Saratov, Saratov, Russian Federation
The purpose of research is to study the effect of paize flour on the content of antioxidants in bakery products. Tasks: determination of the content of antioxidants in bakery products using paize flour by the amperometric method; comparison of the content of antioxidants in different methods of dough preparation. Research was carried out in the educational laboratory for baking and confectionery production of the Department of Food Technology, in the laboratory of the Voronezh State University of Technology. The objects of study are bread, bread sticks, bread skewers, paize flour. The subject of the study is the content of antioxidants in them, the measurements of which are carried out on the device Tsvet Yauza-01-AA according to TU MEKV 414538.001, by amperometric method. This technique consists in measuring the electric current that occurs during the oxidation of the test substance on the surface of the working electrode at a certain potential and comparing the obtained signal with the signal of the standard (quercetin) measured under the same conditions. The content of antioxidants in bread with an increase in the content of the additive up to 20 % in the recipe increased by 28.6 %, in bread sticks with an additive content of 15 % – by 16.6 %, and with an increase in the content of the additive up to 20 % – 2 times; in bread skewers with an additive content of 15 % – by 25 %, and with an increase in the content of the additive to 20 % – by 3 times. Paize flour is a promising raw material for the enrichment of bakery products with antioxidants. However, with the biological method of loosening the dough, there is more loss of micronutrients, which is due to a longer technological process.
paize flour (Japanese millet), antioxidants, oxidative stress, amperometric method, quercetin, bread sticks, bread skewers
Введение. В стратегии научно-технологического развития РФ выделен такой большой вызов, как «угроза глобальных пандемий, увеличение риска появления новых и возврата исчезнувших инфекций» [1, 2]. Поэтому актуально в пищевой промышленности создание продуктов, обладающих лечебно-профилактическим эффектом. Эту проблему можно решить, если в технологии продуктов питания использовать функциональные ингредиенты [3–5].
Одним из функциональных ингредиентов являются антиоксиданты, которые выполняют «роль природного щита для организма». Попадая в организм, антиоксиданты отдают неполноценным молекулам и поврежденным клеткам свои электроны, не теряя при этом своей стабильности и активности.
Поэтому одним из направлений в области здорового питания является создание инновационных пищевых продуктов с антиоксидантными свойствами, что позволяет свести оксидативный стресс к минимуму или даже предотвратить «поломки» в организме человека, которые происходят в результате отрицательного действия свободных радикалов [2].
Перспективный источник природных антиоксидантов – сельскохозяйственная культура пайза. Селекция культуры ведется в Российском научно-исследовательском и проектно-технологическом институте сорго и кукурузы «Россорго» при участии ученых Саратовского аграрного университета. В рамках данного исследования было использовано зерно пайзы сорта Готика, выращенной в учебном хозяйстве Саратовского ГАУ НПО «Поволжье», расположенном в Энгельсском районе Саратовской области.
Пайза (японское просо, китайское просо, просянка), Echinochloa frumentaceae – принадлежит к группе просовидных культур семейства злаковых. Пайза по химическому составу и пищевой ценности близка к зерну чумизы и сорго сахарного, но значительно дешевле. Если сравнивать пайзу с самыми распространенными зерновыми – кукурузой, пшеницей, ячменем, то в ней «выше количество сырого протеина: на 4,6 % чем в кукурузе, на 2,1 % чем в пшенице, на 2,6 % чем в ячмене; сырого жира больше соответственно на 1,3; 2,1 и 2,1 %; сырой клетчатки – на 8,5; 8,0 и 5,2 %» [6]. Зерно пайзы покрыто плотной чешуей, что сложно удалить при размоле, поэтому наблюдается сравнительно высокий уровень клетчатки.
Как считает О.С. Башинская (2007), пайза – растение многопланового использования, т. е. можно возделывать на крупу, зерно, сенаж, зеленый корм и силос. Однако возделывание этой кормовой культуры не получило в нашей стране большого распространения. Но для устойчивого земледелия в экстремальных условиях, таких как засуха, засоление почв и другое, интерес к этим культурам увеличивается. На территории Саратовской области выращивают следующие сорта: Росита, Готика и Ода. Перспективность пайзы – это ее кормовое значение зеленой массы. Однако благодаря высокому содержанию белка и витаминов данную культуру перспективно применять при производстве хлебобулочных изделий [7].
В Амурской и Сахалинской областях, Хабаровском и Приморском краях, районах южной Азии пайза известна и возделывается уже давно. Считаем, что перспективно возделывание этой культуры в более влажных районах Средней Азии, Нижнего и Среднего Поволжья, в Закавказье, районах центральной черноземной и нечерноземной полос РФ. Весьма многообещающей она является в условиях орошаемого земледелия южных районов.
