автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка технологий булочных и мучных кондитерских изделий профилактического назначения с использованием продуктов переработки плодов дикорастущего боярышника

На правах рукописи

КАБАЛОЕВА Асят Сергеевна оуЙ^Ц^/ ~

Л

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ БУЛОЧНЫХ И МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛОДОВ ДИКОРАСТУЩЕГО БОЯРЫШНИКА

05.18.01 -Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства 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

1 2 [До Ш

005011940

Краснодар, 2012 г.

005011940

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова» и ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор Джабоева Амина Сергоевиа доктор технических наук, профессор Тамова Майя Юрьевна

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Красина Ирина Борисовна кандидат технических наук, доцент Першакова Татьяна Викторовна

ГНУ «Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» Россельхозакадемии

Защита состоится 22 марта 2012 г. в 13.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в Кубанском государственном технологическом университете по адресу: 350072, г.Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г-251

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного технологического университета

Автореферат разослан 21 февраля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд.техн.наук, доцент С/ В.В. Гончар

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность темы. В России, как и в других странах, наблюдается устойчивая тенденция расширения ассортимента продуктов питания, предназначенных для профилактики алиментарно-зависимых заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых.

Риск развития заболеваний сердечно-сосудистой системы организма человека можно минимизировать путем введения в рационы питания населения продуктов повседневного спроса, в частности, булочных и мучных кондитерских изделий, обогащенных физиологически функциональными ингредиентами с антиоксидантными свойствами, препятствующими накоплению активных форм кислорода, которые вызывают повреждение мембран клеток и нарушение обмена веществ.

Основными источниками антиоксидантов являются продукты растительного происхождения, в том числе дикорастущие плоды и ягоды, так как только они способны синтезировать биофлавоноиды и другие полифенольные соединения. Особенно перспективно использование местных растительных ресурсов, оказывающих наибольший оздоровительный эффект людям, проживающим на соответствующей территории.

Среди многообразия дикорастущих растений, произрастающих на территории Кабардино-Балкарской Республики (КБР) выделяется боярышник одно-пестичный (Grataegus monoguna), дающий стабильно высокий урожай плодов. Ежегодный потенциал заготовок плодов боярышника в КБР может достигать 140-180 т. Благодаря наличию широкого спектра биологически активных веществ (витамины, макро-, микроэлементы, биофлавоноиды, пищевые волокна, органические кислоты и др.) плоды боярышника обладают способностью укреплять иммунитет и повышать антиоксидантную защиту организма человека.

Для обеспечения круглогодичного производства булочных и мучных кондитерских изделий с заданным химическим составом необходимо использование натуральных добавок, сохраняющих свойства нативного сырья в течение длительного времени, удобных в применении и отличающихся качественным составом и количественным содержанием физиологически функциональных ингредиентов. Таким требованиям могут отвечать продукты переработки боярышника (ППБ) - порошки, полученные из целых плодов и их анатомических частей - мякоти с кожицей и косточек.

В связи с изложенным исследования, посвященные научному обоснованию рационального использования продуктов переработки плодов дикорастущего боярышника в производстве булочных и мучных кондитерских изделий, являются актуальными.

Автор выражает глубокую благодарность за неоценимую помощь в обсуждении результатов работы к.х.н., доценту, почетному работнику высшего профессионального образования РФ Шаовой Людмиле Григорьевне.

1.2 Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы явилось создание технологий булочных и мучных кондитерских изделий профилактического назначения с использованием продуктов переработки плодов дикорастущего боярышника.

Для достижения указанной цели решались следующие задачи: -изучение, анализ и систематизация отечественной и зарубежной научно-технической литературы и патентной информации по теме исследований;

-маркетинговые исследования потребительских предпочтений населения КБР в отношении хлебобулочных и мучных кондитерских изделий;

-разработка технологий получения порошкообразных полуфабрикатов из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника;

-определение химического состава, безопасности и антиоксидантных свойств ППБ;

-исследование влияния ППБ на хлебопекарные свойства пшеничной муки высшего сорта и реологические свойства теста;

-исследование влияния ППБ на органолептические, физико-химические и структурно-механические показатели качества изделий из дрожжевого теста; установление оптимальных дозировок добавок:

-определение влияния ППБ на физико-химические свойства бисквитного, песочного теста и качество готовых полуфабрикатов; установление оптимальных дозировок добавок;

-разработка технологий и рецептур булочных изделий, бисквитных и песочных Полуфабрикатов с ППБ;

-определение пищевой ценности и безопасности разработанных изделий; -разработка технической документации на новые виды булочных и мучных кондитерских изделий;

-промышленная апробация разработанных технологических решений и оценка их экономической эффективности.

1.3 Научная новизна. Научно обоснованы и экспериментально подтверждены целесообразность и эффективность использования порошков, полученных из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника, в производстве булочных и мучных кондитерских изделий профилактического назначения.

Определены оптимальные технологические параметры производства порошков из целых плодов и разных анатомических частей плодов боярышника с использованием радиационно-конвективного способа сушки, при которых достигается наибольшая сохранность антиоксидантов: биофлаваноидов, Р-каротина, витаминов С и Е.

Установлены особенности химического состава ППБ: порошки из мякоти с кожицей отличаются более высоким содержанием моно- и дисахаридов, крахмала, растворимого пектина, органических кислот, Р-карогина, Р-активных соединений, аскорбиновой кислоты, минеральных веществ; из косточек - белковых веществ, липидов, клетчатки, протопектина и токоферолов.

На основании снижения содержания активных форм кислорода и перок-сида водорода в крови экспериментальных животных доказана антиоксидантная

эффективность порошков, полученных из плодов боярышника.

Выявлено, что присутствие в порошках из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника пищевых волокон, витаминов, биофлаво-ноидов, макро- и микроэлементов, полиненасыщенных жирных кислот придает добавкам свойства хлебопекарного улучшителя, использование которого приводит к повышению газообразующей способности пшеничной муки, укреплению клейковины, снижению разжижения теста и увеличению его водопоглоти-тельной способности.

На основании данных химического состава и технологических свойств ППБ, их сочетания с рецептурными компонентами определены эффективные способы внесения добавок при производстве булочных изделий, бисквитных и песочных полуфабрикатов, позволяющие улучшить качество готовой продукции по органолептическим, физико-химическим и структурно-механическим показателям.

Получены новые виды булочных и мучных кондитерских изделий, обогащенные Р-активными веществами за счет введения в рецептуры порошков из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника, предназначенные для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний.

Новизна технологических решений подтверждена тремя патентами РФ на изобретения.

1.4 Практическая значимость. Разработана безотходная технология переработки плодов дикорастущего боярышника, позволяющая получать порошки из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника; установлены условия и сроки их хранения, обеспечивающие безопасность, сохранение физиологически активных ингредиентов и потребительских свойств.

Разработаны технологии булочных и мучных кондитерских изделий с использованием ППБ, что открывает новые возможности для расширения ассортимента продуктов питания профилактического назначения.

Разработана нормативная документация: ТУ, ТИ на порошки из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов дикорастущего боярышника; ТУ, ТИ и РЦ на новые виды булочных изделий, бисквитных и песочных полуфабрикатов.

1.5 Реализация результатов исследования. Предложенные технологии и рецептуры апробированы в производственных условиях ООО «Нальчикхлеб», комбината детского питания и пищеблока санатория «Электрон» (г.Нальчик, КБР).

Разработанные технологии позволяют получить экономический и социальный эффект. Ожидаемый экономический эффект от реализации тонны булочных изделий составляет 4,7 тыс. руб.

Результаты исследований используются в Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии (КБГСХА) при изучении дисциплин «Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий» и «Технология продуктов общественного питания».

1.6 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на заседаниях кафедры технологии продук-

тов общественного питания КБГСХА (2005-2011 гг.); на региональных конференциях (г. Владикавказ, 2005 г.; г. Нальчик, 2006 г.; г. Красноярск, 2011 г.); на всероссийских конференциях (г. Орел, 2006 г.; г. Нальчик, 2007 г.; г. Киров, 2011 г.); на международных конференциях (г. Пенза, 2005 и 2007 гг.; г. Владикавказ, 2006 г.; г. Краснодар, 2007, 2009 и 2011 гг.; г. Челябинск, 2007 и 2010 гг.; г. Москва, 2009г.).

