The purpose of research is to study the development trends of bakery raw materials base for the production of bread and bakery products from whole grain raw materials. Tasks: to study the available technologies of dough process; to compare the traditional method of dough process and the new technology using crushed and rolled grain. The object of research is bakery products using crushed and rolled grain. Studies on quality indicators were carried out in the laboratories of the Krasnoyarsk State Agrarian University and IE Su-fu-de I.V. (individual entrepreneur). We used the standard methods for determining quality indicators used in the baking industry. The organoleptic assessment of the objects of study was carried out in accordance with GOST 5667-65 “Bread and bakery products. Acceptance rules, sampling methods, methods for determining organoleptic characteristics and weight of products". The use of whole grain raw materials significantly reduces and facilitates the technological process, since the stages of grain washing and dispersion are excluded. The sanitary and hygienic conditions of production are improved, since the risks of bacterial and microbial contamination of the dough are eliminated. In the process of storing ready-made whole grain bread and bakery products, moisture absorbed into the grain particles gradually migrates into the crumb, thereby allowing it to maintain its elasticity for 168 hours. Preservation of the cellular structure in crushed grain reduces the availability of moisture for microorganisms, thereby slowing down the processes of microbial spoilage of finished products. In the manufacture of bread and bakery products using cereals and flakes, the most useful substances for human life, trace elements, vitamins, enzymes are preserved; the content of carbohydrates and sugars decreases. Calculated data on the increase in the nutritional value of bread and bakery products show an increased content of vitamins and macronutrients important for vital activity: the content of dietary fiber increases from 5 to 35 %, the saturation of grain breads with a dosage of wheat cereal and crushed rye grain with potassium increases by 40 %. The ecological state of production is improving due to a decrease in drinking water consumption and a decrease in the level of wastewater discharge, and the labor intensity of the processes is reduced.
grain, flour, bakery products, food products
Введение. В период пандемии у большинства населения сформировался малоподвижный образ жизни. Запреты передвижения и общения сократили двигательную активность до минимума. При таком образе жизни встает вопрос о корректировке рациона питания в сторону снижения калорийности продуктов, обогащения их балластными веществами, пищевыми волокнами, минералами, витаминами. Необходимо обеспечить население продуктами, стимулирующими деятельность кишечника, так как возникает риск застоя пищи в ЖКТ. Высокий уровень рисков заражения вирусной инфекцией требует от производителей продуктов питания активно внедрять технологии, позволяющие обогащать общедоступные продукты витаминно-минеральными комплексами.
Наибольший объем потребления в продовольственной корзине имеет хлеб и хлебобулочные изделия, доступность их для населения очевидна. В сложившихся экономических обстоятельствах при снижении платежеспособности населения, уменьшении средних чеков торговых организаций потребление хлебных изделий возрастает.
Хлебобулочные изделия имеют низкую себестоимость и высокую степень насыщения организма энергией. Недостатком в составе хлеба и хлебобулочных изделий является низкое содержание пищевых волокон, минералов и витаминов. При увеличении потребления хлеба в структуре рациона населения такое положения дел становится опасным. Растут риски возникновения заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ в организме – диабет, эндокринные нарушения, болезни суставов, сердечно-сосудистой системы.
По данным исследований, проведенным Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в 2013 г., заболеваемость населения, связанная с недостатком микронутриентов в рационе питания, возросла за 5 лет на 15 %.
Исследования, проведенные Главной санитарной службой России, показывают неутешительные цифры – дефицит витамина С выявлен у 60 %, витамина В1, В2, В6 и фолиевой кислоты доходит в отдельных регионах до 80 %, недостаток каротина – более чем у 40 % населения.
Хлебобулочные изделия, имеющие в своем составе злаковое сырье с сохраненными клеточными структурами, полезнее для пищеварительной системы человека, чем изготовленные из рафинированной пшеничной муки высшего сорта. Клетчатка, нерастворимые пищевые волокна, входящие в состав хлебобулочных изделий, изготовленных из цельного зерна или его частей, стимулируют перистальтику кишечника и помогают справляться с симптомом вялого желудка. Сложные углеводы, которые находятся также в составе хлеба, изготовленного с применением плющенного и дробленого зерна, способствуют более длительному сохранению чувства сытости за счет поэтапного расщепления углеродных цепочек до усвояемого продукта.
Кроме того, энергия, необходимая организму для расщепления клеточных структур и уменьшения сложных углеводов, снижает калорийность продукта, тем самым снижается риск ожирения у людей, употребляющих цельнозерновые хлебобулочные изделия, по сравнению с теми, кто питается рафинированными продуктами.
