Продукты переработки из семян тыквы в производстве обогащённых хлебобулочных изделий

Аннотация. Статья посвящена исследованию возможности использования тыквенного жмыха и белково-липидной тыквенной пасты при производстве хлебобулочных изделий повышенной пищевой ценности.
Abstract. The article is devoted to the study of the possibility of using pumpkin cake and protein-lipid pumpkin paste in the production of bakery products of high nutritional value.

Хлебопекарная промышленность России устойчиво обеспечивает население нашей страны продуктом первой необходимости – хлебом, который  является неотъемлемой частью рациона питания подавляющего большинства россиян.

В то же время очень остро стоит проблема обогащения традиционного продукта, которым является хлеб, биологически активными компонентами, повышения его пищевой и биологической ценности. Одним из приоритетных направлений государственной политики в области здорового питания населения РФ является создание продуктов функционального назначения с улучшенным химическим составом, обогащенных полноценными белками, витаминами, минеральными веществами и пищевыми волокнами [1,2]. В последнее время все более широкое применение в хлебопекарной промышленности находят продукты растительного происхождения, а также продукты их переработки: шроты, жомы, жмыхи [3,4].

Источник растительного сырья для обогащения такого важного продукта первой необходимости, как хлеб, должен отвечать определенным требованиям: быть доступным, относительно дешевым, обладать высокой пищевой и биологической ценностью и иметь возможность быть произведенным в промышленном масштабе. Кроме того, такое сырье должно быть универсальным в использовании и обладать широким спектром положительного воздействия на организм человека.

С этой точки зрения актуальным является разработка новых технологических решений  и расширение ассортимента хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности  с  использованием вторичных ресурсов растительного происхождения, таких, как семена бахчевых культур, в том числе тыквы [5]. 

В качестве источника нетрадиционного растительного сырья для обогащения хлебобулочных изделий нами предложены: тыквенный жмых (ТЖ) и белково-липидная тыквенная паста (БЛТП), получаемые путём экструзионной обработки семян тыквы, возделываемой и перерабатываемой в Краснодарском крае, сорта мускатная (Cucurbita moschata) – витаминная.

 Для обоснования использования ТЖ и БЛТП, полученных путём обработки семян тыквы сорта мускатная (Cucurbita moschata) – витаминная в двухшнековом пресс-экструдере марки ЭПЧ-75 при температуре 70-80 °С и 30-40 °С соответственно,  в качестве добавок при производстве хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности, исследовали их химический состав, показатели безопасности и биологическую ценность белкового компонента.

В результате исследований установлено, что экструзионная обработка семян тыквы позволяет получить продукты улучшенного качества со сбалансированным липидным, минеральным и белковым комплексом и использовать их для повышения пищевой и биологической ценности хлебобулочных изделий, учитывая, что ТЖ и БЛТП обладают хорошей способностью связывать воду и  жир, а также имеют наименьшее значение перекисного числа, характеризующего содержание первичных и вторичных продуктов окисления. 

Учитывая существенное влияние белков  на качество хлеба, а также для полной оценки качества, пищевой и биологической ценности тыквенного жмыха определяли фракционный состав его белков.  Установлено, что в результате экструзионной обработки семян тыквы изменяется фракционный состав содержащихся в них белков. В образцах ТЖ, полученных методом экструзионной обработки семян тыквы, отмечено уменьшение относительной доли водо- и солерастворимых белков при одновременном возрастании содержания нерастворимых и щелочерастворимых белков, играющих  существенную  роль  в  образовании  клейковинного  каркаса, что имеет важное значение для хлебопечения.

Исследование биологической ценности ТЖ, полученного методом экструзионной обработки семян тыквы (рисунки 1 и 2) , показало, что он более сбалансирован по составу незаменимых аминокислот по сравнению со жмыхом из семян тыквы, полученным прессованием и обладает достаточно высокой биологической ценностью.

