Разработка технологии и товароведная характеристика продуктов на основе селенсодержащей пшеницы
На правах рукописи
СИНЬКОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСЕЕВИЧ РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И ТОВАРОВЕДНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ СЕЛЕНСОДЕРЖАЩЕЙ ПШЕНИЦЫ 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Кемерово - 2012 2
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» Научный доктор технических наук, профессор руководитель: Маюрникова Лариса Александровна Березовикова Ирина Павловна,
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор, НОУ ВПО Центросоюза РФ «Сибирский университет потребительской кооперации», профессор кафедры и «Технология организация общественного питания» Рензяева Тамара Владимировна, доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Кемеровский институт пищевой промышленности», профессор кафедры хлеба, кондитерских и «Технология макаронных изделий» Ведущая Торгово экономический институт организация: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск
Защита состоится «27» октября 2012 года в 9.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.089.02 при ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» по адресу: 650056, Кемерово, бульвар Строителей, 47, тел./факс 8(3842)39-68-88.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности». С авторефератом можно ознакомиться на официальных сайтах ВАК Минобрнауки РФ (http://vak.ed.gov.ru/ru/dissertation) и ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» (www.kemtipp.ru).
Автореферат разослан «» сентября 2012 года.
Ученый секретарь диссертационного совета Голуб О.В.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Согласно распоряжения Правительства РФ от июля 2010 г. «Об Основах государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2020 года» одним из приоритетных направлений является ликвидация дефицита микронутриентов путем развития производства продуктов массового потребления, обогащенных микронутриентами. К ним можно отнести продукты переработки зерна.
Перспективным направлением расширения ассортимента продуктов с повышенным содержанием микронутриентов является производство продукции из целого зерна пшеницы, в котором рационально используются все питательные вещества, заложенные природой. Выбор проросшего зерна пшеницы обусловлен тем, что при прорастании зерна трудноусвояемые соединения переходят в более простые, образуется дополнительное количество витаминов, аминокислот, легкоусвояемые углеводы. Помимо этого при проращивании пшеницы имеется возможность дополнительного обогащения сырья микронутриентами. Особую актуальность данная тема получила в связи с тем, что традиционная схема переработки зерновых, в частности пшеницы, приводит к снижению пищевой ценности конечных продуктов.
Решению отдельных аспектов проблемы производства продуктов из пророщенного зерна пшеницы, посвящены работы Казакова Е.Д., Козьминой Н.П., Романова А.С., Рослякова Ю.Ф. и др.
При этом получение продуктов питания из пророщенного зерна пшеницы с повышенным содержанием селена является новым направлением и представляет научный и практический интерес.
Цель и задачи исследований. Целью данной работы является разработка технологии и оценка потребительских свойств продуктов из селенсодержащей пшеницы. Для достижения указанной цели определены следующие задачи:
1. Провести мониторинг потребительских предпочтений жителей Кемеровской области к обогащенным продуктам питания и хлебобулочным изделиям;
2. Разработать технологию проращивания пшеницы с повышенным содержанием селена и дать товароведную оценку полученного продукта;
3. Исследовать возможность дополнительного обогащения пшеницы антиоксидантами в процессе проращивания;
4. Разработать рецептуру и технологию производства хлеба из пророщенного зерна пшеницы с повышенным содержанием селена и оценить его потребительские свойства;
5. Провести сравнительный расчет себестоимости хлеба из пшеницы с повышенным содержанием селена до и после проращивания;
6. Разработать техническую документацию на разработанные продукты, провести промышленную апробацию.
Научная новизна исследования:
Установлено, что рациональными режимами и параметрами 1.
проращивания селенсодержащей пшеницы являются: продолжительность проращивания – не более 19 часов при температурах: замачивания - 30оС, проращивания - 25оС;
толщине слоя не более 4 см.;
гидромодули на этапе замачивания - 1:0,85, на этапе проращивания - 1:1. максимальная температура при сушке - 48оС.
Показано, что внесение аскорбиновой кислоты в количестве 0,1 % на 2.
этапе замачивания способствует увеличению антиоксидантной активности пророщенного зерна пшеницы на 37-38%.
На основании сравнительного анализа показателей качества образцов 3.
зернового хлеба из пророщенной селенсодержащей пшеницы установлено оптимальное соотношение измельченного пророщенного зерна: муки пшеничной хлебопекарной – 2,5:1, с добавлением порошка клейковины – 5%.
Выявлено, что у образцов хлеба из пророщенной селенсодержащей 4.
пшеницы по сравнению с хлебом из непророщенной селенсодержащей пшеницей, выше уровень таких показателей, как: содержание витаминов (на 9 400%), антиоксидантная активность (на 25%), органолептические показатели готовой продукции.
Практическая значимость. Разработаны проекты технической документации на пророщенную пшеницу с повышенным содержанием селена и антиоксидантов хлеб зерновой из пророщенного зерна (СТО);
селенсодержащей пшеницы «Былинный» (СТО).
