфабрикате и пшеничной муке высшего сорта, мг на 100 г сухого вещества

Аминокислота Мука ПФ

Валин 548 1224

Изолейцин 499 1240

Лейцин 935 1723

Лизин 290 1327

Метионин + цистин 410 707

Треонин 361 1035

Триптофан 116 286

Фенилаланин + тирозин 870 2026

Е НАК* 4029 9568

*НАК - незаменимые аминокислоты.

Экспериментальным путем в готовом полуфабрикате было установлено содержание свободных аминокислот, которое составило 36,6 мг/100 г (в муке пшеничной высшего сорта - 18,6 мг/100 г).

Для количественной оценки биологической ценности и сбалансированности аминокислотного состава белка полуфабриката использовали коэффициент, равный доле незаменимых аминокислот, усвояемых организмом человека.

Характеристика аминокислотной сбалансированности полуфабриката и муки пшеничной высшего сорта приведена в табл. 4.

Таблица 4

Аминокислотная сбалансированность белков полуфабриката и пшеничной муки высшего сорта

Аминокислота Содержание, мг/г белка

Эталон ФАО/ВОЗ Мука ПФ

Валин 50 45,7 52,1

Изолейцин 40 41,8 52,8

Лейцин 70 78,3 73,3

Лизин 55 24,3* 56,5

Метионин + цистин 35 34,3 30,1*

Треонин 40 30,2 44,0

Триптофан 10 9,7 12,2

Фенилаланин + тирозин 60 72,8 86,2

Е НАК 360 337,1 407,2

С % СШ1П, % 100 44,2 86,0

Ко, ед. 1 0,43 0,74

*Лимитирующая аминокислота; НАК - незаменимые аминокислоты; С^п - скор лимитирующей аминокислоты; Rc - коэффициент рациональности аминокислотного состава.

Анализируя данные по аминокислотной сбалансированности белков, можно сделать вывод, что полуфабрикат имеет высокую потенциальную биологическую ценность (Я.;; = 0,74 ед.) по сравнению с пшеничной мукой высшего сорта (Яс = 0,43 ед.).

Содержание минеральных веществ в полуфабрикате составило 2,42 %, в муке пшеничной высшего сорта - 0,52 % (см. табл. 1). Экспериментально в разработанном полуфабрикате установлено высокое содержание кальция - 128 мг/100 г, магния - 47 мг/100 г, железа - 2939 мкг/100 г, селена - 6,2 мкг/100 г (в пшеничной муке высшего сорта - 5,0 мкг/100 г).

В порошковом дрожжевом полуфабрикате определяли содержание глутатиона, который не только влияет на физические свойства теста, но и обладает антиоксидантными, радиопротекторными и противораковыми свойствами. Суммарное содержание глу-татиона в полуфабрикате составило 202,6 мг/100 г.

Для оценки функциональных свойств полуфабриката проводили пробные выпечки формового и подового хлеба из пшеничной муки высшего сорта с недостаточной сахарообразующей способностью (157 мг мальтозы на 10 г муки) с различной дозировкой полуфабриката.

Полуфабрикат вносили при замесе теста в сухом виде взамен пшеничной муки, контрольный образец вырабатывали без добавления полуфабриката.

Выпечка хлеба проводилась в производственных условиях хлебопекарного цеха на базе Инновационного технологического центра Дальневосточного федерального университета. Была установлена оптимальная дозировка полуфабриката, которая составила 5 % взамен пшеничной муки.

Пробные партии хлеба, вырабатываемые с добавлением 5 % полуфабриката, по органолептическим показателям характеризовались более высокими баллами (92,2-93,0) по сравнению с контрольными образцами (80,0-82,0). При этом улучшались основные

качественные показатели готовых изделий: состояние и окраска корки, цвет мякиша, вкус и запах.

Разработанный порошковый полуфабрикат, получивший название «ВИТЭМБ-Д», рекомендуется использовать для выработки хлеба из пшеничной муки высшего сорта со средней и низкой сахарообразующей способностью в количестве до 5 % с целью повышения качества и пищевой ценности изделий. Расчетным путем определено, что полуфабрикат имеет высокую потенциальную биологическую ценность, коэффициент рациональности аминокислотного состава белков составляет 0,74 ед. (табл. 5).

Коэффициент рациональности аминокислотного состава в выработанных образцах пшеничного хлеба превышает данный показатель контрольного образца и составляет 0,52 ед.

Согласно теории сбалансированного питания организм человека нуждается в определенном количестве пищевых веществ, в том числе незаменимых аминокислот и минеральных веществ. В связи с этим было рассчитано содержание незаменимых аминокислот в 450 г хлеба, выработанного с использованием 5 % полуфабриката, и в контрольном образце (без добавления ПФ). Данные приведены в табл. 6.