Цель исследования – изучение тенденций развития хлебопечения, сырьевой базы для производства хлеба и хлебобулочных изделий из цельнозернового сырья.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: изучить имеющиеся технологии тестоведения; провести сравнения традиционного способа тестоведения и новой технологии с применением дробленого и плющенного зерна.
Объекты и методы. Объектом исследования являются хлебобулочные изделия с использованием дробленого и плющеного зерна.
Исследования по показателям качества проводились в лабораториях Красноярского ГАУ и ИП Су-фу-дэ И.В. Определение показателей качества проводилось по стандартным методикам, применяемым в хлебопекарной промышленности.
Органолептическая оценка объектов исследования проводилась по ГОСТ 5667-65 «Хлеб и хлебобулочные изделия. Правила приемки, методы отбора образцов, методы определения органолептических показателей и массы изделий».
Результаты и их обсуждение. Местный рынок хлеба и хлебобулочных изделий испытывает дефицит хлеба функционального и профилактического назначения. Подавляющее большинство изделий (более 80 %) изготавливается из пшеничной муки высшего сорта и содержит минимальное количество биологически активных элементов (рис. 1). Поставленная задача обеспечить население рациональным питанием может быть решена с введением в производство хлебов и хлебобулочных изделий с повышенным содержанием пищевого волокна, микронутриентов, витаминов [1].
Рис. 1. Диаграмма распределения различных сортов хлеба на рынке РФ
Сырьевая база и техническое оснащение предприятий Красноярского края в полной мере могут удовлетворить потребность краевых предприятий хлебопекарной отрасли в необходимом сырье заданного качества, как в традиционной муке, так и инновационных продуктах переработки зерна.
Предприятия хлебопекарной промышленности вынуждены в такой ситуации разрабатывать новые рецептуры и внедрять в производство новые технологии. Наиболее подходящим здесь может быть использование в производстве хлеба дробленого и плющеного зерна различных злаков и круп.
Несмотря на значительные ограничения, связанные с условиями работы в пандемию, перерабатывающая отрасль Красноярского края не сбавляла своих темпов развития: ежегодно растет производство зерна, развивается перерабатывающая промышленность. В 2020 г. в Минусинском, Курагинском, Шарыповском районах введены новые мощности переработки зерна в муку и крупы – более 350 тыс. т в год. Также улучшаются и качественные показатели зерна: в 2018 г. пригодной для производства пищевых продуктов было 76 %, в 2019 г. – 79 % [2–5].
Технология получения муки из зерна различных злаковых культур включает операции, в результате которых зерно освобождается от поверхностных пленок и зародыша (табл. 1).
Таблица 1
Соотношение частей зерна различных злаков
|
Часть зерна |
Массовая доля к целому зерну, % |
||
|
Овес |
Пшеница |
Рожь |
|
|
Эндосперм |
47–61 |
86 |
75 |
|
Оболочка |
35–49 |
11–13 |
10–12,5 |
|
Зародыш |
3–4 |
1,5–3 |
2,5–3,5 |
Исследования химического состава различных частей зерна показывают, что наиболее ценные для организма человека вещества находятся в алейроновом слое и зародыше (табл. 2). Алейроновый слой зерна содержит высокое количество пищевого волокна и микроэлементов, которые необходимы для функционирования желудочно-кишечного тракта, развития полезной микрофлоры в кишечнике и одновременно утилизации продуктов жизнедеятельности из организма человека. В зародышах зерна содержатся необходимые для организма человека жиры, аминокислоты, витамины, ферменты. В эндосперме зерна, который в основном и поступает на размол для производства муки, более всего крахмала и белка [5].
Таблица 2
Распределение питательных веществ в составных частях зерна
|
Часть зерна |
Массовая доля, % |
||||
|
Крахмал |
Белок |
Жир |
Клетчатка |
Сахара |
|
|
Эндосперм |
100 |
65 |
25 |
5 |
80 |
|
Алейроновый слой |
– |
20 |
55 |
15 |
18,5 |
|
Оболочка |
– |
5 |
0 |
75 |
– |
|
Зародыш |
– |
10 |
20 |
– |
1,5 |
Зародыши злаковых растений богаты витаминами Е (100–150 мг/кг), В1 (до 20), В2 (10–13), В6 (11–13), РР (до 65 мг/кг).