Результаты работы внедрены в учебный процесс и используются при проведении лекционных и практических занятий для студентов специальностей «Технология продуктов общественного питания», «Технология продуктов детского и функционального питания» ФГБОУ ВПО Кемеровский технологический институт пищевой промышленности.
Работа выполнена в рамках гранта «Ползуновские гранты», 2010 г.
Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на всероссийских и международных научно-практических конференциях: «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 2010, 2011), «Управление инновациями в торговле и общественном питании» вопросы в развитии пищевой (Кемерово, 2010), «Актуальные промышленности» (Челябинск, 2011), Молодежном форуме «Старт» (Кемерово, 2011), «Ползуновские гранты» (Барнаул, 2010).
Публикации: По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из которых 4 - в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, обзора литературы, методики экспериментальных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 145 листах машинописного текста, содержит 14 рисунков, 56 таблиц и приложений. Библиографический список включает 155 источника, в т.ч. 43 работы зарубежных авторов.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность работы, определены научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.
В первой главе освящены основные аспекты проблемы селендефицита и недостатка природных антиоксидантов в продуктах питания. Дана характеристика пшеницы и традиционные пути её переработки. Изложены изменения технологических свойств зерна пшеницы при прорастании.
Проанализированы существующие технологии проращивания зерна и производства продуктов на его основе.
В результате проведенного анализа и обобщения научно-технической литературы определена цель и задачи исследований, предусматривающие целесообразность проращивания пшеницы и разработки технологии хлеба из пророщенного зерна селенсодержащей пшеницы.
Во второй главе изложены организация и постановка эксперимента, объекты и методы исследований. Общая схема исследований представлена на рис. 1. Экспериментальные исследования проводились в лаборатории кафедры «Технология и организация общественного питания» Кемеровского технологического института пищевой промышленности.
Объектами исследования являлись: зерно пшеницы сорта «Памяти Афродиты», обогащенной селеном (совместная разработка Кемеровского технологического института пищевой промышленности и Кемеровского НИИ сельского хозяйства);
пророщенное зерно селенобогащенной пшеницы;
аскорбиновая кислота регистрационный номер №ЛС-002248;
липоевая кислота регистрационный номер ЛСР – 000043 У №4601808000115 кофермент Q10 медицинский препарат, состоящий из масла оливкового (490 мг) и убихинона 10 мг, заключенные в капсулы из мягкой желатиновой оболочки. Св. о гос.
Регистрации RU.77.9.11.003.Е.006644.0311 от 05.03.20011 г. ТУ 9291-003 62707483-2010;
водный экстракт зеленого чая – принцесса Ява премиум, индонезийский чай зеленый байховый, ТУ 9191-001-39420178-97;
аскорутин – медицинский препарат, состоящий из аскорбиновой кислоты (50 мг), рутина ( мг) и вспомогательных веществ регистрационный номер ЛСР – 000043 У № 4601808000115 льняное масло ТУ 9141-001-45437467-99, мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта ГОСТ Р 52189-2003, клейковина пшеничная сухая ГОСТ Р-53511-2009, улучшитель хлебопекарный Magimix ТУ 9291-022 48975583-2005.
В работе использовали стандартные общепринятые химические, физико химические, биохимические и органолептические методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции. Витаминный и минеральный состав определяли вольтамперометрическим методом на приборе СТА (Россия), показатели качества пророщенного зерна по ГОСТ 29294-92, антиоксидантную активность пророщенной пшеницы по модифицированной методике ГОСТ Р 51487- Статистическую обработку результатов проводили с помощью методов регрессионного анализа и программ MathCAD и MS Excel.
Теоретическое обоснование направленности исследований Мониторинг отношения потребителей к обогащенным продуктам питания на примере Кемеровской области Выявление Выявление потребительских Исследование информированности и предпочтений к ассортимента хлеба отношения к обогащенным хлебобулочным изделиям и на рынке продуктам питания хлебу г.Кемерово Оценка показателей качества и антиоксидантной активности селенобогащенной пшеницы Органолепти Физико- Витаминно- Антиоксидантная ческие химические минеральный состав активность зерна Разработка технологии проращивания селенсодержащей пшеницы Определение температуры и Изучение влияние Изучение изменения времени проращивания и сушки зерна на влажности зерна в сушки зерна содержание селена процессе замачивания Разработка способа повышения антиоксидантной активности селенсодержащего зерна пшеницы при проращивании.
Выбор обогащающей Разработка технологии Оценка АОА обогащенной добавки обогащения пшеницы Разработка рецептуры и технологии хлеба из пророщенной селенобогащенной пшеницы Определение Определение Определение Влияние на качество соотношения оптимального способа и вида хлеба внесения муки и способа внесения клейковины и пророщенного пророщенного хлебопекарных тестоведения зерна пшеницы зерна улучшителей.
Оценка показателей качества и пищевой ценности хлеба из пророщенной селенобогащенной пшеницы Физико- Пищевая и энергетическая Органолептические химические ценность показатели Разработка и утверждение технической документации, промышленная апробация Рисунок 1 – Схема проведения эксперимента В третьей главе представлены результаты собственных исследований и их обсуждение.