1.7 Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 28 научных работ, в том числе пять статей в журналах, рекомендованных ВАК МОиН РФ, получено три патента РФ на изобретения.

1.8 Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора научно-технической и патентной литературы, методической части, экспериментальной части, выводов, библиографического списка и приложений. Основная часть работы изложена на 144 страницах компьютерного текста, содержит 32 таблицы и 30 рисунков. Библиографический список включает 173 наименования источников, в том числе 26 - зарубежных авторов.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований. В качестве объектов исследований использовали свежие плоды боярышника однопестичного, произрастающего на территории КБР, урожая 2005-2010 гг.; порошки, полученные из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника; муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта; дрожжевое, бисквитное, песочное тесто с добавками порошков, а также выпеченные булочные и мучные кондитерские изделия.

2.2 Методы исследований^ В работе использовали общепринятые и специальные физические, химические, биологические и органолептические методы исследований свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, в том числе атомно-абсорбционный, фотометрические (фотоэлектроколометрический и спектрофотометрический), хроматографические (бумажная, тонкослойная, колоночная, газожидкостная хроматография).

Антиоксидантную эффективность порошков из боярышника оценивали путем определения супероксид-радикалов анионов кислорода и пероксида водорода в крови крыс-самцов линии «Вистар» методом дифференциально-осциллографической полярографии.

Маркетинговые исследования проводили методом социологического опроса населения КБР (анкетирование).

Достоверность экспериментальных данных оценивали методом математической статистики с помощью компьютерных программ 51аШйса 6.0 и Мар1е 11.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 3.1 Маркетинговые исследования потребительских предпочтений при выборе хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. При оценке рынка хлебобулочных и мучных кондитерских изделий КБР установлено, что эта группа продуктов представлена в широком ассортименте и вырабатывается в основном из пшеничной муки общего назначения и высших сортов.

Рисунок 1 - Структурная схема исследований

Удельный вес продукции профилактического назначения в общем объеме производства этих изделий составляет 5,2 %.

Маркетинговые исследования потребительских предпочтений в отношении хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, проведенные путем анкетирования 1200 жителей КБР в возрасте от 15 до 55 лет, показали, что из хлебобулочных изделий - 60,3 % респондентов предпочитают булочки сдобные; из мучных кондитерских изделий: 52,0 % - песочное печенье, 35,4 % -торты на бисквитной основе.

В ходе опроса выявлена необходимость расширения ассортимента булочных и мучных кондитерских изделий с использованием натуральных растительных добавок, поскольку большинство респондентов (68,9 %) считают потребление таких продуктов полезными для здоровья.

3.2 Разработка технологий производства порошков из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов дикорастущего боярышника. Порошки получали из плодов боярышника, собранных в стадии биологической зрелости, которые доставлялись на переработку на Кашхатауский пищекомбинат (пос. Кашхатау, КБР) в деревянных ящиках вместимостью 4—5 кг и хранились в условиях регулируемой температуры (0- 1 °С) в холодильных камерах не более 120 часов.

На рисунке 2 приведена аппаратурно-технологическая схема производства порошков из плодов боярышника.

СЧижя ШМ'ЛЬ'КННГ ЇМ:'!' К1ШҐ

вепрлт крупных фраюшй

Рисунок 2 - Аппаратурно-технологическая схема производства порошков из плодов боярышника

1 - ленточный инспекционный транспортер ТСИ; 2 - моечно-встряхивающая машина А9-КМ2-Ц; 3 - стеллаж передвижной; 4 - электрошкаф «Пассат-ИК 100»; 5 - элеватор;

6 - молотковая микромельница ММ-10; 7 - вибросито «Каскад»;

8 - фасовочная машина РТ-УМ - 20

Плоды, поступившие на ленточный инспекционный транспортер (1), сортируют по качеству, степени зрелости, цвету; удаляют мятые, незрелые, перезрелые экземпляры, посторонние органические и минеральные примеси. Затем их подвергают мойке питьевой водой температурой 16-18 °С в моечно-встряхивающей машине (2).

Сушку плодов боярышника осуществляют радиационно-конвективным способом в сушилке шкафного типа (4) при температуре 55-60 °С до остаточной влажности 5- 8 %, раскладывая сырье равномерным слоем на сетчатые противни. Испарение влаги при сушке происходит посредством терморадиационного нагрева ИК-излучением, а удаление - за счет конвекционных течений па-ро-воздушной смеси. После сушки плоды измельчают на молотковой мельни-

це (6). Полученный порошок подвергают просеиванию в вибросите (7). Часть порошка, не удовлетворяющую требуемым параметрам дисперсности, направляют на повторный размол.

Получение порошков из мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника предусматривает дополнительные операции перед сушкой - бланширование и протирание. Плоды бланшируют на ленточном бланширователе КБТ-400, где они обрабатываются водяным паром в течение 10-15 мин. При бланшировании инактивируются окислительно-восстановительные и пектолитические ферменты, присутствующие в плодовой мякоти, что позволяет предохранить продукт от потемнения и ухудшения качества при сушке. Для отделения мякоти с кожицей от косточек бланшированные плоды протирают на протирочной машине 1П31.

Высушенную мякоть с кожицей измельчают на ножевой мельнице, а косточки - на молотковой.

Порошки представляют собой сухую измельченную сыпучую массу с запахом и вкусом, свойственными свежим плодам боярышника. Цвет порошков из плодов и косточек - светло-коричневый, из мякоти с кожицей - коричневый.

Исследование гранулометрического состава ППБ показало, что в порошке из плодов на долю частиц с размером от 30 до 160 мкм приходится 68,2%, из мякоти с кожицей - 95,6 %, из косточек - 27,8 %. В порошке из косточек преобладает фракция с дисперсностью частиц от 160 до 315 мкм (44,7 %).

Дозирование и упаковку порошков производят с помощью фасовочной машины (8). Порошки взвешивают массой нетто 0,25; 0,30 и 0,50 кг, упаковывают в пакеты бумажные одинарные с внутренним вкладышем из подпергамен-та и отправляют упаковки для маркировки.

Порошки транспортируют всеми видами транспорта в соответствии с правилами перевозки грузов, действующих на конкретных видах транспорта; хранят в специальных хранилищах с хорошей вентиляцией при температуре 1820 °С и относительной влажности воздуха 65-70 % в течение 10 месяцев.

3.3 Исследование химического состава, безопасности и антиоксидант-ной эффективности продуктов переработки плодов боярышника. С целью выяснения возможности использования ППБ в качестве обогащающих добавок при производстве булочных и мучных кондитерских изделий проведено исследование химического состава порошков из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника, полученных по технологии, предусматривающей щадящий режим сушки, обеспечивающий максимальную сохранность биолога-чески активных веществ сырья. Сравнительная характеристика пищевой ценности объектов исследования представлена в таблице 1.

Анализ данных показывает, что порошок из косточек отличается более высоким содержанием белковых веществ, липидов, клетчатки, протопектина и токоферолов; из мякоти с кожицей - усваиваемых углеводов, растворимого пектина, органических кислот, аскорбиновой кислоты, каротинов, Р-активных соединений и минеральных веществ. Порошок из плодов по значению определяемых показателей занимает промежуточное положение.

