автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Разработка способов получения и применения порошков из дикорастущей мушмулы в производстве булочных и мучных кондитерских изделий

На правахрукописи

ДУМАНИШЕВА Залина Сафраиловна

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ПОРОШКОВ И3 ДИКОРАСТУЩЕЙ МУШМУЛЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУЛОЧНЫХ И МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 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

005531689

2 5 ИЮЛ т

Москва — 2013

005531689

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств»

Научный руководитель: Джабоева Амина Сергоевна

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Баранов Борис Алексеевич

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова», заведующий кафедрой технологии и организации предприятий питания

Казеннова Надежда Константиновна

доктор технических наук, доцент, заведующая испытательной лабораторией ООО «Макарон-сервис»

Ведущая организация: ГНУ «Краснодарский НИИ хранения и

переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии

Защита состоится «26» сентября2013 г. в 10м часов на заседании Совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.148.08 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 11, ауд. 302, корпус А.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств»

Автореферат разослан « /У » 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.х.н., доцент

Штерман В.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время одним из основных направлений развития пищевой индустрии является вовлечение в хозяйственный оборот местных сырьевых ресурсов растительного происхождения, создание безотходных технологий их переработки и пищевых продуктов на их основе.

Хлебобулочные и мучные кондитерские изделия занимают ведущее место в рационе питания практически всех социально-демографических групп россиян, поэтому они в первую очередь нуждаются в коррекции химического состава в направлении обогащения недостающими эссенциальными нутриентами. Успешное решение этой задачи возможно за счет использования в качестве рецептурных компонентов плодово-ягодного сырья, в том числе дикорастущего, позволяющего обеспечить формирование функциональных свойств пищевых продуктов, значительно увеличить содержание в них витаминов и минеральных веществ.

К уникальным источникам биологически активных соединений относится мушмула кавказская (Mespilus caucasica), широко распространенная на территории Северного Кавказа. В связи с ограниченным сроком хранения плодов мушмулы целесообразно ее применение в виде порошков, полученных из целых плодов, или мякоти с кожицей, или косточек плодов мушмулы. Применение порошков обеспечивает минимальный уровень потерь, расширение ассортимента, повышение пищевой ценности и стабильности качества продукции.

Изделия, с порошками из мушмулы, вырабатываемые предприятиями общественного питания, могут явиться неотъемлемой частью лечебно-оздоровительных мероприятий, проводимых в санаторно -курортных учреждениях, значительное количество которых сосредоточено в зоне Кавказских Минеральных Вод.

Таким образом, исследования, посвященные разработке технологий сдобных булочных и мучных кондитерских изделий с улучшенными потребительскими свойствами за счет использования продуктов переработки плодов мушмулы (11111 IM), являются актуальными.

Степень разработанности темы исследования. Большой вклад в развитие теоретических и практических аспектов разработки и совершенствования технологий переработки растительного, в том числе плодово-ягодногосырья, его применения в производстве продуктов питания внесли отечественные ученые: Алексеенко Е.В., ВаськинаВ.А., Джабоева A.C., Дубцов Г.Г., Дубцова Г.Н., Ильина O.A., Корячкина С.Я., Кочеткова A.A., Магомедов Г.О., Матвеева И.В., Нечаев А.П., Пащенко JI.IL, Поландова Р.Д., Пучкова Л.И., Росляков Ю.Ф., Ско-бельская З.Г., Цыганова Т.Б., Шатнюк JI.H. и др.

Однако в настоящее время все еще остается актуальной задача расширения сырьевых ресурсов, обеспечивающих получение высококачественной и конкурентоспособной продукции. В связи с этим разработка технологии переработки плодов мушмулы открывает перспективы для реализации их природного потенциала при получении пищевых продуктов.

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явилась разработка способов получения и применения порошков из дикорастущей муш-

мулы в производстве сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов.

Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:

- провести маркетинговые исследования с целью выяснения отношения потребителей к сдобным булочным и мучным кондитерским изделиям, обогащенным растительными ингредиентами;

- оценить потребительские свойства свежесобранных плодов мушмулы;

- разработать технологии получения порошков из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы; .......

- исследовать пищевую ценность и установить срок годности ПППМ;

- установить влияние ПППМ на хлебопекарные свойства пшеничной муки, реологические свойства теста, на качество сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов; определить количества добавляемых порошков;

- разработать рецептуры и технологии сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов с ПППМ, определить их пищевую ценность;

- исследовать влияние потребления обогащенных сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов на биофизические показатели сердечнососудистой системы организма человека;

- разработать проекты технической документации на порошки из плодов мушмулы, сдобные булочные изделия и песочные полуфабрикаты с ПППМ; провести опытно-промышленную апробацию результатов исследования и определить экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений.

Научная новизна. На основании исследования химического состава плодов дикорастущей мушмулы, произрастающей на территории Кабардино-Балкарской Республики (КБР), выявлено, что они являются богатым источником антиоксидантов, особенно конденсированных катехинов и проантоцианидинов, обладающих высокой Р-витаминной активностью.

Определены эффективные способы безотходной переработки плодов мушмулы и установлены технологические параметры радиационно-конвективного способа сушки целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы, обеспечивающие максимальную сохранность токоферолов, каротиноидов, аскорбиновой кислоты и Р-акгивных соединений.

Получены новые сведения о фракционном составе фенольных соединений, белкового и липидного комплексов ПППМ.

Выявлены особенности химического состава ПППМ Порошок из мякоти с кожицей отличается наиболее высоким содержанием моносахаридов, сахарозы, крахмала, растворимого пектина, органических кислот, минеральных веществ, а-и р-каротинов,хлорогеновой кислоты, проантоцианидинов, свободных и конденсированных катехинов; из косточек- протопектина, клетчатки, белков, липидов, п-кумароилхинной кислоты и производных кофейной кислоты.

Установлено влияние порошков из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы на реологические свойства пшеничного теста, заключающееся в укреплении клейковины, снижении разжижения теста и увеличении его водопоглотительной способности.

Включение в пищевой рацион сдобных булочных изделий и песочных по-

луфабрикатов, обогащенных Р-активными веществами за счет введения порошков мушмулы, оказывает нормализующее воздействие на биофизические показатели сердечно-сосудистой системы организма человека.

Практическая значимость. Разработана и предложена ресурсосберегающая технология переработки плодов дикорастущей мушмулы, позволяющая получать порошки из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек с высоким содержанием биологически активных компонентов.

Определены условия хранения ПППМ, обеспечивающие высокие потребительские свойства порошков и возможность использования их в качестве дополнительного сырья при производстве сдобных булочных и мучных кондитерских изделий. _

Установлены дозировки и способы введения ПППМ при производстве сдобных булочных изделий и песочныхполуфабрикатов, позволяющие повысить пищевую ценность и улучшить качество готовой продукции по органолептиче-ским, физико-химическим и структурно-механическим показателям.

Разработаны рецептуры и технологии сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов с ПППМ, что открывает новые возможности для расширения ассортимента продуктов питания повышенной пищевой ценности.

Способ производства хлебобулочных изделий с порошками из плодов мушмулы защищен патентом РФ на изобретение № 2301527.

Разработаны проекты технической документации для промышленного производства порошков из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы, на булочные изделия и песочные полуфабрикаты с ПППМ

Предложенные рецептуры и технологии булочных изделий и песочных полуфабрикатов апробированы на базе пищеблока санатория «Электрон» и в производственных условиях ООО «Нальчик-хлеб» и ООО «ОЛИКА» (г. Нальчик, КБР).

Разработанные технологии позволяют получить экономический и социальный эффект. Экономический эффект от реализации тонны булочных изделий с порошком из плодов мушмулы составляет 3,9 тыс.руб., из мякоти с кожицей -4,1 тыс.руб., из косточек - 1,2 тыс.руб.

Работа выполнена в рамках комплексного исследования потенциальных возможностей использования для пищевых целей дикорастущих растений Северного Кавказа (научный руководитель направления А.С. Джабоева).