Мониторинг информированности потребителей и потребительских предпочтений хлебобулочных изделий Учитывая важность функциональных продуктов питания для обеспечения здоровья населения, представляло интерес провести анализ изменения отношения потребителей к обогащенным продуктам питания, а также потребительских предпочтений по отношению к хлебобулочным изделиям. С этой целью в 2008 и 2011 гг. был проведен опрос потребителей, результаты которого сравнили с аналогичными исследованиями 2002-2004 гг., проведенными Н.И.Давыденко и О.А.Коньшиной. Объем выборки каждого года составил 500 человек.
Анализ результатов мониторинга показал, что в 2011 г. лишь 32,1% респондентов правильно понимают термин «обогащенный продукт», что на 21,3% ниже по сравнению с 2008 годом. В 2011 году наблюдается увеличение на 22,8 % количества респондентов, отрицательно относящихся к обогащенным продуктам. На протяжении всего периода исследования респондентами отмечается недостаток информации об обогащенных продуктах питания, так в 2008 году он составил 51%. Изменились основные доверительные источники информации об обогащенных продуктах питания: если в 2002-2004 гг. это в основном были друзья и печатные издания, то в 2011 году основными источниками стали телевидение, печатные издания и интернет.
Недостаточность информации о свойствах товара на упаковке отмечается 60% опрошенных. Выявлено, что в группе обогащенных продуктов питания потребители на всем протяжении мониторинга отдают предпочтения таким добавкам, как витамины, кальций и железо. Наблюдается рост востребованности клетчатки, бифидобактерий и селена. Прежде всего, данную тенденцию можно объяснить активной рекламной кампанией производителей продуктов питания.
Исследования изменения предпочтений потребителей к различным видам хлебобулочных изделий и количестве их потребления показали увеличение потребления традиционных сортов хлеба по сравнению с 2008 годом:
потребление хлеба пшеничного возросло на 2,8 %, ржаного - на 11,9%, а ржано пшеничного - на 10,3%. Возможно, это обусловлено снижением покупательской способности населения и уровеня доходов в результате кризиса 2008 г. При этом на протяжении всего периода мониторинга наблюдается постепенное снижение общего потребления хлеба.
Анализ ассортимента хлеба, реализуемого на рынке г. Кемерово весной осенью 2011 г. показал, что доля хлебов с добавками составляет 36%, при этом на рынке полностью отсутствуют хлебобулочные изделия, обогащенные макро- и микронутриентами. Кроме того нет хлеба из пророщенного зерна.
При этом данная группа хлебов пользуется довольно широкой популяностью в других регионах Российской Федерации. Таким образом, можно сделать вывод, что ниша хлебов обогащенных цельнозерновых и произведенных из пророщенного зерна пшеницы на рынке г. Кемерово незанята.
Разработка технологии проращивания пшеницы с повышенным содержанием селена Исследование влияния температуры на продолжительность прорастания зерна пшеницы при замачивании и сохранность селена при сушке В качестве объекта исследования была выбрана селенсодержащая яровая пшеница сорта «Памяти Афродиты» районированная в Кемеровской области.
Данные качественного анализа селенобогащенного зерна пшеницы представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Характеристика зерна пшеницы Наименование показателя Зерно урожая 2011 года Норма по ГОСТ 52554- Запах Свойственный Свойственный здоровому зерну здоровому зерну пшеницы пшеницы Цвет Светло-желтый Светло-желтый Масса 1000 зёрен, г 34,94±3,3 Натура, г/л Не менее 769±6, Влажность, % 14, 10,1±0, Зольность, % Не более 1,85±0, Кислотность 5,2±0, Сорная примесь, % Не более 1,53±0, Зерновая примесь, % Не более 2,9±0, Массовая доля клейковины, % Не менее 31,36±4, Стекловидность, % Не менее 69,0±2, Зараженность вредителями Не обнаружено Не допускается Данные таблицы показывают, что исследуемый сорт пшеницы отвечает нормативным и технологическим требованиям хлебопекарной отрасли и может быть использован для дальнейшей переработки.
При проращивании зерна особое место занимают стадии замачивания и проращивания зерна. Этот процесс характеризуется взаимодействием зерна с избыточным количеством воды и занимает длительное время. Поэтому целесообразным считали определить изменение продолжительности замачивания зерна пшеницы в зависимости от температуры. С целью сокращения процесса замачивания, а именно достижения зерном влажности 38-40%, изучали влияние температуры воды на продолжительность этапа. Для этого зерно замачивали в воде при различных температурах - 20, 25, 30, 35С (рисунок 2). Установили, что оптимальной температурой замачивания зерна является 30оС, т.к. именно при этой температуре наиболее быстро (в течении 7,5 часов) достигается влажность 40%.
Для выявления оптимального гидромодуля на различных этапах проращивания было изучено количество впитываемой пшеницей воды, при еницей этом на этапе замачивания поддерживали температуру 30оС, а на этапе проращивания поддерживали температуру 25оС. Влажность воздуха составляла 82%, толщина слоя на обоих этапах составила 3 см Для этого измеряли см.
