Использование в хлебопечении растительное сырье Дальнего Востока

Введение

Доктрина продовольственной безопасности Российской Федерации, принятая в марте 2010 года, предусматривает в предстоящем десятилетии полное избавление от продовольственной зависимости и самостоятельное обеспечение населения страны продуктами питания. Особое внимание уделяется производству продуктов повышенной пищевой ценности, компенсирующих дисбаланс алиментарных факторов питания, прежде всего белка, витаминов и минеральных веществ. Для населения России это является приоритетным направлением государственной политики. Доля хлебобулочных изделий в рационе различных групп населения достигает 40%, поэтому целесообразно максимально использовать возможности этих продуктов с целью улучшения питания людей. Хлебобулочные изделия, имеющие важное значение в структуре питания населения имеют определенные недостатки, к которым относятся низкая биологическая , функциональная ценность, высокая калорийность. Для повышения биологической ценности хлеба в последние годы большое внимание уделяется использованию зерна нетрадиционной в хлебопечении культуры тритикале. Производство такого хлеба делает актуальной проблему разработки рецептур и технологии, позволяющей получить продукт с повышенными потребительскими свойствами. Одним из направлений в области профилактики алиментарнозависимых состояний и заболеваний является создание новых пищевых продуктов обогащенных физиологически функциональными пищевыми ингредиентами из растительного сырья. Под термином «функциональное питание» подразумевается использование в рационах пищевых продуктов нового поколения, которые характеризуются заданными свойствами и предназначены оказывать мобилизующее влияние на собственные механизмы и резервы организма, регулирующие его жизнедеятельность, а также улучшать работу его определенных систем, органов и их функций. В этой связи огромную роль играют биологически активные добавки, а так же нетрадиционное сырье, богатое биологически активными веществами. В основе технологий функционального питания лежит изменение традиционных продуктов питания, обеспечивающих повышение содержания полезных ингредиентов до уровня, соотносимого с физиологическими нормами их потребления (от 10 до 50% суточной потребности). Отечественное производство функциональных сортов хлеба направлено на обогащение их витаминами, минеральными веществами на фоне общей тенденции к уменьшению их калорийности.

Сегодня новые нетрадиционные сорта хлебобулочных изделий пользуются стабильным спросом. Следовательно, исследования, направленные на улучшение качества, на повышение пищевой и биологической ценности, на разработку новых видов хлебобулочных изделий, являются актуальными.

1.1 Химический состав и термоустойчивость функциональных компонентов входящих в растительное сырье Дальнего Востока

1.1.1 Шиповник

Шиповник - отличный источник витамина С

Витамин С (аскорбиновая кислота) повышает защитные силы организма, ограничивает возможность заболеваний дыхательных путей, улучшает эластичность сосудов (нормализует проницаемость капилляров). Витамин оказывает благоприятное действие на функции центральной нервной системы, стимулирует деятельность эндокринных желез, способствует лучшему усвоению железа и нормальному кроветворению, препятствует образованию канцерогенов. Большие дозы полезны для больных сахарным диабетом, заядлых курильщиков, женщин, пользующихся противозачаточными препаратами, для пожилых людей с пониженной способностью пищеварительного тракта всасывать витамины.

Витамин С очень нестойкий. Он разлагается при высокой температуре, при соприкосновении с металлами, при долгом вымачивании овощей переходит в воду, быстро окисляется. При хранении овощей, фруктов и ягод содержание витамина C быстро уменьшается. Уже через 2 — 3 месяца хранения в большинстве растительных продуктов витамин С наполовину разрушается. В свежей и квашенной капусте в зимний период сохраняется больше витамина С, чем в других овощах и фруктах — до 35 %. Еще больше разрушается при кулинарной обработке, особенно при жарении и варке — до 90 %.

1.1.2 Элеутерококк колючий

Элеутерококк колючий - содержит гликозидную фракцию, глюкозу, сахарозу. Гликозидную фракцию составляют элеутерозиды А, В, B1, D, Е, F, G.

В жидком экстракте корней элеутерококка установлено наличие натрия (2,4 мг), кальция (12— 16 мг), калия (179 мг) и общего фосфора (27 мг).

1) Препараты элеутерококка возбуждают центральную нервную систему, повышают двигательную активность и условнорефлекторную деятельность. Повышают возбудимость и функциональную подвижность мышц и нервно-мышечного аппарата. Повышение мышечной активности под влиянием элеутерококка происходит за счет меньших затрат углеводных источников энергии вследствие более раннего включения в обмен липидов.