В Поволжье пайза возделывается на незначительной площади в двух областях. В Саратовской области на площади 50 га пайзу возделывают в ГПЗ «Еланский» (Самойловский район), 20 га – в АО «Кологривовское» (Татищевский район) и 20 га – в КФХ «Лосковое» (Калининский район). В Самарской области посевы пайзы ограничены площадью 200 га опытного хозяйства Поволжского НИИ селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова, в Тульской области в АО «Заря» (Киреевский район) – 44 га.
По результатам исследований О.С. Башинской (2007), при внедрении разработанных оптимальных норм высева, способов посева и доз минеральных удобрений обеспечивается в условных Саратовского Правобережья получение урожайности семян пайзы на уровне 1,7–2,0 т/га и высококачественной зеленой массы – 32–36 т/га с экономическим эффектом условно чистым доходом 22,21–8,73 тыс. руб. с 1 га и уровнем рентабельности 435 % [7].
Пайза является экологически чистой культурой, а также практически не поражается болезнями и вредителями. Благодаря исследованиям, проводимым в Могилевском филиале РНИУП «Институт радиологии», доказано, что на загрязненных радионуклидами почвах целесообразна замена кукурузы на пайзу, так как она обладает невысоким уровнем накопления 137 цезия [6].
Результаты наших исследований доказывают безопасность сырья в соответствии с нормативными документами (табл. 1).
Таблица 1
Результаты исследования безопасности зерна пайзы [8]
|
Показатель |
Результаты испытаний (измерений) |
Погрешность измерений |
Норма по НД |
НД на методы испытаний |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Радионуклиды, Бк/кг: цезий-137 |
Менее 3,0* |
– |
Не более 60 |
МУК 2.6.1.1194-2003 |
|
Токсичные элементы, мг/кг: свинец кадмий ртуть мышьяк |
0,183 Менее 0,020** Менее 0,002** Менее 0,002** |
±28 % – – – |
Не более 0,5 Не более 0,1 Не более 0,03 Не более 0,2 |
ФР. 1.31.2008.01733 ФР. 1.31.2008.01733 ФР. 1.31.2008.01730 ФР. 1.31.2008.01730 |
|
Микотоксины, мг/кг: афлатоксин В1 Т-2 -токсин |
Менее 0,003** Менее 0,05** |
– – |
Не более 0,005 Не более 0,1 |
|
|
Пестициды, мг/кг: ГХЦГ (α,β,γ-изомеры) ДДТ и его метаболиты 2,4-Д кислота, ее соли и эфиры Ртутьорганические пестициды (этилмеркурхлорид, метилмеркурхлорид) |
Менее 0,05** Менее 0,02** Менее 0,3**
Менее 0,05** |
– – –
– |
Не более 0.5 Не более 0,02 |
МУ 2142-80 МУ 2142-80 МУ 1541-76
МУ 1218-75 |
|
Бенз(а)пирен, мг/кг |
Менее 0,0005 |
– |
Не более 0,001 |
МУ 1218-75 |
|
Зараженность вредителями хлебных запасов, экз/кг |
Не обнаружено |
– |
Не допускается, кроме зараженности клещом не выше 20 |
ГОСТ 27559-87 |
Окончание табл. 1
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
Загрязненность вредителями хлебных запасов, экз/кг |
Не обнаружено |
– |
Не более 15 |
ГОСТ 27559-87 |
|
Вредная примесь, %: спорынья и головня, горчак ползучий, софора лисохвостая, термопсис ланцетный (по совокупности); вязель разноцветный, гелиотроп опушенноплодный и триходесма седая |
Не обнаружены |
– |
Не более 0,1
Не допускается |
ГОСТ 27559-87 |
*Менее минимальной измеряемой активности радионуклида.
**Менее нижнего предела обнаружения по методике испытаний.
Профилактический эффект от применения природных антиоксидантов возможен только при регулярном их потреблении в составе пищевых продуктов, употребляемых ежедневно. Эффективно обогащать продукты массового спроса, как, например, хлебобулочные изделия.
Цель исследования – изучить влияние пайзовой муки на содержание антиоксидантов в хлебобулочных изделиях.
Задачи: определение содержания антиоксидантов в хлебобулочных изделиях с применением пайзовой муки амперометрическим способом; сравнение содержание антиоксидантов при различных способах приготовления теста.
Объекты и методы. Исследование проводилось в учебной лаборатории по хлебопекарному и кондитерскому производству кафедры «Технологии продуктов питания», в лаборатории Воронежского ГУИТ.
Объекты исследования – хлеб, хлебные палочки, хлебные шпажки (табл. 2), пайзовая мука. Предмет исследования – содержание в них антиоксидантов.