количество свободной воды на протяжении 19 часов, до достижения длины часов ростка 1-1,5мм. Диаграмма поглощения воды в пересчете на 100 гр. Пшеницы отображена на рисунке 3. Выявлено, что оптимальный гидромодуль на этапе.
замачивания составил 1:0,85, а на этапе проращивания 1:1.
50 45, Количество поглощаемой процесс 40 замачивания, 35 0-8 часов воды, % 24,4 процесс 25 проращивани 20 8-16 часов процесс 10 проращивания 5 16-20 часов Рисунок 2 – Изменение влажности Рисунок 3 – Динамика поглощения зерна в зависимости от температуры мпературы воды С целью увеличения срока годности, прекращения процесса прорастания и улучшения технологических свойств проводили сушку пророщенного зерна.
Проросшее зерно продували воздухом, при этом с целью предотвращения продува клейстеризации крахмала и интенсивного ферментного гидролиза крахмала и белков температуру постепенно повышали с 26оС до 45оС в течении 7 часов.
у График сушки представлен на рисунке 4. Повышение температуры выше 45оС мпературы приводило к увеличению потерь селена, а также клейстеризации крахмала. Для обеспечения равномерности сушки производили перемешивание два раза в час.
Рисунок 4 – График сушки зерна Рисунок 5 – Изменение содержания селена в процессе сушки зерна График изменения содержания селена в пророщенном зерне представлен на рисунке 5.
Как видно из рисунка 5, содержание селена в процессе сушки снизилось с 87 мкг/кг до 73 мкг/кг, т.е. потери составили 16%, что является хорошим результатом.
Исследование изменения витаминно-минерального состава и антиоксидантной активности селенобогащенной пшеницы при проращивании В литературе практически отсутствуют данные о химическом составе пророщенного зерна, поэтому представляло интерес изучить влияние проращивания пшеницы на витаминно-минеральный состав и антиоксидантную активность.
На первом этапе проведена оценка органолептических свойств пророщенной селенобогащенной пшеницы (таблица 2). Цвет и запах у всех проб зерна свойственный здоровому пророщенному зерну. Вкус сладковатый, без посторонних примесей. Количество стекловидных зерен соответствует норме, что говорит о благоприятных параметрах сушки. Массовая доля влаги в образце пророщенного селенобогащенного зерна выше нормы, но допускается, т.к. сфера применения пророщенного зерна отличается от солода. Длина ростка у 90% пророщенной пшеницы составляет 1-1,5 мм, содержание селена в сухом пророщенном зерне составляет 73,2 мкг/кг, что также является хорошим показателем.
Таблица 2 – Показатели качества пророщенной селенсодержащей пшеницы Наименование показателя Опытный образец В соответствии с ГОСТ пророщенной селенсодержащей 29294-92 «Солод пивоваренный ячменный» пшеницы.
Однородная зерновая масса, Однородная зерновая Внешний вид не содержащая плесневелых масса, не содержащая зерен и зерновых вредителей плесневелых зерен и зерновых вредителей Цвет Красновато-желтый Желто-оранжевый Запах Солодовый Солодовый Вкус Солодовый, сладковатый Сладковатый Проход через сито (1,7*2,0) мм, 3,0 2, %, не более Массовая доля сорной примеси, Не допускается Отсутствует %, не более Количество зерен, % - мучнистых, не менее 85,0 98,3±2, - стекловидных, не более 3,0 2,7±0, - темных, не более 0 Массовая доля влаги, % 4,5 9,8±0, *Длина ростка, мм, не более 1,5 - 1,2±0, *Содержание селена, не менее - 73,2±0, 60 мкг/кг Показатели, обозначенные «*» введены нами самостоятельно в связи с особенностью технологических режимов и сырья.
На следующем этапе был проведен анализ витаминно-минерального состава и антиоксидантной активности пророщенной и не пророщенной селенобогащенной пшеницы. Результаты исследований представлены в таблице 3. Выявлено, что в процессе проращивания селенобогащенной пшеницы изменилось содержание всех веществ. И если содержание минералов в процессе проращивания сократилось, то количество витаминов группы В, Е и С значительно возросло. Это обусловлено процессами синтеза, происходящими в зерне при проращивании. Кроме того, на 37% возросла антиоксидантная активность образцов пшеницы. Таким образом, процесс проращивания является естественным и доступным методом повышения пищевой ценности зерна. Кроме того, согласно литературным данным, в процессе проращивания улучшается усвояемость и доступность отдельных компонентов зерна.
Разработанная технология по сравнению с традиционной отличается снижением расходов на электроэнергию и повышенными технологическими свойствами зерна. Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод, что проращивание, как технология дополнительной обработки зерна, является целесообразным.