Таблица 5

Аминокислотная сбалансированность белков хлеба из пшеничной муки высшего сорта с добавлением 5 % полуфабриката

Аминокислота Содержание, мг/г белка

Эталон ФАО/ВОЗ Образец хлеба

контрольный опытный

Валин 50 45,8 46,7

Изолейцин 40 41,9 43,6

Лейцин 70 78,3 77,5

Лизин 55 24,9* 30,0*

Метионин + цистин 35 34,4 33,6

Треонин 40 30,4 32,4

Триптофан 10 9,8 10,1

Фенилаланин + тирозин 60 73,1 74,9

Z НАК 360 338,6 348,8

С % Стт, % 100 45,0 54,5

Rc, ед. 1 0,44 0,52

* Лимитирующая аминокислота; НАК - незаменимые аминокислоты; С^д - скор лимитирующей аминокислоты; Rc - коэффициент рациональности аминокислотного состава.

Таблица 6

Степень удовлетворения суточной потребности в незаменимых аминокислотах при потреблении 450 г хлеба

Аминокислота Суточная потребность, г Образец хлеба

конт рольный опытный

Содержание, г % от суточной нормы Содержание, г % от суточной нормы

Валин 4,0 1,40 35,0 1,53 38,3

Изолейцин 4,0 1,30 32,5 1,44 36,0

Лейцин 5,0 2,39 47,8 2,57 51,4

Лизин 4,0 0,80 20,0 1,00 25,0

Метионин + цистин 5,0 1,04 20,8 1,13 22,6

Треонин 3,0 0,95 31,6 1,08 36,0

Триптофан 1,0 0,31 31,0 0,33 33,3

Фенилаланин + тирозин 6,0 2,30 38,3 2,48 41,3

Из представленных в табл. 6 данных следует, что при потреблении 450 г хлеба с добавлением полуфабриката степень удовлетворения суточной потребности взрослого человека по всем незаменимым аминокислотам значительно выше, чем хлеба, выработанного без его использования (контрольный образец).

Таким образом, результаты исследований позволяют сделать вывод о возможности использования разработанного порошкового полуфабриката, названного «ВИТЭМБ-Д», при производстве хлеба из пшеничной муки высшего сорта с целью повышения его качества и пищевой ценности.

Список литературы

1. Квасников, Е.И. Дрожжи. Биология. Пути использования / Е.И. Квасников, И.Ф. Щелокова. - Киев: Наукова думка, 1991. - 327 с.

2. Кудряшева, А.А. Использование пекарских дрожжей в лечебно-профилактическом питании / А.А. Кудряшева // Пища, вкус, аромат. - 2001. - № 2. - С. 2-3.

3. Кудряшева, А.А. Новое поколение пищевых продуктов с биологически активными добавками / А.А. Кудряшева, Л.В. Драчева, А.А. Бочарников, Т.В. Лущик // Пищевая промышленность. - 1995. - № 11. - С. 22-23.

4. Дрожжи: их значение для человека // Питание и общество. - 1993. - № 1. - С. 23-24.

5. Дубцов, Г.Г. Выработка хлебных изделий с добавкой, содержащей глутатион / Г.Г. Дубцов, М.П. Попов // Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания: материалы докладов III Международного симпозиума. - М., 1994. - С. 225-226.

6. Алешин, С. Орто-Таурин - суперзвезда для Вашего здоровья / С. Алешин // Ортомолекулярная медицина. -2004. - № 1.

7. Тутельян, В.А. Селен в организме человека / В.А. Тутельян, В.А. Княжев, С.А. Хотимченко. - М.: Изд-во РАМН, 2002. - 224 с.

8. Чижикова, О.Г. Полуфабрикат повышенной биологической ценности для хлебобулочных изделий / О.Г. Чижикова, Л.О. Коршенко, Т.В. Тилиндис, Е.В. Бородинова // Хлебопродукты. - 2007. - № 7. - С. 51-52.

9. Практикум по биохимии. - 2-е изд., перераб. и доп. / под ред. С. Северина, Г. Соловьевой. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 509 с.

10. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых производств / А.А. Виноградова [и др.] / под ред. Л.П. Ковальской. - М.: Агропромиздат, 1991. - 335 с.

11. Химико-технологический контроль производства солода и пива / под ред. П.М. Мальцева. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 447 с.

12. Липатов, Н.Н. Методология проектирования продуктов питания с требуемым комплексом показателей пищевой ценности / Н.Н. Липатов, Н.А. Рогов // Известия вузов. Пищевая технология. - 1987. - № 2. - С. 9-15.

ФГАОУ ВПО «Дальневосточный федеральный университет», 690950, Россия, г. Владивосток, ул. Суханова, д. 8.

Тел./факс: (423) 243-40-89 е-mail: sem@biz.dvfu.ru

SUMMARY

O.G. Chizhikova, T.V. Tilindis, L.O. Korshenko, N.N. Abdulaeva

THE DEVELOPMENT OF A POWDER SEMI-PROCESSED PRODUCT FOR BAKING PRODUCTION

A powder semi-processed product has been developed for white bread with insufficient saccharifying power. The composition of the semi-processed product includes wheat flour of high quality, barley malt and inactivated yeast. The comparative analysis of a semi-processed product and wheat flour according to the number of the main nutrients has been made. The influence of a semi-processed product on the quality and nutritional value of bread has been studied.

Powder semi-processed product, inactivated yeast, glutathione, quality, bread, saccharifying power.

Far Eastern Federal University 8, Sukhanova str., 690950, Vladivostok, Russian Federation

Phone/Fax: (423) 243-40-89 е-mail: sem@biz.dvfu.ru