Результаты исследований используются в учебном процессе подготовки инженеров специальности 260501.65 «Технология продуктов общественного питания» и магистров направления подготовки 260800.68 «Технология продукции и организация общественного питания» в Кабардино-Балкарскомгосударственном аграрном университете.

Основные положения, выносимые на защиту: ресурсосберегающие технологии переработки плодов дикорастущей мушмулы, обеспечивающие высокую сохранность антиоксидантов; результаты исследования химического состава продуктов переработки плодов мушмулы и влияния их на хлебопекарные свойства пшеничной муки, реологические свойства теста, показатели качества сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов; технологии и рецептуры

сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов с использованием продуктов переработки плодов мушмулы.

Достоверность результатов исследований подтверждается проведением экспериментов в многократной повторности с применением стандартных и вы-сокоинформагивных методов исследований, а также статистической обработкой данных при доверительной вероятности 0,95 с использованием компьютерных программ.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на IV региональной научной конференции «Дни науки» (г.Пятигорск, 2003г.); на региональной научно-практической конференции «Использование пищевых добавок при производстве продуктов питания» (г.Пятигорск, 2004г.); на межрегиональной научно-практической конференции «Инновационные процессы в развитии сферы общественного питания» (г.Красноярск, 2011г.); на всероссийской научно-практической конференции «Регуляция продукционного процесса сельскохозяйственных растений»(г.Орел, 2006г.); на I всероссийской конференции молодых ученых «Наука и устойчивое развитие» (г.Нальчик,2007г.); на всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы потребительского рынка товаров и услуг» (г.Киров, 2011г.); на V юбилейной школе-конференции с

международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и

средства для их реализации» (г.Москва, 2007г.); на V международной научно-практической конференции «Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства» (г.Челябинск,2007г.); на международной научно-практической конференции «Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы» (г.Пенза,2007г.); на международной научно-практической конференции «Перспективные нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения» (г.Краснодар, 2007г.); на IV международной научно-практической конференции «Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания» (г.Челябинск, 2010г.); на международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой промышленности и общественном питании - основы повышения качества, конкурентоспособности и безопасности товаров» (г. Москва, 2013г.).

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 23 печатных работы, в том числе пять статей в журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки РФ, получен патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 147 страницах и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, библиографического списка и приложений, иллюстрирована 33 таблицами и 27 рисунками. Библиографический список включает 177 источников, в том числе 45 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, определена цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы, сформулированы основные положения, выносимые на защшу.

В первом разделе представлены результаты по систематизации и анализу имеющихся в научно-технической литературе сведений о пищевой ценности ди-

корастущего плодово-ягодного сырья, в том числе плодов мушмулы кавказской, и о перспективе использования плодово-ягодного сырья в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.

Во втором разделе даны характеристика объектов и методов исследований, организация работы и схема проведения исследования.

Объектами исследования являлись свежие плоды мушмулы кавказской, произрастающей на территории КБР; порошки, полученные из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы; мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта; пробы дрожжевого теста с ППГТМ и выпеченные из них сдобные булочные изделия; пробы песочного теста с ПППМ и выпеченные из них песочные полуфабрикаты.

При выполнении работы использовали общепринятые и специальные методы исследования свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий: физические, химические, оптические (в том числе атомно-абсорбционной спектроскопии,' фотометрические), хроматографические (бумажная, тонкослойная, колоночная, газожидкостная), биологические и органолептические.

Биофизические показатели сердечно-сосудистой системы организма человека (частота сердечных сокращений, пульсовые волны, функциональная сатурация крови кислородом и ее флуктуации) определяли в условиях in vivo на принтерном пульсоксиметре «Элокс-01 М2».

Маркетинговые исследования проводили методом социологического опроса жителей г.Нальчика.

Достоверность экспериментальных данных оценивали методом математической статистики с использованием компьютерной программы Staíistica 6.0.

Структурная схема исследования представлена на рисунке 1.

В третьем разделе представлены результаты исследований и их обсуждение.

Маркетинговые исследования отношения потребителей к булочным и мучным кондитерским изделиям, обогащенным растительными

ингредиентами

При создании обогащенных пищевых продуктов важное значение имеет изучение отношения потребителей к этой группе товаров.

В результате тестового опроса 527 жителей г. Нальчика выявлено, что наибольшим спросом пользуются сдобные булочные и мучные кондитерские изделия на основе песочного теста - печенье, пирожные, торты. При этом

подавляющее большинство респондентов выразили желание потреблять эти изделия с полезными компонентами, способствующими предупреждению возникновения различных заболеваний (рисунок 2).

Анализ потребительских предпочтений относительно выбора обогащающих ингредиентов показал, что 43,1% опрошенных отдают Рисунок 2 Отношение респондентов к предпочтение плодово-ягодным и потреблению обогащенных булочных и овощным ингредиентам (рисунок 3). мучных кондитерских изделий

Затруднились ответить 0,9 %

Рисунок 1 - Схема проведения исследования

Рисунок 3-Оценка потребительских предпочтений относительно выбора обогащающих ингредиентов: 1-плодово-ягодные, 2-овощные, 3-минеральные вещества и витамины, 4 -белковые обогатители, 5-лекарствекные растения

Маркетинговые исследования подтвердили целесообразность расширения ассортимента обогащенных булочных и мучных кондитерских изделий за счет использования натуральных растительных ингредиентов.

Товароведная оценка свежих плодов мушмулы кавказской

Собранные в стадии биологической зрелости плоды мушмулы имеют цвет от золотисто-коричневого до темно-коричневого, приятный выраженный аромат, сладковато-терпкий вкус, плотную, характерную для плодов съемной зрелости консистенцию. Форма плодов шаровидная, 1,&±0,1 см в диаметре; в шкота содержится по пять крупных косточек. Масса 100 штук целых плодов составляет 600±20 г, мякоти с кожицей - 360±14 г, косточек - 240±9 г.

В составе плодов мушмулы обнаружено высокое содержание углеводов-64 8% в пересчете на сухое вещество, в числе которых моносахариды (38,0%), сахароза (2,5%), крахмал (7,3%), клетчатка (12,7%), пектин (2,5%) и протопектин (1,8%). На долю белковых веществ, липидов, органических кислот и золы приходится 10,5, 2,9, 5,8 и 3,6 % соответственно.

Плоды мушмулы являются источником антиоксидантов: содержание витаминов С, Е, каротиноидов и Р-активных соединений составляет 76,1, 6,2, 8,6 и

3246 мг/100г соответственно.

При идентификации Р-активных соединений, выделенных из плодов мушмулы, установлено, что они представлены гидроксикоричными кислотами, флавонолами и флаванолами (рисунок 4).

В наибольшем количестве в плодах мушмулы накапливаются конденсированные катехины и проантоцианидины (54,8 и 34,7% от суммы полифенолов), которые характеризуются высокой Р-витаминной активностью.

195."

---

А

1 - хлорогеновая кислота, 2 - п-кумароил-хинная кислота, 3 - производные п-кумаро-вой кислоты, 4 - производные кофейной кислоты

1 - гликозиды фиавонолов, 2 - свободные катехины, 3 - конденсированные катехины, 4 - проантоцианидины

Рисунок 4 - Массовая доля Р-активных соединений в свежих плодах мушмулы

Оценка безопасности свежих плодов мушмулы по содержанию токсичных веществ (свинец, кадмий, мышьяк, ртуть, ГХЦГ, ДДТ и его метаболиты) показала, что уровень их значительно ниже гигиенических регламентов, установленных СанПиН 2.3.2.1078-01.

Разработка технологий производства порошков из плодов, мякоти

с кожицей и косточек плодов мушмулы Порошки получали в ООО «Кашхатауский пищекомбинат» (пос. Кашха-тау, КБР).

