Результаты научных исследований по обоснованию технологии пряников заварных глазированных с повышенной биологической ценностью
Поскольку мы разрабатываем проект цеха по производству обогащенных пряников, прежде чем приступить к практическому исследованию, мы постарались проанализировать современное состояние вопроса обогащения продуктов питания.
Обогащение пищевых продуктов витаминами, недостающими макро- и микроэлементами – это серьезное вмешательство в традиционно сложившуюся структуру питания человека. Необходимость такого вмешательства продиктована объективными экологическими факторами, связанными с изменением состава и пищевой ценности используемых нами продуктов питания, а также с трансформацией нашего образа жизни, связанного со снижением физических энергозатрат. По этим причинам указанное вмешательство может осуществляться только с учетом научно обоснованных и проверенных практикой принципов.
Пищевые продукты, обогащенные витаминами и минеральными веществами, входят в обширную группу продуктов функционального питания, т.е. продуктов, обогащенных физиологически полезными пищевыми ингредиентами, улучшающими здоровье человека. В последние годы тема функциональных пищевых продуктов получила широкое распространение как новое и перспективное направление в пищевой индустрии для улучшения структуры, питания, улучшения здоровья и профилактики распространенных заболеваний современного человека (атеросклероз, ожирение, онкологические заболевания, остеопороз, сахарный диабет и др.). Основным механизмом профилактического действия функциональных пищевых продуктов является их положительное влияние на такие процессы как повышение физической выносливости, иммунитета, улучшение функции пищеварения и регуляция аппетита, в частности, его снижение. В понятие функциональной пищи входят пищевые продукты, которые подвергаются обогащению или замене по составу нутриентов (пищевых веществ – макро- и микронутриентов) и биологически активных веществ. Наиболее яркими примерами функциональной пищи относятся пищевые продукты, обогащенные пищевыми волокнами - пребиотиками, пробиотиками - микроорганизмами (бифидо- и лактобактерии), антиоксидантами, витаминами (вит. А, Е, С, бета-каротин), минеральными веществами (кальций и др.), микроэлементами (железо, цинк, фтор, селен и др.) и флаваноидами (фитоэстрогены, кверцетины и др.).
|
|
|
Сам термин "функциональные пищевые продукты" был введен впервые в оборот специалистами - нутрициологами Японии в 80-х годах и включает в себя довольно широкий круг пищевых продуктов: носителей природных и органических веществ, низкокалорийных и безкалорийных, продуктов для контроля массы тела, продуктов, обогащенных витаминами и микроэлементами, энергетические и спортивные напитки, пробиотические продукты молочные продукты и другие. Их основное предназначение- улучшение функции пищеварения в желудочно-кишечном тракте и состояния сердечно-сосудистой системы, усиление неспецифической резистентности организма к факторам окружающей среды и повышение энергетического обмена организма человека.
|
|
|
Наша страна имеет большой и разносторонний опыт решения этой проблемы и является пионером витаминизации и обогащения пищевых продуктов.
В 1934 г. в подмосковном городе Щелково начал работать первый экспериментальный завод для получения С-витаминного концентрата из еловой хвои. В 1936 г. подобная экспериментальная установка была запущена в Ленинграде: она давала С-витаминный концентрат из хвои сосны. В эти же годы были сделаны первые попытки обогащать этими концентратами консервы и изделия кондитерской промышленности.
В 1939 г. по инициативе нашего старейшего отечественного витаминолога, руководителя отдела витаминов Института питания, Заслуженного деятеля науки, профессора Виктора Васильевича Ефремова Совет Народных Комиссаров дал поручение Народному Комиссариату земледелия организовать на мельницах обогащение муки первого и высшего сорта тремя витаминами: В1, В2 и PP.
|
|
|
Вслед за нами, во время второй мировой войны, в 1943 г. Сенат США принял закон, обязывавший всех производителей муки и хлеба осуществлять их витаминизацию по аналогичной с нами схеме.
Философия этих первых мероприятий была проста: если люди предпочитают хлеб из белой муки, при производстве которой большая часть витаминов теряется с отрубями, значит, необходимо восполнить эту потерю, добавив витамины к «очищенной» от них муке высших сортов до их уровня в цельном зерне.
