Пищевые волокна в кондитерском производстве

Выводы

В результате проведенных исследований установлено:

• Жилая форма сига, обитающего в низовьях бассейна р. Енисей, по содержанию жира относится к особо жирной рыбе (от 15 до 34%), а полупроходная - к рыбе средней жирности (от 2 до 8%).

• Отмечено значительное преобладание жирных кислот в образцах жилой формы сига - в 11 раз по сравнению с полупроходной.

• Пищевая часть полупроходной формы сига сибирского по содержанию макро- и микроэлементов в 1,3-24 раза насыщеннее в сравнении с жилой формой.

• Наиболее полноценным биологическим продуктом является пищевая часть полупроходного сига.

• По содержанию витаминов наиболее богаты образцы полупроходного сига.

• В результате проведенных исследований установлено, что в низовьях бассейна р. Енисей, по содержанию минеральных веществ, незаменимых аминокислот, витаминов преобладает полупроходная форма сига. Но, как источник полиненасыщенных кислот доминирует жилая форма сига сибирского.

Литература

1. Товароведение и экспертиза продовольственных товаров: учеб. / под ред. проф. Л.Г. Елисеевой. - М.: МЦФЭР, 2006. - 800 с.

2. Экспертиза рыбы, рыбопродуктов и нерыбных объектов водного промысла. Качество и безопасность: учеб. пособие / под общ. ред. В.М. Позняковского. - Новосибирск: Сиб. унив. изд-во, 2005. - 311 с.

УДК 664.143 Н.Н. Типсина, Н.В. Присухина

ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА В КОНДИТЕРСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

В статье рассматривается важная роль пищевых волокон в продуктах питания, которые повышают биологическую ценность кондитерских изделий.

Приведен химический состав некоторых видов овощей и фруктов. Предложена схема получения овощных и фруктовых порошков.

Ключевые слова: пищевые волокна, кондитерское изделие, биологическая ценность.

N.N. Tipsina, N.V. Prisukhina FOOD FIBRES IN CONFECTIONERY

The important role of food fibres in food products which increase the biological value of confectionary is considered in the article.

Chemical composition of some types of vegetables and fruit is given. The scheme of the vegetable and fruit powders production is offered.

Key words: food fibres, confectionery, biological value.

Кондитерские изделия принадлежат к числу важных и излюбленных компонентов пищевого рациона детей и подростков, однако большая часть их отличается низким содержанием витаминов, минеральных веществ, пищевых волокон, дефицит которых в питании детей является серьезной проблемой в нашей стране.

Исследования, проведенные институтом питания РАМН, выявили глубокий дефицит витамина С (в 3,5-6 раз меньше физиологической нормы), витаминов группы В (В1, В2, Вб) более чем у половины обследо-

ванных детей. Недостаточная обеспеченность фолиевой кислотой выявлена у 36 % детей (в северных районах дефицит достигает 64 %); витаминов группы Е - у 47 % (в ряде регионов составляет 87 %). У большинства детского населения России снижена концентрация кальция, железа и других микронутриентов, в том числе фтора, цинка, йода, особенно эссенциального микроэлемента - селена, являющегося важным элементом антиоксидантной защиты организма. Дефицит пищевых волокон достигает 50 %. В связи с этим в последнее время все больше внимание в кондитерской промышленности стали уделять разработке и выпуску изделий лечебно-профилактического назначения, в состав которых вводятся препараты биологически активных веществ или природные компоненты, способные повысить их пищевую ценность (подварки из овощей и плодов, фруктово-ягодные порошки и т.д.). Одним из источников биологически активных веществ являются лекарственные растения.

Создание кондитерских изделий специального назначения должно осуществляться на базе наукоемких технологий, так как только в этом случае обеспечивается возможность более полного проявления функциональных свойств биологически активных добавок.