Таблица 3 – Изменение витаминно-минерального состава образцов селенобогащенной пшеницы в процессе проращивания Содержание в зерне Содержание в непророщенной Наименование пророщенном зерне Прирост, % пшеницы пшеницы, мг/100г, n= (контроль), мг/100г, n= Калий 337 335 -0, Кальций 54 53 -1, Фосфор 370 369 -0, Магний 108 105 -0, Железо 5,4 5,2 -3, Цинк 4,1 4,0 -2, Селен* 0,087±0,026 0,073 ±0,024 -10, Тиамин (витамин В1)* 0,44±0,05 2±0,05 +354, Рибофлавин (витамин В2)* 0,15±0,02 0,7±0,02 +366, Никотиновая кислота (витамин РР) 4,8 4,5 -6, Пиридоксин (витамин В6)* 0,5±0,04 3±0,04 + Фолиевая кислота 0,04 0,35 + Токоферол (витамин Е)* 7±0,07 21±0,07 + Аскорбиновая кислота 0,1±0,01 52,8±0, (витамин С)* + Антиоксидантная активность, ед. аскорутина* 1,02±0,07 1,4±0,09 +37, *-определено экспериментально Разработка способа повышения антиоксидантной активности селенсодержащего зерна пшеницы при проращивании Результаты проведенных исследований показали, что в процессе проращивания увеличивается содержание витаминов и, что особенно важно, антиоксидантная активность зерна селенсодержащая пшеницы. Учитывая тот факт, что на территории Российской Федерации наблюдается недостаток антиоксидантов в рационе 70% россиян, разработка продуктов питания обладающих повышенной антиоксидантной активностью является актуальной и своевременной. Селеносодержащая пшеница уже содержит в себе достаточно сильный антиоксидант селен, однако обогащение антиоксидантом другого механизма воздействия поможет воздействовать на свободные радикалы различной природы и структуры.
Одним из перспективных направлений совершенствования технологии проращивания зерна пшеницы является применение в процессе замачивания зерна различных веществ, обладающих антиоксидантным воздействием.
В работе использовали следующие вещества, обладающие антиоксидантной активностью: липоевую кислоту, коэнзим Q10,, полифенолы (зеленый чай), аскорбиновую кислоту. Подбор сырья для повышения антиоксидантной активности проводили с учетом особенностей химического состава, доступности, растворимости в воде и цене.
Обогащающие добавки вносили в замочную воду при проращивании зерна селенсодержащей пшеницы сорта «Памяти Афродиты», в соответствии с технологией проращивания, разработанной нами ранее. Органолептическая оценка образцов пророщенной пшеницы с различными добавками приведена в таблице 4.
Таблица 4 - Органолептическая оценка образцов пророщенной пшеницы с различными добавками при проращивании Образцы пшеницы с различными добавками:
Экстракт Показатель Контроль Коэнзим Q10 Липоевая Аскорбиновая зеленого чая кислота 0,05%;
кислота 0,1% 0,15 % 1% Хорошо Хорошо проросшая Хорошо проросшая Не проросшая проросшая однородная однородная зерновая масса, Не проросшая однородная Внешний вид зерновая масса, зерновая масса, не содержащая зерновая масса зерновая масса, не не содержащая содержащая плесневелые содержащая плесневелых плесневелых зерен зерна плесневелых зерен зерен Темно- Светло Цвет Светло-желтый Светло-желтый Желтый коричневый коричневый Свойственный Свойственный Свойственный Затхлого Запах пророщенному пророщенному Затхлый, кислый чайного листа пророщенному зерну зерну зерну Вкус Сладковатый Сладковатый Кислый Терпкий Сладковатый Длина ростка, Нет ростка Нет ростка 2 1 1- мм Установлено, что внесение липоевой кислоты и экстракта зеленого чая отрицательно повлияло на органолептические показатели пророщенной пшеницы, кроме того отсутствует росток и снижена набухаемость зерна.
Анализ антиоксидантной активности исследуемых образцов пророщенной селенсодержащей пшеницы показал эффективность применения 0,15% коэнзима Q10 (прирост АОА +37,5), 0,15% липоевой кислоты (прирост АОА +48,2), 4% экстракта зеленого чая (прирост АОА +37,5), 0,1% аскорбиновой кислоты (прирост АОА +37,5) (таблица 5). Т.к. при применении липоевой кислоты и экстракта зеленого чая пшеница не проросла, были выбраны коэнзим и аскорбиновая кислота. Однако, учитывая высокую стоимость коэнзима Q10 и сложность растворения в воде, решено было от него отказаться.
Таблица 5 – Антиоксидантная активность образцов селенобогащенной пшеницы пророщенной с добавлением различных антиоксидантов Концентрация вносимой Антиоксидантная Образец добавки активность Прирост, % пророщенной пшеницы, ед. аскорутина 1 Пророщенная 0,56±0,037 селенобогащенная пшеница (контроль) 2 Коэнзим Q10 0,05% 0,67±0,040 +19, 3 Коэнзим Q10, 0,1% 0,63±0,025 +12, 4 Коэнзим Q10 0,15% 0,77±0,031 +37, 5 Липоевоя кислота, 0,05% 0,71±0,023 +26, 6 Липоевоя кислота, 0,1% 0,71±0,025 +26, 7 Липоевоя кислота, 0,15% 0,83±0,034 +48, 8 Экстракт зеленого чая, 2% 0,67±0,040 +19, 9 Экстракт зеленого чая, 4% 0,77±0,021 +37, 10 Аскорбиновая кислота, 0,025% 0,63±0,031 +12, 11 Аскорбиновая кислота, 0,05% 0,67±0,032 +19, 12 Аскорбиновая кислота, 0,075% 0,71±0,015 +26, 13 Аскорбиновая кислота, 0,1% 0,77±0,020 +37, 14 Аскорбиновая кислота, 0,15% 0,79±0,020 +38, Таким образом, в результате проведенных исследований рекомендовано применение 0,1% раствора аскорбиновой кислоты для повышения антиоксидантной активности селенсодержащей пшеницы.