Ржаное зерно имеет богатый витаминно-минеральный состав. Многократные исследования демонстрируют высокое содержание в зерне ржи калия. Качество белка у каждого растения тоже особенное. Белки ржи в основном водорастворимые, определить их количество способом промывки, как это делается с определением клейковины у пшеницы, невозможно, так как в процессе подготовки проб и проведения исследования белок зерна ржи растворяется и смывается вместе с промывной водой. Это качество ржаного белка также вносит некоторые неудобства при производстве ржаных хлебов. Процессы тестоведения осложняются высокой липкостью и вязкостью теста [6].
В современном хлебопечении существуют способы получения цельнозернового хлеба с применением цельнозерновой муки и при помощи диспергирования пророщенного или предварительно замоченного зерна. Но они по сравнению с предлагаемым способом имеют ряд недостатков. Способ с диспергированием зерна достаточно затратен по трудоемкости и расходу питьевой воды, так как необходимо двух-трехкратное промывание зерна, требуются дополнительные производственные площади для размещения технологических емкостей для замачивания и проращивания зерна. Еще одним недостатком диспергированного способа является риск развития гнилостных процессов, неконтролируемых процессов брожения. Такие риски приводят к возникновению некачественного хлеба, возможности микробного заражения полуфабрикатов. Значительные затраты необходимы для обеспечения необходимых санитарно-гигиенических нормативов.
При использовании цельнозерновой муки сохраняются многие микронутриенты и минеральные вещества, но клеточные структуры разрушаются при размоле зерна в муку. Тем самым теряется влагоудерживающая способность муки, витамины становятся доступными для окислительных процессов. Одним из основных качеств хлеба, которое в первую очередь оценивается потребителем, является сохранение влажности и эластичности мякиша. При потере влаги мякишем происходит ретрограция крахмальных зерен и хлеб начинает крошиться, становится жестким.
Хлеб из цельнозерновой муки и диспергированнного зерна на практике не может храниться дольше стандартного хлеба, так как при производственных процессах разрушается клеточная структура зерна и влага легко покидает изделие. Изделия с применением овсяных хлопьев и пшеничной крупы имеют возможность сохранять свои потребительские качества, не теряя своих физико-химических характеристик, так как в процессе тестоведения вода проникает внутрь клеток зерна и в процессе хранения защищена клеточной мембраной. Проведенные исследования показывают возможность сохранять свежесть мякиша до 168 ч (рис. 2) [7].
Разработанные рецептуры хлебов с использованием пшеничной крупы, дробленого зерна ржи и овсяных хлопьев содержат необходимые для создания сбалансированного рациона питания вещества и микроэлементы. Расчеты демонстрируют повышение содержания микроэлементов и витаминов в готовых изделиях (табл. 3) [1].
Традиционная схема тестоведения предусматривает использование при замесе теста муки следующих различных злаков – пшеница, рожь, ячмень, овес.
Существует также технология приготовления теста из цельного пророщенного зерна. Особенностью такого приготовления теста является промывка цельного зерна и замачивание его в 3–4-кратном количестве воды, затем зерно еще раз промывается и измельчается в суспензию, на основе которой замешивается тесто. Недостатком такого процесса является высокий расход воды и низкий уровень санитарно-гигиенического состояния производства, возникают большие риски микробного заражения, возникновения процессов гниения.
Рис. 2. Динамика изменения влажности мякиша хлеба в процессе хранения
Таблица 3
Содержание витаминов и макроэлементов в 1 кг готового хлеба (расчетные данные)
|
Показатель |
Суточная норма потребления |
Содержание в 1 кг хлеба |
|||
|
Контрольный образец |
Красноярский |
Полтавский |
К завтраку |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Витамин В1 (тиамин) |
2 мг, |
4,1 мг |
4,16 мг |
4,16 мг |
4,16 мг |
|
Витамин В2 (рибофлавин) |
3 мг |
2,52 мг |
2,416 мг |
2,36 мг |
3,268 мг |
|
Витамин В4 (холин) |
30,4 мг |
187 мг |
1150 мг |
187 мг |
278,3 мг |
|
Витамин В5 (пантотеновая кислота) |
5 мг |
8,2 мг |
10,56 мг |
8,26 мг |
8,38 мг |
|
Витамин В6 (пиродоксин) |
2 мг |
1,11 мг |
1,708 мг |
1,644 мг |
1,259 мг |
|
Витамин В9 (фолаты) |
300–400 мкг |
990 мкг |
902 мкг |
874 мкг |
918 мкг |
Окончание табл. 3
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Витамин РР (никотиновая кислота) |
20 мг |
55,9 мг |
51,72 мг |
60,32 мкг |
48,72 мкг |
|
Каратиноиды |
6 мг |
0,1 мг |
0,12 мг |
0,12 мг |
0,12 мг |
|
Калий |
2 г |
1410 мг |
1976 мг |
1802 мг |
1690 мг |
|
Пищевое волокно |
30–40 г |
40 мг |
64,8 мг |
53,6 мг |
48 мг |
Производство хлеба из дробленого зерна и зерновых хлопьев является более прогрессивным и экономичным способом. При таком виде тестоведения исключаются стадии промывания, замачивания и измельчения. Цельнозерновое сырье замачивается в воде с температурой 35–40 ºС до полного пропитывания. Время замачивания зависит от природы зерна и степени подготовки крупы или хлопьев. Предварительно пропаренные крупы и хлопья впитывают влагу быстрее. Далее происходит прямой замес теста без приготовления зерновой эмульсии. При таком тестоведении сохраняется клеточная структура зерна, которая впоследствии позволяет продлевать сроки свежести мякиша [7].