Таблица 1 - Химический состав продуктов переработки плодов боярышника

(в пересчете на сухое вещество)

Показатель Значение показателя для порошков из

плодов мякоти с кожицей косточек

Белковые вещества, % 10,5±0,44 7,5±0,29 13,0±0,56

Липиды, % 2,8±0,06 1,1 ±0,02 4,3±0,15

Углеводы, %

в том числе:

моносахариды 18,9±0,2 31,6±1,3 8,2±0,41

сахароза 0,58±0,03 0,96±0,03 0,25±0,01

крахмал 5,7±0,21 8,8±0,42 3,2±0,13

клетчатка 23,6±1,1 9,2±0,31 35,6±1,6

пектин 3,2±0,09 4,8±0,18 1,9±0,08

протопектин 5,3±0,17 3,5±0,11 6,8±0,31

Органические кислоты, % (в пересчете на яблочную кислоту) 1,9±0,05 3,1±0,12 1,0±0,04

Витамины, мг%:

аскорбиновая кислота 102±1,0 141±1,5 68,9±0,9

токоферолы 9,6±0,35 5,5±0,14 10,2±0,49

а-каротин 8,1±0,15 8,6±0,21 7,7±0,20

(3-каротин 1,5±0,01 1,8±0,02 1,2±0,01

Р-активные соединения 4409±19 6357±34 2776±12

Минеральные вещества, мг%:

калий 452±3 743±9 208±3

натрий 3,4±0,2 6,2±0,3 1,1±0,1

кальций 209±2 330±6 107±2

магний 133±1 219±2 61,0±0,6

фосфор 158±1 262±2 70,1±0,4

железо 4,5±0,03 7,1 ±0,04 2,3±0,01

марганец 0,30±0,002 0,52±0,003 0,12±0,001

Высокое содержание пектиновых веществ в ППБ послужило основанием для определения их физико-химических свойств. Установлено, что порошки, как и выделенные из них пектины, обладают высокой студнеобразующей и хорошей комплексообразующей способностью, что указывает на возможность их использования в качестве гелеобразователей и детоксикантов при производстве продуктов профилактического назначения.

При исследовании группового состава белкового комплекса ППБ выявлен более низкий уровень проламиновой (4,0-5,3 %) и глютелиновой (7,0-8,8 %) фракций по сравнению с альбуминовой (9,3-13,2 %) и глобулиновой (62,7-

69,6 %). Порошок из косточек превосходит другие по содержанию глобулинов и глютелинов; из мякоти с кожицей - альбуминов и проламинов.

Основной фракцией липидного комплекса ППБ являются омыляемые ли-пиды - 68,9 - 71,1 % от суммы, при этом на долю нейтральных липидов приходится 63,0 - 65,2 %. В порошках из мякоти с кожицей обнаружено более высокое содержание моно- и диацилглицеролов (3,9 и 8,4 %), полярных липидов (11,9 %), стеринов и их эфиров (4,6 и 5,0 %) и углеводородов (1,4 %); из косточек - триацилглицеролов (58,8 %) и свободных ЖК (20,6 %).

Для ЖКС липидов порошков характерно преобладание ненасыщенных ЖК, представленных в основном олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами. Доля этих кислот составляет в порошке из плодов 57,0 %; из мякоти с кожицей - 51,8%; из косточек - 83,9 % от суммы ЖК.

Особую ценность представляет наличие в ППБ полифенольных соединений, обладающих радиопротекторным эффектом и способностью снижать риск развития сердечно-сосудистых, онкологических и других заболеваний.

Из полифенольных соединений в плодах боярышника и продуктах их переработки идентифицированы гидроксикоричные кислоты, флавонолы, флаво-ноны, флаванолы и антоцианы. Из данных, представленных на рисунке 3, видно, что в порошках из плодов и косточек массовая доля хлорогеновой, п-кумароилхинной кислот, рутина, гликозидов флавонолов и флавононов, проан-тоцианидинов и конденсированных катехинов ниже, чем из мякоти с кожицей.

(без рутина)

Глихоэнда флавононов Свободные Проашощанаднны Конденсированные

катехины катехины

Рисунок 3 - Массовая доля фенольных соединений в свежих плодах боярышника и ППБ: О - плоды боярышника свежие; порошок из: Н - плодов, И - мякоти с кожицей, В - косточек

Порошки из косточек более богаты свободными катехинами, в них отсутствует рутин. Содержание антоцианов в порошках из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника составляет 455,9; 976,0 и 20,0 мг% соответственно.

Установлено, что сохранность витаминов и полифенольных соединений при предложенном режиме радиационно-конвективной сушки сырья составляет (в % к исходному содержанию): аскорбиновой кислоты - 65,0; каротинов - 75,0; токоферолов - 84,2; хлорогеновой и п-кумароилхинной кислот - 62,0 и 68,0; рутина - 69,7; гликозидов флавонолов (без рутина) - 70,9; гликозидов флавоно-нов - 69,6; свободных катехинов, проантоцианидинов и конденсированных ка-техинов - 38,0; 64,2 и 85,4 соответственно; антоцианов - 22,7. Существенные потери антоцианов, очевидно, обусловлены присутствием в плодах боярышника значительного количества аскорбиновой кислоты (157 мг%), оказывающей на них разрушающее действие, а также вероятностью образования полимерных соединений различной молекулярной массы в результате полимеризации антоцианов при нагревании.

О безопасности ППБ судили по регламентированному содержанию токсичных элементов (РЬ, Сй, Нё, Аб), хлорорганических пестицидов (ДДТ и его метаболиты, ГХЦГ) и синильной кислоты. Уровень определяемых показателей в ППБ соответствовал гигиеническим нормативам, установленным Санитарными правилами и нормами.

Эпидемиологическую безопасность ППБ оценивали в процессе хранения в течение 12 месяцев путем контроля количества микроорганизмов: санитарно-показательных, условно-патогенных, патогенных и порчи.

Установлен срок хранения порошков в условиях складских помещений — 10 месяцев при температуре 18-20°С и относительной влажности воздуха 6570 %.

Методом дифференциально-осциллографической полярографии доказана антиоксидантная эффективность добавок из плодов боярышника. Введение порошков в течение 30 дней в общевиварный рацион животных (крыс-самцов линии «Вистар») приводит к достоверному снижению в крови концентрации активных форм кислорода и пероксида водорода.

На основании проведенных исследований установлено, что ППБ представляют собой уникальный природный комплекс биологически активных веществ, наличие которого в готовой продукции способно оказать направленное физиологическое воздействие на организм человека.

3.4 Влияние продуктов переработки плодов боярышника на хлебопекарные свойства пшеничной муки и реологические свойства теста. Для исследования влияния ППБ на хлебопекарные свойства муки и реологические свойства теста использовали пшеничную хлебопекарную муку высшего сорта с низкой газообразующей способностью. Дозировку ППБ варьировали в интервале от 3 до 12 % к массе муки. Контролем служили пробы муки и геста без внесения добавок.

При введении 3-12 % порошков из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника количество диоксида углерода, выделившегося за

5 часов брожения, увеличивается относительно контроля на 51,7-78,2 %; 55,275,9 % и 26,4-65,5 % соответственно. Повышение газообразующей способности муки, вероятно, обусловлено внесением с порошками дополнительного питания для дрожжевых клеток в виде минеральных веществ, витаминов, органических кислот, Сахаров, которые участвуют в биосинтезе составных компонентов клеточного вещества дрожжей и являются активаторами ферментативной активности.

Интенсификация процесса брожения опытных проб теста с увеличением дозировки ППБ подтверждается также возрастанием кислотности теста. Наибольшее увеличение начальной и конечной кислотности теста отмечено в образцах с порошком из мякоти с кожицей плодов боярышника.

Внесение ППБ приводит к снижению массовой доли клейковины и оказывает укрепляющее действие на ее свойства (рисунок 4).

О 357912 3579 12 3579 12

Дозировка добавки, % к массе муки

О 3579 12 3579 12 3579 12 Дозировка добавки, % к массе муки

Рисунок 4 - Влияние продуктов переработки плодов боярышника на количество и качество сырой клейковины пшеничной хлебопекарной муки высшего сорта □ - Контроль. Пробы с порошком из боярышника: ¡3 - плодов, 28 - мякоти с кожицей, 0 - косточек

При введении 9-12 % порошков из плодов и косточек и 7-12 % - из мякоти с кожицей клейковина переходит из разряда «хорошая» в «удовлетворительно крепкую». Снижение содержания клейковины, очевидно, обусловлено уменьшением ее влагоемкости за счет уплотнения структуры белковых молекул. Укрепление клейковины происходит предположительно вследствие взаимодействия белков муки с полисахаридами порошков, что вызывает образование дополнительных водородных, ионных, гидрофобных связей, упрочняющих внутриглобулярную структуру белков, в результате чего она становится более плотной и жесткой, а также менее атакуемой протеиназами. Кроме того, укрепление клейковины может быть вызвано ингибирующим действием на протеоли-тические ферменты муки Р-активных веществ, аскорбиновой кислоты и перок-сидов, образующихся при окислении непредельных ЖК липидов порошков.