К 70-80 годам стало ясно, что этой меры, из-за существенного снижения количества потребляемого хлеба, уже недостаточно. В результате наметился переход от старого принципа витаминизации муки, предусматривающего лишь восполнение потерь, вызванных обработкой зерна, к дополнительному обогащению в таких размерах, чтобы мука и хлебобулочные изделия могли бы полностью обеспечить человека витаминами и минеральными веществами. В соответствии с этим в США с 1974 г. и Канаде с 1978 г. было разрешено обогащать муку, независимо от сорта, шестью витаминами (В1, В2, В6, РР, фолиевой кислотой и витамином А), а также четырьмя солями – кальция, магния, железа и цинка – в таких количествах, чтобы два куска хлеба покрывали половину суточной потребности в этих незаменимых пищевых веществах.
|
|
|
В настоящее время обогащение муки витаминами и недостающими минеральными веществами осуществляется более чем в 80 странах. Полный набор всех витаминов и минеральных веществ обязательно включается в заменители женского молока. Витамины, наряду с микро- и макроэлементами, широко используются для обогащения разнообразных продуктов детского и диетического питания, молока и кисломолочных продуктов, в частности, йогуртов, кондитерских изделий, плодоовощных соков и безалкогольных напитков.
В 2010 году объем мирового рынка функциональных продуктов составил почти 160 млрд долл., тогда как еще в 2004 этот показатель находился в районе 30 млрд долл. Ожидается, что к 2015 гг. объем рынка вырастет в несколько раз. Согласно прогнозам экспертов, до 2015 года ежегодный рост спроса на продукты здорового питания в США, Японии и ведущих странах Европы – Великобритании, Франции, Германии, Италии, Испании – составит от 4 до 6%. При этом прирост объемов потребления продуктового рынка в развитых странах не превысит 1%.
В последние десятилетия в США, Канаде, ряде европейских стран, в т. ч. России широкое распространение получили обогащенные нутриентами сухие завтраки из зерновых (хлопья, экструдированные зерна, инстантные каши и т. п.), целый ряд других продуктов массового потребления и специального назначения.
Содержание витаминов и минеральных веществ в обогащаемых ими продуктах строго регламентируется, маркируется на индивидуальной упаковке и контролируется как производителем, так и органами государственного надзора. На протяжении рассматриваемого периода времени в нашей стране появился целый ряд нормативных документов и национальных программ в области производства указанной продукции.
В ходе выполнения этих программ усилиями специалистов Института питания РАМН (отдела витаминологии и витаминизации пищевых продуктов, руководитель – Заслуженный деятель науки РФ, профессор В.Б. Спиричев) и Кемеровского технологического института пищевой промышленности (кафедры биотехнологии, товароведения и управления качеством, заведующий – Заслуженный деятель науки РФ, профессор В.М. Позняковский) были направлены на решение научно-практических вопросов обогащения пищевых продуктов микронутриентами с учетом имеющегося отечественного и мирового опыта, а также особенностей пищевого статуса населения Российской Федерации.
В результате этой работы сформулированы основные медико-биологические и технологические принципы обогащения пищевых продуктов с учетом основополагающих данных современной науки о роли питания и отдельных пищевых веществ в поддержании здоровья и жизнедеятельности человека, потребности организма в отдельных пищевых веществах и энергии, реальной структуре питания и фактической обеспеченности витаминами, макро- и микроэлементами населения нашей страны, а также огромного и многолетнего опыта по разработке, производству, использованию и оценке эффективности обогащенных продуктов питания в нашей стране и за рубежом.
Рассмотрим наиболее важные из них.