 
Рисунок 1 – Диаграмма биологической ценности (БЦ) и коэффициента различия аминокислотного скора (КРАС) ТЖ, полученного методом экструзионной обработки семян тыквы


Рисунок 2 – Диаграмма биологической ценности и коэффициента различия
аминокислотного скора (КРАС) ТЖ, полученного методом прессования

При экструзионной обработке возрастает доступность аминокислот вследствие разрушения в молекулах белка вторичных связей, благодаря относительно низким температурам и кратковременности тепловой обработки сами аминокислоты при этом не разрушаются.

Предлагаемая технология получения БЛТП позволяет максимально сохранить в ней каротиноиды (до 13,88 мг %), которые, также как и токоферолы, являются антиоксидантами. Кроме того в БЛТП содержатся витамины группы В, витамины  С и РР.

Для оценки биологической ценности БЛТП определяли содержание незаменимых аминокислот в белках, входящих в её состав. Рассчитали их полноценность с помощью скоров и сравнили с «идеальным» белком по рекомендациям ФАО/ВОЗ.  Полученные результаты представлены в таблице. 

Таблица 
Содержание незаменимых аминокислот в белках БЛТП, полученной
из семян тыквы методом экструзии
 

Наименование аминокислот	Содержание незаменимых аминокислот, мг/г белка		Аминокислотный скор, %
	по стандарту ФАО/ВОЗ	в БЛТП
Валин	50	38	76
Изолейцин	40	35	88
Лейцин	70	84	120
Лизин	55	53	96
Метионин +цистин	35	22	63
Треонин	40	52	130
Триптофан	10	7,4	74
Фенилаланин+тирозин	60	85	142

Из таблицы видно, что по сбалансированности изолейцина  и  лизина  белок  БЛТП  близок к «идеальному» белку, по содержанию метионина+цистина уступает ему на 37 %, триптофана – на 26 % и валина – на 24 %, а по содержанию лейцина превосходит «идеальный» белок на 20 %, треонина – на 30 % и фенилаланина+тирозина – на 42 %. Вместе с тем,  лишь валин, триптофан и метионин+цистин являются лимитирующими аминокислотами. Полагаем, что сбалансировать аминокислотный состав разрабатываемых хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности можно за счёт использования в качестве добавки БЛТП с учётом того, что пшеничный хлеб имеет существенный дефицит важнейших незаменимых аминокислот: лизина и треонина. Полученные результаты исследований и установленные значения показателей безопасности ТЖ и БЛТП подтверждают целесообразность их использования при производстве хлебобулочных  изделий повышенной пищевой и биологической ценности.

Для разработки технологических решений по применению ТЖ и БЛТП при производстве хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности исследовали влияние различных дозировок ТЖ и БЛТП на реологические свойства клейковины и теста. Установлено, что добавление 3 % ТЖ и БЛТП  в тесто, приготовленное из пшеничной муки общего назначения типа М 75-23 приводит к укреплению клейковины и улучшению структурно-механических свойств теста. При увеличении дозировки ТЖ и БЛТП от 3 до 7 %  выход сырой клейковины снижается и повышаются её прочностные характеристики. Укрепление клейковины пшеничной муки при внесении ТЖ можно объяснить образованием комплексных соединений белка с углеводами (гликопротеинов), упрочняющих структуру белковой молекулы. Укрепление клейковины при внесении БЛТП можно объяснить образованием сложных белок-липидных комплексов (липопротеиновых), образующихся при взаимодействии клейковинного белка с отдельными группами липидов, входящих в состав БЛТП, а также действием окислительных реагентов БЛТП на белковые вещества муки и теста.
Улучшение реологических свойств теста при внесении ТЖ, можно объяснить более высокой водопоглотительной способностью белков (ВПС) и углеводов, содержащихся в ТЖ. Повышению времени образования теста и его стабильности при внесении БЛТП способствует, по-видимому,  взаимодействие  липидов, содержащихся  в  БЛТП, с глютелинами, а взаимодействие с глиадинами положительно влияет на газоудерживающую способность теста.