Введение ППБ приводит к изменению значений фаринографических показателей пшеничного теста (таблица 2).

С увеличением количества порошков до 12 % к массе муки происходит возрастание водопоглотительной способности (ВПС) по сравнению с контролем

на 29,4-35,3 %; времени образования и устойчивости теста - на 2,5-2,7 мин и снижение показателя разжижения теста - на 19-24 е.ф.

Таблица 2 - Влияние продуктов переработки плодов боярышника

на реологические свойства пшеничного теста

Дозировка добавки, % к массе муки Водопоглотительная способность, % Время образования и устойчивости, мин Разжижение, е.ф.

1 | 2 | 3 1 | 2 | 3 1 | 2 | 3

0 (контроль) 51 _ _ _ 8,2 174

3 53 53 52 8,9 9,1 8,7 169 168 169

5 55 56 54 9,4 9,6 9,3 167 165 166

7 58 60 58 9,8 10,0 9,9 164 162 164

9 62 65 62 ТО,4 10,6 10,3 161 158 160

12 66 69 67 10,7 10,9 10,8 155 150 152

1,2,3 - пробы теста с порошками из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника соответственно

Установлены дозировки добавок, при которых улучшаются хлебопекарные свойства пшеничной муки и реологические свойства теста: из мякоти с кожицей - 3- 5 %; из плодов и косточек - 3-7 % к массе муки.

3.5 Влияние продуктов переработки плодов боярышника на качество изделий из дрожжевого теста. Для определения влияния ППБ на качество изделий из дрожжевого теста и установления оптимальных дозировок порошков, обеспечивающих высокие потребительские свойства готовой продукции, проводили пробные лабораторные выпечки. Тесто готовили безопарным способом. Добавки вносили в тесто в нативном виде: из плодов и косточек - 3-7 %; из мякоти с кожицей - 3-5 % к массе муки.

Определены оптимальные дозировки порошков, внесение которых приводит к максимальному улучшению качества изделий: из плодов и мякоти с кожицей - 5 %, из косточек - 3 % к массе муки. При этом удельный объем опытных проб увеличивается по сравнению с контролем на 21,1 и 15,1, 25,8 %; пористость - на 5,5 и 2,7, 6,8 %; сжимаемость мякиша - на 43,2 и 22,5, 54,0 % (рисунок 5).

Рисунок 5 - Показатели качества хлебобулочных изделий с порошками: 1 - из плодов (5 %); 2 - из мякоти с кожицей (5 %); 3 - из косточек (3 %)

В изделиях с ППБ пористость мякиша по сравнению с контролем более мелкая, равномерная и тонкостенная; цвет мякиша более темный - от бежевого (с добавкой из косточек) до светло-коричневого (с порошком из плодов) или темно-коричневого (с порошком из мякоти с кожицей). Отмечаются более интенсивная окраска верхней корки, приятный легкий привкус и слабовыражен-ный аромат плодов боярышника.

3.6 Разработка технологий и рецептур булочных изделий с продуктами переработки плодов боярышника. На основании результатов, полученных при комплексном исследовании влияния ППБ на структурно-механические свойства пшеничного теста и качество хлебобулочных изделий, разработаны технологии и рецептуры булочек с порошками из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника - «Кавказская», «Лечебная» и «Сюрприз».

I Тесто для булочек готовили опарным способом, при котором по сравне-

I нию с безопарным достигаются более высокие органолептические, физико-химические и структурно-механические показатели качества изделий

Для выяснения максимальной эффективности способов внесения порошков на качество готовых изделий оптимальные дозировки добавок вносили при приготовлении теста в трех вариантах:

1)1 % порошка вводили на этапе активации дрожжей при приготовлении опары, а оставшееся количество - в процессе замеса теста в виде суспензии порошка, предварительно выдержанной в термостате при температуре 30-35°С в течение 50-55 мин;

2)в смеси с пшеничной мукой при замесе теста;

3)в виде суспензии, приготовленной указанным выше способом, смешанной с эмульсией маргарина, вводимой перед окончанием замеса теста.

Установлено, что наилучшее качество опытные изделия приобретают при внесении добавок из плодов и мякоти с кожицей первым способом, из косто-

чек - третьим. Удельный объем, формоустойчивость, пористость и сжимаемость мякиша возрастают относительно контроля на 24,3 и 19,3, 29,8 %; 11,5 и 7,7, 15,4 %; 9,5 и 8,1, 10,8 %; 60,4 и 48,9, 74,4 % соответственно (рисунок'б).'

2

3

Рисунок 6 - Показатели качества булочных изделий, приготовленных с внесением порошков оптимальным способом: из плодов (1), мякоти с кожицей (2), косточек (3)

Повышение качества булочных изделий с порошками из плодов, мякоти с кожицей боярышника, приготовленных с введением добавок первым способом, можно объяснить тем, что при внесении часта порошков в опару на стадии активации дрожжей содержащиеся в добавках витамины, минеральные вещества, аминокислоты, биофлавоноиды, пищевые кислоты стимулируют размножение дрожжевых клеток. При этом улучшается газообразующая способность теста в процессе брожения и расстойки, что положительно влияет на удельный объем, пористость и структурно-механические свойства мякиша изделий. Использование оставшегося количества порошков при приготовлении теста в виде суспензии улучшает взаимодействие набухших полисахаридов добавок с крахмалом и белковыми веществами муки; происходит образование комплексных соединений, что приводит к возникновению дополнительных связей (водородных, ионных и др.), способствующих укреплению клейковины, улучшению реологических свойств теста и качества готовых изделий.

Большее улучшение качества изделий при внесении порошков из косточек третьим способом, вероятно, обусловлено наличием в порошке липидов, которые в сочетании с пектиновыми и белковыми веществами способствуют лучшему эмульгированию жира, повышению стойкости эмульсии, более равномерному распределению жира в тесте, что улучшает его упруго-эластичные свойства.

Введение в рецептуры булочных изделий добавок из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника в оптимальных дозировках и приготовление теста рекомендуемыми способами приводит к сокращению продолжительности его брожения на 50,70 и 35 мин соответственно.

Изделия, приготовленные по разработанным технологиям, характеризуются отличным качеством и более длительным сроком сохранения свежести по сравнению с контролем.

3.7 Влияние продуктов переработки плодов боярышника на пищевую ценность булочных изделий. Оценка пищевой ценности булочных изделий с ППБ показала, что они превосходят контрольные образцы по содержанию клетчатки в 6,0-11,0 раза, Р-каротина - в 4,3-8,6 раза; кальция и магния - на 5,948,5 % и 6,1-48,7 %. Массовая доля калия, фосфора и железа повышается в булочках с порошками из плодов и мякоти с кожицей на 7,5-14,8 %; 2,7-7,0 % и 10,0-20,0 % соответственно.

Следует отметить наличие в опытных пробах физиологически функциональных ингредиентов, отсутствующих в традиционных изделиях: Р-активных веществ, аскорбиновой кислоты и пектинов. Особую ценность представляет совместное присутствие в булочках биофлавоноидов и аскорбиновой кислоты, которые, являясь синергистами, обеспечивают максимальный эффект физиологического воздействия в организме человека.

Удовлетворение суточной потребности организма человека в Р-активных веществах (12,5-42,2 %) за счет потребления 100 г обогащенных булочек позволяет отнести их к продуктам питания профилактического назначения.

3.8 Разработка технологий и рецептур мучных кондитерских изделий с продуктами переработки плодов боярышника. При разработке новых видов бисквитных и песочных полуфабрикатов ППБ вносили в дозировке 3-9 %

от массы сухих веществ в рецептуре с заменой сахара и муки в равном соотношении.

Особенностью технологии приготовления бисквитных полуфабрикатов является введение растительных добавок в меланж, подогретый до температуры 40-45 °С для обеспечения набухания полисахаридов порошков.