Для научного обоснования создания кондитерских изделий специального назначения необходимо учитывать ряд факторов, оказывающих существенное влияние на конечный результат:

- особенности рецептурного состава, технологических параметров и достаточно длительный срок реализации делает их чувствительными к окислительным и микробиологическим изменениям;

- наличие минеральных веществ оказывает влияние на сохранность изделий и формирование потребительских свойств;

- при производстве мучных кондитерских изделий в условиях технологического процесса протекают биохимические преобразования за счет собственных ферментов муки, что, в свою очередь, является фоном для множества других процессов;

- привлечение в производство новых, нетрадиционных для кондитерского производства видов сырья.

При разработке рецептур кондитерских изделий функционального, профилактического и лечебного

направления в основном используют сырье растительного происхождения как источник белковых и минеральных веществ, витаминов, жиров, о также усвояемых и неусвояемых углеводов. В одних случаях применяют природное сырье, в других - обогащают продукты специальными одно- и многокомпонентными добавками. Среди функциональных пищевых ингредиентов большая роль принадлежит пищевым волокнам (ПВ), которые имеют особое физиологическое значение.

Пищевые волокна на сегодняшний день являются одними из самых востребованных и наиболее широко применяемых пищевых ингредиентов благодаря их многофункциональности. С одной стороны, пищевые волокна используют как технологические добавки, изменяющие структуру и химические свойства пищевых продуктов, с другой стороны, пищевые волокна являются прекрасными функциональными ингредиентами, которые способны оказывать благоприятное воздействие, как на отдельные системы организма человека, так и на весь организм в целом.

Потребность населения России в пищевых волокнах примерно 1,5 млн тонн в год, причем удовлетворяется она только на треть за счет муки грубого помола, зерна, овощей и фруктов. Поэтому создание промышленных технологий получения пищевых свекловичных волокон и широкое использование их в производстве продуктов функционального назначения - задача чрезвычайно актуальная.

Пищевые волокна - это комплекс, состоящий из полисахаридов (целлюлоза, геммицеллюлоза, пектиновые вещества), а также лигнина и связанных с ними белковых веществ, формирующих клеточные стенки растений.

Роль пищевых волокон в питании многообразна. Она состоит частично в том, что они способствуют выведению из организма некоторых метаболитов пищи и загрязняющих ее веществ, регуляции физиологических, биохимических процессов в органах пищеварения.

Оптимальное суточное потребление пищевых волокон, по различным данным, колеблется в пределах от 40-70 г.

Пищевые волокна представляют собой большую группу полимерных соединений, различающихся по химическому составу и строению. Именно строение и состав молекулы определяют различия в физикохимических свойствах (рис. 1).

Химическое строение Физико-химические

состав и структура мономеров: свойства

а последовательность связанных мономеров;

молекулярная масса и степень полимеризации;

положение гликозидных связей;

упорядоченная или аморфная структура;

функциональные химические группы;

число и тип внутримолекулярных и межмолекулярных связей;

пространственная структура, способ и плотность упаковки биополимеров

Рис. 1. Взаимосвязь между строением и свойствами пищевых волокон

Многие полисахариды, относящиеся к пищевым волокнам, традиционно применяются в пищевых технологиях в качестве загустителей, замутнителей, стабилизаторов дисперсных систем, гелеобразователей. В этом случае при использовании пищевых волокон в качестве технологических компонентов их концентрации минимальны (0,01-1,5%) и обусловлены технологической необходимостью.

Однако обогащение пищевого продукта пищевыми волокнами предполагает их введение в количестве не менее 3-6 г на 100 г готового продукта, что сопряжено с возможным изменением его качества. Поэтому при разработке функциональных продуктов с пищевыми волокнами в каждом отдельном случае требуется проводить экспериментальное исследование, направленное на решение технологических задач.

Результатом такого исследования является продукт, представляющий собой компромиссное решение между стремлением к удовлетворению потребностей организма человека в пищевых волокнах и сохранением высокого качества обогащенного продукта.

Из физико-химических свойств пищевых волокон прежде всего выделяются водоудерживающая способность, ионообменные и сорбционные свойства. Способность удерживать воду связана со степенью гид-рофильности и количеством присутствующих в них биополимеров (пектиновых веществ), характером поверхности, пористостью частиц, их размерами.

Наиболее распространенным источником пищевых волокон являются плодово-ягодное сырье и овощи. Овощи, плоды и ягоды поставляют организму углеводы, клетчатку, минеральные вещества, витамины, органические кислоты, эфирные масла и другие жизненно необходимые элементы. Химический состав некоторых видов овощей и плодов приведен в таблице.

Химический состав свежих овощей и фруктов, % на 100 г продукта

Ингредиент Слива Груша Яблоки Абрикосы Капуста белокочанная Свекла Морковь Кабачки

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Вода 87 87,5 86,5 86 90 86,5 88,5 93

Белки 0,8 0,4 0,4 0,9 1,8 1,7 1,3 0,6

Жиры - - - - - - 0,1 0,3

Углеводы 9,9 10,7 11,3 10,5 5,4 10,8 7 5,7

Пищевые волокна 0,5 0,6 0,6 0,8 0,7 0,9 1,2 0,3

Энергия 43 42 46 46 28 48 33 27

Натрий 18 14 26 30 13 86 21 2

Калий 214 155 248 305 185 288 200 238

Кальций 28 19 16 28 48 37 51 15

Окончание табл.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Магний 17 12 9 19 16 43 38 9

Фосфор 27 16 11 26 31 43 55 12

Железо 2,1 2,3 2,2 2,1 1 1,4 1,2 0,4

Витамин А 100 10 30 1600 20 10 9000 30

Витамин В1 (тиамин) 0,06 0,02 0,01 0,03 0,06 0,02 0,06 0,03

Витамин В2 (рибофлавин) 0,04 0,03 0,03 0,06 0,05 0,04 0,07 0,03

Витамин РР (ниацин) 0,6 0,1 0,3 0,7 0,4 0,2 1 0,6

Витамин С 10 5 13 10 50 10 5 15

Клетчатка, содержащаяся в овощах, очень нежная и, в отличие от трудноперевариваемой клетчатки других продуктов, хорошо расщепляется и с большей полнотой усваивается. Клетчатка ценится свойством стимулировать перистальтику кишечника, выводить из организма холестерин, нормализовать состав микроорганизмов, находящихся в кишечнике, обеспечивать образование ряда витаминов группы В.

Эффективность овощей, плодов и ягод в питании зависит также от их сочетания с другими пищевыми веществами. Важным достоинством овощей является то, что они не «приедаются» и при добавлении в другие изделия не заглушают вкуса и аромата основных продуктов, а часто делают их более выраженными.

В мучные кондитерские изделия чаще всего добавляют нерастворимые пищевые волокна (содержащие целлюлозу, гемицеллюлозы и т.п.), которые применяют для снижения калорийности, гликемического индекса, обогащения. В кондитерской эмульсии, тесте и других полуфабрикатах препараты пищевых волокон, особенно растворимых, проявляют определенные технологические эффекты:

• увеличивают содержание влаги в тесте и готовых изделиях за счет влагоудерживающих свойств, тем самым сохраняя свежесть выпечных изделий в течение более длительного срока;

• влияют на реологические свойства теста и готового продукта. Например, добавление волокон в эмульсию для сахарного теста стабилизирует ее, делает более однородной, насыщенной пузырьками воздуха, которые распределены более равномерно, адгезионные свойства тестовых заготовок также улучшаются. Готовые изделия отличаются повышенной прочностью и намокаемостью, увеличенной пористостью;

• обеспечивают текстурные характеристики мучных кондитерских изделий, которые в случае правильно подобранных волокон в оптимальной концентрации приобретают воздушную текстуру, характеризуемую как «тающая во рту»;

• улучшают структурные характеристики изделий, предотвращают разрывы на поверхности печенья, повышают прочность вафельных изделий, уменьшают растекаемость сдобной выпечки, уменьшают растрескивание при хранении замороженного теста и полуфабриката теста и т.д.;

• введение волокон, например, пектина, в мучное кондитерское изделие с фруктовой начинкой способствует формированию их гелеобразной консистенции, повышает стабильность начинки при выпечке, снижает миграцию влаги из начинки в готовое изделие.

Дозировки пищевых волокон в мучных кондитерских изделиях обычно составляют около 1-3% к массе муки. Однако в более высоких дозировках влияние ПВ может иметь негативный характер, в частности возможно нежелательное изменение реологических свойств теста, излишнее повышение прочности изделий, их деформация и ухудшение текстурных характеристик. Для тех продуктов, которые будут позиционироваться как «богатый источник пищевых волокон», требуется специальная отработка и адаптация рецептур для обеспечения необходимых текстурных характеристик.

В Университете пищевых производств были разработаны рецептуры и технологии сахарного печенья с начинкой, обогащенного гуммиарабиком и пектином, комплексом нерастворимых волокон яблок, фрукто-олигосахаридами. Созданы новые виды затяжного печенья, с высоко- и низкоэтерифицированным пектином, микрокристаллической целлюлозой, а также полидекстрозой и комплексом волокон сахарной свеклы.

Перспективным направлением является добавление в кондитерские изделия яблочного порошка и яблочных хлопьев, получаемых из яблочных полуфабрикатов. Хлопья и порошок могут храниться длительное время без изменения первоначальных свойств. Они имеют нейтральный цвет и аромат, поэтому их можно смешивать с другими фруктами и ягодами (черника, вишня, черная смородина, малина), удешевляя, таким образом, стоимость изделий. Использование яблочного порошка и хлопьев позволяет увеличить массо-

вую долю сухих веществ и снизить массовую долю сахара в кондитерских изделиях. Они позволяют снизить сахароемкость продукции, обогатить кондитерские изделия минеральными веществами, уменьшить расход дефицитной лимонной кислоты.

Целесообразно использование морковного, тыквенного порошка, а также порошка из косточек винограда, семян и выжимок граната.

Схема получения порошка из овощей и фруктов представлена на рисунке.

В районах Сибири перспективна замена фруктово-ягодного сырья (пюре, пульпа, подварки), доставляемого из южных районов, сырьем из сибирских мелкоплодных яблок - ранетки и полукультурки, которые обладают меньшей сахароемкостью и позволяют вырабатывать менее калорийные изделия. Высокая естественная кислотность, характерные вкус и аромат, яркий цвет плодов дают возможность исключить из рецептур такие добавки, как кислоты, красители, ароматизаторы.

При замене сахара и жира яблочной пастой в песочном полуфабрикате увеличивается содержание незаменимых и серосодержащих аминокислот, увеличивается содержание моносахаридов и уменьшается содержание сахарозы. Содержание моносахаридов в песочно-яблочном полуфабрикате увеличивается в 3,3 раза, в бисквите яблочном - в 6 раз, содержание сахарозы в указанных изделиях снижается на 14-16%. Добавление яблочной пасты обогащает мучные полуфабрикаты пектиновыми веществами и снижает энергетическую ценность на 33%.

Установлено, что твердая часть овощных добавок оказывает большой эффект на устойчивость взбитых масс, что объясняется наличием в них полисахаридов, ответственных за структурообразование: пектиновых веществ, клетчатки, целлюлозы, гемицеллюлоз. Поэтому предложен способ производства сбивных конфет, предусматривающий введение в сбитую массу, с целью ускорения процесса и улучшения качества конфет, порошка из плодов, ягод или овощей в количестве 13-17% от общего количества сбитой массы. Полученные таким образом корпуса конфет имеют нежную пышную консистенцию, приятный плодовый вкус. Кроме того, низкая влажность порошков (около 6%), высокая влагоудерживающая способность обеспечивают сохранение изделий свежими, предупреждая их высыхание и черствение.

Литература

1. Азии, Д.Л. Растительные порошки и пищевая ценность хлебобулочных изделий / Д.Л. Азии, Н.Ю. Меркулов // Хлебопечение России. - 2000. - №6.

2. Аксенова, Л.М. Научно-практические основы здорового питания в кондитерской отрасли / Л.М. Аксенова // Пищевая пром-сть. - 2004. - №3.

3. Донченко, Л.В. Безопасность пищевого сырья и продуктов питания / Л.В. Донченко, В.В. Надыкта. -М.: Пищепромиздат, 1999. - 356 с.

4. Корячкина, С.Я. Новые виды мучных и кондитерских изделий / С.Я. Корячкина. - Орел: Труд, 2001. -212с.

5. Платова, Л. Применение пищевых волокон в различных группах продуктов / Л. Платова, А. Кочеткова // Бизнес пищевых ингредиентов. - 2008. - № 6(9).

6. Магомедов, Г.О. Новый мучной порошкообразный полуфабрикат / Г.О. Магомедов, Н.М. Дерканосова, Л.Л. Кривопишина // Пищевая пром-сть. - 1996. - №4.

7. Типсина, Н.Н. Производство мучных кондитерских изделий: учеб. пособие / Н.Н. Типсина, Е.А. Стру-

пан, Т.В. Полякова. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2007. - 135 с.

8. Типсина, Н.Н. Мучные изделия: учеб. пособие / Н.Н. Типсина. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2007. -

172 с.

9. Типсина, Н.Н. Мелкоплодные яблоки Сибири в кондитерских изделиях пищевой промышленности и

массовом питании / Н.Н. Типсина. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 1997. - 103 с.

'--------♦-----------

УДК 664.8.047:518.1(049) Б.А. Вороненко, Б.К. Гусев, В.В. Пеленко, В.В. Стариков

АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ СОВМЕСТНОГО ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОСА В ПРОЦЕССЕ ГОРЯЧЕЙ СУШКИ МЯСНЫХ И РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ

Решена система дифференциальных уравнений совместного тепломассопереноса для нахождения полей температуры, влагосодержания и давления внутри капиллярно-пористого тела - рыбы. Краевая задача решена методом интегрального преобразования Лапласса. В результате получена формула, удобная для инженерных расчетов полей температуры в теле и скорости его нагрева.

Ключевые слова: поле температуры, совместный тепломассоперенос, краевая задача, инженерный расчет.

B.A.Voronenko, B.K. Gusev, V.V. Pelenko, V.V. Starikov ANALYTICAL SOLUTION OF THE PROBLEM OF JOINT HEAT AND MASS TRANSFER IN THE PROCESS OF HOT DRYING OF MEAT AND FISH PRODUCTS

Differential equations system of joint heat and mass transfer for identifying the temperature fields, humidity content and pressure inside the capillary-spongy fish body was solved. The boundary problem was solved by means of the Laplace integral transformation method. Formula that is well-behaved for the engineering analysis of temperature fields in the body and its heating speed was received.

Key words: temperature field, joint heat and mass transfer, boundary problem, engineering analysis.

В работе [1] рассмотрен один из этапов приготовления крупы из крупной рыбы при предварительном ее пропекании в сушильной печи. В печи рыбу пропекают в течение 2,5 часа при температуре 150 -170°С до тех пор, пока мясо ее станет плотным и будет свободно отделяться от позвоночной кости.

Для рассматриваемого этапа характерен высокоинтенсивный молярно-молекулярный тепло- и мас-соперенос. Поэтому для нахождения полей температуры, влагосодержания и давления внутри капиллярнопористого тела - рыбы - необходимо решить систему дифференциальных уравнений совместного тепло-массопереноса [2-4] с учетом соответствующих условий взаимодействия тела (тушки рыбы) с окружающей средой (краевых условий):

сг ди

aqУ t + ~

дт с д т

Ч