Влияние ТЖ и БЛТП на газообразующую способность муки определяли по степени интенсивности газообразования в тесте, приготовленном  из пшеничной муки с добавлением этих продуктов. Установлено, что внесение 3, 5 и 7% ТЖ и БЛТП к массе муки увеличивает газообразование в тесте по сравнению с контрольными образцами соответственно на 7, 10 и 15% и 9, 13 и 18%. Усиление спиртового брожения связано, по-видимому, с обогащением питательной среды сахарами, аминокислотами, витаминами, минеральными веществами, вносимыми с этими продуктами, активизирующими жизнедеятельность хлебопекарных дрожжей.

Установлено, что наиболее  эффективный  способ  приготовления  теста – опарный  с влажностью теста при замесе 46,0% и дозировкой тыквенного жмыха – 5% по отношению к массе муки в тесте.
Сравнительная оценка качества хлеба показала целесообразность использования опарного способа приготовления теста с активацией прессованных дрожжей (АПД)  и пофазным внесением ТЖ в питательную среду в нативном виде при приготовлении АПД, а также в виде эмульсии на стадии приготовления опары и на стадии приготовления теста. Удельный объем и пористость хлеба при этом  возрастали на 2,3 – 3,5% и 1,2% соответственно, а общая сжимаемость мякиша  – на 1,6% [6].

Наиболее распространенным видом  жирового продукта, используемого в хлебопекарном производстве при выработке сдобных хлебобулочных изделий, является маргарин, содержащий в своём составе трансизомеры ненасыщенных жирных кислот, которые вредно действуют на организм человека. Для обеспечения безопасности, повышения пищевой и биологической ценности сдобных хлебобулочных изделий маргарин, входящий в их рецептуры, исключали и взамен его вносили БЛТП в количестве эквивалентном содержанию жира во вносимом маргарине. Тесто для контрольной и опытной проб готовили безопарным способом. Продолжительность брожения теста составила 150 минут для контрольной и 120 минут для опытной проб до достижения общей кислотности 3,0 град. При этом  изделия  с внесением БЛТП  отличались более  высоким объемом, формоустойчивостью и развитой пористостью. Они имели нежный эластичный мякиш, приятный вкус и аромат.  Установлено, что в зависимости от рецептуры маргарин при производстве сдобных хлебобулочных изделий без ухудшения их качества можно частично или полностью заменить белково-липидной тыквенной пастой в пересчете на жирность маргарина, учитывая, что БЛТП должно содержаться  не более 7% к массе муки в тесте.

На основании выполненных исследований  разработаны рецептуры новых сортов хлебобулочных изделий: Хлеб «Фантазия», хлеб «Богатырь» и булочка сдобная «Тыквочка», обогащённых продуктами переработки семян тыквы, а также технологические режимы их производства [7-11]. Результаты опытно-промышленных испытаний подтвердили эффективность применения ТЖ и БЛТП для обогащения хлебобулочных изделий с целью получения готовой продукции, обладающей повышенной пищевой и биологической ценностью.  Разработаны и утверждены комплекты технической документации на хлеб «Фантазия», хлеб «Богатырь», обогащённые ТЖ, и булочку сдобную  «Тыквочка», обогащённую БЛТП, включающие технические условия, технологическую инструкцию и рецептуру на каждое изделие.
Целесообразность применения ТЖ и БЛТП для повышения пищевой и биологической ценности хлебобулочных изделий подтверждена результатами исследований.
 