Исследование влияния ППБ на физические характеристики бисквитного теста и качество выпеченных полуфабрикатов показало, что при внесении 3 % порошков из плодов и косточек боярышника, 5 % - из мякоти с кожицей происходит наибольшее снижение плотности, увеличение эффективной вязкости теста и достигается наилучшее качество изделий. Удельный объем возрастает по сравнению с контролем на 7,3 и 7,7, 7,6 %; пористость - на 4,2 и 4,6, 4,6 %; общая сжимаемость мякиша через 12 часов хранения - на 5,8 и 7,3, 6,5 % соответственно. Введение добавок в указанных дозировках замедляет процесс черстве-ния, вероятно, вследствие изменения соотношения форм связи влаги в мякише в сторону более прочносвязанной за счет высокой влагоудерживающей способности гидрофильных компонентов порошков.

Добавление порошков из плодов и косточек свыше 3 %, из мякоти с кожицей - 5 % от массы сухих веществ в рецептуре приводит к снижению физико-химических показателей качества изделий и упруго-эластичных свойств мякиша.

Внесение ППБ в оптимальных дозировках способствует получению бисквитов с более развитой и равномерной по сравнению с контролем пористостью. Опытные пробы приобретают приятные, слабовыраженные вкус и аромат добавок, цвет мякиша - от светло-коричневого до коричневого. Использование порошков из плодов боярышника устраняет запах меланжа, характерный для бисквитов, что позволяет исключить из рецептур эссенции и ароматические вещества.

На основании полученных результатов исследований разработаны технология и рецептуры приготовления бисквитов с порошками из плодов - «Наль-чанка», из мякоти с кожицей - «Ароматный», из косточек - «Диетический».

При оценке пищевой ценности бисквитных полуфабрикатов установлено, что в изделиях с ППБ массовая доля клетчатки выше, чем в контроле, в 13,730,3 раза, р-каротина- в 1,7-3,3 раза, токоферолов - на 9,2-12,1 %, калия - на 2,9-24,5 %; кальция - на 6,1-32,7 %, магния - на 10,9-95,6 %, марганца - на 6,7-13,3 % и железа - на 1,9-26,0 %.

В опытных образцах обнаружены отсутствующие в контроле пектиновые вещества (0,21-0,34%), витамин С (1,13-3,85мг%) и Р-активные соединения (83,3-318мг%).

За счет 100 г изделий с порошками из плодов боярышника суточная потребность взрослого человека в железе, фосфоре и витамине Е покрывается на 11,2-13,9 %, 10,0-10,6 % и 10,8-11,1 % соответственно.

Следует отметить, что бисквиты с ППБ являются важным источником удовлетворения потребности организма человека в Р-активных веществах. При потреблении 100 г бисквитов с порошками из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника суточная потребность в Р-активных веществах

покрывается на 52,8; 127,2 и 33,3 % соответственно, что даёт основание позиционировать их как продукты питания профилактической направленности.

При исследовании влияния ППБ на физико-химические и структурно-механические свойства песочного теста и качество выпеченных полуфабрикатов порошки вносили в составе эмульсии, приготовленной из всех рецептурных компонентов, за исключением пшеничной муки.

Установлено, что с увеличением дозировки добавок от 3 до 9 % предельное напряжение сдвига теста и плотность готовых изделий повышаются незначительно, а намокаемость снижается, не выходя за пределы значений, установленные ГОСТом (120 %). Хрупкость изделий при внесении порошков из плодов и мякоти с кожицей до 5 %, из косточек - до 3 % остается на уровне контрольной пробы. Затем с увеличением количества вводимых добавок она резко возрастает (в 1,9-2,5 раза), вероятно, вследствие дополнительного связывания части воды гидрофильными компонентами порошков, в результате чего тесто приобретает непрочную рыхлую коагуляционную структуру со слабым когезион-ным взаимодействием между частицами муки. Наибольшее изменение значений показателей качества теста и песочных полуфабрикатов отмечено в пробах с порошком из косточек плодов боярышника (рисунок 7).

Рисунок 7 - Влияние порошка из косточек плодов боярышника на показатели качества теста и песочных полуфабрикатов

Оценка уровня качества продукции по разработанной 30-балльной шкале показала, что отличное качество изделия приобретают при использовании порошков из плодов и мякоти с кожицей в количестве 3-5 %, из косточек - 3 % от массы сухих веществ в рецептуре. Опытные полуфабрикаты имеют правильную форму, глянцевую поверхность, пористую структуру, приятный легкий аромат и привкус плодов боярышника, цвет - от светло-коричневого с золотистым оттенком до коричневого.

С учетом полученных данных разработаны технология и рецептуры песочных полуфабрикатов с порошками из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника - «Боярочка», «Золотистый» и «Чегет».

Внесение порошков способствует повышению содержания в полуфабрикатах токоферолов и р-каротина на 13,9-27,1 % и 27,3-72,7 %; калия, кальция, магния и фосфора - на 5,2-41,1 %, 12,4-70,6 %, 9,3-109,3 % и 0,7-15,1 % соответственно; клетчатки - в 5,1-12,0 раз. В опытных изделиях в отличие от кон-

трольных содержатся пектиновые вещества, аскорбиновая кислота и Р-активные соединения.

Суточная потребность организма человека в Р-активных веществах при потреблении 100 г песочных полуфабрикатов с добавками из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника покрывается на 96,0, 127 и 33,3 % соответственно.

Высокое содержание в разработанных мучных кондитерских изделиях Р-активных соединений в сочетании с другими физиологически функциональными ингредиентами подтверждает возможность их использования в рационах питания населения с целью снижения риска развития сердечно-сосудистых заболеваний.

При определении безопасности бисквитных и песочных полуфабрикатов с ППБ по микробиологическим показателям (КМАФАнМ, БГКП, патогенные микроорганизмы, в том числе бактерии рода сальмонеллы, дрожжи и плесневые грибы) установлено, что они соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 и МУК 4.2.762-99.

Для производства булочных изделий, бисквитных и песочных полуфабрикатов с ППБ разработано девять комплектов технической документации и проведена апробация новых технологий на базе ООО «Нальчикхлеб», комбината детского питания и пищеблока санатория «Электрон» (г. Нальчик).

Разработанные технологические решения позволяют получить экономический и социальный эффект. Ожидаемый экономический эффект от производства и реализации новых видов булочных изделий составляет 4,7 тыс. руб. на тонну продукции. Социальный эффект определяется рациональным использованием сырья и расширением ассортимента продуктов питания профилактической направленности.

ВЫВОДЫ

Проведены комплексные исследования по разработке технологий булочных и мучных кондитерских изделий профилактического назначения с использованием продуктов переработки плодов дикорастущего боярышника.

1. На основании маркетинговых исследований потребительского рынка установлена необходимость расширения ассортимента булочных и мучных кондитерских изделий профилактического назначения.

2. Разработана безотходная ресурсосберегающая технология переработки плодов боярышника и рекомендованы технологические режимы получения порошков из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника с использованием радиационно-конвективного способа сушки, обеспечивающие наибольшую сохранность содержащихся в них антиоксидантов - биофлавонои-дов, р-каротина, аскорбиновой кислоты и токоферолов.

3. Сравнительная оценка химического состава ППБ показала, что порошки, полученные из мякоти с кожицей плодов боярышника, отличаются от других более высоким содержанием Сахаров, крахмала, растворимого пектина, минеральных веществ, аскорбиновой кислоты, каротинов, Р-активных соединений; из косточек - клетчатки, протопектина, белковых веществ, липидов и токоферолов.

4. Определены качественный состав и количественное содержание поли-фенольных соединений в ППБ. Установлено, что порошки являются богатым источником биофлавоноидов, которые в сочетании с аскорбиновой кислотой, токоферолами и р-каротином повышают антиоксидантный потенциал организма опытных животных, препятствуя образованию активных форм кислорода.

5. Показано, что при внесении порошков, полученных из плодов боярышника, увеличивается ВПС пшеничной муки, снижается степень разжижения и укрепляется консистенция теста, повышается его упругость; интенсифицируются процессы брожения и кислотонакопления.