Рис. 3. Технологическая схема производства хлеба с использованием цельнозернового сырья
Заключение. Использование цельнозернового сырья значительно сокращает и облегчает технологический процесс, так как исключаются стадии промывания зерна и его диспергирование. Также улучшаются санитарно-гигиенические условия производства: исключаются риски бактериального и микробного заражения теста.
В процессе хранения готового цельнозернового хлеба и хлебобулочных изделий влага, впитавшаяся в частицы зерна, постепенно мигрирует в мякиш, тем самым позволяет сохранять его эластичность на протяжении 168 ч. Сохранение клеточной структуры в дробленом зерне снижает доступность влаги для микроорганизмов, тем самым замедляются процессы микробной порчи готовых изделий.
Расчетные данные повышения пищевой ценности хлеба и хлебобулочных изделий показывают повышенное содержание витаминов и важных для жизнедеятельности макроэлементов (содержание пищевого волокна увеличивается от 5 до 35 %). Насыщенность калием зерновых хлебов с дозировкой крупы пшеничной и измельченного зерна ржи возрастает на 40 %.
Предложенная усовершенствованная технология производства хлеба с использованием цельнозернового сырья исключает стадии подготовки и диспергирования зерна, тем самым значительно улучшается санитарно-гигиеническое состояние производства, улучшается экологическое состояние производства за счет снижения потребления питьевой воды. Также необходимо отметить, что снижается трудоемкость процессов.
1. Batura N.G., Tipsina N.N., Chaplygina I.A. Razrabotka tehnologii hleba s ispol'zovaniem droblenogo zerna pshenicy i rzhi // Vestnik KrasGAU. 2019. № 11 (180). S. 133–135.
2. Kolesnyak A.A., Arzumanyan M.S. Sostoyanie i tendencii razvitiya proizvodstva zerna v Krasnoyarskom krae // Vestnik KrasGAU. 2014. № 5. S. 3–9.
3. Ob energosberezhenii i o povyshenii energeticheskoy effektivnosti i o vnesenii izmeneniy v otdel'nye zakonodatel'nye akty Rossiyskoy Federacii: feder. zakon ot 23.11.2009 № 261-FZ // Ros. gaz. 2009. 27 noyab. S. 19–21.
4. GOST R ISO 50001-2012. Sistemy energeticheskogo menedzhmenta. Trebovaniya i rukovodstvo po primeneniyu. M.: Stan-dartinform, 2012. 60 s.
5. Obespechenie prodovol'stvennoy bezopasnosti v sub'ektah Rossiyskoy Federacii kak faktor obespecheniya nacional'noy bezopasnosti (k parlamentskim slushaniyam «Obespechenie prodovol'stvennoy bezopasnosti v sub'ektah Rossiyskoy Federacii kak faktor obespecheniya nacional'noy bezopasnosti, 24 noyabrya 2016 g.): analiticheskiy vestnik № 44 (643) / pod obsch. red. V.D. Krivova; Komitet Soveta Federacii po agrarno-prodovol'stvennoy politike i prirodopol'zovaniyu, Komitet Soveta Federacii po oborone i bezopasnosti, Analiticheskoe upravlenie Apparata Soveta Federacii. M., 2016. S. 82–84.
6. Tipsina N.N., Batura N.G. Tehnologicheskie osobennosti proizvodstva cel'nozernovogo rzhanogo hleba // Prioritetnye napravleniya nauchno-tehnologicheskogo razvitiya agropromyshlennogo kompleksa Rossii: mat-ly nacional'noy nauch.-prakt. konf. Ryazan', 2019. S. 557–561.
7. Batura N.G., Tipsina N.N. Izuchenie vliyanie zlakovyh hlop'ev na kachestvo hlebobulochnyh izdeliy // Vestnik KrasGAU. 2019. № 12 (198). S. 169–175.
