Функциональное хлебобулочное изделие с порошком из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном
FUNCTIONAL BAKERY PRODUCT WITH POWDER FROM LEAVES OF PLANTS OF THE GENUS ALLIUM ENRICHED WITH SELENIUM

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству функционального хлебобулочного изделия из пшеничной муки с порошком из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном.
Создание функциональных хлебобулочных изделий базируется на введении в продукцию ингредиентов, способных ликвидировать дефицит различных биологически активных веществ или повысить содержание антиоксидантных соединений, участвующих в поддержании иммунитета и защите организма от заболеваний, связанных с развитием антиоксидантного стресса, включая сердечно-сосудистые и онкологические (Голубкина и др, 2013). Среди природных антиоксидантов особое внимание уделяется каротиноидам, полифенолам, селену и йоду.
Так, известны хлебобулочные изделия с добавлением пищевой селенсодержащей добавки (патент РФ 2579217; Наумова, 2008; Bryszewska et al, 2005), йода (Нестерова, 2012), каротиноидов (Корячкина, Матвеева, 2013), способные сократить дефицит микронутриентов в рационе питания. Недостатком разработанных хлебобулочных изделий является использование комплексных добавок синтетического происхождения, характеризующихся значительными потерями (до 50%) биологически активных веществ в процессе выпечки.
Отдельные виды орехов, плодов и листьев растений, в частности, луковые культуры, богатые макро- и микронутриентами, используются в изготовлении хлебобулочных изделий исключительно в целях придания специфического вкуса и аромата (Чугунова, Пастушкова, 2015), также в определенной степени повышают пищевую ценность продукции.
Одним из важнейших микроэлементов в питании человека является селен, который участвует в регуляции деятельности всех жизнеобеспечивающих систем в организме. Дефицит селена способствует снижению иммунитета, физической и умственной работоспособности, аллергических реакций, а также сердечно-сосудистых заболеваний.
Селен замещает серу в природных соединениях, в частности, в аминокислотах метионине и цистеине, и существует целый ряд белков, в том числе ферментов антиоксидантного действия, содержащих в активном центре селен, в виде селеноцистеина (Голубкина, Папазян, 2006). Селеноцистеин и селенометионин как в свободном состоянии, так и в белках проявляют иммуномодулирующее и антиоксидантное действия и владеют определенной противоонкологической активностью. Однако в настоящее время установлено, что наиболее мощной противоопухолевой активностью обладают метилированные формы аминокислот: селенометилселеноцистеин и гамма-глутамил-селенометилселеноцистеин (Ip et al, 2000). Эти соединения способны синтезировать только растения рода Brassica (крестоцветные) и Allium (луковые культуры) (Adhikari, 2012).
Известны хлебобулочные изделия из муки с повышенным содержанием селена (Lazo-Velez et al, 2015), а также полученные с использованием дрожжей, обогащенных селеном (Scientific Opinion, 2008). Недостатками таких изделий являются сравнительно невысокая антиоксидантная активность и присутствие селена в виде селенометионина, обладающего незначительной антиканцерогенной активностью.
Известны хлебобулочные изделия, содержащие проростки семян, обогащенные селеном (Bryszewska et al, 2005), что обеспечивает повышение содержания в продукте антиоксидантов: полифенолов и селена. Но подобные хлебобулочные изделия не содержат метилированные формы селенсодержащих аминокислот и потому обладают невысокой противоонкологической активностью.
Наиболее близким аналогом настоящего изобретения являются хлебобулочные изделия, содержащие порошок из листьев различных сельскохозяйственных культур, в том числе мало используемых в питании (например, листья тыквы и баклажанов) (Odunlade et al, 2017). По сравнению с традиционной рецептурой хлеба такое изделие содержит больше антиоксидантов и минеральных веществ. Недостатком таких продуктов является невысокое содержание селена и практически полное отсутствие метилированных форм селенсодержащих аминокислот.
Настоящее изобретение позволяет получить функциональное хлебобулочное изделие, обогащенное селеном, с повышенной антиоксидантной активностью. Это достигается введением в хлебобулочное изделие из пшеничной муки порошка из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном, в количестве 3-5% к массе муки. Порошок из листьев растений рода Allium с повышенным содержанием селена зеленого цвета, имеет сладковатый вкус и свойственный растениям рода Allium запах.
Функциональное хлебобулочное изделие получают по следующей рецептуре (кг): мука пшеничная хлебопекарная первого сорта - 100,0, порошок из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном - 3,0-5,0, дрожжи прессованные - 2,5, соль пищевая - 1,5, вода - по расчету.