6. Установлены оптимальные дозировки и эффективные способы внесения ППБ при приготовлении дрожжевого теста, обеспечивающие наиболее высокие показатели качества булочных изделий: из плодов и мякоти с кожицей - 5 % к массе муки путем внесения части добавки на стадии активации дрожжей при приготовлении опары, а оставшегося количества - в виде суспензии при замесе теста; из косточек - 3 % в виде суспензии порошка, смешанной с эмульсией маргарина, вводимой перед окончанием замеса теста.

7. Выявлено, что максимальное улучшение физических свойств бисквитного теста и качества выпеченных полуфабрикатов происходит при внесении ППБ в подогретый до 40-45 °С меланж перед сбиванием яично-сахарной массы: порошков из целых плодов и косточек плодов боярышника в дозировке 3 %, из мякоти с кожицей - 5 % от массы сухих веществ в рецептуре с заменой сахара и муки в равных по массе долях.

8. Установлено, что наилучшие физико-химические и структурно-механические показатели качества песочного теста и потребительские свойства готовых изделий достигаются при введении добавок в составе эмульсии: из целых плодов и мякоти с кожицей в количестве 3-5 %, из косточек плодов боярышника - 3 % от массы сухих веществ в рецептуре с заменой сахара и муки в равном соотношении.

9. Разработаны технологии и рецептуры булочных и мучных кондитерских изделий с использованием порошков, полученных из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника, адаптированные для промышленного производства. Проведена оценка потребительских свойств и микробиологической безопасности новой продукции.

10. Булочные и мучные кондитерские изделия с ППБ отличаются от традиционных более высоким содержанием клетчатки, р-каротина, токоферолов, наличием пектиновых веществ, аскорбиновой кислоты и обогащены Р-актив-ными соединениями. Потребление 100 г разработанных булочных изделий обеспечивает покрытие суточной потребности организма человека в Р-актив-ных веществах на 12,5-42,2 %; бисквитных и песочных полуфабрикатов - на 33,3-127 %, что позволяет отнести их к продуктам питания профилактического назначения, способным снижать риск возникновения сердечно-сосудистых заболеваний.

11. Разработана техническая документация на порошки из целых плодов, мякоти с кожицей и косточек плодов боярышника, а также на новые виды булочных и мучных кондитерских изделий профилактического назначения. Про-

ведена промышленная апробация опытных партий изделий на базе ООО «Нальчик-хлеб», комбината детского питания и пищеблока санатория «Электрон» (г.Нальчик, КБР). Установлено, что разработанные технологии позволяют получить экономический и социальных эффект.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Аналитические характеристики пектиновых веществ, выделенных из продуктов переработки дикорастущего сырья / A.C. Джабоева, A.C. Кабалоева, Д.Р. Созаева, Г.А. Купин, Е.В. Барашкина // Перспективные нано- и биотехнологии в производстве продуктов функционального назначения: сб. материалов междунар. науч.-практич. конф. - Краснодар, 2007. - С.80-81.

2. Влияние продуктов переработки дикорастущих плодов на качество хлебобулочных изделий / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, JI.Г' Шаова, З.С. Думаиише-ва// Хранение и переработка сельхозсырья. - 2008. -№1. - С. 43-44.

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

4. Возможность использования песочных полуфабрикатов с добавкой из плодов боярышника в питании больных сердечно-сосудистыми заболеваниями / A.C. Джабоева, A.C. Кабалоева, Л.Г Шаова, Л.Ж. Ширитова // Современное состояние и перспективы развития пищевой промышленности и общественного питания: сб. материалов IV междунар. науч.-практич. конф. - Челябинск, 2010.-С.139- 141.

5. Дикорастущие плоды - перспективное сырье для извлечения биологически активных веществ / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, М.Ю. Тамова, Л.Г. Шаова // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2007. - №5/6. - C.2I—23.

6. Кабалоева, A.C. Влияние биологически активных добавок растительного происхождения на пищевую ценность хлебобулочных изделий / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, A.M. Мукожев // Регуляция продукционного процесса сельскохозяйственных растений: сб. материалов всерос. науч.-практич. конф. -Орел, 2006. - С. 367-370.

7. Кабалоева, A.C. Изменение состава и микробиологических показателей порошков из дикорастущего сырья в процессе хранения / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, З.С. Думанишева // Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства: сб. материалов V междунар. науч.-практич. конф. - Челябинск, 2007. - С.22-24.

8. Кабалоева, A.C. Использование продуктов переработки дикорастущего плодово-ягодного сырья в производстве бисквитных полуфабрикатов / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, З.С. Думанишева // Торгово-экономические проблемы регионального бизнес-пространства: сб. материалов V междунар. науч.-практич. конф. - Челябинск, 2007. - С.29-31.

9. Кабалоева, A.C. Качественный состав фенольных соединений дикорастущего боярышника / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, Д.Ю. Батчаева // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2007. - №10. - С.64-65.

Ю.Кабалоева, A.C. Липидный комплекс дикорастущих плодов и продуктов их переработки / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, М.Ю. Тамова // Изв.вузов. Пищевая технология. - 2008. - № 1. - С.25-27.

11.Кабалоева, A.C. О возможности использования плодов дикорастущего боярышника в производстве продуктов функционального назначения / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова // Экология и жизнь: материалы VIII между нар. конф. - Пенза, 2005. - С.87-88.

12. Кабалоева, A.C. Особенности реологического поведения клейстеризованных водно-мучных суспензий на основе композитных смесей пшеничной муки и порошка из плодов боярышника / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева // Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки: сб. материалов II ме-ждунар. конф. - Владикавказ, 2006. - С.190-192.

13.Кабалоева, A.C. О содержании Сахаров в дикорастущих плодах и ягодах / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова // Новые и редкие растения Северного Кавказа: сб. материалов I региональной конф. - Владикавказ, 2005. -С.125-126.

14.Кабалоева, A.C. Оценка качества хлебобулочных изделий на основе композитных смесей пшеничной муки и порошков боярышника / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева // Актуальные и новые направления сельскохозяйственной науки: сб. материалов II междунар. конф. - Владикавказ, 2006. - СЛ 88—190.

15.Кабалоева, A.C. Пищевая и физиологическая ценность плодов дикорастущего боярышника однопестичного (Crataegus Monogyna) / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова // Актуальные проблемы потребительского рынка товаров и услуг: сб. материалов всерос. науч.-практич. конф. - Киров, 2011. -С.235 - 237.

16. Кабалоева, A.C. Продукты комплексной переработки дикорастущего боярышника - ценное сырье для производства хлебобулочных, мучных кондитерских и макаронных изделий профилактического назначения / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова // Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия: сб. материалов междунар. науч.-практич. конф- Краснодар, 2009. -С.121 -124.

17. Кабалоева, A.C. Структурно-механические свойства теста с добавками из растительного сырья / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова // Наука и устойчивое развитие: сб. материалов I форума молодых ученых Юга России I всерос. конф. молодых ученых. - Нальчик, 2007. - С. 194-195.

18.Кабалоева, A.C. Технология и рецептура булочных изделий профилактического назначения с использованием добавок из плодов боярышника / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова // Хлебобулочные, кондитерские и макаронные изделия XXI века: сб. материалов II междунар. науч.-практич. конф. -Краснодар, 2011. - С.63 - 67.

19. Кабалоева, A.C. Характеристика углеводного состава добавок из плодов дикорастущего боярышника / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева // Сб. материалов на-уч.-практич. конф., посвященной 25-летию КБГСХА. Секция «Технологические науки». - Нальчик, 2006. - С.58-59.

20.Обогащение хлебобулочных изделий Р - активными веществами / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова, Б.Х. Губашиев // Управление торговлей -

теория, практика, шшовации: сб. материалов II междунар. науч.-практич. конф. - М, 2009. - С.324-327.

21.Пат. 2292718 Российская Федерация, МПК А21Д 2/36, А21Д 8/02. Способ производства хлебобулочного изделия / Кабалоева A.C., Дубцов Г.Г., Джа-боева A.C.; заявитель и патентообладатель Московский гос. ун-т пищевых производств. - № 2006112140/13; заявл. 13.04.06; опубл. 10.02.07, Бюл. №4. -6с.

22.Пат. 2292719 Российская Федерация, МПК А21Д 2/36, А21Д 8/02. Способ производства хлебобулочного изделия / Кабалоева A.C., Дубцов Г.Г., Джабое-ва A.C.; заявитель и патентообладатель Московский гос. ун-т пищевых производств. - № 2006112141/13; заявл. 13.04.06; опубл. 10.02.07, Бюл. №4. - 6с.

23.Пат. 2301527 Российская Федерация, МПК А21Д 2/36, А21Д 8/02. Способ производства хлебобулочного изделия / Кабалоева A.C., Дубцов Г.Г., Джа-боева A.C.; заявитель и патентообладатель Московский гос. ун-т пищевых производств. - № 2006112142/13; заявл. 13.04.06; опубл. 27.02.07, Бюл. №18. -6с.

24.Полифенольныс соединения некоторых представителей дикорастущей флоры Кабардино-Балкарии / A.C. Кабалоева, A.C. Джабоева, Л.Г. Шаова, Д.Р. Со-заева // Наука и устойчивое развитие: сб. материалов I форума молодых ученых Юга России I всерос. конф. молодых ученых. - Нальчик, 2007. - С. 192— 193.

25.Продукты переработки дикорастущего сырья в производстве песочных полуфабрикатов /A.C. Джабоева, З.С. Думанишева, A.C. Кабалоева, Л.Г. Шаова // Пищевая промышленность и агропромышленный комплекс: достижения, проблемы, перспективы: сб. материалов междунар. науч.-практич. конф. - Пенза, 2007. - С.41^14.

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

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

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

Сдано в набор 16.02,2012г. Подписано в печать 17.02.2012г. Гарнитура Тайме. Печать трафаретная. Формат 60x84 '/16. Бумага писчая. Усл. п.л. 1,0. Тираж 100.

Типография ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарская государственная сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова»

360030, г. Нальчик, ул. Тарчокова, 1а

61 12-5/3532

ФГБОУ ВПО «КАБАРДИНО-БАЛКАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ИМ. В.М. КОКОВА» ФГБОУ ВПО «КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи

КАБАЛОЕВА Асят Сергеевна ¿^^¿йу-

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ БУЛОЧНЫХ И МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ПЛОДОВ ДИКОРАСТУЩЕГО БОЯРЫШНИКА

05.18.01

05.18.15

#

- Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

- Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального

и специализированного назначения и общественного питания

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научные руководители: д-р техн.наук, профессор A.C. Джабоева д-р техн.наук, профессор М.Ю. Тамова

Краснодар, 2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ

С.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ....................................................:...........................6

1.1 Характеристика и принципы создания функциональных продуктов питания...................................................................................6

1.2 Влияние плодово-ягодного сырья на качество хлебобулочных

и мучных кондитерских изделий..............................................................11

1.3 Морфо-ботаническая характеристика, химический состав и физиологическая ценность дикорастущего боярышника......................26

1.4 Использование плодов боярышника в пищевой промышленности и в общественном питании.............................

..........................................38

Заключение по обзору литературы, цель и задачи исследований............45

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ...........................................48

2.1 Организация работы и схема проведения исследования...................48

2.2 Объекты исследования.........................................................................50

2.3 Методы исследования............................................................................51

3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ............................................................55

3.1 Маркетинговые исследования потребительских предпочтений

при выборе хлебобулочных и мучных кондитерских изделий.....55

3.2 Обоснование использования продуктов переработки

дикорастущего плодов боярышника в производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий профилактического назначения........................................................60

3.3 Разработка технологий производства порошков из плодов

дикорастущего боярышника...............................................................62

3.4 Исследование химического состава, безопасности % и антиоксидантной эффективности продуктов

переработки плодов боярышника.....................................................68

3.5 Влияние порошка из плодов боярышника на содержание

активных форм кислорода в крови лабораторных животных........82

Заключение по разделам 3.3-3.5..............................................................85

3.6 Влияние порошков из плодов боярышника на хлебопекарные

# свойства пшеничной муки и реологические свойства теста..........86

3.7 Влияние дозировок порошков из плодов

боярышника на качество изделий из дрожжевого теста................92

3.8 Разработка рецептур и технологий булочных изделий

с использованием порошков из плодов боярышника...................99

3.9 Пищевая ценность и безопасность булочных изделий

с продуктами переработки плодов боярышника.........................108

<» Заключение по разделам 3.6-3.9...........................................................110

3.10 Разработка рецептур и технологии бисквитных полуфабрикатов

с использованием порошков из плодов боярышника.................111

3.11 Пищевая ценность и безопасность бисквитных полуфабрикатов

с продуктами переработки плодов боярышника........................122

Заключение по разделам 3.10 и 3.11......................................................125

3.12 Разработка рецептур и технологии песочных полуфабрикатов

с использованием порошков из плодов боярышника..................125

3.13 Пищевая ценность и безопасность песочных полуфабрикатов

с продуктами переработки плодов боярышника.........................135

• Заключение по разделам 3.12и3.13......................................................138

3.14 Расчет экономических показателей производства разработанных булочных и мучных

кондитерских изделий.....................................................................138

4 ПРОМЫШЛЕННАЯ АПРОБАЦИЯ ОСНОВНЫХ

РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................141

ВЫВОДЫ....................................................................................................142

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.......................................................145

ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В России, как и в других странах, наблюдается устойчивая тенденция

# расширения ассортимента продуктов питания, предназначенных для профилактики алиментарно-зависимых заболеваний, среди которых одними из наиболее распространенных являются сердечно-сосудистые.

Риск развития заболеваний сердечно-сосудистой системы организма человека можно минимизировать путем введения в рационы питания населения продуктов повседневного спроса, в частности булочных и мучных кондитерских изделий, обогащенных физиологически функциональными

Щ ингредиентами с антиоксидантными свойствами, препятствующими

накоплению активных форм кислорода, которые вызывают повреждение мембран клеток и нарушение обмена веществ.

Наиболее сбалансированными поставщиками антиоксидантов являются продукты растительного происхождения, в том числе дикорастущие плоды и ягоды, так как только они способны синтезировать биофлавоноиды и другие полифенольные соединения. Особенно перспективно использование местных растительных ресурсов, оказывающих наибольший оздоровительный эффект людям, проживающим на соответствующей территории.

Среди многообразия дикорастущих растений, произрастающих на

♦ территории Кабардино-Балкарской республики (КБР) выделяется боярышник однопестичный (Grataegus monoguna), дающий стабильно высокий урожай плодов. Ежегодный потенциал заготовок плодов боярышника в КБР может достигать 140-180 т. Благодаря наличию в плодах боярышника широкого спектра биологически активных веществ (витамины, макро-, микроэлементы, биофлавоноиды, пищевые волокна, органические кислоты и др.), они обладают способностью укреплять иммунитет и повышать антиоксидантную защиту организма человека.

Для обеспечения круглогодичного производства булочных и мучных кондитерских изделий с заданным химическим составом необходимо

использование натуральных добавок, сохраняющих свойства нативного сырья в течение длительного времени, удобных в применении и отличающихся качественным составом и количественным содержанием О физиологически функциональных ингредиентов. Таким требованиям

отвечают продукты переработки боярышника (ППБ) - порошки, полученные из целых плодов и их анатомических частей: мякоти с кожицей и косточек.

В связи с изложенным, исследования, посвященные научному обоснованию рационального использования продуктов переработки плодов дикорастущего боярышника в производстве булочных и мучных кондитерских изделий профилактической направленности, являются актуальными.

%

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1 Характеристика и принципы создания функциональных продуктов питания

Здоровье населения страны и увеличение продолжительности жизни человека - одно из приоритетных направлений деятельности государства. Питание является важнейшим рычагом, обеспечивающим поддержание здоровья, работоспособности, творческого потенциала нации.

Согласно анализу ведущих специалистов в области здравоохранения и питания значительные перемены в образе жизни населения России вызвали ^ изменения специфики заболеваний, характеризующейся преобладанием

роста алиментарно-зависимых болезней: сердечно - сосудистых, онкологических, а также связанных с нарушением липидного обмена (увеличение веса, повышение холестерина и сахара в крови) [109].

Здоровье ухудшается как вследствие избыточного потребления продуктов питания (соли, усвояемых углеводов, животных жиров, алкоголя и др.), так и недостаточности поступления в организм эссенциальных макро-, микроэлементов и необходимых минорных компонентов пищи: полиненасыщенных жирных кислот, аминокислот, витаминов (аскорбиновой кислоты, рибофлавина, тиамина, фолиевой кислоты, ретинола, р-каротина, Ф токоферолов и др.), минеральных веществ (кальция, железа, селена, цинка,

йода, фтора), пищевых волокон [78]. Негативное влияние на нарушение пищевого статуса населения оказывает также сознательное и масштабное рафинирование продуктов, которое приводит к удалению из них важнейших для человека пищевых и регуляторных веществ [102].

Одним из способов устранить этот дефицит, повысить устойчивость организма к неблагоприятным факторам окружающей среды является употребление продуктов питания с заданным химическим составом, * обогащенных биологически активными веществами, регулирующими

отдельные функции организма, т.е. функциональных пищевых продуктов.

В соответствии с ГОСТ Р 52 349-2005 функциональные пищевые продукты предназначены для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения с

• целью снижения риска развития заболеваний, связанных с питанием, сохранения и улучшения здоровья за счет наличия в их составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов.

К физиологически функциональным пищевым ингредиентам относят биологически активные и/или физиологически ценные, безопасные для здоровья, имеющие точные физико-химические характеристики ингредиенты, для которых выявлены и научно обоснованы свойства, установлены

• нормы ежедневного потребления в составе пищевых продуктов, полезные для сохранения и улучшения здоровья: пищевые волокна, витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты, пробиотики, пребиотики или симбиотики [26,59].

Положительное влияние физиологически функциональных ингредиентов на организм человека связано с различными видами физиологического воздействия, среди которых основными являются [31]:

- позитивное воздействие на метаболизм различных субстратов (сохранение энергетического баланса, поддержание массы тела, уровня глюкозы, инсулина и триацилглицеринов в крови и др.); на сердечно -

• сосудистую систему; физиологию желудочно-кишечного тракта; состояние

и 1 и

кишечнои микрофлоры и иммуннои системы;

- антиоксидантное действие.

Функциональные продукты питания создают на основе традиционных путем повышения содержания в них физиологически активных ингредиентов до уровня, соответствующего покрытию суточной потребности организма человека на 10 - 50 % от физиологической нормы [85,108].

Функциональные продукты условно подразделяют на три категории.

К первой категории относятся традиционные продукты, содержащие в нативном виде значительные количества физиологически активных макро - и

микронутриентов. Это, например, так называемые «органические» продукты, при выращивании которых исключается применение антибиотиков, пестицидов, регуляторов роста, сточных вод и твердых отходов в качестве

* источников орошения и удобрения, методов биоинженерии или ионизирующей радиации. Результаты исследования пищевой ценности фруктов, овощей и злаков, выращенных без применения опасных химических средств, свидетельствуют о более высоком количестве в них по сравнению с традиционными продуктами аскорбиновой кислоты, железа, магния и фосфора - на 27, 21, 29 и 14 % соответственно [155, 156].

Другим примером этой категории продуктов могут быть соки, полученные

Ш путем прямого отжима фруктового или овощного сырья, что обеспечивает в

конечном продукте максимально возможную сохранность нутриентов.

Ко второй категории относятся традиционные продукты, в которых технологически понижено содержание вредных для здоровья ингредиентов, препятствующих проявлению физиологической активности, или биоусвояемости, входящих в их состав функциональных компонентов [60]. В число таких ингредиентов входят холестерин, жиры с высоким содержанием насыщенных жирных кислот, гидрированные масла, содержащие трансизомерные жирные кислоты, сахароза, натрий и др.

Получение функциональных продуктов этой категории возможно за счет

* избирательного извлечения или разрушения опасных компонентов, а также путем частичной или полной замены вредных для здоровья веществ на полезные.

Одним из технологических приемов, направленных на извлечение из пищевых продуктов вредных ингредиентов, является селективная экстракция. Например, известен способ С02 - экстракции холестерина из желтков яиц. К технологическому приему снижения содержания компонентов, препятствующих проявлению физиологической активности

или биоусвояемости функциональных ингредиентов, относится ферментативная обработка пищевого сырья. Так, при обработке злаков

фитазой происходит деструкция инозитолгексофосфата, в результате чего освобождаются прочно связанные с ним кальций, цинк, железо и облегчается их всасывание в кишечнике, что повышает обеспеченность организма этими

* элементами при потреблении зерновых продуктов.

Примером технологического решения снижения вредных для здоровья веществ являются: частичная замена животных жиров растительными маслами; сахарозы при производстве конфитюра - низкоэтерифицированным пектином; хлорида натрия в пищевых продуктах - на соли калия.

К третьей категории функциональных продуктов относятся обогащенные пищевые продукты, получаемые добавлением к традиционным пищевым

41 продуктам одного или нескольких физиологически функциональных

ингредиентов с целью предотвращения или исправления их дефицита в организме человека [60,26].

Обогащение продуктов может происходить путем восстановления исходного уровня питательных веществ, частично или полностью разрушенных в процессе технологической обработки, при условии, что этот уровень может покрыть не менее 10 - 15 % суточной потребности организма в восстановленном ингредиенте или повышением естественного уровня питательных веществ за счет введения в состав продукта полезных ингредиентов в количестве, превышающем их содержание в исходном сырье.

* При обогащении продуктов питания функциональными ингредиентами рекомендуется соблюдать следующие принципы [102,129]:

- использовать нутриенты, дефицит которых широко распространен и опасен для здоровья;

- обогащать прежде всего продукты массового потребления (мука и хлебобулочные изделия, молоко и кисломолочные продукты, соль, сахар, напитки, продукты детского питания), регулярно используемые в повседневном питании всеми группами населения;

щ

- обогащение пищевых продуктов не должно ухудшать их потребительские свойства: снижать пищевую ценность, ухудшать органолептические показатели, сокращать срок хранения;

- учитывать возможность химического взаимодействия обогащающих добавок между собой и с компонентами обогащаемого продукта и выбирать такие сочетания, формы, способы и стадии внесения, которые обеспечивают их максимальную сохранность в процессе производства и хранения;

- содержание физиологически функциональных ингредиентов в обогащенном продукте питания должно быть достаточным для покрытия 1050 % суточной потребности организма за счет данного продукта;

- количество физиологически функциональных ингредиентов, вносимых в обогащаемые продукты, должно быть рассчитано с учетом их содержания в исходном продукте (сырье), используемом для его изготовления, а также потерь в процессе производства и хранения с целью обеспечения их содержания не ниже регламентируемого в течение всего срока годности обогащенного продукта;

- эффективность обогащенных продуктов должна быть доказана апробацией на репрезентативных группах людей, подтверждающей их полную безопасность, хорошие вкусовые качества и усвояемость, способность улучшать обеспеченность организма жизненно важными нутриентами, введенными в состав обогащенных продуктов.

К категории обогащенных продуктов относятся [102,23]:

- диетические, направленные на лечение алиментарно-зависимых заболеваний человека;

- профилактического назначения, направленные на профилактику распространенных неинфекционных заболеваний (сердечно-сосудистых, обмена веществ, желудочно-кишечного тракта и др.);

- специализированные, предназначенные для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма в условиях повышенной или пониженной потребности в отдельных пищевых веществах и энергии (для спортсменов,

и

детей, беременных и кормящих женщин, пожилых людей, людей экстремальных профессий (подводников, альпинистов, космонавтов) и др.

Для получения функциональных продуктов питания в нашей стране и за I? рубежом широко используются обогащающие добавки из растительного

сырья, в том числе дикорастущего, богатого витаминами, макро-, микроэлементами, органическими кислотами, пищевыми волокнами и др. нутриентами. Применение таких добавок в производстве продуктов питания позволяет создавать продукцию диетической и профилактической направленности с заданным химическим составом и высоки