Частичное расщепление гликозидов происходит отчасти в самом растении, поскольку энзим, находящийся в нем (хотя и в разных клетках), приходит иногда с ним контакт. То же, при известных обстоятельствах, происходит при высушивании растений или изолировании из них гликозидов. Поэтому часто гликозиды, полученные из высушенных растений, резко отличаются от гликозидов, находящихся в свежем растении. В высушенном растении ферменты обычно не проявляют своего гидролитического действия, но при увлажнении водой, особенно при 35-50 °С, происходит интенсивная реакция гидролиза. При низкой температуре, в присутствии влаги, действие ферментов замедляется, а при 0 °C почти не обнаруживается. Выше 70 °C, напротив, происходит инактивация и разрушение ферментов.

2)Глюкоза и сахароза при нагревании не меняют своих свойств.

1.1.3 Корень женьшеня

Корень женьшеня содержит:

сапонины: гинзенозиды (панаксозиды) — тритерпеновые гликозиды;

ксатриолы — группа гликозидов, агликоном в которой служит олеаноловая кислота;

Биологически активные полиацетилены: фалькаринол, фалькаринтриол, панаксинол (содержание в порошке красного женьшеня 250 мкг/г), панаксидол (содержание 297 мкг/г), панакситриол (содержание 320 мкг/г), гептадека-1-ен-4,6-дин-3,9-диол;

пептиды — низкомолекулярные N-глутамил олигопептиды, состоящие из нескольких остатков аминокислот;

полисахариды (содержание водорастворимых полисахаридов доходит до 38,7 %, щелочерастворимых — около 7,8—10 %) и эфирные масла (до 80 % эфирных масел — сесквитерпены, из которых наибольшая доля (до 5—6 %) — фарнезол));

витамины (С, группы В, пантотеновая, никотиновая, фолиевая кислоты), слизи, смолы, пектин, аминокислоты;

макроэлементы: калий, кальций, фосфор, магний;

микроэлементы: железо, медь, кобальт, марганец, молибден, цинк, хром, титан.

1)Сапонины обладают лекарственными действиями: гипохолестеринемическое и противосклеротическое, диуретическое; кортикотропное; адаптогенное, седативное; противоязвенное; легкое слабительное. Кроме того, в присутствии сапонинов некоторые другие лекарственные вещества легче всасываются.

Сапонины при нагревании со слабыми минеральными кислотами дает сапогенин и сахар. Сапогенины (агликоны), как правило, являются кристаллическими веществами с чёткой температурой плавления, не обладают гемолитической активностью

2) Олигопептиды омолаживают клетки человеческого тела и осуществляют защитное воздействие, повышая устойчивость клеток к гипоксии, действия токсинов и иных повреждающих факторов; нормализуют обмен веществ в тканях, увеличивают эффективность усвоения тканями питательных веществ и выведения продуктов метаболизма; положительно влияют на функциональную активность клеток, а также обмен веществ в них; оптимизируют процессы восстановления органов и тканей.

Олигопептиды разлагаются при нагревании.

3) Эфирные масла Температура кипения масел, как веществ, не представляющих определенных химических соединений, для каждого масла колеблется в достаточно широких пределах, но вообще все масла гонятся от 140° до 260°С.

4) Витамины:

Тиамин (витамин B1) — это клеточный энергетик, способствующий росту и развитию организма, повышает умственную и физическую работоспособность, оказывает детоксикационное действие, а также улучшает метаболизм нервной ткани. Тиамин участвует в построении коферментов ряда ферментов, играющих важную роль в углеводном и энергетическом обмене, особенно в нервных и мышечных тканях.

Тиамин разрушается при нагревании в присутствии влаги; в сухом виде он стабилен.

Рибофлавин (витамин B2) входит в состав зрительного пурпура, защищая сетчатку глаза от вредного действия УФ-излучения, антиоксидант, способствует репарации эпителия и слизистой. Участвует в регуляции окислительно-востановительных процессов, обмена жиров, белков и углеводов, а также в поддержании нормальной зрительной функции глаз.

Пиридоксин (витамин B6) повышает умственную и физическую работоспособность, регулирует уровень глюкозы в крови, нормализует работу щитовидной железы, надпочечников и половых желез, улучшает метаболизм веществ в тканях мозга, укрепляет нервную систему, обладает антидепрессивным действием. Оказывает благоприятное действие при заболеваниях центральной и периферической нервной системы. Цианокобаламин (витамин B12) обладает иммуномодулирующим, противоаллергическим, антиатеросклеротическим действиями, нормализует артериальное давление, восстанавливает структуру нервной ткани, улучшает репродуктивную функцию, повышает аппетит. Витамин В12 участвует в синтезе различных аминокислот, оказывает благоприятное влияние на функции печени, нервной системы, активизирует процессы свертывания крови, обмен углеводов и липидов.