Технологический процесс производства порошка из целых плодов мушмулы включает операции: инспекция на ленточном конвейере; мойка питьевой водой с температурой 16-18°С на моечно-встряхивающей машине; удаление остатков влаги с помощью вентиляторов, установленных над ленточным конвейером; сушка плодов радиационно-конвективным способом в сушилке шкафного типа при температуре 55-60°С до остаточной влажности 5-8%; охлаждение плодов путем обдувания холодным воздухом при транспортировании на ленточном конвейере; измельчение в молотковой мельнице до дисперсности частиц не более 0,16 мм; просеивание в вибросите; повторный размол порошков с размером частиц более 0,16 мм; фасовка массой 0,25, 0,30 и 0,50 кг и упаковка в бумажные одинарные пакеты с внутренним вкладышем из подпергамента; хранение в складском помещении при относительной влажности воздуха 65-70% и температуре 18-20°С.

При производстве порошков из мякоти с кожицей и косточек плоды мушмулы перед сушкой бланшируют на ленточном бланширователе глухим паром при температуре 100°С в течение 10-15 мин для облегчения отделения мякоти с кожицей от косточек и предохранения сырья от потемнения вследс твие действия окислительно-восстановительных и пектолитических ферментов. После бланширования плоды протирают на протирочной машине, отделяя мякоть с кожицей от косточек. Высушенную мякоть с кожицей при получении порошков измельчают в ножевой мельнице, из косточек - в молотковой.

Порошки представляют собой сухую сыпучую массу с приятным запахом и вкусом, свойственным плодам мушмулы. Цвет порошка из целых плодов мушмулы - светло-коричневый, из мякоти с кожицей - коричневый, из косточек плодов мушмулы — светло-желтый.

Исследование химического состава и установление срока годности

продуктов переработки плодов мушмулы _

Результаты, полученные при определении химического состава ПППМ, представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав продуктов переработки плодов мушмулы (в пересчете на сухое вещество)

Содержание в порошке

Показатель из плодов из мякоти с кожицей из косточек

Белковые вещества, % 9,8±0,31 7,1 ±0,22 12,7*0,4

Липиды, % 2,1±0,05 0,6±0,01 3,8*0,15

Углеводы, % в том числе: моносахариды сахароза крахмал клетчатка пектин протопектин 33,6±1,5 1,6±0,03 5,2±0,13 24, (Ш), 6 2,3±0,11 1,6±0,06 49,2±1,8 2,5±0,10 7,4±0,34 7,3±0,28 3,0±0,12 1,1±0,04 16,5*0,7 0,7*0,02 2,8*0,09 42,8*1,0 1,5*0,04 2,2±0,08

Органические кислоты (в пересчете на яблочную кислоту), % 3,4±0,15 4,8±0,23 1,9±0,07

Витамины, мг/100 г: аскорбиновая кислота токоферолы а-каротин Р-каротин 50,3±1,1 5,2±0,10 4,2±0,09 2,4±0,03 82,6*0,9 4,4±0,07 4,6±0,09 3,0±0,02 14,8±0,2 6,0*0,09 3,7±0,06 1,9±0,01

Р-активные соединения, мг/100 г: хлорогеновая кислота п-кумароилхинная кислота производные кофейной кислоты свободные катехины конденсированные катехины проантоцианидины 43,2±1,66 21,0±0,91 5,6±0,14 74,8±2,53 1133±27 693,7±13,6 49,9±2,14 127,0*3,2 1734±38 982,9*15,1 35,9*1,75 44,1±1,26 11,9*0,40 17,7*0,6 473,2*8,7 376,6±7,5

Минеральные вещества, мг/100 г: калий натрий кальций магний фосфор железо марганец 1595±15 13,1±0,7 127±1 67,2±0,6 76,2±0,4 3,9±0,02 0,71±0,01 247Ш9 19,7±0,9 185±3 95,2±0,8 112*1 5,5±0,03 1,1*0,01 635±8 5,7*0,3 63,8±0,7 36,5*0,4 36,7±0,2 2,2*0,01 0,29±0,005

Сравнительная оценка химического состава ПППМ показывает, что порошок из мякоти с кожицей отличается более высоким содержанием Сахаров, крахмала, растворимого пектина, органических кислот, минеральных веществ, аскорбиновой кислоты, каротиноидов, хлорогеновой кислоты, проантоцианиди-нов, свободных и конденсированных катехинов; порошок из косточек - белковых веществ, липидов, клетчатки, протопектина, n-кумароилхинной кислоты и производных кофейной кислоты.

На основании данных, полученных при определении массовой доли витаминов и Р-активных соединений в плодах мушмулы и в порошке из целых плодов, установлено, что при предложенных технологических параметрах радиаци-онно-конвективного способа сушки сырья сохранность антиоксидантов составляет (в % к исходному содержанию): аскорбиновой кислоты - 66,1; токоферолов-83,9; а-каротина — 77,8; ß-каротина - 75,0; хлорогеновой, п-кумароилхинной кислот и производных кофейной кислоты - 64,1, 69,8 и 68,6 соответственно; про-антоцианидинов, свободных и конденсированных катехинов - 61,6, 38,2 и 63,7 с о ответственно.

Исследование фракционного состава белковых веществ показало, что порошки характеризуются высоким уровнем глобулиновой фракции белков (55,660,5%) и низким - проламиновой (3,1-7,4%) и глютелиновой (5,8-14,0%). В порошке из мякоти с кожицей в наибольшем количестве содержатся водораствор и-мые белки (22,7%), из косточек - соле- и спирторастворимые (60,5 и 14,0 %).

Экстрагируемые липиды ПППМ представлены в основном омыляемыми нейтральными липидами - 75,9-82,0% от суммы, из которых 70,9-79,8% составляют триацилглицерины (рисунок 5).

Выявлено, что в порошке из мякоти с кожицей преобладают moho-, диацилглицерины, полярные липиды, стерины и их эфиры; из плодов и косточек-свободные жирные кислоты и триацилглицерины. Жирнокислотный состав липидов ПППМ отличается высоким содержанием эссенциальной ли-нолевой кислоты, на долю которой в порошке из плодов приходится 50,1%, из мякоти с кожицей - 37,1%, из косточек - 52,1% от суммы жирных кислот.

С учетом изменения органолеп-тических, физико-химических и микробиологических показателей качества ПППМ определен срок годности порошков, при котором сохраняются их высокие потребительские свойства: 10 месяцев в условиях складских помещений при температуре 18-20°С и относительной влажности воздуха 65-70%.

Порошок т Порошок ю Порошок т плодов мякоти с кожшкй косточек

□ -моноацилглицершны, диацилглицерины, ЕЗ - стерины, ^ эфиры стеринов, ^ полярные "-свободные жирные кислоты,

S-

триацилглицерины

Рисунок 5 - Фракционный состав липидов продуктов переработки плодов мушмулы

Исследование влияния продуктов переработки плодов мушмулы на хлебопекарные свойства пшеничной муки и реологические свойства теста

При определении влияния 11111 IM на хлебопекарные свойства муки и реологические свойства теста использовали пшеничную хлебопекарную муку высшего сорта с содержанием сырой клейковины 31,3% и показателем деформации-71 ед. прибора ИДК-ЗМ. Порошки вносили в количестве 3, 5, 7, 9, 12% к массе муки.

Установлено, что с увеличением дозировки порошков из плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы от 3 до 12% массовая доля сырой клейковины в опытных пробах уменьшается по сравнению с контролем на 3,5-15,3%, 2,9-14,1% и 2,2-11,5% соответственно. Одновременно происходит укрепление клейковины теста, о чем свидетельствует снижение значений показателя сопротивления деформирующей нагрузки клейковины на 11,3-53,5%, 9,9-47,9% и 8,540,8% соответственно. Повышение упругих свойств клейковины при введении ПППМ, вероятно, вызвано появлением дополнительных ионных, водородных связей при взаимодействии белков муки с полисахаридами порошков и образованием новых связей (>C=N-) за счет группировок >С—О флавоноидов и H2N-групп радикалов основных аминокислот, входящих в состав полипептидных цепей.

ПППМ интенсифицируют процесс газообразования и активизируют кисло-тонакопление при брожении теста, улучшают реологические свойства теста. При введении порошков из плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы водопоглотительная способность теста увеличивается относительно контроля на 2,0-21,6%, 2,0-25,5% и 2,0-17,7%; время образования и устойчивости - на 0,62,1, 0,5-2,3 и 0,6-1,9 мин соответственно; укрепляется консистенция теста.

