Применение пищевой добавки из исландского мха в произодстве ржаного и ржано-пшеничного хлеба

свойствами, так как изменение заряда частиц твердого тела и окислительно-восстановительного потенциала водной фазы тесным образом связано с процессами адсорбции реагентов на минеральных частицах и их последующим флотационным поведением.

Таким образом, приведенные данные дают представление о многообразии минеральных видов и разновидностей, образуемых танталом и ниобием в природе, об их сложном и изменчивом химическом соста-

ве, а также разнообразии физических свойств.

Эти особенности породили технологические и экономические причины трудного освоения тантало-ниобатов. К ним можно отнести позднее открытие редких металлов, длительность изучения их свойств, которое не завершилось и по сей день, а также сложность, энергоемкость и дороговизну процессов обогащения и гидрометаллургического получения оксидов тантала и ниобия.

Библиографический список

1. Перельман А.Н. Геохимия. М.: Высшая школа, 1989. 527 с.

2. Лаверова B. Минералого-технологические свойства тан-тало-ниобатов и их изменения при обжиге // Геохимия. 1983. №12. С.18-23.

3. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых / под ред. П.Б.Дордмана. М.: Недра, 1984. 454 с.

4. Шестов Л.Б., Зубынин Ю.А. Укрепление и развитие сырьевой базы редких металлов // Цветные металлы.1991. №8. С.19-23.

5. Columbium // Mineral Comodity Summarils.1988. №5. р.44-48.

6. Barker J.C., Warner J.D. USBM inventories Alaskan rare earth deposits // Eng. And Min.Journal. 1988. vol.189. №2. p.42-43.

7. Top 40 Mining Companies // Canadian Mining Journal.1989. vol.54. №8. p.12-13.

8. Scales M. Niobec - one of a kind mine // Canadian Mining Journal. 1989. vol.18. №6. p.43-46.

9. Чантурия В.А. Электрохимическая технология в процессах первичной переработки минерального сырья // Новые процессы в комбинированных схемах обогащения полезных ископаемых. М.: Наука, 1989. С.119-127.

УДК 664.64.016:582.29

ПРИМЕНЕНИЕ ПИЩЕВОЙ ДОБАВКИ ИЗ ИСЛАНДСКОГО МХА В ПРОИЗОДСТВЕ РЖАНОГО И РЖАНО-ПШЕНИЧНОГО ХЛЕБА

С.Э.Вершинина1, О.Ю.Кравченко2

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Исследованы результаты применения в хлебопечении нетрадиционного растительного сырья, имеющего биологическую активность. Изделия выпекались по стандартным для ржано-пшеничного и ржаного хлеба рецептурам. Оценка влияния различных концентраций исландского мха на ход технологического процесса осуществлялась по показателям продолжительности брожения и расстойки тестовых заготовок. Готовые изделия оценивались по органолептическим и физико-химическим показателям. Анализ готовых изделий показал, что добавление порошка исландского мха положительно влияет на качество хлеба. Предложены рецептура и технологические параметры новых видов хлебобулочных изделий. Табл. 4. Библиогр. 13 назв.

Ключевые слова: качество хлеба; исландский мох; незаменимые аминокислоты; обогащение хлебобулочных изделий.

USE OF FOOD ADDITIVES FROM ICELANDIC MOSS IN THE PRODUCTION OF RYE AND RYE-WHEAT BREAD S. E. Vershinina, O.Yu. Kravchenko

National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.

The results of using a non-traditional bakery plant with biological activity in baking are studied. The products were baked according to the recipes standard for rye-wheat and rye bread. Assessment of the effect of various concentrations of Icelandic moss on the technological process was carried out by the duration indicators of fermentation and proofing of dough. Ready-made products were evaluated by organoleptic and physicochemical parameters. The analysis of ready-made products showed that the addition of the powder of Icelandic moss has a positive effect on the quality of bread. The recipes and technological parameters of the new types of bakery products are proposed. 4 tables. 13 sources.

Key words: quality of bread; Icelandic moss; essential amino acids; enrichment of bakery products.

Для улучшения качества хлеба и придания ему бавки с различными технологическими свойствами. В функциональных качеств используются пищевые до- производстве хлебобулочных изделий большое вни-

1Вершинина Светлана Эдуардовна, докторант, кандидат биологических наук, тел.: (3952) 405122, e-mail: v35@istu.edu Vershinina Svetlana, Competitor for a Doctor's degree, Candidate of Bio logy, tel.: (3952) 405122, e-mail: v35@istu.edu

2Кравченко Ольга Юрьевна, аспирант. Kravchenko Olga, Postgraduate.

мание уделяется использованию нетрадиционного растительного сырья, содержащего биологически активные компоненты [1-3].

В течение ряда лет на кафедре органической химии и пищевой технологии НИ ИрГТУ проводятся исследования элементного, химического составов и технологических особенностей применения в пищевом производстве лишайникового сырья. Нами было изучено применение в качестве биологически активной добавки порошка из исландского мха (Cetraria islandica (L.) Ach. (Parmeliaceae, Lichens)) в производстве ржа-но-пшеничного и ржаного хлеба. Перспективность использования в хлебопечении исландского мха обусловлена его высокой пищевой ценностью. Богатый ферментный комплекс и значительное количество аскорбиновой кислоты (до 9,29 мг/100 г сухого вещества) интенсифицируют процесс брожения теста, тем самым обеспечивая получение высококачественных изделий с развитой пористостью и хорошими органо-лептическими показателями [4-6].

Методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) на квадрупольном масс-спектрометре Agilent 7500 ce (на базе ЛИН СО РАН) было установлено, что порошок из высушенного исландского мха содержит ряд важных для человека элементов, в частности, K, Na, Ca, Fe, P, I , Se и др. [7]. Из них содержание такого ценного для жителей Сибири и Дальнего Востока микроэлемента, как йод, в среднем составляет 0,43 мкг/г. Наибольшее содержание йода (1,8 мкг/г) нами было отмечено в образцах из Забайкальского края (хр. Кодар, верховья р. Лев. Сыгыкта, сбор 2006 г.), наименьшее - 0,6 мкг/г - было определено в 2007 г. в образцах из Республики Карелии (окрестности оз. Кереть) [7]. Содержание селена в исследованных образцах C. islandica также имеет региональную и погодичную изменчивость. Так, наибольшее его количество отмечено в образцах из Забайкальского края, хр. Кодар (0,31 мкг/г), а наименьшее (0,08 мкг/г) - в 2008 г. в образцах из Иркутской области (хр. Хамар-Дабан, среднее течение р. Слюдянки). Конечно, порошок из исландского мха не может конкурировать по содержанию йода и селена с такой пищевой добавкой, как ламинария; тем не менее он может способствовать достижению суточной физиологической потребности для жителей регионов с дефицитом этих элементов.

Содержание сырого протеина, определенное методом Къельдаля, составляет в исландском мхе от 6,738 до 11,356 г/100 г с.в., что превышает его количество в большинстве овощей и некоторых грибах (сыроежки - 1,7 г, подосиновики - 3,3 г, шампиньоны - 4,3 г/100 г с.в.) и уступает лишь белым грибам (30,3 г/100 г с.в.) [2 ,8]. В целом, для лишайников характерно небольшое количество протеина: так, для наиболее распространенных на северных территориях ягельных видов р. Cladonia его количество колеблется от 1,56 до 3,85, в цетрарии снежной (Flavocetraria nivalis) - от 1,88 до 3,95, в представителях рода стереокаулон (Stereocaulon) - от 7,47 до 10,92 г/100 г с.в. [9].

Определение содержания аминокислот выполнялось методом жидкостной хроматографии на ионообменных смолах. Из семнадцати аминокислот аттестованной смеси было обнаружено 16 [10]. Во всех образцах наблюдается отсутствие цистина, что, возможно, является видовым признаком, либо его содержание в исследованном материале настолько мало, что находится вне зоны обнаружения. Наибольшее количество аминокислот (в сумме) было обнаружено в образцах из Иркутской области (хр. Хамар-Дабан, ур. Мамай, сбор 2008 г.) - 2600 мг/100 г сухого вещества, высокое содержание также наблюдается в образцах исландского мха, собранных в лесотундровой зоне республик Карелия и Коми [10].

Из восьми незаменимых аминокислот было отмечено семь, при этом содержание суммы незаменимых колеблется от 606 до 982 мг/100 г с.в. По их содержанию исландский мох превосходит такие «базовые» для жителя Российской Федерации пищевые продукты, как картофель и капуста, уступая при этом лишь грибам (табл. 1).

Однако главное диетическое действие Cetraria islandica связано с наличием в его составе полисахаридов, которых содержится до 70-80% сухого вещества. Большая их часть представлена лихенаном (т.н. лишайниковый крахмал) и изолихенаном. Полисахариды исландского мха обладают выраженной биологической активностью, активизируют репаративные и метаболические процессы в клетках, влияют на эндокринную и иммунную системы, обладают противоопухолевой активностью [10]. Кроме этого, лихенан обладает способностью интенсивно впитывать влагу и при внесении в тесто создает скелетную структуру, обра-

Таблица 1

Содержание незаменимых аминокислот в различных пищевых продуктах, мг/100 г с.в. [2,8]

Наименование Исландский

аминокислот мох Шампиньоны Вешенка Картофель Капуста

Валин 107-148 728-1250 540-1180 122 58

Изолейцин 79-108 400-520 430-660 86 50

Лейцин 124-186 500-890 540-1220 128 64

Лизин 115-172 1987-2500 970-1290 135 61

Метионин 2 210-220 430-460 26 92

Треонин 99-136 510-770 540-850 97 45

Фенилаланин 67-102 550-770 540-720 98 56

зуя комплексы с белками муки, что положительно сказывается на формоустойчивости хлеба [4-6].

Общее количество углеводов в исландском мхе было определено по методу Бертрана, общепринятому для определения свободной глюкозы в пищевых продуктах [11]. Основным отличием нашей методики явился предварительный гидролиз полисахаридов 4%-ной Н2304 при температуре кипения в течение 7,5 часов. После охлаждения гидролизат нейтрализовали гидроксидом натрия, осадок центрифугировали в течение 10 мин при 1,5 тыс. об/мин. Количество свободной глюкозы в образцах исландского мха после кислотного гидролиза составило от 0,68 до 0,78 г/100 г сухого вещества.

Наличие спирта в дрожжевом тесте увеличивает экстракцию из исландского мха ценных составных компонентов, в том числе лишайниковых кислот, преимущественно лихестериновой, протолихестериновой, фумарпротоцетраровой, протоцетраровой, цетраро-вой (этил-протоцетраровой), усниновой и дигидрокон-стипатовой кислот, содержание которых достигает 35%. Атранорин содержится в пределах 1,2-3%, фу-марпротоцетраровая кислота - 1-4%, салациновая кислота - 4-6%, усниновая кислота - 0,2-4,0% в сухом веществе. Большинство этих специфических веществ нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях и спирте [12], улучшая таким образом качество хлеба.

Для изучения влияния добавки на ход технологического процесса и качество ржано-пшеничного и ржаного хлеба была проведена серия пробных лабораторных выпечек. Порошок из исландского мха перед замесом теста смешивался с мукой в дозировках 1,0, 2,0 и 3,0% к массе муки. В качестве контрольных образцов был выпечен хлеб по стандартным для ржано-пшеничного и ржаного хлеба рецептурам ускоренным способом с применением подкислителя.

Оценка влияния различных концентраций добавки из C. islandica на ход технологического процесса осу-

Влияние добавки на физико-химические

ществлялась по показателям продолжительности брожения и расстойки тестовых заготовок. Анализ полученных материалов показал ускорение процесса созревания за счет интенсификации дрожжевой активности по сравнению с контролем более чем на 5%. При максимальной концентрации добавки было установлено ускорение до 17% процесса расстойки тестовых заготовок из ржано-пшеничного теста. Время рас-стойки тестовых заготовок из ржаного теста также сокращается более чем на 5% .

При органолептической оценке качества готового хлеба были определены следующие показатели: внешний вид, форма, цвет и состояние корки, состояние мякиша, характер пористости, вкус, аромат и наличие хруста при разжевывании. По результатам оценки были сделаны выводы, что все опытные пробы хлеба имели правильную форму, гладкую поверхность, эластичный, пористый мякиш, приятный вкус и аромат.