Разработка рецептуры, технологии и оценка потребительских свойств хлеба из смеси проросшего зерна пшеницы и муки высшего сорта С целью выбора технологии и рецептуры, позволяющей получить хлеб высокого качества, были проведены выпечки 17 образцов. В качестве вариативной части использовалось соотношение мука - измельченное пророщенное зерно, опарный или безопарный способ получения теста и способ разрыхления теста. Кроме того, исследовалось влияние на качество хлеба добавления в рецептуру сухой пшеничной клейковины и хлебопекарного улучшителя – «Мажимикс» с желтой этикеткой. В процессе органолептической оценки лучшими были признаны 4 образца хлеба под номерами 12, 14, 15, (таблица 6).
Таблица 6 – Характеристика образцов хлеба Соотношение Характеристика Дополнительные № образца мука/пророщенное пророщенного зерна ингредиенты зерно Улучшитель «Мажимикс» с 12 30/ желтой этикеткой 15:15/70 (в опаре 15% Пророщенное зерно 14 муки, 15% подсушивалось до Улучшитель «Мажимикс» с пророщенного влажности 35%, желтой этикеткой, подсушенного затем измельчалось клейковина сухая пшеничная (влажность 35%) Клейковина сухая пшенична 16 30/ Результаты балловой оценки представлены в таблице 7.
Таблица 7 – Балловая оценка образцов хлеба Наименование показателя Шкала оценки Оценка дегустатора в баллах качества в баллах Отл. Хор. Удов. Обр. 16 Обр. 12 Обр. 15 Обр. Форма:
- достаточность объема, 7,5-6 5-3,5 2,5-1 7,1±0,3 6,9±0,1 6,6±0,5 6,8±0, правильность конфигурации, четкость рисунка Поверхность:
- гладкость, глянцевость, цвет, 6-5 4-3 2-1 5,7±0,2 5, 6±0,4 5,1±0,3 5,6±0, аккуратность надрезов Состояние мякиша:
- промес, пропеченность, 9-7 6-4 3-1 8,7±0,1 8,4±0,1 7,9 ±0,3 8,3±0, пористость, эластичность Вкус:
- свойственный нормируемой 4,5-4 3-2,5 1,5-1 4,4±0,2 4,3±0,1 4,1±0,3 4,2±0, характеристике, без постороннего привкуса Запах:
- свойственный нормируемой 3 2 1 3,0 3,0 3,0 3, характеристике, без постороннего запаха ИТОГО: 30-25 20-15 10-5 28,9±0,2 28,2±0,1 26,7±0,3 27,9±0, По итогам оценки был выбран образец № 16. Хлеб зерновой пшеничный готовили из смеси диспергированного пророщенного в 0,1% растворе аскорбиновой кислоты зерна пшеницы влажности 35% и муки высшего сорта в соотношении 2,5:1. Тестоведение проходило по опарному способу. На первом этапе готовили опару, для этого муку, подогретую воду, раствор сахара и дрожжевую эмульсию в соответствии с рецептурой вносили в тестомесильную машину, после чего производили замес опары в течение 5 минут. Опара бродила в течение 3 часов при t = 32°C и 75%. По истечении 3 часов в опару в количествах, предусмотренных рецептурой, добавляли клейковину, измельченное пророщенное в присутствии антиоксидантов селенсодержащее зерно пшеницы влажностью 35%.
Проращивание пшеницы вели следующим образом: замачивание зерна осуществляли в растворе аскорбиновой кислоты 0,1 % к массе воды или 0,12% к массе зерна, при соотношении зерна и воды 1:0,85, при температуре - первые 7,5 - часов 30оС, последующие 12,5 часов - 25оС, до появления ростков 1-1, мм. По истечении проращивания зерно раскладывали на ситах слоем 4 см, помещали на 2 часа в сушильный шкаф при температуре 38оС, далее зерно измельчали на диспергаторе.
Замес производили в течение 10 минут. Продолжительность брожения теста 1,5ч, температура опары 30-32°С, кислотность 6-7 град. Готовое тесто разделывали на куски массой 270 г, тестовые заготовки укладывали в формы и направляли на расстойку.
Продолжительность расстойки 35 мин при температуре 35°С и относительной влажности воздуха 75-80%. По окончании расстойки проводили гидротермическую обработку в течении 3 мин при t = 110°C, после чего выпекали при t = 170-180°C в течении 50-60 мин.
Изучено изменение потребительских свойств разработанного хлеба в процессе хранения (таблица 8).
Таблица 8 – Изменение физико-химических показателей при хранении Пшеничный хлеб при хранении Контроль - хлеб зерновой из Хлеб из пророщенного непророщенного селенобогащенного селенобогащенного зерна Наименование зерна пшеницы «Былинный» с повышенным показателя содержанием антиоксидантов 24 ч. 48 ч. 24 ч. 48 ч.
2ч 2ч 1 2 3 4 5 6 Вкус 4,4 ±0,2 4,4 ±0,2 4,1 ±0,2 5,0 ±0,1 4,9 ±0,1 4,7± 0, Запах 4,6 ±0,1 4,5 ±0,1 4,3 ±0,1 5,0 ±0,1 5,0 ±0,1 4,8 ±0, Мягкость мякиша 4,3 ±0,1 4,1 ±0,1 3,8 ±0,2 4,6 ±0,3 4,5 ±0,3 4,4 ±0, Эластичность 4,5 ±0,2 4,4 ±0,2 4,2 ±0,2 4,8 ±0,2 4,8 ±0,2 4,7 ±0, мякиша Крошковатость 4,1 ±0,1 4,0 ±0,1 3,8±0,3 4,7 ±0,1 4,6 ±0,1 4,4 ±0, мякиша Комплексная оценка, баллы 21,9 21,4 20,2 24,1 23,8 Продолжение таблицы 1 2 3 4 5 6 Удельный объем, 173,0±0,62 170,0±0,62 169,5±0,6 175,5±0,36 175,0±0,36 174,8±0, см /100 г.
Кислотность, град. 6,2±0,36 6,2±0,36 6,2±0,27 2, 0 ±0,19 2, 0 ±0,19 2,0±0, Влажность, % 47,0±0,61 46,9±0,61 46,7±0,78 45,4±0,54 45,2±0,54 44,1±0, Пористость, % 61,3±0,44 60,0±0,44 59,5±0,71 63,5 ±0,71 63,0 ±0,71 62,8±0, Результаты оценки органолептических показателей качества хлеба показали, что хлеб, полученный с использованием разработанной технологии, обладает улучшенными органолептическими свойствами, большим удельным объемом, лучшей пористостью и эластичностью мякиша. Кроме того, применение разработанной технологии способствует сохранению свежести.
Определение показателей пищевой ценности хлеба из проросшего зерна селенсодержащей пшеницы Изучение пищевой ценности хлеба «Былинный» из пророщенного селенсодержащего зерна пшеницы показало (таблица 9), что хлеб по содержанию в нем биогенных элементов превосходит контрольный образец в среднем на 25%, а по содержанию витаминов на 9-400%.
Таблица 9 – Сравнительная оценка показателей пищевой ценности хлеба из пророщенного и непророщенного зерна селенобогащенной пшеницы (контроль по ГОСТ 25832 Контроль по ГОСТ 25832 Содержание в 200г хлеба Степень удовлетворения селенобогащенного зерна селенобогащенного зерна Степень удовлетворения (хлеб «Былинный»), % Суточная потребность суточной потребности суточной потребности взрослого человека, Содержание в 200г 89 хлеб зеровой из 89 хлеб зеровой из непророщенного непророщенного Пищевые вещества «Былинный» пшеницы), % муж/жен пшеницы 3 1 2 4 Белки, г 91/73 17,2 25,4 18,9/23,6 27,9/34, Жиры, г 112/81 2,8 2,18 2,5/3,5 1,9/2, Углеводы, г 421,5 90,2 87,6 21,4 20, Пищевые волокна, г 20 22 26 110,0 Минеральные вещества, мг Натрий 1300 446 25 34,3 1, Калий 2500 392 446 15,68 17, Кальций 1000 68 93 6,8 9, Магний 400 110 129 27,5 32, Фосфор 800 398 501 49,75 62, Железо 10/18 6,4 8,2 64/46 82,0/45, Продолжение таблицы 1 2 3 4 5 *Селен (мкг) 70/55 10,04±0,22 12,6±0,31 29,2/37 22,9/18, Витамины, мг Е 15 4,2 0,98± 28 6, *В1 1,5 0,44±0,05 0,48±0,03 29,3 32, *В2 1,8 0,18±0,071 0,3±0,04 10 16, РР 20 6 5,94 30 29, *С 90 0 2,4±0,12 0 2, В5 5 0,18 1,58 3,6 31, *В6 2 0,2±0,09 0,58±0,11 10 29, В9 (мкг) 400 14,4 63,2 3,6 15, АОА, ед. аскорутина - 0,96±0,07 1,27±0,09 - *определено экспериментально Для промышленного внедрения разработанной технологии разработана техническая документация на хлеб зерновой пшеничный «Былинный» (СТО), проведена промышленная апробация технологии производства хлеба.
Расчёт себестоимости показал, что по сравнению с себестоимостью контроля – «Хлеб зерновой из селенобогащенного зерна пшеницы» (8,8 рублей) себестоимость выработки 1 кг хлеба «Былинный» составляет 9,5 рублей, что выше всего на 8%, т.о. производство является экономически целесообразным.