Результаты исследования позволили определить дозировки порошков, при которых достигается улучшение реологических свойств пшеничного теста: из плодов и косточек мушмулы - 3-9%; из мякоти с кожицей - 3-7% к массе муки.

Исследование влияния продуктов переработки плодов мушмулы на качество сдобных булочных изделий

Для определения оптимального количества ПППМ в рецептуре сдобных булочных изделий проводили лабораторные выпечки. Тесто готовили опарным способом. Порошки вносили при приготовлении теста: из плодов и косточек мушмулы в количестве 3-9%, из мякоти с кожицей — 3-7% к массе муки.

Выявлено, что введение ПППМ оказывает положительное влияние на физико-химические и структурно-механические показатели изделий. Наибольшее повышение по сравнению с контрольной пробой формоустойчивости изделий, пористости и сжимаемости мякиша (на 5,8 и 3,9%; 5,3 и 2,7% и 36,7 и 11,8% соответственно) отмечено при внесении порошков из плодов и мякоти с кожицей в количестве 5% к массе муки (рисунок 6). При внесении порошков более 5% значения этих показателей снижаются, но остаются выше, чем в контроле.

0.58 п * 0.54 Й в в 0,54 1 ¡- 0 52 |050 0 48

§ИЛ

— і

В. " & 1" О 8.0 ".0 СА —■Ї

А — 3

/

Д*Лф«ШЛ*<ЯКЯ,4«КММ[(Міиі

0 3 5"

Догяірюкя добявкп.# • К ММСЄ *гукп

Внешний вид

\Ьу

Рисунок 6 — Влияние порошков из плодов мушмулы (а) и мякоти с кожицей (б) на физико-химические и структурно-механические показатели качества сдобных булочных изделий: 1-пористость, 2-формоустойчивость, 3-общая деформация

Введение порошка из косточек плодов мушмулы приводит к более значительному повышению физико-химических и структурно-механических показателей опытных проб. С увеличением доли порошка из косточек от 3 до 9% значения формоустойчивости изделий, пористости и сжимаемости мякиша повышаются по сравнению с контрольной пробой на 9,6-17,3%, 6,7-8,0% и 46,5-51,3% соответственно.

Органолептическую оценку булочных изделий проводили с использованием балльной шкалы на основе описательного метода оценки качества готовых изделий. Максимальное улучшение качества изделий по органолептическим показателям установлено при введении порошков из плодов и мякоти с кожицей в дозировке 5%, из косточек - 3% к массе муки (рисунок 7).

Изделия в отличие от контроля имеют более выпуклую, глянцевую, равномерную окраску корки, лучшую эластичность мякиша, приятный слабовыраженный вкус и аромат, свойственный плодам мушмулы. Цвет мякиша изменяется от светлого (контроль) до равномерного бежевого (с порошком из косточек), светло-коричневого (с порошком из плодов) и коричневого с золотистым оттенком (с порошком из мякоти с кожицей); поры мякиша изделий хорошо развитые, тонкостенные, равномерно распределены по всему срезу, тогда как в

Вкус

Структура пористости

Аромат

Цвет мягаша

контроль; с порошками: ----из плодов;

из мякоти с кожицей;----из косточек

Рисунок 7 - Профилограмма органолепгической оценки качества сдобных булочных изделий

контроле наряду с мелкими порами присутствуют поры средней величины.

На основании полученных данных установлено количество 11111 IM в рецептуре сдобных булочных изделий, при введении которого они приобретают наилучшие потребительские свойства: из плодов мушмулы и мякоти с кожицей -5%, из косточек - 3% к массе муки.

Разработка технологий сдобных булочных изделий с продуктами переработки плодов мушмулы При разработкетехнологий сдобных булочных изделий с 11111 IM исследовали влияние способов внесения порошков из мушмулы на качество готовой продукции. Порошки вносили при приготовлении теста в трех вариантах: 1 - в смеси с пшеничной мукой;

2-1% порошка на стадии активации дрожжей при приготовлении опары, оставшееся количество - при замесе теста в виде суспензии, полученной путем смешивания добавки с водой и выдержанной в термостате в течение 50-55 мин при температуре 30-35°С;

3 - в виде суспензии порошка, приготовленной указанным выше способом, смешанной с эмульсией маргарина, добавляемой перед окончанием замеса теста.

Из данных, представленных в таблице 2, видно, что способы внесения ПППМ оказывают значительное влияние на структурно-механические свойства сдобных булочных изделий.

Таблица 2 — Влияние способов внесения продуктов переработки плодов

мушмулы на физико-химические и структурно-механические показатели сдобных булочных изделий

Показатель Способ введения порошка

из плодов (5% к массе муки) из мякоти с кожицей (5% к массе муки) из косто (3% к ма муки' чек ссе

1 2 3 1 2 3 1 2 3

Влажность, % 33,7 33,7 33,7 33,5 33,5 33,5 33,7 33,7 33,7

Кислотность, град. 2,5 2,5 2,5 2,7 2,7 2,7 2,3 2,3 2,3

Пористость, % 79,0 81,0 80,0 77,0 79,0 78,0 80,0 81,0 82,0

Формоустойчивость, Н/Д 0,55 0,57 0,56 0,54 0,55 0,55 0,57 0,58 0,58

Общая деформация, мм 10,21 11,68 10,90 8,35 10,06 9,23 10,94 11,58 12,13

Пластическая деформация, мм 7,09 7,91 7,52 5,99 7,02 6,64 7,54 7,85 8,05

Упругая деформация, мм 3,12 3,77 3,39 2,36 3,04 1,59 3,40 3,73 4,08

Примечания: 1 - в смеси с пшеничной мукой; 2 - на стадии активации дрожжей при приготовлении опары и в составе суспензии при приготовлении теста; 3 - в виде суспензии порошка, смешанной с эмульсией маргарина.

Значения показателей общей деформации мякиша изделий с порошками из плодов и мякоти с кожицей, приготовленных с внесением порошков вторым способом, выше по сравнению с их введением третьим и первым способами на 7,2, 14,4 и 9,0, 20,5% соответственно. Это можно объяснить тем, что внесение части

порошков при приготовлении опары усиливает газообразующую способность теста за счет наличия в порошках нутриентов, стимулирующих размножение дрожжевых клеток (витаминов, макро-, микроэлементов, полифенольных соединений, органических кислот), а введение оставшегося количества порошков в виде суспензии, содержащей набухшие полисахариды, интенсифицирует их взаимодействие с крахмалом и белками муки, что способствует улучшению структуры пористости мякиша.

Наилучшие упругие свойства мякиша изделий с порошком из косточек плодов мушмулы достигаются при внесении порошка третьим способом - показатель общей деформации выше, чем при внесении вторым и первым способами на 4,8 и 10,9% соответственно. Достижение высоких значений показателя упругости мякиша опытных проб при внесении порошка из косточек плодов мушмулы в составе эмульсии, по-видимому, вызвано наличием в порошке липидов, которые в комплексе с пектинами и белками повышают эмульгирующую способность жира, что приводит к более равномерному его распределению в тесте и обеспечивает улучшение упруго-пластичных свойств мякиша.

При органолептической оценке опытных проб выявлено улучшение качества изделий по показателю «структура пористости» при внесении порошков из плодов и мякоти с кожицей вторым способом. Повышение качества изделий с порошком из косточек плодов мушмулы достигается при введении его третьим способом за счет улучшения эластичности мякиша, который становится более мягким и нежным.

В результате проведенных исследований установлено, что для получения изделий с наиболее высокими потребительскими свойствами порошок из плодов и мякоти с кожицей следует вносить в два этапа - на стадии активации дрожжей при приготовлении опары и в составе суспензии при приготовлении теста; из косточек плодов мушмулы - в виде суспензии порошка, смешанной с эмульсией маргарина, перед окончанием замеса теста.

На основании полученных данных разработаны технологии булочек с порошками: из плодов мушмулы - «Душистая», из мякоти с кожицей - «Аппетитная», из косточек — «Радуга».