Таблица 2
Варианты опыта
|
Хлебобулочное изделие |
Вариант |
Мука пшеничная хлебопекарная первого сорта, % |
Пайзовая мука, % |
Льняная мука, % |
Подсолнечное масло |
Тыквенное масло |
Способ приготовления теста |
|
Хлеб |
Контроль-1 |
100 |
– |
– |
– |
– |
Безопарный, тесто дрожжевое |
|
2 |
85 |
15 |
– |
– |
– |
||
|
3 |
80 |
15 |
5 |
– |
– |
||
|
Хлебные палочки |
Контроль-1 |
100 |
– |
– |
+ |
– |
|
|
2 |
85 |
15 |
– |
– |
+ |
||
|
3 |
80 |
20 |
– |
– |
+ |
||
|
Хлебные шпажки |
Контроль-1 |
100 |
– |
– |
+ |
– |
Пресное тесто |
|
2 |
85 |
15 |
– |
– |
+ |
||
|
3 |
80 |
20 |
– |
– |
+ |
Содержание антиоксидантов определяли на приборе «Цвет Яуза-01-АА» по ТУ МЕКВ 414538.001 амперометрическим спосoбом. Данная методика заключается в измерении электрического тoка, возникающего при окислении исследуемого вещества на пoверхности рабочего электрoда при определеннoм потенциале и сравнении пoлученного сигнала с сигналом стандарта (кверцетина), измеренного в тех же условиях [9].
Результаты и их обсуждение. Ученые из Мичуринского ГАУ считают, что свежие и сушеные овощи и фрукты – главные поставщики веществ, предотвращающих окислительный стресс. Они предлагают их использовать в технологии ржано-пшеничного хлеба на закваске, в результате продукт получается с высокими функциональными свойствами [10].
По данным ученых Санкт-Петербургского политехнического университета, «сдобные хлебобулочные изделия имеют большую антиоксидантную способность, чем изделия улучшенной рецептуры» [11]. Они отмечают, что «антиоксидантная способность обогащенных хлебобулочных изделий зависела не только от рецептуры, но и от используемых растительных порошков, в частности, красноплодная рябина > облепиха > мука из кедрового ореха > голубика. Корка обладала большей антиоксидантной способностью только в изделиях с голубикой, а у всех остальных антиоксидантная способность была выше у мякиша» [11].
По результатам данных исследований наблюдается обратная зависимость (табл. 3).
Таблица 3
Содержание антиоксидантов в изделиях
|
Хлебобулочное изделие |
Образец |
Площадь выходной кривой исследуемого образца S, см2 |
Величина СА, Найденная по калибровочному графику, САгр., мг/дм3 |
Содержание антиоксидантов, СА, мг/г |
|
Хлеб |
Контроль-1 |
2183,7648 |
5,29 |
0,05 |
|
Образец 2 |
2240,9380 |
5,43 |
0,05 |
|
|
Образец 3 |
3026, 6101 |
7,39 |
0,07 |
|
|
Хлебные палочки |
Контроль-1 |
2644,6057 |
6,44 |
0,06 |
|
Образец 2 |
3118,4007 |
7,62 |
0,07 |
|
|
Образец 3 |
5726,7640 |
14,14 |
0,13 |
|
|
Хлебные шпажки |
Контроль-1 |
1805,4918 |
4,34 |
0,04 |
|
Образец 2 |
2125,7146 |
5,14 |
0,05 |
|
|
Образец 3 |
5466,3927 |
13,49 |
0,12 |
Влияние способа приготовления полуфабрикатов на содержание антиоксидантов в изделиях наглядно видно на рисунке 1, на рисунках 2–4 различаются по высоте пики хромотограмм, особенно у хлеба (рис. 2).
|
Содержание антиоксидантов, мг/г |
Рис. 1. Содержание антиоксидантов в изделиях
|
1 |
|
2 |
|
3 |
Рис. 2. Хромотограммы (хлеб)
|
1 |
|
2 |
|
3 |
Рис. 3. Хромотограммы (хлебные палочки)
|
1 |
|
2 |
|
3 |
Рис. 4. Хромотограммы (хлебные шпажки)
Как видно из данных таблицы 3 и рисунка 1, содержание антиоксидантов в хлебе с увеличением содержания добавки в рецептуре увеличилась на 28,6 %, тогда как в хлебных палочках во 2-м образце – на 16,6 %, а в 3-м образце – в 2 раза, в хлебных шпажках во 2-м образце – на 25 %, а в 3-м образце – в 3 раза. Это обусловлено тем, что в составе зерна пайзы имеются такие антиоксиданты, как цинк, витамин Е.
