Аннотация

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

Ключевые слова

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

ВВЕДЕНИЕ

Введение Одной из главных задач, стоящих перед хлебопекарной промышленностью, является не только повышение качества хлебобулочных изделий, но и их пищевой ценности. Для решения данной проблемы представляет интерес применение продуктов, богатых натуральными биокорректорами. Одним из таких продуктов, богатых незаменимыми пищевыми веществами, являются хлебопекарные дрожжи. Представляет интерес использование дрожжей как нутрицевтика - источника ценных компонентов пищи: аминокислот, витаминов, минеральных веществ. Хлебопекарные дрожжи представляют собой технически чистые культуры дрожжевых грибков-сахаромицетов семейства Sacharomycetocea рода Saccharomyces вида cerevisiae. Хлебопекарные дрожжи отличаются высоким содержанием азотистых веществ. Содержание азота в сухих дрожжах составляет в среднем (% на сухое вещество) 7-9, из этого количества 18-20 % приходится на небелковый азот: пуриновые, пиримидиновые основания, глюкозамин и др. Белковые вещества являются основными компонентами клетки. Содержание их в дрожжах достигает 40-60 % сухого вещества. Белок дрожжей характеризуется оптимальным соотношением незаменимых и заменимых аминокислот, их сбалансированностью, близкой к животному белку, за исключением содержания метионина. Дрожжи отличаются от других пищевых продуктов наличием достаточного количества незаменимой аминокислоты лизина. Несмотря на сравнительно невысокое содержание метионина, белок дрожжей является высокоценным; кроме того, он хорошо переваривается и усваивается. Так, перевариваемость в организме человека хлебопекарных дрожжей составляет 70-90 %. В больших количествах в хлебопекарных дрожжах содержится трипептид глутатион, содержащий в своем составе глицин, глутаминовую кислоту и цистеин с -SH-группой. В дрожжах глутатион находится как в окисленной, так и в восстановленной формах. Глутатион - биохимически важный активатор некоторых ферментов, природный антиоксидант, обладающий противораковыми свойствами. В дрожжах установлено наличие аминокислоты таурин - это амидоэтиленсульфоновая кислота (С2Н7NSO3). Эта природная кислота участвует в синтезе многих аминокислот, входит в состав основного компонента желчи, который необходим для переваривания жиров, абсорбции жирорастворимых витаминов, а также для поддержания нормального уровня холестерина в крови, улучшения действия инсулина, участия в функционировании нервной системы, скелетных мышц и сетчатки глаз. Таурин управляет работой клеточных мембран, удерживая калий и магний внутри клеток. В клетках дрожжей содержатся нуклеиновые кислоты (НК) (26,1 % к массе азотистых веществ) - рибонуклеиновая кислота (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК), которые наряду с белками являются важнейшими биополимерами. Минеральные вещества составляют от 5 до 15 % сухого вещества дрожжевой клетки и представлены сульфатами, фосфатами, карбонатами, хлоридами. Большая часть минеральных веществ приходится на фосфаты. Содержащийся в дрожжах хром играет важную роль в предотвращении заболеваний сахарным диабетом и в замедлении старения организма человека. Хлебопекарные дрожжи являются натуральным и оптимально сбалансированным источником хромсодержащего органического фактора устойчивости к глюкозе. Удачная для организма человека комбинация хрома, ниацина и аминокислот играет роль посредника в действии инсулина. В хлебопекарных дрожжах обнаружен селен, который является одним из важнейших эссенциальных микроэлементов и антиоксидантом непрямого действия. Селен участвует в синтезе гормонов щитовидной железы, реализации репродуктивной функции, защите от токсического действия тяжелых металлов (свинца, ртути), оказывает радиопротекторное действие, купирует рост раковых опухолей. Углеводы дрожжей представлены в основном полисахаридами: гликоген, трегалоза, маннан, глюкан и хитин. Общее содержание углеводов в хлебопекарных дрожжах достигает 30 %. Липиды дрожжей представляют собой нейтральные жиры, жирные кислоты, липоиды и стеролы. Обычно в дрожжах жира содержится около 2 %. В состав жира входят преимущественно пальмитиновая и стеариновая кислоты, фосфатиды, а также эргостерин, количество которого в некоторых дрожжах достигает 2 % от общего содержания жира. Дрожжи характеризуются оптимальным сочетанием содержания витаминов с белком и минеральными веществами. Дрожжи