- для обогащения пищевых продуктов следует использовать те микронутриенты, дефицит которых реально имеет место и часто встречается. В условиях России это прежде всего витамины С, Е, группы В, фолиевая кислота, каротин, а из минеральных веществ - йод, железо и кальций;
- обогащать витаминами и минеральными веществами следует прежде всего продукты массового потребления, доступные для всех групп населения, детского и взрослого, и регулярно используемые в повседневном питании. К таким продуктам в первую очередь относятся: мука и хлебобулочные изделия, молоко и кисломолочные продукты, соль, сахар, напитки, продукты детского питания;
- обогащение пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами не должно ухудшать потребительские свойства этих продуктов: уменьшать содержание и усвояемость других содержащихся в них пищевых веществ, существенно изменять вкус, аромат, свежесть продуктов, сокращать срок их хранения;
- при обогащении пищевых продуктов витаминами и минеральными веществами необходимо учитывать возможность химического взаимодействия обогащающих добавок между собой и с компонентами обогащаемого продукта и выбирать такие их сочетания, формы, способы и стадии внесения, которые обеспечивают максимальную сохранность продукта в процессе производства и хранения;
- количество витаминов и минеральных веществ, дополнительно вносимых в обогащаемые ими продукты, должно быть рассчитано с учетом их возможного естественного содержания в исходном продукте или сырье, используемом для его изготовления, а также с учетом потерь в процессе производства и хранения с тем, чтобы обеспечить содержание этих витаминов и минеральных веществ на уровне не ниже регламентируемого в течение всего срока годности обогащенного продукта.
За рассматриваемый период времени разработаны и запущены в производство технологии обогащения большого количества групп пищевых продуктов, прежде всего предназначенных для регулярного, каждодневного потребления. К таким продуктам относятся хлеб, молоко, соль, сахар, напитки, заменители женского молока, продукты прикорма и детского питания. Несмотря на такой рост интереса к функциональным продуктам, сегмент функциональных кондитерских изделий считается недостаточно развитым.
Пока ассортимент функциональных мучных кондитерских изделий на российском рынке невелик и представлен преимущественно продуктами низкой калорийности (с пониженным содержанием животных жиров и повышенным пищевых волокон).
Созданием функциональных продуктов в России занимаются сотрудники ведущих научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений в содружестве с производителями, которые заинтересованных в их выпуске. Для того чтобы доказать функциональные свойства продукта, в разработках принимают участие учреждения системы здравоохранения, где проводят испытания на лабораторных животных. Что также важно отметить, инновационные продукты питания с полезными свойствами, выработанные из натурального сырья, способны обеспечить предприятиям рост производства, повышение конкурентного статуса на основе обновления ассортимента для выхода на рынок мирового экономического пространства. Таким образом, мы считаем, что производство обогащенных мучных кондитерских изделий предприятиями региона может внести существенный вклад в развитие отечественной пищевой биотехнологии, принесет пользу населению.
Для работы над проектом в качестве обогащаемого продукта нами была выбрана продукция – пряники заварные глазированные.
Перспективными в данном направлении являются различные специи и пряности, в том числе гвоздика, костный жир и пшеничные отруби.
Мучные кондитерские изделия - источник углеводов. Потребность человека в углеводах за счет мучных изделий покрывается: в крахмале и декстринах - на 41 %, в балластных веществах - на 57,2 %, а в моно- и дисахаридах - 17,4-40 % в зависимости от рецептуры. Суточная потребность в белке покрывается на 38,0 %, в том числе в растительном белке - на 85,5 %, а в отдельных аминокислотах - на 23-58 %. Органические кислоты, содержащиеся в мучных выпеченных изделиях, удовлетворяют половину потребности организма в них.
Наибольшую энергетическую ценность имеют жиры. Ежедневное употребление в пищу мучных выпеченных изделий покрывает потребность в жирах взрослого человека на 8,9-15 %,
Зольные элементы мучных изделий разнообразны по составу. Они представлены макроэлементами (фосфор, калий, кальций, магний, натрий, железо) и микроэлементами (медь, марганец, алюминий, кобальт, бор, селен, бром, йод и др.). Расчеты показывают, что за счет мучных изделий население России покрывает около 47 % потребности в таких важнейших биогенных микроэлементах, как медь, марганец, цинк, кобальт.
Разработка и внедрение в производство пищевых продуктов, обладающих заданным направленным действием за счет введения новых биологически активных добавок, является актуальной проблемой современной науки о питании и пищевой биотехнологии.