Так как при изготовлении хлеба период технологических операций более продолжительный, поэтому наблюдалось больше потерь веществ-антиоксидантов.
Ученые из Первого Московского государственного медицинского университета, Кубанского медицинского университета, Ростовского медицинского университета считают, что «необходимо создание антиоксидантов, обладающих существенным тормозным влиянием на все аспекты биологической активности свободных радикалов, которые могут явиться как пусковым механизмом в развитии многих заболеваний, так и сопутствовать их течению» [12].
Поэтому выбор пайзы обусловлен тем, что расширяет ресурсный потенциал природных источников антиоксидантов. Хлебобулочные изделия с пайзовой мукой можно рекомендовать для геродиетического питания, укрепления иммунной системы, снижения риска сердечно-сосудистых заболеваний.
Заключение. В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы: пайзовая мука – перспективное сырье для обогащения антиоксидантами хлебобулочных изделий, так как их количество увеличивается в опытных образцах в 2–3 раза по сравнению с контрольным образцом. При биологическом способе разрыхления теста больше потерь микронутриентов, что обусловлено более продолжительным технологическим процессом.
1. Strategiya nauchno-tehnologicheskogo razv i-t iya RF: utverzhdena Uk azom Prezident a RF ot 1 dek abrya 2016 g № 642 // URL: http://sntr-rf.ru (d at a obrascheniya: 17.06.2019).
2. Strategiya povysheniya kachestva pischevoy produkcii v Rossiyskoy Federacii do 2030 goda (utverzhdena Rasporyazheniem Pravitel'stva Rossiyskoy Federacii ot 29.06.2016 № 1364-r). URL: https://docviewer. yandex.ru/view/77732919 (data obrascheniya: 08.06.2020).
3. Kuznecova L.I. Tehnologicheskie resheniya pererabotki zerna chumizy: rasshirenie resursnogo potenciala i assortimenta produktov povyshennoy pischevoy cennosti: dis. … kand. s.-h. nauk / L.I. Kuznecova. Michurinsk: MichGAU, 2021. 114 s.
4. Technology solutions in case of using chickpea flour in industrial bakery / M. Sadygova [et al.] // Scientific Study & Research Chemistry & Chemical Engineering, Biotechnology, Food Industry. № 19 (2). 2018. pp.169–180.
5. Foxtail millet (panicum italicum) as a perspective raw material for the production of healthy products / M.K. Sadygova [et al.] // ERNÄH¬RUNG | NUTRITION. Vol. 42. 03/04 2019. P. 56–63.
6. Vozdelyvanie prosovidnyh kul'tur v Respublike Belarus': monografiya / O.S. Korzun [i dr.]. Grodno: GGAU, 2011. 189 s.
7. Bashinskaya O.S. Produktivnost' payzy v zavisimosti ot osnovnyh elementov tehnologii vozdelyvaniya na chernozemah Saratovskogo Pravoberezh'ya: avtoref. dis. … kand. s.-h. nauk. Saratov, 2007. 25 s.
8. Filonova N.N., Sadygova M.K., Yacenko S.V. Razrabotka receptury hleba s ispol'zovaniem payzovoy muki dlya povysheniya kachestva hlebobulochnyh izdeliy // Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Pischevaya tehnologiya. 2019. № 1 (367). S. 30–34.
9. Yashin A.Ya., Chernousova N.I. Opredelenie soderzhaniya prirodnyh antioksidantov v pischevyh produktah i BADah // Pischevaya promyshlennost'. 2007. № 5. S. 28–30.
10. Primenenie funkcional'nyh dobavok s vysokoy antioksidantnoy aktivnost'yu v tehnologii hleba / K.V. Parusova [i dr.] // Perspektivy razvitiya intensivnogo sadovodstva: mat-ly Vseros. nauch.-prakt. konf., posvyasch. pamyati uchenogo-sadovoda, d-ra s.-h. nauk, prof., laureata Gosudarstvennoy premii RF, zasluzhennogo deyatelya nauki RSFSR V.I. Budagovskogo. Michurinsk: BIS, 2016. S. 70–73.
11. Nilova L.P., Pilipenko T.V., Malyutenkova C.M. Obogaschennye hlebobulochnye izdeliya kak istochniki vodorastvorimyh antioksidantov // V mire nauchnyh otkrytiy. 2015. № 5 (65). S. 214–227.
12. Antioksidanty: klassifikaciya, farmakoterapevticheskie svoystva, ispol'zovanie v prakticheskoy medicine / S.A. Shahmardanova [i dr.] // Zhurnal fundamental'noy mediciny i biologii. 2016. № 3. S. 4–12.