ВЫВОДЫ 1. Проведенный мониторинг информированности потребителей и потребительских предпочтений хлебобулочных изделий показал общее снижение (на 21,3%) правильного понимание респондентами понятия «обогащенный продукт питания». Кроме того, на 22,8% увеличилось количество респондентов, отрицательно или безразлично относящихся к обогащенным продуктам питания. Причем отрицательная динамика наблюдается, начиная с 2010-2011 года. Респондентами отмечается снижение количества информации об обогащенных продуктах питания. При анализе предпочтений хлеба и хлебобулочных изделий выявлено увеличение потребления объема традиционных сортов хлеба в среднем на 10%.
2. Разработана технология проращивания селеносодержащего зерна пшеницы, которая позволяет сократить потери селена и витаминов в процессе проращивания и сушки до 16%, снизить потери технологических свойств пророщенного зерна, а также повысить содержание витаминов и антиоксидантную активность.
3. Разработана технология обогащения пророщенного зерна пшеницы антиоксидантами путем внесения на стадии замачивания зерна 0,1% раствора аскорбиновой кислоты. Выявлено, что данная обработка позволяет повысить антиоксидантную активность на 37,6%.
4. Разработана рецептура и технология производства хлеба из пророщенного селенобогащенного зерна. При этом было установлено, что оптимальным соотношением пророщенная пшеница/ мука хлебопекарная составляет 2,5:1. Для улучшения качества хлеба измельченное пророщенное зерно необходимо вводить при влажности 38%, а в качестве улучшающего компонента необходимо использовать сухую пшеничную клейковину.
Проведенная товароведная оценка цельнозернового пшеничного хлеба из пророщенной селенобогащенной пшеницы «Былинный» показала, что данный образец хлеба соответствует требованиям нормативной документации, а также превосходит хлеб зерновой по содержанию витаминов, минералов, антиоксидантной активности и сохранности.
5. Расчет себестоимости производства хлеба «Былинный» из пророщенной селенобогащенной пшеницы по сравнению с производством хлеба зернового, полученного из непророщенного селенобогащенного зерна показал, что она незначительно выше - на 8% 6. Разработана техническая документация на хлеб зерновой пшеничный «Былинный» (СТО), проведена промышленная апробация технологии производства хлеба.
По материалам диссертации опубликованы следующие работы:
Давыденко Н.И. Разработка новых технологий функциональных продуктов в 1.
условиях сотрудничества вузовской и академической наук /. Н.И.
Давыденко, А.А. Синьков, А.В. Мякашкина и др. // Ползуновский вестник. 2011. - № 3/2. - С. 35-41.
Давыденко Н.И. Получение пшеницы с повышенным содержанием селена/ 2.
Н.И.Давыденко, А.В.Мякашкина, А.А. Синьков // Хлебопродукты. - 2012. №3.- С. 44-46.
Килина И.А. «Здоровьесбережение как часть образовательных программ при 3.
формировании личности школьника» / И.А. Килина, А.А. Синьков// Ползуновский вестник. - 2012. - № 2/2. - С. 85-88.
Давыденко Н.И. Основные составляющие инновационного процесса «от 4.
идеи до потребителя» на примере пшеницы с заданными функциональными свойствами / Н.И. Давыденко, А.В. Мякашкина, А.А. Синьков и др.// Ползуновский вестник. - 2012. - № 2/2. - С. 25-32.
Мякашкина А.В. Функциональные хлебобулочные изделия. Состояние и 5.
тендеции / А.В.Мякашкина, А.А Синьков // Инновационный конвент:
Кузбасс: «образование, наука, инновации»: сб. трудов студентов, аспирантов, ученых. - Кемерово, 2011. - С. 152-154.
Синьков А.А. О возможности профилактики селенодефицита в 6.
Кемеровской области / А.А. Синьков, А.В. Мякашкина, Н.И. Давыденко // Актуальные вопросы в развитии пищевой промышленности: сб. науч. работ.
- Челябинск, 2011. - С. 57-60.
Синьков А.А. Инновационные технологи в общественном питании / А.А.
7.
Синьков, А.В. Мякашкина, Т.В. Крапива // Управление инновациями в торговле и общественном питании: сб. науч. работ / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2010. -С.
230-233.
8. Синьков А.А. Использование продуктов комплексной переработки селеносодержащей пшеницы в функциональном питании социальной сферы (школьное питание, питание рабочих промпредприятий, больницы, санатории и т.д.) // Ползуновский альманах. - 2010. - № 2. - С. 300-302.
9. Синьков А.А. Селенодефицит жителей г. Кемерово / А.А. Синьков, А.В.
Мякашкина //Пищевые продукты и здоровье человека: сб. науч. работ/ Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2011. - С. 152-153.
10.Синьков А.А. Технологическая платформа в сфере питания / А.А. Синьков, И.С. Маюрникова // Пищевые продукты и здоровье человека: сб. науч. работ / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2011. - С. 152-153.
11.Синьков А.А. Инновационные технологии в общественном питании предприятий Кузбасса / А.А. Синьков, М.В. Пивень // Пищевые продукты и здоровье человека: сб. науч. работ / Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2010. - С. 152-153.