Нами был проведен сравнительный анализ пищевой ценности новых разработанных сортов хлеба «Богатырь», «Фантазия» и булочки «Тыквочка» с контрольными образцами: хлебом «Городской», «Ромашка» и сдобными булочками «Кунцевские». Установлено, что содержание основных пищевых веществ (белков, витаминов, минеральных веществ, жиров и углеводов) в хлебобулочных изделиях, обогащённых ТЖ и БЛТП увеличивается по сравнению с контрольными образцами. Так, содержание белка в булочке «Тыквочка», хлебе «Фантазия» и «Богатырь» было больше, чем в контрольных образцах, на 21,8%, 24,8% и 32,4% соответственно. Биологическую ценность хлебобулочных изделий, обогащённых ТЖ и БЛТП, определяли по их аминокислотному составу белков и коэффициенту различия аминокислотного скора (КРАС, %).
 
В образцах хлебобулочных изделий, обогащённых ТЖ и БЛТП, наблюдается значительное увеличение содержания всех незаменимых аминокислот в сравнении с контрольными образцами. Так, биологическая ценность хлеба «Богатырь», обогащённого ТЖ, составила 78 %, а хлеба городского – 61,5%, то есть биологическая ценность увеличилась на 16,5%. Таким образом, целесообразность обогащения хлебобулочных изделий ТЖ и БЛТП, кроме улучшения качества готовой продукции, подтверждается также повышением пищевой и биологической ценности хлебобулочных изделий.
 
Выполненный комплекс теоретических и экспериментальных исследований позволил убедительно обосновать целесообразность и эффективность применения продуктов переработки семян тыквы в технологии хлебобулочных изделий повышенной пищевой и биологической ценности.

Литература

 1. Указ Президента Российской Федерации от 30 января 2010 г. № 120 «Об утверждении Доктрины продовольственной безопасности Российской Федерации», 2010. – 13 с.
2. Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровни. – Новосибирск: СУН, 2002. – 344 с.
3. Милованова, Е.С. Использование шрота из семян тыквы в хлебопечении / Е.С. Милованова, О.Л. Вершинина, И.М. Кучерявенко // Техника и технология пищевых производств. – 2009. – №1. – С. 18-20.
4. Вершинина, О.Л. Производство хлеба повышенной пищевой ценности, обогащенного тыквенным жмыхом / О.Л. Вершинина, В.В. Деревенко, Е.С. Милованова // Хлебопродукты. – 2010. – №11. – С. 42-43.
5. Вершинина, О.Л. Применение белково-липидной добавки из семян тыкв в производстве хлеба / О.Л. Вершинина, Е.С. Милованова, И.В. Шульвинская, В.Н. Белик, В.Г. Щербаков // Известия вузов. Пищевая технология. – 2007. – №1. – С.37-39.
6. Способ предварительной активации прессованных дрожжей: пат. 2324731 Рос. Федерация / Вершинина О.Л., Милованова Е.С., Белик В.Н., Уруджева И.Р. – 20.05.2008. 
7. Милованова, Е.С. Хлеб с применением белково-липидной добавки / Е.С. Милованова, О.Л. Вершинина, В.Г. Щербаков, И.В. Шульвинская, В.Н. Белик // Фундаментальные исследования. – 2007. – №7. – С.89.
8.  Способ приготовления хлебобулочного изделия: пат. 2173521 Рос. Федерация / Корнен Н.Н., Мартовщук В.И., Асмаева З.И., Росляков Ю.Ф., Вершинина О.Л., Лобанов А.В. – 23.02.2000.
9. Способ производства хлебобулочного изделия: пат. 2436312 Рос. Федерация / Квасенков О.И., Росляков Ю.Ф., Гончар В.В. – 20.12.2011.
10. Способ  приготовления хлебобулочного изделия: пат. 2319380 Рос. Федерация / Романова Е.В., Джабоева А.С., Росляков Ю.Ф. – 22.06.2006.
11. Способ получения хлебобулочного  изделия: пат. 219512 Рос. Федерация / Росляков Ю.Ф., Квасенков О.И. –  07.05.2001.


Вершинина О.Л., канд техн. наук; Росляков Ю.Ф., д-р техн. наук; Гончар В.В., канд техн. наук
Кубанский государственный технологический университет, г. Краснодар
 
 

---