богаты витаминами группы В: В1, В2, В5, В6, В9, также они содержат витамины Н, РР, Е [1-8]. Цель работы - разработка хлебопекарного полуфабриката с повышенной биологической ценностью, предназначенного для производства хлеба из пшеничной муки высшего сорта с недостаточной сахарообразующей способностью. Объекты и методы исследований Во время эксперимента проводили анализ основного и дополнительного сырья по показателям, которые требовались в ходе эксперимента. Все пробы муки пшеничной хлебопекарной анализировались на соответствие требованиям ГОСТ Р 52189 по органолептическим и физико-химическим показателям. Сахарообразующую способность муки определяли по количеству образовавшейся мальтозы в водно-мучной суспензии из 10 г муки и 50 см3 в течение 1 часа амилолиза при температуре 27 ºС. При исследовании химического состава полуфабриката и муки определяли содержание азотистых веществ, углеводов (крахмала, декстринов, редуцирующих веществ), жира, золы и глутатиона. Массовую долю общего азота определяли методом Кьельдаля; крахмала - кислотным гидролизом по методу Пьючера [9]; декстринов - по методу М.П. Попова и Е.Ф. Шаненко [10], который заключается в измерении оптической плотности йодного раствора фильтрата исследуемого материала при разных длинах волн (660 и 530 нм). Массовую долю редуцирующих сахаров определяли йодометрическим методом; жира - экстракционным методом с предварительным гидролизом навески; золы - по ГОСТ 27494. Содержание глутатиона устанавливали по методу, основанному на окислении глутатиона йодом [11]. Аминокислотный состав белка анализировали с помощью аминокислотного анализатора Biochrom 30 (Biochrom, England) на колонке Ultropac в литий-цитратной буферной системе с предварительным гидролизом навески образца. Фракционный состав белков определяли по нижеприведенной методике. Навеску сухого образца последовательно экстрагировали водой, 2%-ным раствором соли, 70%-ным этанолом и 0,2%-ным раствором едкого натра. Белок определяли в 0,1 см3 надосадочной жидкости по методу Гринберга и пересчитывали содержание белка на общий объем экстракта. Содержание минеральных веществ, в частности кальция и магния, определяли комплексонометрическим методом, железа - колориметрическим методом, селена - флуорометрическим методом. При проведении исследований использовали расчетно-аналитический метод определения аминокислотной сбалансированности полуфабрикатов в сравнении с пшеничной мукой, применяя методологию, предложенную Н.Н. Липатовым [12]. При этом рассчитывали коэффициент рациональности аминокислотного состава (Rc), численно характеризующий сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к эталону. Влияние полуфабриката на качество хлеба определяли по органолептическим показателям. Оценку органолептических показателей качества готовых изделий проводили в соответствии с ГОСТ 5667 и по 100-балльной системе. Результаты и их обсуждение Авторы по специальной технологии разработали порошковый хлебопекарный полуфабрикат, в рецептуру которого входят: мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта, мука из ячменного солода и инактивированные хлебопекарные дрожжи в соотношении 70:5:25. Для выработки полуфабриката дрожжи заваривали горячей водой для инактивации. Полученную массу охлаждали и использовали для замеса теста. В подготовленную смесь из муки пшеничной и муки из ячменного солода вносили охлажденную дрожжевую массу и замешивали жидкое тесто влажностью 65 %. Далее тесто оставляли на отлежку в течение 3 часов, затем тесто тонким слоем распределяли на противне, высушивали при температуре 120-130 ºС и измельчали. Выработанный полуфабрикат представлял собой порошкообразный продукт желтого цвета с кремовым оттенком, с легким дрожжевым запахом и сладким вкусом. Был проведен анализ химического состава полуфабриката (ПФ) и сделан сравнительный анализ с пшеничной мукой высшего сорта. Данные представлены в табл. 1. Таблица 1 Химический состав порошкового полуфабриката и пшеничной муки высшего сорта ОбразецВода, %Массовая доля, % на сухое вещество БелокКрахмалДекстриныСахара*ЖирЗола Мука1412,675,20,160,471,300,53 ПФ825,38,047,610,22,942,42 *Редуцирующие сахара. Показано, что полуфабрикат отличается от муки пшеничной высшего сорта углеводным комплексом, содержанием белка и минеральных веществ. По сравнению с мукой в полуфабрикате более низкое содержание крахмала, значительно более высокое содержание декстринов (47,6 %), редуцирующих сахаров (10,2 %) и белка (25,3 %). Был установлен фракционный и аминокислотный состав белков полуфабриката и проведен сравнительный анализ с пшеничной мукой высшего сорта, результаты которого приведены в табл. 2 и 3. В полуфабрикате сумма водо- и солерастворимых белков составила 13,6 %, что в 3,9 раза больше, чем в пшеничной муке высшего сорта (3,5 %) (табл. 2). Таблица 2 Фракционный состав белков полуфабриката и пшеничной муки высшего сорта, % ФракцииМукаПФ Водорастворимая1,82,8 Солерастворимая1,710,8 Спирторастворимая4,33,4 Щелочерастворимая3,46,3 Как показали исследования, содержание незаменимых аминокислот в полуфабрикате составляет 9568 мг/100 г, что в 2,4 раза больше, чем в пшеничной муке (табл. 3). Установлено повышенное содержание аминокислот лизина и треонина, которые являются дефицитными для белков пшеничной муки. Также из данных табл. 3 следует, что преобладающей незаменимой аминокислотой является лейцин. Кроме того, в полуфабрикате установлено наличие аминокислоты таурин в количестве 550 мг на 100 г сухого полуфабриката. Таблица 3 Содержание незаменимых аминокислот в полуфабрикате и пшеничной муке высшего сорта, мг на 100 г сухого вещества АминокислотаМукаПФ Валин5481224 Изолейцин4991240 Лейцин9351723 Лизин2901327 Метионин + цистин410707 Треонин3611035 Триптофан116286 Фенилаланин + тирозин8702026 Σ НАК*40299568 *НАК - незаменимые аминокислоты. Экспериментальным путем в готовом полуфабрикате было установлено содержание свободных аминокислот, которое составило 36,6 мг/100 г (в муке пшеничной высшего сорта - 18,6 мг/100 г). Для количественной оценки биологической ценности и сбалансированности аминокислотного состава белка полуфабриката использовали коэффициент, равный доле незаменимых аминокислот, усвояемых организмом человека. Характеристика аминокислотной сбалансированности полуфабриката и муки пшеничной высшего сорта приведена в табл. 4. Таблица 4 Аминокислотная сбалансированность белков полуфабриката и пшеничной муки высшего сорта АминокислотаСодержание, мг/г белка Эталон ФАО/ВОЗМукаПФ Валин5045,752,1 Изолейцин4041,852,8 Лейцин7078,373,3 Лизин5524,3*56,5 Метионин + цистин3534,330,1* Треонин4030,244,0 Триптофан109,712,2 Фенилаланин + тирозин6072,886,2 Σ НАК360337,1407,2 Сmin, %10044,286,0 Rc, ед.10,430,74 *Лимитирующая аминокислота; НАК - незаменимые аминокислоты; Сmin - скор лимитирующей аминокислоты; Rc - коэффициент рациональности аминокислотного состава. Анализируя данные по аминокислотной сбалансированности белков, можно сделать вывод, что полуфабрикат имеет высокую потенциальную биологическую ценность (Rc = 0,74 ед.) по сравнению с пшеничной мукой высшего сорта (Rc = 0,43 ед.). Содержание минеральных веществ в полуфабрикате составило 2,42 %, в муке пшеничной высшего сорта - 0,52 % (см. табл. 1). Экспериментально в разработанном полуфабрикате установлено высокое содержание кальция - 128 мг/100 г, магния - 47 мг/100 г, железа - 2939 мкг/100 г, селена - 6,2 мкг/100 г (в пшеничной муке высшего сорта - 5,0 мкг/100 г). В порошковом дрожжевом полуфабрикате определяли содержание глутатиона, который не только влияет на физические свойства теста, но и обладает антиоксидантными, радиопротекторными и противораковыми свойствами. Суммарное содержание глутатиона в полуфабрикате составило 202,6 мг/100 г. Для оценки функциональных свойств полуфабриката проводили пробные выпечки формового и подового хлеба из пшеничной муки высшего сорта с недостаточной сахарообразующей способностью (157 мг мальтозы на 10 г муки) с различной дозировкой полуфабриката. Полуфабрикат вносили при замесе теста в сухом виде взамен пшеничной муки, контрольный образец вырабатывали без добавления полуфабриката. Выпечка хлеба проводилась в производственных условиях хлебопекарного цеха на базе Инновационного технологического центра Дальневосточного федерального университета. Была установлена оптимальная дозировка полуфабриката, которая составила 5 % взамен пшеничной муки. Пробные партии хлеба, вырабатываемые с добавлением 5 % полуфабриката, по органолептическим показателям характеризовались более высокими баллами (92,2-93,0) по сравнению с контрольными образцами (80,0-82,0). При этом улучшались основные качественные показатели готовых изделий: состояние и окраска корки, цвет мякиша, вкус и запах. Разработанный порошковый полуфабрикат, получивший название «ВИТЭМБ-Д», рекомендуется использовать для выработки хлеба из пшеничной муки высшего сорта со средней и низкой