Влияние продуктов переработки плодов мушмулы на пищевую ценность булочных изделий

Использование порошков из плодов и мякоти с кожицей плодов мушмулы при производстве булочных изделий приводит к увеличению по сравнению с контролем массовой доли моно-и дисахаридов на 3,2 и 7,1%, кальция - на 18,7 и 28,8%, магния - на 13,0 и 20,0%, p-каротина - на 7,4 и 8,4%, токоферолов - на 2,6 и 2,1%, клетчатки - в 11,7 и 5,0 раза и калия - в 1,5 и 1,7 раза соответственно. В пробах с добавлением порошка из мякоти с кожицей отмечено повышение содержания железа на 6,7%.

Изделия с порошком из косточек плодов мушмулы отличаются от контрольных и опытных с порошками из плодов и мякоти с кожицей более высоким содержанием клетчатки - в 13,3, 1,1 и 2,7 раза соответственно. Массовая доля минеральных веществ - калия, кальция, магния - выше, чем в контроле на 9,5, 4,3 и 3,0%.

В опытных пробах содержатся пектиновые вещества, марганец, аскорбиновая кислота и Р-акгивные соединения, отсутствующие в традиционных изделиях.

Удовлетворение суточной потребности организма человека в Р-активных веществах при потреблении 100 г булочек «Душистая» и «Аппетитная» на 15,8 и 21,5% позволяет отнести их к продуктам питания функционального назначения.

Разработка рецептур и технологии песочных полуфабрикатов с продуктами переработки плодов мушмулы

Для расширения ассортимента мучных кондитерских изделий повышенной пищевой ценности проведены исследования по разработке рецептур и технологии песочных полуфабрикатов с использованием ПППМ. Песочные полуфабрикаты готовили по традиционной технологии. Часть муки и сахара в рецептуре заменяли ПППМ, которые вносили при замесе песочного теста в составе эмульсии, приготовленной из всех рецептурных компонентов, за исключением пшеничной муки. Порошки вводили в количестве от 3 до 9% от массы сухих веществ муки и сахара.

Выявлено, что введение порошков из плодов и мякоти с кожицей в дозировке от 3 до 7%, из косточек - 3% от массы сухих веществ муки и сахара практически не оказывает влияния на физико-химические и структурно-механические показатели качества песочных полуфабрикатов. С увеличением доли порошков плотность и хрупкость изделий повышаются, а намокаемость - снижается, особенно при внесении порошка из косточек плодов мушмулы (рисунок 8).

При оценке качества песочных полуфабрикатов по орга-нолептическим показателям установлено, что пробы, приготовленные с использованием порошков из плодов в количестве 3-5%, из мякоти с кожицей - 3-7% и из косточек - 3% от массы сухих веществ муки и сахара, не отличаются от контроля по форме, состоянию поверхности и виду в изломе.

Внесение 3-5% порошков из плодов, мякоти с кожицей и 3% из косточек не вызывает изменения цвета изделий по сравнению с контрольными, но придает им приятный аромат и привкус, свойственный плодам мушмулы. С увеличением доли порошков полуфабрикаты приобре-в зависимости от содержания порошка из тают коричневый цвет с раз-косточек плодов мушмулы личными оттенками и более вы-

раженные вкус и запах.

О 3 5 7 9

Дозировка порошка, % от массы с.в. муки н сахара

0 3 5 7 9

Дозировка порошка, % от массы с.в. муки я сахара

.140.8

я 0 3 5 7 9

Дозировка порошка, % от массы сл. муки и сахара

Рисунок 8 - Изменение плотности, хрупкости и намокаемости песочных полуфабрикатов

При добавлении порошкоаиз плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы свыше 5%, 7% и 3% соответственно наблюдается ухудшение формы полуфабрикатов. В пробах с 9% добавки из плодов, мякоти с кожицей и 5-9% из косточек на поверхности изделий появляется шероховатость и происходит уплотнение структуры. При разжевывании изделий с 7-9% порошка из косточек появляется ощущение неоднородности, вызванное присутствием частиц порошка.

С учетом полученных данных разработаны рецептуры и технология песочных полуфабрикатов с порошками: из плодов мушмулы — «Аламат», из мякоти с кожицей - «Солнышко», из косточек — «Эльбрусский».

Влияние продуктов переработки плодов мушмулы на пищевую ценность песочных полуфабрикатов

Определение пищевой ценности песочных полуфабрикатов с порошками из плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы показало, что в них содержится больше, чем в контрольном полуфабрикате минеральных элементов: кальция - на 26,8, 58,3 и 2,6%, фосфора - на 24,3,29,6 и 21,1%, железа - на 40,0, 60,0 и 23,8%, калия - в 2,4, 3,8 и 1,5 раза, магния - в 1,5, 1,8 и 1,2 раза соответственно. Следует отметить более высокий уровень калия по сравнению с натрием в полуфабрикатах с порошками из плодов и мякоти с кожицей плодов мушмулы, что является положительным фактором, так как избыточное количество натрия оказывает отрицательное влияние на водно-солевой обмен в организме человека.

Диетические свойства изделий с ПППМ повышаются за счет более высокого содержания клетчатки (в 5,2-12,5 раза больше, чем в контроле) и присутствия в них пектинов, марганца, витамина С и Р-активных веществ.

Введение порошков из плодов и мякоти с кожицей плодов мушмулы приводит к обогащению песочных полуфабрикатов Р-активными веществами. При потреблении 100 г изделий «Аламат» и «Солнышко» суточная потребность организма взрослого человека в этих веществах удовлетворяется на 38,0 и 78,1% соответственно.

Исследование влияния потребления разработанных изделий на биофизические показатели сердечно-сосудистой системы организма человека

Для выяснения влияния потребления сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов, обогащенных Р-активными веществами, на сердечнососудистую систему организма человека исследовали изменение показателей частоты сердечных сокращений (ЧСС), пульсовых волн (ПВ), функциональной сатурации крови кислородом (ЗрОгфун) и ее флуктуаций (ф8р02фУ„).

Проведение эксперимента осуществлялось на базе кафедры физиологии человека и животных Кабардино-Балкарского государственного университета с участием 35 добровольцев (юношей и девушек) в возрасте от 18 до 22 лет с нарушениями функций сердечно-сосудистой системы, которые были распределены на пять групп по семь человек в каждой — контрольную и четыре опытных.

Все участники эксперимента в течение 30 дней находились на едином рационе питания. В состав рациона первой опытной группы включали дополни-

тельно 100 г булочки «Душистая», второй - булочки «Аппетитная», третьей -песочного полуфабриката «Аламат», четвертой - песочного полуфабриката «Солнышко».

Результаты исследования показали, что потребление сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов с порошками из плодов и мякоти с кожицей плодов мушмулы оказывает положительное влияние на деятельность сердечнососудистой системы организма человека: снижаются показатели 8р02фУ„ до уровня, соответствующего норме (97,4-97,6%), ф8р02фун - в 1,8-2,4 раза, что свидетельствует об улучшении системы транспорта кислорода к клеткам и тканям; уменьшается количество участников с аномальной формой ПВ.

Полученные данные подтверждают целесообразность использования разработанных изделий в рационах питания населения с целью снижения риска развития сердечно-сосудистых заболеваний.

По результатам исследования разработаны проекты технической документации на порошки из целых плодов мушмулы, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы и на сдобные булочные изделия и песочные полуфабрикаты с ППГГМ Проведена апробация предложенных рецептур и технологий на базе ООО «ОЛИКА», ООО «Пальчик-хлеб» и пищеблока санатория «Элеюрон» (КБР, г.Нальчик), подтверждающая эффективность и целесообразность использования ПППМ при производстве булочных изделий и песочных полуфабрикатов.

Разработанные технологические решения позволяют получить экономический и социальный эффект. Ожидаемый экономический эффект от производства и реализации тонны булочных изделий с порошком из плодов мушмулы составляет 3,9 тыс. руб., из мякоти с кожицей - 4,1 тыс. руб., из косточек- 1,2 тыс. руб. Социальный эффект определяется рациональным использованием местных сырьевых ресурсов и расширением ассортимента продуктов питания повышенной пищевой ценности с улучшенными потребительскими свойствами.