Фолиевая кислота (витамин В9) необходима для нормального течения процессов роста, развития и пролиферации тканей, в частности для кроветворения и эмбриогенеза, стимулирует выработку соляной кислоты в желудке. Повышает умственную и физическую работоспособность.

Пантотеновая кислота (витамин В5) нормализует липидный состав крови, улучшает метаболизм в тканях миокарда, регулирует функции надпочечников и половых желез, участвует в построении кофермента А — универсального акцептора и переносчика ацильных групп, который задействован во всех химических реакциях в клетке.

Биотин (витамин В8) участвует в качестве кофермента в функционировании ферментов карбоксилаз, катализирующих реакции метаболизма глюкозы и синтеза жирных кислот. Регулирует уровень глюкозы в крови, улучшает состояние кожи, волос и ногтей.

Холин (витамин В4) входит в состав важнейшего нейромедиатора ацетилхолина и является основной структурной частью лецитина. Обладает выраженным липотропным действием, предотвращает образование желчных камней, восстанавливает структуру нервной ткани, нормализует сон. Холин также участвует в синтезе аминокислоты глицина.

Витамины группы B разрушаются при сильном нагревании.

5)Никотиновая кислота входит в состав ферментов, участвующих в клеточном дыхании и обмене белков, регулирующих высшую нервную деятельность и функции органов пищеварения. Используется для профилактики и лечения пеллагры, заболеваний желудочно-кишечного тракта, вяло заживающих ран и язв, атеросклероза. Никотиновая кислота не разрушается при нагревании, воздействии кислот, щелочей.

1.1.4 Крапива

Листья крапивы богаты витаминами группы В, аскорбиновой кислотой, каротином, филлохиноном. Кроме того, в листьях много хлорофилла, дубильных веществ, крахмала и целый ряд других биологически активных веществ, имеется также высокое содержание полноценного белка и зольных элементов, среди которых наибольший удельный вес приходится на долю кальция, калия, железа, серы, магния и кремния.

Филлохиноны (витамин К) стимулируют образование протромбина в печени, повышают свертываемость крови, уменьшают проницаемость капилляров и улучшают регенерацию тканей.

Филлохиноны входят в состав ряда ферментов, стимулирующих биосинтез факторов, которые участвуют в свертывании крови (протромбин, проконвертин, проакселерин).

Филлохиноны выдерживают кипячение в воде; при нагревании в щелочной среде и под влиянием ультрафиолетовых лучей (света) разрушаются.

1.1.5 Лимонник

Действующие вещества лимонника оказывают сильное стимулирующее действие на центральную нервную систему, улучшают проведение возбуждения от органов чувств - при этом обостряются слух и зрение. Лимонник снимает усталость, усиливает и углубляет дыхание, поднимает кровяное давление. Таким действием лимонник обязан содержанию во всех частях растения схизандрина и схизандрола, оказывающих основное фармакологическое действие. Большое количество полезных веществ содержится в ягодах лимонника. В соке лимонника содержится до 12% сухих веществ, до 10% органических кислот, до 1 5% пектинов, до 2% сахаров, 0,1-0,3% дубильных веществ и красителей, 0,03% витамина Е. Как ни странно, содержание витамина С у лимонника выше не в плодах, а в листьях (до 130 мг %). Основное содержание эфирного масла приходится на семена (1,6-2,9%), хотя много его и в других частях растения - стеблях, листьях, коре и мякоти плодов. В лимоннике так же обнаружены многочисленные микроэлементы - цинк, медь, марганец, никель, титан, молибден, калий, натрий, железо, фосфор, сера, кремний - все необходимое для нормального обмена веществ.

При нагревании схизандрина и схизандрола до температуры 75оС и выше они теряют свои свойства

1.1.6 Кедровый орех

Состав орехов

Вес ядра кедрового ореха составляет 43% от его общего веса, в ядре содержится до 64% жира и 19% азотистых веществ. На долю углеводов приходится в среднем 15%, в том числе несахароподобных — 12%. Минеральные вещества составляют 2%. Другие составные части сухого вещества — крахмалы, декстрины, пентозаны — не превышают 1%. Важный отличительный признак кедровых орешков — высокое содержание полиненасыщенных жирных кислот, особенно линолевой. Азотистые вещества ядра в основном представлены белками. Белки кедровых орехов легкоусвояемые. Они отличаются повышенным содержанием аминокислот, среди которых преобладает аргинин — аминокислота, очень важная для развития растущего организма.