сахарообразующей способностью в количестве до 5 % с целью повышения качества и пищевой ценности изделий. Расчетным путем определено, что полуфабрикат имеет высокую потенциальную биологическую ценность, коэффициент рациональности аминокислотного состава белков составляет 0,74 ед. (табл. 5). Коэффициент рациональности аминокислотного состава в выработанных образцах пшеничного хлеба превышает данный показатель контрольного образца и составляет 0,52 ед. Согласно теории сбалансированного питания организм человека нуждается в определенном количестве пищевых веществ, в том числе незаменимых аминокислот и минеральных веществ. В связи с этим было рассчитано содержание незаменимых аминокислот в 450 г хлеба, выработанного с использованием 5 % полуфабриката, и в контрольном образце (без добавления ПФ). Данные приведены в табл. 6. Таблица 5 Аминокислотная сбалансированность белков хлеба из пшеничной муки высшего сорта с добавлением 5 % полуфабриката АминокислотаСодержание, мг/г белка Эталон ФАО/ВОЗОбразец хлеба контрольныйопытный Валин5045,846,7 Изолейцин4041,943,6 Лейцин7078,377,5 Лизин5524,9*30,0* Метионин + цистин3534,433,6 Треонин4030,432,4 Триптофан109,810,1 Фенилаланин + тирозин6073,174,9 Σ НАК360338,6348,8 Сmin, %10045,054,5 Rc, ед.10,440,52 *Лимитирующая аминокислота; НАК - незаменимые аминокислоты; Сmin - скор лимитирующей аминокислоты; Rc - коэффициент рациональности аминокислотного состава. Таблица 6 Степень удовлетворения суточной потребности в незаменимых аминокислотах при потреблении 450 г хлеба АминокислотаСуточная потребность, гОбразец хлеба контрольныйопытный Содержание, г% от суточной нормыСодержание, г% от суточной нормы Валин4,01,4035,01,5338,3 Изолейцин4,01,3032,51,4436,0 Лейцин5,02,3947,82,5751,4 Лизин4,00,8020,01,0025,0 Метионин + цистин5,01,0420,81,1322,6 Треонин3,00,9531,61,0836,0 Триптофан1,00,3131,00,3333,3 Фенилаланин + тирозин6,02,3038,32,4841,3 Из представленных в табл. 6 данных следует, что при потреблении 450 г хлеба с добавлением полуфабриката степень удовлетворения суточной потребности взрослого человека по всем незаменимым аминокислотам значительно выше, чем хлеба, выработанного без его использования (контрольный образец). Таким образом, результаты исследований позволяют сделать вывод о возможности использования разработанного порошкового полуфабриката, названного «ВИТЭМБ-Д», при производстве хлеба из пшеничной муки высшего сорта с целью повышения его качества и пищевой ценности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Квасников, Е.И. Дрожжи. Биология. Пути использования / Е.И. Квасников, И.Ф. Щелокова. - Киев: Наукова думка, 1991. - 327 с.
2. Кудряшева, А.А. Использование пекарских дрожжей в лечебно-профилактическом питании / А.А. Кудряшева // Пища, вкус, аромат. - 2001. - № 2. - С. 2-3.
3. Кудряшева, А.А. Новое поколение пищевых продуктов с биологически активными добавками / А.А. Кудряшева, Л.В. Драчева, А.А. Бочарников, Т.В. Лущик // Пищевая промышленность. - 1995. - № 11. - С. 22-23.
4. Дрожжи: их значение для человека // Питание и общество. - 1993. - № 1. - С. 23-24.
5. Дубцов, Г.Г. Выработка хлебных изделий с добавкой, содержащей глутатион / Г.Г. Дубцов, М.П. Попов // Экология человека: проблемы и состояние лечебно-профилактического питания: материалы докладов III Международного симпозиума. - М., 1994. - С. 225-226.
6. Алешин, С. Орто-Таурин - суперзвезда для Вашего здоровья / С. Алешин // Ортомолекулярная медицина. - 2004. - № 1.
7. Тутельян, В.А. Селен в организме человека / В.А. Тутельян, В.А. Княжев, С.А. Хотимченко. - М.: Изд-во РАМН, 2002. - 224 с.
8. Чижикова, О.Г. Полуфабрикат повышенной биологической ценности для хлебобулочных изделий / О.Г. Чижикова, Л.О. Коршенко, Т.В. Тилиндис, Е.В. Бородинова // Хлебопродукты. - 2007. - № 7. - С. 51-52.
9. Практикум по биохимии. - 2-е изд., перераб. и доп. / под ред. С. Северина, Г. Соловьевой. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 509 с.
10. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых производств / А.А. Виноградова [и др.] / под ред. Л.П. Ковальской. - М.: Агропромиздат, 1991. - 335 с.
11. Химико-технологический контроль производства солода и пива / под ред. П.М. Мальцева. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 447 с.
12. Липатов, Н.Н. Методология проектирования продуктов питания с требуемым комплексом показателей пищевой ценности / Н.Н. Липатов, Н.А. Рогов // Известия вузов. Пищевая технология. - 1987. - № 2. - С. 9-15.