ВЫВОДЫ

1. На основании результатов маркетингового исследования отношения потребителей к обогащенным булочным и мучным кондитерским изделиям установлена актуальность создания сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов повышенной пищевой ценности с заданными потребительскими свойствами.

2. Оценка органолептических показателей качества, химического состава свежих плодов мушмулы показала, что они обладают высокими потребительскими свойствами, являются ценным источником витаминов-антиоксидантов, биофла-ваноидов, пищевых волокон; соответствуют требованиям безопасности по содержанию токсичных элементов.

3. Разработана безотходная технология переработки плодов мушмулы с применением радиационно-конвекгивного способа сушки, позволяющая получать порошкообразные полуфабрикаты из целых плодов мушмулы и их анатомических частей - мякоти с кожицей и косточек. Определена оптимальная температура сушки - 55-60°С, при которой обеспечиваегсямаксимальная сохранность антиоксид антов.

4. Выявлены особенности химического состава ПППМ. Порошок из мякоти с кожицей характеризуется более высокимсодержанием Сахаров, крахмала, раство-

римого пектина, органических кислот, минеральных веществ, витамина С, каротинов, хлорогеновой кислоты, проантоцианидинов, свободных и конденсир о-ванных катехинов. В порошке из косточек в наибольшем количестве содержатся протопектин, клетчатка, белковые вещества, липиды, n-кумароилхинная кислота и производные кофейной кислоты. Определен допустимый срок годности порошков - 10 месяцев в условиях складских помещений при температуре 1820°С и относительной влажности воздуха 65—70%.

5. Установлено, влияние ПППМ на свойства муки и качество сдобных булочных изделий. При использовании ПППМ происходит снижение массовой доли сырой клейковины при одновременном усилении ее прочностных характеристик; увеличивается водопоглотительная способность, снижается степень разжижения и укрепляется консистенция теста. Определены дозировки порошков из плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы, при которых достигаются наилучшие потребительские свойства готовой продукции: для булочных изделий - 5; 5 и 3% к массе муки; для песочных полуфабрикатов - 3-5; 3-7 и 3% от массы сухих веществ муки и сахара в рецептуре соответственно.

6. Разработаны рецептуры и технологии сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов с ПППМ. Определены наиболее эффективные способы внесения ПППМ, обеспечивающие максимально улучшающий качество изделий эффект. Установлено, что сдобные булочные изделия и песочные полуфабрикаты с ПППМ отличаются от контроля более высоким содержанием клетчатки, минеральных веществ и наличием пектинов, аскорбиновой кислоты, Р-активных соединений, отсутствующих в традиционных изделиях.

7. Доказано, что потребление обогащенных Р-активными соединениями сдобных булочных и мучных кондитерских изделий оказывает положительное влияние на деятельность сердечно-сосудистой системы человека, вызывая в организме согласование процессов сатурации крови кислородом и сердцебиения.

8. Разработаны проекты технической документации на новые виды продукции; проведена промышленная апробация опытных партий изделий на базе предприятий общественного питания и хлебопекарной промышленности. Внедрение предлагаемых технологических решений позволяет получить экономический и социальный эффект.

Список публикаций по теме диссертации Статьи в научных журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки РФ

1. Дикорастущие плоды — перспективное сырье для извлечения биологически активных веществ / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, МЮ. Тамова, Л.Г. Шаова, A.C. Кабалоева, Д.Р. Созаева // Известия вузов. Пищевая технология. - 2007. -№5/6. — С.21-23.

2. Влияние растительных добавок на качество бисквитных полуфабрикатов / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, М.Ю. Тамова, A.C. Кабалоева, Л.Г. Шаова//Известия вузов. Пищевая технология,— 2007 — №5/6. - С.46-48.

3. Влияние продуктов переработки дикорастущих плодов на качество хлебобулочных изделий / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, A.C. Кабалоева, Л.Г. Шаова // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2008. - №1. — С. 43-44.

4. Липидный комплекс дикорастущих плодов и продуктов их переработки / З.С.

Думанишева, A.C. Джабоева, М.Ю. Тамова, A.C. Кабалоева, Л.Г. Шаова, Д.Р. Созаева // Известия вузов. Пищевая технология. - 2008. - №1. - С. 25-27.

5. Думанишева, З.С. Оценка потребительских свойств порошка из плодов дикорастущей мушмулы / З.С. Думанишева // Известия вузов. Пищевая технология,-2009,-№4.-С. 117-118.

Статьи в сборниках материалов международных, всероссийских и региональных конференций

6. Думанишева, З.С. Изучение возможности использования дикорастущих растений в производстве продуктов питания / З.С. Думанишева, M.IL Могильный // Дни науки: материалы IV региональной научной конференции.- Пятигорск, 2003. -С.101.

7. Думанишева, З.С. Изучение влияния плодов мушмулы на биофизические показатели крови и сердечно-сосудистой системы человека / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева// Использование пищевых добавокпри производстве продуктов питания: сб. материалов региональной научно-практической конференции. - Пятигорск, 2004. - С. 44-45.

8. Думанишева, З.С. Технологические свойства дикорастущей мушмулы / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева // Регуляция продукционного процесса сельскохозяйственных растений: сб. материалов всероссийской научно-практической конференции. - Орел, 2006. - С. 365-367.

9. Думанишева, З.С. Изменение состава и микробиологических показателей порошков из дикорастущего сырья в процессе хранения / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, A.C. Кабалоева // Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства: сб. материалов V международной научно-практической конференции. — Челябинск, 2007. - С.22-24.

10. Думанишева, З.С. Использование продуктов переработки дикорастущего плодово-ягодного сырья в производстве бисквитных полуфабрикатов / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, A.C. Кабалоева // Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства: сб. материалов V международной научно-практической конференции. - Челябинск, 2007. - С. 29-31.

11. Думанишева, З.С. Продукты переработки мушмулы как источник антиоксидан-тов / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова // Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации: сб. материалов V юбилейной школы-конференции с международным участием. - М, 2007. - С. 52-56.

12. Полифенольные соединения некоторых представителей дикорастущей флоры Кабардино-Балкарии/З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова, Д.Р. Созаева, A.C. Кабалоева // Паука и устойчивое развитие: сб. материалов I форума молодых ученых Юга России I всероссийской конференции молодых ученых. -Нальчик, 2007. - С. 192-193.

13. Продукты переработки дикорастущего сырья в производстве песочных полуфабрикатов / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, A.C. Кабалоева, Л.Г. Шаова // Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы: сб. материалов международной научно-практической конференции. - Пенза, 2007. - С.41-44.

14. Структурно-механические свойства теста с добавками из растительного сы-

рья / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова, A.C. Кабалоева // Наука и устойчивое развитие: сб. материалов I форума молодых ученых Юга России I всероссийской конференции молодых ученых. - Нальчик, 2007. - С. 194-195.

15. Технология переработки косточек дикорастущих плодов и их использование в производстве продуктов питания / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, A.C. Кабалоева, Л.Г. Шаова // Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы: сб. материалов международной научно-практической конференции. - Пенза, 2007. - С. 44-46.

16. Фракционный состав пектиновых веществ дикорастущих плодов боярышника, мушмулы, ежевики и продуктов их переработки / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, М.Ю. Тамова, Л.Г. Шаова, Д.Р. Созаева //Перспективные нано- и биотех-нологиив производстве продуктов функционального назначения: сб. материалов международной научно-практической конференции. - Краснодар, 2007. -С.82-84.

17. Нетрадиционное природное сырье для создания продуктов функционального назначения / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, Л.Г Шаова, Д.Р. Созаева // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: сб. материалов IV международной научно-практической конференции. - Челябинск, 2010. - С.137-139.

18. Анализ маркетинговых исследований потребительских предпочтений при выборе хлебобулочных и мучных кондитерских изделий профилактического назначения / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, Л.Г Шаова, Э.Р. Петросян // Актуальные проблемы потребительского рынка товаров и услуг: сб. материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием. — Киров, 2011. - С. 223-226.