Важное значение для поддержания здоровья, работоспособности является полноценное регулярное потребление организмом человека всех необходимых компонентов питания - белков, жиров, микро- и макроэлементов, витаминов, пищевых волокон.
Пшеничные отруби, как источник клетчатки, мы выбрали в качестве основного компонента для обогащения заварных глазированных пряников, так как клетчатка обладает высокой биологической ценностью и является одновременно высококачественным, абсолютно натуральным ингредиентом, который может использоваться для снижения затрат на производство, улучшая при этом вкус и текстуру проектируемого продукта. Применение такой клетчатки минимизирует потери при термообработке. Она также считается одним из лучших естественных сорбентов, выводящих из организма человека токсины, тяжелые металлы и канцерогены.
Пшеничная клетчатка не требует при использовании особенной технологии, быстро и стабильно связывает воду, жир и удерживает их.
Клетчатка, являясь пищевыми волокнами, обеспечивают объём, массу пищевого комка, химуса, фекалий. Достаточные объём, масса, консистенция, концентрация веществ содержимого полостей желудочно-кишечного тракта необходимы для осуществления управляемого процесса дистального продвижения пищевого комка, химуса и для удаления фекалий из организма. На основе информации об объёме, массе, консистенции, концентрациях веществ, воспринимаемой механорецепторами и хеморецепторами желудочно-кишечного тракта, пищеварительный центр, регулятор системы пищеварения, формирует управляющие сигналы и с упреждением посылает их к органам, осуществляющим переваривание, продвижение содержимого, всасывание питательных веществ и эвакуацию фекалий из организма.
Волокна клетчатки способствуют наилучшему осуществлению всех функций толстой кишки.
Диета с достаточным содержанием клетчатки препятствует возникновению злокачественных опухолей толстой кишки, дивертикулитов, заболеваний сердечно-сосудистой системы.
При достаточном употреблении клетчатки уменьшается концентрация холестерола в крови, что важно для профилактики многих заболеваний сердечно-сосудистой системы.
Клетчатка замедляет скорость опустошения желудка, что обусловливает повышение концентрации глюкозы в крови. Этот эффект оказывает благотворное влияние на состояние диабетиков и лиц, находящихся на лечебной диете, так как это компенсирует снижение концентрации глюкозы в крови, вызывающее повышение аппетита.
Благодаря своим ионообменным и адсорбционным свойствам пшеничная клетчатка оказывает положительное влияние на процессы биологического обмена веществ человека. Она связывает и выводит из организма многие вредные вещества: нитраты, нитриты, формальдегиды, фенолы, пестициды, тяжелые металлы, микотоксины. Для нормальной жизнедеятельности человека в пище должны присутствовать структуры клеточных стенок растений, которые не усваиваются организмом, но играют важную роль в процессе пищеварения. За счет высокой способности пищевых волокон удерживать воду, ускорять кишечную проходимость и улучшать перистальтику толстой кишки, они действуют как фактор формирования стула. Недостаточное потребление пищевых волокон приводит к ряду заболеваний: сахарный диабет, мочекаменная болезнь, заболевания кишечника, сердца, сосудов и др
Гвоздика— высушенные нераскрывшиеся цветочные почки (бутоны) тропического гвоздичного дерева Syzygium aromaticum (L.) Merrill & Perry семейства миртовых, иногда относимого к роду Eugenia семейства миртовые (Myrtaceae).
Состав гвоздики настолько богат витаминами, микроэлементами и прочими веществами, что сразу становится понятно, откуда у гвоздики такие мощные полезные свойства. Пищевая ценность гвоздики объясняется высоким содержанием белка (6 г на 100 г), жиров (20 г на 100 г), углеводов (27 г на 100 г). Треть гвоздики составляет клетчатка – нужные пищевые волокна, влияющие на функцию кишечника (34 г клетчатки на 100 г гвоздики). Также в составе этой пряности находится зола, вода (примерно по 6 г на 100 г продукта). Около 20% этой специи составляет эфирное масло, богатое ценными ароматическими соединениями (эвгенолом, кариофиллеом, илангеном и др.).
В составе высушенных соцветий находятся: бета-каротин, основная масса витаминов группы В (В1, В2, В3 или РР, В4, В6, В9), аскорбиновая кислота, токоферол (витамин Е) и филлохинон (витамин К).