Кедровые орехи, помимо своей питательности, содержат комплекс витаминов, способствующих росту человеческого организма и улучшающих состав крови. В орехах много витаминов группы В. Особенно богато ядро ореха витамином В1 (тиамином) и витамином В6, который повышает устойчивость человеческого организма к радиоактивным излучениям. Содержание витамина С в ядре незначительное. Однако ядро орехов молочной спелости содержит до 64 миллиграммов процентов аскорбиновой кислоты, что тоже очень важно. Орехи содержат комплекс витаминов D, которые нормализуют деятельность нервной системы и благоприятно действуют на кожную ткань.

Витамины

Кедровые орехи содержат большое количество витамина Е — токоферола, что в переводе с греческого означает «несу потомство». При недостатке витамина Е в организме нарушается обмен веществ, процесс использования жиров, прекращается образование молока у кормящих женщин, а также возрастает предрасположенность к атеросклерозу. По содержанию токоферола кедровые орехи значительно превосходят грецкий орех, миндаль и арахис. Именно токоферол регулирует в тайге численность потомства млекопитающих. Недаром в годы хороших урожаев ореха значительно увеличивается численность соболя и белки. При разведении соболя в неволе выяснилось, что отсутствие в его пище кедровых орешков приводит к болезням, ослаблению и гибели животных. Рацион, в состав которого входят кедровые орехи, положительно влияет на качество меха соболя. Лучшие соболиные шкурки добываются в кедровниках в годы обильных урожаев ореха.

Микроэлементы

Химический состав кедровых орехов подтверждает их высокую пищевую ценность. В ядре ореха присутствует много микроэлементов, в том числе таких важных для человеческого организма, как магний, фосфор, марганец, железо и медь. Особенно много в ядре содержится магния, который очень важен для организма человека. По количеству фосфора орехи близки к сое — наиболее богатому среди растений источнику лецитина. Орехи представляют интерес как источник железа, ценность которого определяется участием в процессах образования гемоглобина.

Установлено, что 100 г ядра орехов удовлетворяют суточную потребность человеческого организма в аминокислотах и таких дефицитных микроэлементах, как марганец, медь, цинк и кобальт. Высокую биологическую активность проявляет кедровый орех как источник йода, недостаток которого в продуктах питания  человека, особенно в Сибири, служит одной из основных причин заболевания щитовидной железы — эндемического зоба.[x]

1.1.7 Ламинария

Ламинарии содержат йод (2,7—3%) в виде йодидов и йодорганических соединений, полисахарид ламинарии (до 21%), маннит (до 21%), студенистое вещество альгин, альгиновую кислоту (до 25%), фукозу, белковые вещества (до 9%), следы жирного масла, бурый пигмент фикоксантин, маскирующий хлорофилл, зольные вещества (около 14%), соли брома, следы мышьяка и витамины A, Bi, B2, В12, С и D. 
Богатейший набор жизненно необходимых биологических веществ определил широкое распространение морской капусты в медицине многих стран. Ламинарию используют в качестве профилактического и лечебного средства при заболеваниях сердечнососудистой системы — ишемической болезни сердца, атеросклерозе, а также анемиях. Систематическое употребление водорослей способствует снижению уровня холестерина, сдерживает свертываемость крови и нормализует уровень железа в ней. Морская капуста регулирует деятельность желудка и кишечника и оказывает легкое слабительное действие, ликвидирует запоры. Благодаря разнообразному комплексу пищевых элементов она улучшает общий обмен веществ, нормализует деятельность щитовидной железы, выводит токсины и радионуклиды. Морскую капусту считают хорошим диетическим продуктом, она способствует сжиганию жиров, улучшает обменные процессы, поддерживает бодрость и здоровье. Порошок ламинарии, содержащий большое количество йода, считается эффективным средством для профилактики атеросклероза и зоба.

Йод при нагревании «теряется», но незначительно — потеря йода от 20% до 50%. Оставшегося элемента в приготовленных продуктах вполне достаточно.