19. Функциональные продукты питания - основа здоровья населения / З.С. Думанишева, A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова// Инновационные процессы в развитии сферы общественного питания: сб. материалов межрегиональной научно-практической конференции. - Красноярск, 2011. - С. 10-13.

20. Товароведная характеристика плодов мушмулы кавказской / З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова, Л.Ж. Ширитова // Инновационные технологии в пищевой промышленности и общественном питании - основы повышения качества, конкурентоспособности и безопасности товаров: сб. материалов международной (заочной) научно-пракшческой конференции. - М, 2013. - С. 164-167.

Статьи в академических изданиях и отраслевых журналах

21. Думанишева, З.С. Нетрадиционное сырье в производстве продуктов питания/ З.С. Думанишева // Аспирант и соискатель. - 2004. - №1. - С. 188-189.

22. Технология бисквитных полуфабрикатов с использованием порошков дикорастущих плодов /З.С. Думанишева, A.C. Джабоева, А.С.Кабалоева, Д.Р. Созаева// Кондитерское и хлебопекарное производство. - 2007. - №8. - С. 4-8.

Патент РФ на изобретение

23. Пат. 2301527 Российская Федерация, МПК А21Д 2/36, А21Д 8/02. Способ производства хлебобулочного изделия / Думанишева З.С., Джабоева A.C., Дубцов Г.Г.; заявитель и патентообладатель Московский гос. ун-т пищевых производств. - №2006112142/13; заявл. 13.04.06; опубл. 27.06.07, Бюл. №18,- 7с.

Подписано в печать 25.06.2013 г.

. Заказ № 34 Типография ООО "Медлайн-С" 125315, г. Москва, Ленинградский пр-т, д.78, к.5 Тел. (499)152-00-16 Тираж 100 шт.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»

ДУМАНИШЕВА Залина Сафраиловна

РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ПОРОШКОВ ИЗ ДИКОРАСТУЩЕЙ МУШМУЛЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУЛОЧНЫХ И МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.18.15 - Технология и товароведение пищевых

продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного питания

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

04201361456

На правах рукописи

Научный руководитель: Джабоева А.С. д-р.техн.наук, профессор

Москва-2013

СОДЕРЖАНИЕ

С.

ВВЕДЕНИЕ.....................................................................................................4

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ..............................................................................10

1.1 Дикорастущее плодово-ягодное сырье - источник биологически активных веществ ..................................................................................10

1.2 Использование плодово-ягодного сырья в производстве

хлебобулочных и мучных кондитерских изделий..........................22

1.3 Морфо-ботаническая характеристика, биохимический состав

и применение плодов мушмулы кавказской ..................................31

Заключение по обзору литературы.........................................................35

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.........................................36

2.1 Организация работы и схема проведения исследования..................36

2.2 Объекты исследования.......................................................................38

2.3 Методы исследования..........................................................................39

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ..................42

3.1 Маркетинговые исследования отношения потребителей

к булочным и мучным кондитерским изделиям, обогащенным растительными ингредиентами...........................................................42

3.2 Товароведная оценка свежих плодов мушмулы

кавказской..........................................................................................49

3.3 Разработка технологий производства порошков из плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы ............................53

3.4 Исследование химического состава и установление

срока годности продуктов переработки плодов мушмулы...........58

Заключение по разделам 3.2-3.4...........................................................76

3.5 Исследование влияния продуктов переработки плодов мушмулы на хлебопекарные свойства пшеничной муки

и реологические свойства теста........................................................78

3.6 Исследование влияния продуктов переработки плодов

мушмулы на качество сдобных булочных изделий......................83

3.7 Разработка рецептур и технологий сдобных булочных изделий с использованием продуктов переработки плодов мушмулы. Установление сроков хранения ......................................................90

3.8 Влияние продуктов переработки плодов мушмулы на пищевую ценность сдобных булочных изделий...........................................101

Заключение по разделам 3.5-3.8.........................................................103

3.9 Разработка рецептур и технологии песочных полуфабрикатов использованием продуктов переработки плодов мушмулы..........104

3.10 Влияние продуктов переработки плодов мушмулы на пищевую ценность песочных полуфабрикатов............................................118

Заключение по разделам 3.9 и 3.10.......................................................120

3.11 Влияние потребления разработанных сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов на биофизические показатели сердечно-сосудистой системы организма человека............................................................................................121

3.12 Расчет экономических показателей производства разработанных булочных изделий и песочных полуфабрикатов.........................125

4 АПРОБАЦИЯ ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ........128

ВЫВОДЫ..................................................................................................... 129

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК....................................................... 131

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время одним из основных направлений развития пищевой индустрии является вовлечение в хозяйственный оборот местных сырьевых ресурсов растительного происхождения, создание безотходных технологий их переработки и пищевых продуктов на их основе.

Хлебобулочные и мучные кондитерские изделия занимают ведущее место в рационе питания практически всех социально-демографических групп россиян, поэтому они в первую очередь нуждаются в коррекции химического состава в направлении обогащения недостающими эссенциальными нутриентами. Успешное решение этой задачи возможно за счет использования в качестве рецептурных компонентов плодово-ягодного сырья, в том числе дикорастущего, позволяющего обеспечить формирование функциональных свойств пищевых продуктов, значительно увеличить содержание в них витаминов и минеральных веществ.

К уникальным источникам биологически активных соединений относится мушмула кавказская (МеБрПш саисаБюа), широко распространенная на территории Северного Кавказа. В связи с ограниченным сроком хранения плодов мушмулы целесообразно ее применение в виде порошков, полученных из целых плодов, или мякоти с кожицей, или косточек плодов мушмулы. Применение порошков обеспечивает минимальный уровень потерь, расширение ассортимента, повышение пищевой ценности и стабильности качества продукции.

Изделия, с порошками из мушмулы, вырабатываемые предприятиями общественного питания, могут явиться неотъемлемой частью лечебно-оздоровительных мероприятий, проводимых в санаторно-курортных учреждениях, значительное количество которых сосредоточено в зоне Кавказских Минеральных Вод.

Таким образом, исследования, посвященные разработке технологий сдобных булочных и мучных кондитерских изделий с улучшенными

потребительскими свойствами за счет использования продуктов переработки плодов мушмулы (ПППМ), являются актуальными.

Степень разработанности темы исследования. Большой вклад в развитие теоретических и практических аспектов разработки и совершенствования технологий переработки растительного, в том числе плодово-ягодного сырья, его применения в производстве продуктов питания внесли отечественные ученые: Алексеенко Е.В., Васькина В.А., Джабоева A.C., Дубцов Г.Г., Дубцова Г.Н., Ильина O.A., Корячкина С.Я., Кочеткова A.A., Магомедов Г.О., Матвеева И.В., Нечаев А.П., Пащенко Л.П., Поландова Р.Д., Пучкова Л.И., Росляков Ю.Ф., Скобельская З.Г., Цыганова Т.Б., Шатнюк Л.Н. и др.

Однако в настоящее время все еще остается актуальной задача расширения сырьевых ресурсов, обеспечивающих получение высококачественной и конкурентоспособной продукции. В связи с этим разработка технологии переработки плодов мушмулы открывает перспективы для реализации их природного потенциала при получении пищевых продуктов.

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явилась разработка способов получения и применения порошков из дикорастущей мушмулы в производстве сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов.

Для реализации поставленной цели решали следующие задачи:

- провести маркетинговые исследования с целью выяснения отношения потребителей к сдобным булочным и мучным кондитерским изделиям, обогащенным растительными ингредиентами;

- оценить потребительские свойства свежесобранных плодов мушмулы;

- разработать технологии получения порошков из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы;

- исследовать пищевую ценность и установить срок годности ПППМ;

- установить влияние ПППМ на хлебопекарные свойства пшеничной муки, реологические свойства теста, на качество сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов; определить количества добавляемых порошков;

- разработать рецептуры и технологии сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов с ПППМ, определить их пищевую ценность;

- исследовать влияние потребления обогащенных сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов на биофизические показатели сердечнососудистой системы организма человека;

- разработать проекты технической документации на порошки из плодов мушмулы, сдобные булочные изделия и песочные полуфабрикаты с ПППМ; провести опытно-промышленную апробацию результатов исследования и определить экономический эффект от внедрения разработанных технологических решений.