Минеральные вещества представлены микро и макроэлементами, такими как: калий, кальций, натрий, магний, фосфор, железо, марганец, медь, селен, цинк.
Также в бутоны гвоздики входят гликозиды, дубильные вещества, слизи.
Гвоздика обладает жгучим вкусом и своеобразным сильным ароматом. Причем, жгучесть и аромат сконцентрированы в разных местах бутона. Наиболее тонкий аромат дает шляпка, а жгучая часть расположена в черешке.
Добавление гвоздики в пищу благотворно сказывается на работе всех органов пищеварительного тракта, она стимулирует выработку пищеварительных соков, усиливает аппетит, нормализует переваривание пищи. Эту пряность широко используют при лечении колитов, кишечных колик, метеоризма, диареи, болезнях прямой кишки.
В настоящее время основным видом жиросодержащего сырья, применяемого в технологии хлебобулочных изделий, является маргарин, получаемый в промышленности в результате сложных физико-химических процессов. Научно доказано, что гидрогенизация жиров при производстве маргарина имеет крайне неблагоприятный побочный эффект. Она ведет к образованию так называемых трансизомеров жирных кислот, практически отсутствующих в сливочном и в растительном масле и поэтому непривычных для нашего организма. Трансизомеры, доля которых в гидрогенизированном маргарине достигает 40 %, повышают уровень холестерина в крови, нарушают нормальную работу клеточных мембран, способствуют развитию сосудистых заболеваний, отрицательно влияют на половую потенцию.
В соответствии с действующим стандартом на пищевые животные жиры (ГОСТ 25292 – 82) костный жир вырабатывают высшего и первого сорта из всех видов кости здоровых животных, мясо которых ветеринарно-санитарными органами признано пригодным для пищевых целей.
Костный жир по консистенции мягче других животных жиров и обладает приятным специфическим вкусом и запахом.
Жирнокислотный состав костного жира в основном представлен олеиновой (41,2-51,7 %), пальмитиновой (22,3-26,7 %) стеариновой (9,7-15,2 %) и линолевой (8,3-10,1 %) кислотами. Содержание линоленовой кислоты в костном жире мало и составляет порядка 0,02 %
В наши дни появляется все больше мучных кондитерских изделий, соответствующих требованиям здорового питания. Продукты становятся узкоспециализированными. Учитывая достижения науки в этой области, совершенствование ассортимента может быть достигнуто путем пополнения ассортимента биологически полноценных продуктов, богатых незаменимыми аминокислотами, полиненасыщенными жирными кислотами, витаминами и минеральными веществами, минорными компонентами.
Таким образом, актуальность дипломного проекта заключается в разработке рецептуры обогащенных пряников заварных глазированных с использованием вторичного животного и растительного сырья, а именно костного жира и пшеничных отрубей, и создании проекта цеха, предназначенного для производства функциональных продуктов питания на базе разработанной рецептуры.
Для создания экспериментальных образцов продукции сыпучие компоненты были приобретены на предприятии ОАО «Первый хлебокомбинат», костный жир –ООО «Таврия», аммоний углекислый, молочная кислота - ООО "Оптима", гвоздика, сода пищевая - в розничной торговой сети.
Тесто приготавливали в соответствии с рецептурой, приведенной в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Рецептуры контрольного образца пряников без внесения обогащающих компонентов и пряников, обогащенных пшеничной клетчаткой, костным жиром и гвоздикой.
| Компонент | Масса компонентов (г/100 г) для пряников | |
| в контрольном образце | в образце с внесением дополнительных компонентов) | |
| Мука пшеничная высшего сорта | 50,0 | - |
| Сахар-песок | 39,3 | 33,0 |
| Маргарин | 10,7 | - |
| Мятная эссенция | 0,4 | - |
| Углеаммонийная соль | 0,3 | 0,3 |
| Вода | 15,9 | 21,4 |
| Мука пшеничная 2 сорта | - | 46,0 |
| Гвоздика | - | 0,4 |
| Отруби пшеничные | - | 10,0 |
| Костный жир | - | 9,4 |
Тесто обогащали пшеничными отрубями в количестве 21,7 % от массы муки, костным жиром – 20,4 %, гвоздикой –0,9 %. В таком соотношении проектируемый продукт является функциональным, при употреблении 100 граммов продукта компенсируется 15-21% суточной потребности пищевых волокон.