По физико-химическим показателям хлеба было заключено, что добавка при увеличении концентрации оказывает значительное влияние на показатели качества ржано-пшеничного хлеба. Для ржаного хлеба не было выявлено значительных изменений в качестве изделий по сравнению с контрольным образцом.

Показатели ржано-пшеничного хлеба, представленные в табл. 2 и 3, свидетельствуют о том, что при внесении добавки из порошка C. islandica наблюдается стабильное улучшение таких показателей хлеба, как пористость мякиша и удельный объем. Выход готовых изделий повышается более чем на 8%.

Внесение исландского мха в небольших количествах (1-3%) не оказывает влияния на цвет мякиша, не дает явного сенсорного ощущения в продукте, т.е. не меняет традиционный вкус хлеба. В то же время такая дозировка достаточна для достижения технического результата - получения обогащенного изделия с профилактической направленностью, устойчивого к плесневению за счет присутствия лишайниковых кис-

Таблица 2

показатели ржано-пшеничного хлеба

Показатели качества Контроль Кол-во C. islandica, %

1 2 3

Удельный объем, см3/100 г 164±0,5 166±0,5 170±0,5 180±0,5

Формоустойчивость (Н:й) 0,37±0,1 0,37±0,1 0,39±0,1 0,41±0,1

Кислотность, град 6,2±0,1 6,2±0,1 6,4±0,1 6,4±0,1

Влажность, % 47,0±0,5 47,5±0,5 47,0±0,5 47,1 ±0,5

Пористость, % 60,0±0,3 61,0±0,5 62,0±0,5 63,5±0,5

Выход готовых изделий, % 160,0±0,5 164,6±0,5 168,8±0,5 173,0±0,5

Таблица 3

Влияние добавки на физико-химические показатели ржаного хлеба_

Показатели качества Контроль Кол-во C. islandica, %

1 2 3

Удельный объем, см3/100 г 154,0±0,5 154,5±0,4 155,0±0,5 155,0±0,4

Формоустойчивость (Н:й) 0,26±0,1 0,27±0,1 0,28±0,1 0,28±0,1

Кислотность, град 8,4±0,1 8,6±0,1 8,6±0,1 8,7±0,1

Влажность, % 46,5±0,5 47,0±0,5 47,5±0,5 47,5±0,5

Пористость, % 54,7±0,5 55,5±0,5 55,7±0,3 55,7±0,5

Выход готовых изделий, % 154,3±0,5 157,3±0,5 160,3±0,5 161,8±0,5

лот. Технологический эффект при производстве хлеба с использованием порошка из исландского мха заключается в создании у изделий равномерной, тонкостенной, хорошо развитой структуры пористости, увеличении объема изделия и выхода готовой продукции, улучшении вкуса и аромата готовых изделий, замедлении процесса черствения, что приводит к продлению сроков хранения.

Результаты исследования были использованы при разработке нормативно-технической документации (ТУ, ТИ, РЦ 9110 - 001 - 02068249 - 09) на новую продукцию: «Хлеб исландский» и «Хлеб исландский особый». Рецептуры представлены в табл.4.

По результатам исследования был получен патент РФ № 2362304 «Способ производства хлеба профилактической направленности, композиция для производства хлеба профилактической направленности из пшеничной муки и композиция для производства хлеба профилактической направленности из смеси ржаной и пшеничной муки» [13].

Таким образом, в результате исследования было установлено, что порошок из исландского мха содержит ряд важных для человека элементов, протеин, содержание которого в нем больше, чем в большинстве овощей и некоторых грибах, а также незаменимые аминокислоты и биологически активные полисахариды. Показатели полученного ржано-пшеничного хлеба свидетельствуют о том, что при внесении добавки из порошка наблюдается стабильное улучшение таких показателей, как пористость мякиша и удельный объем. Выход готовых изделий повышается более чем на 8%. На основании проведенных исследований было доказано, что инновационная пищевая добавка из сухого порошкообразного исландского мха может быть использована в хлебобулочных изделиях, так как повышает их биологическую ценность.

Таблица 4

Рецептуры хлеба и технологические параметры приготовления теста с добавкой С. ^¡апв'юа

Расход сырья и технологи-

ческие параметры приготов-

Наименование сырья ления теста

Хлеб Хлеб

«Исландский» «Исландский особый»

Мука пшеничная 50 50

хлебопекарная 2с, кг

Мука ржаная обдирная, кг 50 50

Дрожжи хлебопекарные 0,5 0,5

прессованные, кг

Соль поваренная пище- 1,5 1,5

вая, кг

Сахар-песок, кг 3,0 -

Аграм темный, кг 0,9 0,9

Добавка из Cetraria 2,0 2,0

islandica, кг

Вода, л По расчету По расчету

Влажность теста, % 46-48 46-48

Температура теста 28-29 28-29

начальная, °С

Продолжительность бро- 170-180 170-180

жения, мин

Кислотность теста 7-9 8-10

конечная, град.

Выражаем искреннюю благодарность руководителю отдела управления интеллектуальной собственностью ИрГТУ Л.В.Хмеленковой за всестороннюю помощь в работе над патентом.

Библиографический список

1. Цуканова Л.Н., Цыганова Т.Б., Цуканов М.Ф. Разработка диетических хлебобулочных изделий с включением ламинарии сушеной // Хлебопечение России. 2005. № 5. С.18-20.

2. Саватеева Л.Ю., Турщук Е.Г. Перспективы использования ягеля в разработке пищевых продуктов // Пищевая промышленность. 2009. № 1. С.18-19.

3. Кравченко О.А, Хачатурян Э.Е., Росляков Ю.Ф. Возмож-ноть применения муки из грибов вешенка в качестве биологически активной добавки при производстве хлебобулочных изделий // Известия вузов. Пищевая технология. 2009. № 4. С.50-51.

4. Вершинина С.Э., Кравченко О.Ю. Влияние нетрадиционного растительного сырья на качество хлеба // Хлебопродукты. 2009. № 8. С. 44-45.

5. Вершинина С.Э., Кравченко О.Ю. Новые источники нетрадиционного растительного сырья в производстве хлеба // Хранение и переработка сельхозсырья. 2010. № 5. С.25-28.

6. Вершинина С.Э., Кравченко О.Ю. Нетрадиционные растительные добавки в хлебопечении // Биотехнология. Вода и пищевые продукты: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. М: Изд-во ЗАО «Экспо-биохимтехнологии», РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2008. С. 196.

7. Элементный состав лишайников р. Cetraria Ach. из различных регионов России / С.Э.Вершинина [и др.] // Химия растительного сырья. 2009. № 1. С. 141-146.

8. Химический состав Российских пищевых продуктов: Справочник /под. ред. И.М.Скурихина, В.А.Тутельяна. М.: ДеЛи принт, 2002. 236 с.

9. Кормовые растения естественных сенокосов и пастбищ СССР /под. ред. И.В.Ларина. М., 1950. С. 82-111.

10. Вершинина С.Э., Вершинин К.Е., Кравченко О.Ю. Анализ состава растительного сырья Cetraria laevigata Rassad., 1945 и C. islandica (L.) Ach., 1803 (Parmeliaceae, Lichens) // Вестник ИрГСХА. 2010. № 43. С.13-21.

11. Пащенко Л.П., Санина Т.В., Столярова Л.И. и др. Практикум по технологии хлеба, кондитерских и макаронных изделий (технология хлебобулочных изделий). М.: КолосС, 2006. 215 с.

12. Сафонова М.Ю., Саканян Е.И., Лесиовская Е.Е. Cetraria islandica (L) Ach.: химический состав и перспективы применения в медицине // Растительные ресурсы. 1999. Т. 35, № 2. С. 106-115.

13. Вершинина С.Э., Кравченко О.Ю. Способ производства хлеба профилактической направленности, композиция для производства хлеба профилактической направленности из пшеничной муки и композиция для производства хлеба профилактической направленности из смеси ржаной и пшеничной муки // Патент РФ № 2362304 A21D2/36, A21D8/02 приоритетом от 26.12.07 г; Бюл. № 21. Опубл. 27.07.09 г.