Научная новизна. На основании исследования химического состава плодов дикорастущей мушмулы, произрастающей на территории Кабардино-Балкарской Республики (КБР), выявлено, что они являются богатым источником антиоксидантов, особенно конденсированных катехинов и проантоцианидинов, обладающих высокой Р-витаминной активностью.

Определены эффективные способы безотходной переработки плодов мушмулы и установлены технологические параметры радиационно-конвективного способа сушки целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы, обеспечивающие максимальную сохранность токоферолов, каротиноидов, аскорбиновой кислоты и Р-активных соединений.

Получены новые сведения о фракционном составе фенольных соединений, белкового и липидного комплексов ПППМ.

Выявлены особенности химического состава ПППМ. Порошок из мякоти с кожицей отличается наиболее высоким содержанием моносахаридов, сахарозы, крахмала, растворимого пектина, органических кислот, минеральных веществ, а- и Р-каротинов, хлорогеновой кислоты,

проантоцианидинов, свободных и конденсированных катехинов; из косточек - протопектина, клетчатки, белков, липидов, п-кумароилхинной кислоты и производных кофейной кислоты.

Установлено влияние порошков из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы на реологические свойства пшеничного теста, заключающееся в укреплении клейковины, снижении разжижения теста и увеличении его водопоглотительной способности.

Включение в пищевой рацион сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов, обогащенных Р-активными веществами за счет введения порошков мушмулы, оказывает нормализующее воздействие на биофизические показатели сердечно-сосудистой системы организма человека.

Практическая значимость. Разработана и предложена ресурсосберегающая технология переработки плодов дикорастущей мушмулы, позволяющая получать порошки из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек с высоким содержанием биологически активных компонентов.

Определены условия хранения ПППМ, обеспечивающие высокие потребительские свойства порошков и возможность использования их в качестве дополнительного сырья при производстве сдобных булочных и мучных кондитерских изделий.

Установлены дозировки и способы введения ПППМ при производстве сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов, позволяющие повысить пищевую ценность и улучшить качество готовой продукции по органолептическим, физико-химическим и структурно-механическим показателям.

Разработаны рецептуры и технологии сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов с ПППМ, что открывает новые возможности для расширения ассортимента продуктов питания повышенной пищевой ценности.

Способ производства хлебобулочных изделий с порошками из плодов мушмулы защищен патентом РФ на изобретение № 2301527.

Разработаны проекты технической документации для промышленного производства порошков из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов мушмулы, на булочные изделия и песочные полуфабрикаты с 11111 IM.

Предложенные рецептуры и технологии булочных изделий и песочных полуфабрикатов апробированы на базе пищеблока санатория «Электрон» и в производственных условиях ООО «Нальчик-хлеб» и ООО «ОЛИКА» (г. Нальчик, КБР).

Разработанные технологии позволяют получить экономический и социальный эффект. Экономический эффект от реализации тонны булочных изделий с порошком из плодов мушмулы составляет 3,9 тыс.руб., из мякоти с кожицей - 4,1 тыс.руб., из косточек - 1,2 тыс.руб.

Работа выполнена в рамках комплексного исследования потенциальных возможностей использования для пищевых целей дикорастущих растений Северного Кавказа (научный руководитель направления A.C. Джабоева).

Результаты исследований используются в учебном процессе подготовки инженеров специальности 260501.65 «Технология продуктов общественного питания» и магистров направления подготовки 260800.68 «Технология продукции и организация общественного питания» в Кабардино-Балкарском государственном аграрном университете.

Основные положения, выносимые на защиту: ресурсосберегающие технологии переработки плодов дикорастущей мушмулы, обеспечивающие высокую сохранность антиоксидантов; результаты исследования химического состава продуктов переработки плодов мушмулы и влияния их на хлебопекарные свойства пшеничной муки, реологические свойства теста, показатели качества сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов; технологии и рецептуры сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов с использованием продуктов переработки плодов мушмулы.

Степень достоверности и апробация результатов исследования.

Достоверность результатов исследований подтверждается проведением экспериментов в многократной повторности с применением стандартных и высокоинформативных методов исследований, а также статистической обработкой данных при доверительной вероятности 0,95 с использованием компьютерных программ.

Предложенные рецептуры и технологии сдобных булочных изделий и песочных полуфабрикатов апробированы на базе пищеблока санатория «Электрон» и в производственных условиях ООО «Нальчик-хлеб» и ООО «ОЛИКА» (г. Нальчик, КБР).

Разработанные технологии позволяют получить экономический и социальный эффект. Экономический эффект от реализации тонны сдобных булочных изделий с порошком из плодов мушмулы составляет 3,9 тыс.руб., из мякоти с кожицей - 4,1 тыс.руб., из косточек - 1,2 тыс.руб.

Результаты исследований используются в учебном процессе подготовки инженеров специальности 260501.65 «Технология продуктов общественного питания» и магистров направления подготовки 260800.68 «Технология продукции и организация общественного питания» в Кабардино-Балкарском государственном аграрном университете.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Дикорастущее плодово-ягодное сырье - источник биологически активных веществ

Расширение ассортимента и повышение пищевой ценности продуктов питания, в том числе хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, тесно связаны с использованием сырья, богатого биологически активными веществами. Среди них большой интерес представляют дикорастущие плоды и ягоды, содержащие в значительных количествах витамины, Р - активные соединения, пищевые волокна, минеральные вещества, аминокислоты и другие функциональные ингредиенты, которые являются незаменимыми факторами питания.

По данным В.П. Петровой дикорастущие плоды и ягоды являются источником примерно 11 витаминов, особое место среди которых занимает витамин С (L-аскорбиновая кислота) [85]. L-аскорбиновая кислота является одним из наиболее важных представителей водорастворимых антиоксидан-тов. Она защищает биомембраны и липопротеины от разрушающего действия свободных радикалов и других продуктов окисления, блокирует синглет-ный кислород, участвует в восстановлении витамина Е при его свободно-радикальном окислении [52, 144, 150, 154].

Аскорбиновая кислота выполняет многие жизненно важные функции в организме человека, участвуя в биохимических окислительно-восстановительных реакциях и синтетических процессах, в том числе в синтезе коллагена, который входит в состав основного межклеточного вещества эндотелия сосудов и обеспечивает нормальную проницаемость сосудов [143, 162].

Витамин С улучшает нарушенную протромбинообразовательную функцию печени, в результате чего повышается содержание протромбина в крови и нормализуется процесс свертывания крови [20]. Установлена зависимость между содержанием витамина С в плазме крови и сердечнососудистыми заболеваниями [167]. Он является ингибитором процессов развития рака [137, 139, 147, 176], противостоит развитию атеросклероза

[166], диабета [164].

Аскорбиновая кислота является синергистом гормонов гонадотропного действия, витамина тиамина, каротинов, Р-активных соединений [57, 164].

По содержанию витамина С отдельные виды дикорастущих сильно различаются. В ягодах семейства брусничных, а также ежевики, морошки, черемухи уровень аскорбиновой кислоты достигает - 10-20 мг%, а барбариса, земляники, калины, рябины, голубики, жимолости и красники -30-75 мг%. Смородина черная по количеству витамина С превосходит многие виды плодов и ягод, накапливая его до 500 мг% [21, 24, 54].

З.В.Коробкиной по результатам многолетних исследований установлено, что массовая доля витамина С в облепихе варьирует от 15 до 1332 мг% [54]. Имеются сведения о высокой С-витаминности облепихи из Тывы (до 475 мг%) [25].

Безусловным лидером по накоплению аскорбиновой кислоты является шиповник, в котором концентрация витамина С может достигать 4000 мг% (шиповник колючейший) [25].

Накопление витамина С зависит не только от вида и форм дикорастущих, но и