По промышленной технологии испеченные пряники остывают, а затем глазируются сахарным сиропом. Для экспериментальных исследований образцы приготавливали стандартно по технологии.
Пряники хранили в полиэтиленовой упаковке при температуре (18+/-5)0С30суток.Спустя 10, 20, и 30 суток определяли влажность образцов на предмет черствения. В готовых опытных изделиях определяли содержание влаги, золы, сахара.
Определение содержания влаги проводилось с помощью анализатора влажности Sartorius. Принцип действия прибора состоит в высушивании объектов измерений и одновременной фиксации показателей их веса. Фактически, анализатор влажности представляет собой «весы и печку», объединенные в одном корпусе.
Определение массовой доли общего сахара в готовом изделии образце пряников было проведено по ГОСТ 5903-89 «Изделия кондитерские. Методы определения сахара». Данное определение осуществлялось рефрактометрическим методом (метод А.И.Баранова), который основан на определении коэффициента преломления сахара, извлеченного из навески водой.
В готовом изделии определение содержания минеральных веществ было проведено по ГОСТ 5901 - 87 «Изделия кондитерские. Метод определения массовой доли золы и металломагнитной примеси». Метод основан на сжигании органических веществ в навеске исследуемого продукта.
Химический состав опытных образцов приведен в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Химический состав контрольного образца и образца с внесенными дополнительными компонентами, %
| Образец | Массовая доля | ||
| влаги | сахар | золы | |
| контрольный | 13,5 | 47,2 | 0,2 |
| с внесением дополнительных компонентов | 14,3 | 35,1 | 1,4 |
Из таблицы 1.2 видно, что в образцес дополнительными компонентами содержание сахараменьшена 12,1 %, золы – больше на 1,2% за счет добавленных пшеничных отрубей и пшеничной муки 2 сорта.
Полученные в результате выполненного эксперимента данные по процессу усушки (черствения) контрольного и опытного образцов пряников представлены в таблице 1.3.
Таблица 1.3 – Содержание влаги контрольного и опытного образцов пряников, %
| Продолжительность хранения, сут. | Контроль | Пряники с добавлением дополнительных компонентов |
| 10 | 10,6 | 13,2 |
| 20 | 7,9 | 9,8 |
| 30 | 5,0 | 7,7 |
По данным табл. 1.3 построена диаграмма, показывающая динамику изменения влажностипряников в процессе хранения при положительных температурах (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 - Динамика изменения влажностипряников в процессе хранения при (18+/-5)0С
Как видно из рис.1.1, в образце пряников с дополнительными компонентами процесс усушки происходит медленнее благодаря высокой водосвязыващей способности пшеничной клетчатки.
По результатам органолептической оценки форма пряников правильная, выпуклая, нерасплывшаяся, поверхность — сухая, ровная, без трещин, вздутий и подгорелостей, цвет— коричневый, хорошо пропеченные, с хорошо развитой пористостью, без закала, следов непромеса и пустот.
Вкус и запах — свойственные свежим пряникам с выраженным ароматом. В результате проведенной работы были получены пряники заварные глазированные с добавлениемпшеничных отрубей, костного жира и гвоздики, обладающие ярко выраженным ароматом гвоздики. Добавление пшеничных отрубейсопровождается увеличением выхода продукта, при этом повышается содержание пищевых волокон минеральных веществ и витаминов.
Таким образом, заварные глазированные пряники с повышенной биологической ценностью целесообразно рекомендовать для промышленного производства.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
ДП.36.240902.65.Д.15…..ПЗ
Разраб.
Кислицына
Провер.
Чернышева
Руковод.
Чернышева
Н. Контр.
Ключко
Утверд.
Схема биотехнологического производства
Лит.
Листов
39
2 СХЕМА БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ФГБОУ ВПО «КГТУ» гр. 10-ПБ
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 549; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!