Тесто для производства функционального хлебобулочного изделия замешивают безопарным способом с введением порошка из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном в количестве 3-5% к массе пшеничной муки, перемешивают до однородного состояния и влажности 41-42%. Продолжительность брожения теста составляет 80-90 минут, через 60 минут осуществляют обминку теста для удаления углекислого газа. После завершения брожения тесто делят на тестовые заготовки, укладывают в формы и направляют на расстойку при температуре 37°С и относительной влажности 75%. Выпекают в увлажненной пекарной камере при температуре 220°С на протяжении 20-30 минут.
Функциональное хлебобулочное изделие из пшеничной муки с применением порошка из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном характеризовалось по органолептическим показателям: поверхность хлеба коричневого цвета, гладкая, без трещин и подрывов, мякиш светло-зеленого цвета, пропеченный, не влажный на ощупь, эластичный, пористость развитая, без пустот и уплотнений, достаточно равномерная.
В таблице 1 приведены физико-химические показатели качества функционального хлебобулочного изделия из пшеничной муки с добавлением порошка из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном.
Таблица 1 - Физико-химические показатели качества функционального хлебобулочного изделия из пшеничной муки с добавлением порошка из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном в количестве 3-5% к массе муки
Наименование показателей
Хлебобулочное изделие из пшеничной муки без добавлений (контроль)
Хлебобулочное изделие из пшеничной муки с добавлением порошка из листьев:
лука порея
многолетних луков
чеснока
обогащенных селеном, % к массе муки
3
4
5
3
4
5
3
4
5
Влажность мякиша, %
41
41
40,9
40,8
40
40,8
40,7
41
40,9
40,8
Кислотность мякиша, град
3,2
3,4
3,4
3,6
3,4
3,4
3,6
3,4
3,4
3,6
Пористость, %
70
71
70
69
70
69
68
71
70
69
Удельный объем, см<sup>3</sup>/100 г
262
262
259
257
260
258
256
262
259
257
Согласно данным представленным в таблице 1, видно, что внесение порошка из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном в количестве 3-5% к массе пшеничной муки практически не влияло на показатели качества хлебобулочного изделия по сравнению с контролем. Следует отметить, что внесение порошка из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном в количестве 5% к массе пшеничной муки повышает кислотность готового хлебобулочного изделия.
Существует ряд важных преимуществ применения порошка из листьев растений рода Allium в технологиях хлебобулочных изделий:
1) Растения рода Allium и Brassica являются вторичными аккумуляторами селена, что определяет целесообразность их обогащения данным микроэлементом в процессе выращивания (Adhikari, 2012).
2) Основными синтезируемыми химическими формами селена являются метилированные производные селенсодержащих аминокислот (70-75%) (Pyrzinska, 2009; Lavu et al, 2012; Larsen et al, 2006).
3) Среди растений рода Allium, листья порея и чеснока практически не используются в пище, хотя содержат высокие концентрации полифенолов, хлорофиллов и каротиноидов - природных антиоксидантов и антиканцерогенов (Piatkowska et al, 2015). Использование многолетних луков в пищу ограничено только весенним периодом. Таким образом, использование порошка из листьев растений рода Allium может значительно расширить уровень потребления важнейших биологически активных соединений и снизить потери при переработке урожая.
4) В отличие от растений рода Brassica (например, капусты брокколи) листья растений рода Allium характеризуются более высоким содержанием сухого вещества (11-14% по сравнению с 7-8% для крестоцветных), что способствует снижению затрат на технологический процесс производства порошков.
5) Кроме того, тиосульфинаты растения рода Allium обладают противоонкологической активностью (Khanum et al, 2004; Bayan et al, 2014).
6) Известно, что обогащенные селеном растения рода Allium содержат более высокие концентрации антиоксидантов (полифенолов, хлорофилла, каротиноидов) (Golubkina, 2016). Данные по содержанию полифенолов в листьях растений рода Allium приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Содержание полифенолов в листьях растений рода Allium (в расчете на 100 г сухой массы)
Наименование растений
Содержание полифенолов, мг галловой кислоты/100 г
не обогащенные селеном
обогащенные селеном*
Листья лука порея
960-1000
1494-1700
Листья многолетних луков
800-1200
1580-1750
Листья чеснока
300-350
1400-1800
*уровень обогащения 4000-4650 мкг/кг сухой массы
Данные представленные в таблице 2, свидетельствуют о значительном повышении содержания полифенольных веществ в листьях растений рода Allium при обогащении их селеном в процессе выращивания. Максимальное увеличение содержания полифенолов отмечено в листьях чеснока - в 5-6 раз в расчете на 100 г сухой массы.
Химический состав функционального хлебобулочного изделия из пшеничной муки с добавлением порошка из листьев растений рода Allium (листьев лука порея, листьев многолетних луков, листьев чеснока) приведен в таблице 3.
Таблица 3 - Химический состав функционального хлебобулочного изделия из пшеничной муки с добавлением порошка из листьев растений рода Allium в количестве 3-5% к массе муки (в расчете на 100 г сухого вещества)
Наименование показателей
Хлебобулочное изделие из пшеничной муки без добавлений
Хлебобулочное изделие из пшеничной муки с добавлением порошка из листьев:
лука порея
многолетних луков
чеснока
% к массе муки
(контроль)
3
4
5
3
4
5
3
4
5
Хлебобулочное изделие из пшеничной муки с добавлением порошка из листьев растений рода Allium, не обогащенных селеном
Общее содержание селена, мкг/100 г
9
10
10,4
10,8
9,9
10,2
10,5
10,2
10,6
11
Метилированные формы селенсодержащих аминокислот мкг/100 г
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Полифенолы, мг галловой кислоты/100 г
следы
2,1
2,8
3,5
3,3
4,4
5,5
1,1
1,4
1,8
Хлебобулочное изделие из пшеничной муки с добавлением порошка из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном
Общее содержание селена, мкг/100 г
9
20
26,6
33,3
19,8
26,4
33
20,1
26,8
33,5
Метилированные формы селенсодержащих аминокислот мкг/100 г
-
14
18,6
23,3
13,8
18,4
23
13,9
18,5
23,1
Полифенолы, мг галловой кислоты/100 г
следы
2,7
3,6
4,5
3,8
5,0
6,3
1,5
2,0
2,5
Согласно данным, представленным в таблице 3 видно, что максимальное содержание селена в функциональном хлебобулочном изделии (33-33,5 мкг/100 г сухого вещества) достигается при добавлении порошка из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном в количестве 5% к массе пшеничной муки.
Употребление 100 г функционального хлебобулочного изделия с добавлением порошка из листьев растений рода Allium, обогащенных селеном, взятого в количестве 3-5% к массе муки, обеспечивает восполнение адекватного уровня суточной потребности в селене для мужчин - на 15,7%-25,1%, для женщин - на 20,7%-34,2%. Необходимо отметить, что около 70% от общего содержания селена в функциональном хлебобулочном изделии, составляют его метилированные формы, хорошо усваиваемые организмом человека.
Отмечено увеличение полифенольных соединений в функциональном хлебобулочном изделии с добавлением порошка из листьев растений рода Allium в количестве 3-5% к массе муки, обогащенных селеном на 14%-43% по сравнению с внесением добавки, не обогащенной селеном. Более высокая концентрация полифенолов обеспечивает повышенную антиоксидантную активность готового изделия.
Сохранность селена в процессе выпечки функционального хлебобулочного изделия с добавлением порошка из листьев растений рода Allium составила 96%, в отличие от хлебобулочных изделий с синтетическим препаратом Селексеном, где сохранность селена при выпечке составляла 50-55% (Наумова, 2008). Положительным фактором является то, что содержание селена, сохраняется на постоянном уровне даже при высушивании хлебобулочного изделия и дальнейшем хранении в течение месяца.
Источники информации
Голубкина, Н.А., Надежкин, С.М., Пивоваров, В.Ф., Лосева, Т.А., Соколова, А.Я. Глобальный экологический кризис. Проблемы и решения. Государственное научное учреждение Всероссийский НИИ селекции и семеноводства овощных культур Российская академия с.-х. наук Москва: ВНИИССОК, 2013. - 209 с.
Пат. 2579217 Российская Федерация, МПК A21D 2/00, A21D 8/00. Обогащенное хлебобулочное изделие с антиоксидантными свойствами / Наумова Н.Л., Ромашкевич О.А.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет). - №2015105414/13; заявл. 17.02.15; опубл. 10.04.16, Бюл. №10 - 8 с.
Чугунова, О.В., Пастушкова, Е.В. Моделирование органолептических показателей хлеба с растительными добавками // Вестник южно-уральского государственного университета. Серия: Пищевые технологии. - 2015. - Т. 3. - №4. - С. 80-87.
Наумова, Н.Л. Разработка и товароведная оценка хлебобулочных изделий, обогащенных селеном // дисс. канд. техн. наук / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. Кемерово, 2008.
Нестерова, В.А. Разработка и товароведная оценка хлебобулочных изделий, обогащенных йодом и селеном // дисс. канд. техн. наук / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. Кемерово, 2012.
Корячкина, С.Я., Матвеева, Т.В. Функциональные пищевые ингредиенты и добавки для хлебобулочных и кондитерских изделий / С.Я. Корячкина, Т.В. Матвеева // - СПб.: ГИОРД, 2013. - 628 с.
Голубкина, Н.А., Папазян, Т.Т. Селен в питании: Растения, животные, человек - М.: Печатный город - 2006. - 254 с.
Adhikari, P. Biofortification of Selenium in broccoli (Brassica oleracea L. var. italica) and onion (Allium cepa L.) / P. Adhikari // Master Thesis in Plant Science. Norway, 2012.
Khanum, F., Anilakumar, K.R., Viswanathan, K.R. Anticarcinogenic properties of garlic: a review / F. Khanum, K.R. Anilakumar, K.R. Viswanathan // Crit Rev Food SciNutr. - 2004. - №44 (6). - P. 479-488.
Bayan, L., Koulivand, P.H., Gorji A. Garlic: a review of potential therapeutic effects / L. Bayan, P.H. Koulivand, A. Gorji // Avicenna J Phytomed. - 2014. №4 (1). - P. 1-14.
-
Ip, C., Birringer, M., Block, E., Kotrebai, M., Tyson, J.F., Uden, P.C., and Lisk, D.J., «Chemical speciation influences comparative activity of selenium-enriched garlic and yeast in mammary cancer prevention» / C. Ip, M. Birringer, E. Block, M. Kotrebai, J.F. Tyson, P.C. Uden, and D.J. Lisk // Journal of agricultural and foodChemistry. - 2000.  №48 (6). - pp. 2062-2070.
Piatkowska, E., Kopec, A., Leszczynska, T. Basic chemical composition, content of micro- and macroelements and antioxidant activity of different varieties of garlic's leaves Polish origin / E. Piatkowska, A. Kopec, T. Leszczynska // ZYWNOSC. Nauka. Technologia. Jakosc. - 2015. - №1 (98). - pp.181-192.
Bryszewska, M.A., Ambroziak, W., Diowksz, A., Baxter, M.J., Langford, N.J., Lewis, D.J. Changes in the chemical form of selenium observed during the manufacture of a selenium-enriched sourdough bread for use in a human nutrition study / M.A. Bryszewska, W. Ambroziak, A. Diowksz, M.J. Baxter, N.J. Langford, D.J. Lewis // Food Additives and Contaminants. - 2005. - v. 22. - no. 2. - pp. 135-140.
-
Lavu, R.V., Du Laing, G., Van de Wiele, T., Pratti, V.L., Willekens, K., Vandecasteele, B., Tack, F. Fertilizing soil with selenium fertilizers: impact on concentration, speciation, and bioaccessibility of selenium in leek (Allium ampeloprasum) / R.V. Lavu, G. Du Laing, T. Van de Wiele, V.L. Pratti, K. Willekens, B. Vandecasteele, F. Tack // J Agric Food Chem. - 2012. - №60 (44).  pp. 10930-10935.
Larsen, E.H., Lobinski, R., Burger-Meyer, K., Hansen, M., Ruzik, R., Mazurowska, L., Rasmussen, P.H., Sloth, J.J., Scholten, O., Kik, C. Uptake and speciation of selenium in garlic cultivated in soil amended with symbiotic fungi (mycorrhiza) and selenite / E.H. Larsen, R. Lobinski, K. Burger-Burger-Meyer, M. Hansen, R. Ruzik, L. Mazurowska, P.H. Rasmussen, J.J. Sloth, O. Scholten, C. Kik // Anal Bioanal Chem. - 2006. - Vol. 385 (6). - P. 1098-1108.
Golubkina, N.A. Prospects of onion (Allium cepa L.) fertilization by selenium. Mini-review / N.A. Golubkina // Trace elements in medicine. - 2016. - Vol. 17 (1). - P. 4-9.
Pyrzynska, K. Selenium speciation in enriched vegetables / K. Pyrzynska // Foood Chemistry. - 2009. - Vol. 114. - P. 1183-1191.
Odunlade, T.V., Famuwagun, A.A., Taiwo, K.A., Gbadamosi, S.O., Oyedele, D.J., and Adebooye, O.C. Chemical Composition and Quality Characteristics of Wheat Bread Supplemented with Leafy Vegetable Powders / T.V. Odunlade, A.A. Famuwagun, K.A. Taiwo, S.O. Gbadamosi, D.J. Oyedele and O.C. Adebooye // Journal of Food Quality. - 2017. - Vol. 2017. - pp. 1-7. (прототип)
Lazo-Velez, M.A., Chavez-Santoscoy, A., Serna-Saldivar, S.O. Selenium-Enriched Breads and Their Benefits in Human Nutrition and Health as Affected by Agronomic, Milling, and Baking Factors / M.A. Lazo-Velez, A. Chavez-Santoscoy, S.O. Serna-Saldivar // Cereal Chemistry. - 2015. - Vol. 92 (2) - P. 134-144.
Scientific Opinion of the Panel on Food Additives, Flavourings, Processing Aids and Materials in Contact with Food. Selenium-enriched yeast as source for selenium added for nutritional purposes in foods for particular nutritional uses and foods (including food supplements) for the general population // The EFSA Journal. - 2008. - 766, pp. 1-43.