1.1.8 Эхинацея

Трава эхинацеи пурпурной содержит полисахариды (гетероксиланы, арабинорамногалактаны), эфирные масла (0,15–0,50%), флавоноиды, оксикоричные (цикориевая, феруловая, кумаровая, кофейная) кислоты, дубильные вещества, сапонины, полиамины, эхинацин (амид полиненасыщенной кислоты), эхинолон (ненасыщенный кетоспирт), эхинакозид (гликозид, содержащий кофейную кислоту и пирокатехин), органические кислоты, смолы, фитостерины; корневища и корни — инулин (до 6%), глюкозу (7%), эфирные и жирные масла, фенолкарбоновые кислоты, бетаин, смолы. Все части растения содержат ферменты, макро- (калий, кальций) и микроэлементы (селен, кобальт, серебро, молибден, цинк, марганец и др.).

Бетаин при нагревании разлагает аминокислоты на намного более усваиваемые полипептиды, готовые для прямого усвоения через стенки кишечника

Инулин при нагревании в присутствии кислот имеет свойство расщепляться на молекулы фруктозы

Флавоноиды  при нагревании до температуры 200°С эти соединения возгоняются, а при более высокой температуре разрушаются.

1.2 Ассортимент хлебобулочных изделий  вырабатываемых с добавлением нетрадиционного сырья.

1.2.1 Хлеб с добавлением порошка шрота крапивы, порошка шрота шиповника, тыквенного пюре и БАД «Флавоцен»

В качестве источника физиологически функциональных пищевых ингредиентов использовали тыквенное пюре, порошки из шротов плодов шиповника и листьев крапивы, а также БАД «Флавоцен», состоящий из дигидрокверцетина – экстракта из лиственницы Даурской.  
Определены физиологически функциональные пищевые ингредиенты растительного сырья.  
В тыквенном пюре содержится β-каротин – 0,24%, клетчатка – 2,65%, пектиновые вещества – 1,02%. Химический состав порошков из шротов крапивы и шиповника приведен в таблице 1.  
Таблица 1 - Химический состав порошков из шротов крапивы и шиповника 

Продолжение таблицы 1

В шротах крапивы обнаружено 15 макро- и микроэлементов и высокое содержание пищевых волокон. В шротах плодов шиповника – 16 элементов, пищевых волокон значительно меньше. Шроты крапивы отличаются высоким содержанием β-каротина, шроты плодов шиповника – витамина С.  
Изучено влияние растительного сырья на состояние углеводно-амилазного комплекса композиционной смеси, установлено, что внесение тыквенного пюре увеличивает значение показателя «число падения». При внесении 15% тыквенное пюре он увеличивается в 2,8 раза, это свидетельствует о подавлении активности α-амилазы компонентами пюре.  
При внесении 1%, 3%, 5% порошка шрота крапивы снижается показатель «число падения» на 4,48 %, 8,68 %, 12,32 % соответственно за счет увеличения водопоглотительной способности порошков, приводящих к увеличению вязкости теста. Показатель «число падения» с увеличением дозировки порошка шиповника уменьшается незначительно (1,68-3,9%), отсюда следует, что внесение добавки не оказывает влияние на активность амилолитических ферментов. 

Растительные обогатители увеличивают по сравнению с контролем вязкость теста, с увеличением дозировки пюре и порошков вязкость теста возрастает. 

Технология зернового хлеба из цельносмолотого зерна пшеницы и тритикале, включает несколько стадий: подготовку зерна к производству, помол зерна в муку; подготовку дополнительного сырья; замес теста; брожение теста; разделку тестовых заготовок; расстойку и выпечку хлеба.  
Оптимальную дозировку тыквенного пюре и порошков из шротов крапивы и шиповника определили по результатам проведения пробных лабораторных выпечек и анализа органолептических и физико-химических показателей качества хлеба. Установлены следующие дозировки растительных обогатителей: тыквенного пюре 15%, порошок из шрота крапивы 3%, шрота шиповника 3%.  
Таблица 2 – Рецептуры хлеба зернового обогащенного, кг на 100 кг муки 

Продолжение таблицы 2

Внесение в рецептуру теста тыквенного пюре и порошков шротов сокращает продолжительность брожения на 20-25 минут, что объясняется наличием витамина С в шротах и минеральных элементов, которые интенсифицируют процесс брожения. 

1.2.2

В процессе производства ржано-пшеничного хлеба для приготовления теста используют композицию, содержащую смесь муки пшеничной хлебопекарной второго сорта и ржаной обдирной муки, дрожжи прессованные хлебопекарные, соль поваренную, порошок лишайника Cetraria islandica, сахар-песок, подкислитель для ржаных и ржано-пшеничных сортов хлеба и воду при следующем соотношении компонентов по массе, кг: