Введение. Первостепенной, и безусловно, важнейшей характеристикой, определяющей здоровье и общее самочувствие человека, является питание, что подробно отражено в основах государственной политики, касающейся области питания на территории Российской Федерации. Основной целью, которую ставит перед собой данная политика, является улучшение рациона питания населения, что осуществляется за счет увеличения доли производства разнообразных продуктов массового потребления, обладающих функциональными свойствами и полезными преимуществами. Одним из ключевых направлений развития пищевой промышленности является разработка новых видов продуктов питания, которые будут основаны на природных источниках, в частности местных сырьевых ресурсах края и продуктах их переработки, что позволит значительно расширить ассортимент и повысить качество предлагаемой продукции [1].

Такие подходы отражают стремление отрасли к инновациям и повышению качества продукции, а также позволяют экономить на основном сырье, тем самым повышая экономическую эффективность и конкурентоспособность выпускаемой продукции.

В настоящее время, в условиях стремительного и ускоренного темпа жизни, у людей не остается времени на полноценное и качественное питание. Это подталкивает их к покупке различных продуктов для быстрого перекуса, что позволяет им сэкономить время. К таким популярным и широкодоступным продуктам относится разнообразная снековая продукция, включающая в себя чипсы, крекеры, галеты, а также мучные изделия (пирожки, булочки) и мучные кондитерские изделия (закусочные кексы, бисквиты). Однако важная проблема заключается в том, что такие продукты, несмотря на их удобство и привлекательность, не имеют полноценного состава пищевых ингредиентов, а частое и неумеренное их потребление может отрицательно сказываться на здоровье человека, что вызывает серьезные опасения среди специалистов в области питания и медицины.

Из проведенных ранее собственных многоплановых и всесторонних исследований было выявлено, что выжимки овощей, плодов и ягод в достаточно большом и существенном количестве образуются в процессе сокового производства. За счет высокого остаточного химического состава они являются дополнительным источником биологически активных веществ и могут быть активно использованы для создания новых и разнообразных видов обогащенных пищевых продуктов [2–4], что подтверждается научными исследованиями различных специалистов из разных стран.

В Красноярском крае активно развивается сельское хозяйство, что позволяет выращивать собственное высококачественное растительное сырье для плодоовощной перерабатывающей отрасли и не зависеть от импорта. Для переработки в основном используется местное плодово-ягодное и овощное сырье. Так, для производства соков самыми популярными и востребованными являются тыква и морковь, в т. ч. в различных композициях с ягодными компонентами. Интерес в данном случае представляют ягоды аронии (черноплодной рябины) и красной рябины, которые привлекают внимание своим выраженным вкусом и питательной ценностью. Собственные исследования химического состава выжимок данных видов сырья показали их высокий биологически-активный потенциал.

В 100 г ягодных выжимок красной и черноплодной рябины первичного отжима содержатся необходимые человеку пищевые волокна, такие как пектиновые вещества, которые занимают лидирующее место среди полисахаридов со значением 5,07–5,81 % от массовой доли сухого вещества и клетчатка – 4,22 и 3,45 % соответственно. Массовая доля усвояемых углеводов составляет 13,64 и 17,33 % соответственно, в числе которых сахароза (11,93 и 4,99 % соответственно). Установлено, что основной группой витаминов являются витамины группы В, также присутствует витамин С, а в выжимках красной рябины – фолиевая кислота и каротин [2].

Овощные выжимки так же, как и ягодные, в достаточном количестве содержат пищевые волокна. В 100 г выжимок моркови содержится: 0,85 % белка, 0,13 % жира, 7,32 % усвояемых углеводов и 5,69 % пищевых волокон от массовой доли сухого вещества, в то время как выжимки тыквы содержат в себе 1,7 % белка, 0,15 % жира, 10,1 % усвояемых углеводов и 5,71 % пищевых волокон. Также в 100 г выжимок моркови и тыквы содержится калий (314,4 и 98,4 мг), фосфор (50,0 и 27,6 мг), витамины группы В и С (0,63 и 0,92 мг) и каротин (8,14 и 6,82 мг) [3].

Традиционно повышенный интерес в пищевой промышленности проявляется к такому ценному сырью, как топинамбур. В промышленных масштабах, как это наблюдается в европейской части Российской Федерации, в Красноярском крае топинамбур не выращивается. Однако эта культура пользуется все большим спросом у малых перерабатывающих предприятий, что говорит о ее ценности. Клубни топинамбура используются для производства глюкозно-фруктозного сиропа, в результате чего получается достаточно большое количество выжимок, содержащих полезные вещества. В то же время продукты его переработки широко используются для обогащения различных видов продуктов питания, что делает их важным компонентом в производственном процессе [4].

Определение химического состава выжимок топинамбура подтверждает их значимость как функциональных компонентов.

Собственные исследования показали, что выжимки топинамбура являются ценным сырьем для пищевой промышленности за счет богатого элементного состава: 21,2 г общих углеводов, из которых 17,5 г выпадает на долю полисахарида инулина и 2,06 г – на долю растворимых и нерастворимых пищевых волокон, 2,65 г белка и большое количество других ценных биологически активных веществ.

Мучные кондитерские изделия, такие как кексы, пользуются большим спросом, в т. ч. и как продукт перекуса, поскольку обладают приятным вкусовым оформлением и замечательным ароматом, который привлекает людей. Однако их главным и явным недостатком является избыток легкоусвояемых углеводов и жиров, а также содержание в них небольшого количества микро- и макроэлементов, что делает их менее полезными для полноценного рациона [5].

Качество кексов тесно связано с выбором подходящего и качественного сырья. Одним из ключевых факторов, влияющих на конечный продукт, является тип используемой муки. В настоящий момент, в условиях современной жизни, из-за различных видов и форм пищевой непереносимости на продукты-аллергены безглютеновые кексы пользуются большой и востребованной популярностью, что стало ключевым моментом при выборе муки.

Работы таких ученых, как Т.Н. Малютина, Э.М. Сурмач, А.Ю. Туркова, Т В. Пилипенко, M.M. Canwell и др., посвящены разработке кондитерских мучных изделий с повышенной пищевой ценностью, совершенствованию многогранных рецептур и расширению их ассортимента, что отражает современные тенденции в гастрономии и удовлетворяет потребности широкой аудитории.

В современных исследованиях кулинарной науки наблюдается заметный тренд на улучшение питательных свойств выпечки путем введения альтернативных вариантов муки и функциональных ингредиентов. Ученые из различных университетов России продемонстрировали, что замена пшеничной муки на более богатые по своему составу варианты, такие как гречневая, миндальная или мука из гранатовых и абрикосовых косточек, существенно повышает пищевую ценность кексов и других мучных кондитерских изделий [6].

В исследованиях, проведенных в ФГБОУ ВПО «Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс» и ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет», акцентируется внимание на разработке новых рецептур мучных кондитерских изделий с использованием натуральных компонентов. В первом случае применение порошка из выжимок тыквы и мандарина позволяет улучшить пищевую ценность кексов и исключить вредные трансизомеры жирных кислот. Во втором случае использование муки из свекловичного жома способствует обогащению мучных изделий, повышая их питательную ценность и снижая калорийность [7, 8]. Эти исследования подчеркивают важность инновационных подходов в производстве кондитерских изделий для улучшения их качества и здоровья потребителей.

Одним из ключевых аспектов таких экспериментов является изучение воздействия новых ингредиентов на эффективность процессов замеса и выпечки. Ученые исследуют оптимальные соотношения альтернативной муки и традиционных компонентов, чтобы достичь максимально качественного результата.

Эти инновационные рецепты не только способствуют улучшению органолептических показателей, но и отвечают потребностям современных потребителей, стремящихся к более здоровому питанию. Внедрение таких компонентов, как клетчатка, обогащающие порошки и натуральные масла, подтверждает движение в производстве продуктов с учетом здоровья и качества.

Таким образом, продолжающиеся исследования в области пищевых технологий открывают новые горизонты для создания вкусных и полезных продуктов, способствуя планомерному совершенствованию традиционных рецептур с учетом современных требований к рациону, что подтверждает актуальность проведения данных исследований.

Кукурузная мука не содержит глютена, что приводит к значительным изменениям в текстуре выпеченных изделий и позволяет формировать новые вкусовые показатели кексов, придавая им уникальную легкость и воздушность, а также влиять на их пищевую ценность, делая их более подходящими для людей с глютеновой непереносимостью [9].

В настоящее время СВЧ-выпечка, являющаяся крайне энергоэффективным методом нагрева, широко используется в пищевой промышленности. Этот метод не только сокращает время приготовления, но и позволяет сохранить больше питательных веществ в продуктах, что подчеркивает современные тенденции в приготовлении пищи и делает ее особенно привлекательной для современных потребителей, стремящихся к здоровому образу жизни.

Учеными из Удмуртского государственного университета и Южно-Уральского государственного университета был проанализирован накопленный годами опыт использования микроволнового излучения в пищевой промышленности, а также его влияние на качество и свойства пищевой продукции [10].

В итоге проведенных учеными исследований были выявлены явные преимущества микроволнового излучения перед традиционными методами нагрева. В частности использование СВЧ-энергии положительно влияет на качество и физико-химические свойства растительного сырья, что открывает новые возможности в применении нетрадиционных ингредиентов в производстве хлебобулочных и кондитерских изделий.

В результате проведения собственных экспериментальных исследований было показано, что кексы возможно выпекать в СВЧ-аппарате. При этом наблюдается значительное сокращение продолжительности тепловой обработки – в 4 раза, что способствует максимальной сохранности исходного рецептурного состава и пищевой ценности изделий. Данный факт является положительным показателем эффективности СВЧ-выпечки, открывающим новые горизонты в области кулинарии и производственных технологий [11].

Выпеченные в пекарном шкафу кексы демонстрировали высокие органолептические показатели: они имели привлекательную золотистую корочку, желтый, нежный и рассыпчатый мякиш, сладкий вкус и хороший подъем. Не менее положительными оказались и кексы, выпеченные в СВЧ-аппарате, которые также отмечались высокими органолептическими характеристиками – они сохраняли яркий желтый цвет, пористую текстуру, насыщенный сладкий вкус и достойный подъем. Тем не менее нужно отметить, что кексы, приготовленные с использованием микроволнового излучения, отличались от кексов, приготовленных традиционным способом, отсутствием колера на поверхности. Однако данная проблема может быть решена путем внесения в рецептурный состав таких ингредиентов, как какао, или других натуральных красителей, что откроет дополнительные возможности для улучшения визуальных и вкусовых качеств изделий [11].

У выпеченных в СВЧ-аппарате кексов имеется существенный недостаток – интенсивное черствение, проявляющееся через 60–120 мин, что за счет текстуры и свежести кексов является важным аспектом в их потребительских свойствах. Одной из причин такого быстрого «черствения» кексов можно назвать изменение массовой доли влаги в процессе выпечки. В СВЧ-аппарате испарение свободной влаги происходит гораздо интенсивнее, чем при традиционной выпечке, что связано с характером воздействия лучей сверхвысокой частоты на продукт. Нами установлено, что влажность полученных традиционных кексов варьируется от 12,0 до 14,0 %, а у кексов, выпеченных в СВЧ-аппарате, ее значение ниже в 2–2,5 раза, что влияет на показатели деформационных характеристик [11].

В ходе проведения исследований предположили, что внесение в тесто каких-либо влаго-удерживающих ингредиентов поможет решить данную проблему и повысить качество готового продукта. Таким ингредиентом может быть растительная добавка с наличием пищевых волокон, способных удерживать влагу и способствовать сохранению свежести кексов на более длительный срок. В качестве наполнителей были выбраны ягодные и овощные выжимки, которые не только обогатят вкус, но и повысят питательную ценность готовых изделий.

Научная новизна – в исследовании влияния ягодно-овощных выжимок на структурно-механические, органолептические, физико-химические показатели кексов при использовании СВЧ-выпечки.

Цель исследования – изучить влияние ягодно-овощных выжимок как влагоудерживающих наполнителей на качество кексов СВЧ-выпечки.

Задачи: исследовать и провести сравнительный анализ влияния СВЧ-выпечки на органолептические и реологические показатели безглютеновых кексов и безглютеновых кексов с добавлением ягодно-овощных выжимок; провести сравнительный анализ пищевой ценности безглютеновых кексов и безглютеновых кексов с добавлением ягодно-овощных выжимок.

Объекты и методы. Объектами исследования служили разработанные рецептуры безглютеновых кексов на основе кукурузной муки. В отдельные образцы вводили композиции выжимок «Рябина-Топинамбур» в соотношении 40 : 60 %, так как данная композиция содержит максимально высокое количество пищевых волокон.

Экспериментальным путем был определен рецептурный состав безглютеновых кексов с выжимками «Рябина-Топниамбур».

В таблице 1 представлен рецептурный состав кексов.

Таблица 1

Рецептурный состав безглютеновых кексов

The recipe of gluten-free cupcakes

В качестве СВЧ-аппарата использовалась профессиональная микроволновая печь для общепита – печь СВЧ Menumaster RFS518TS.

Подготовленное тесто для кексов раскладывали по формам и выпекали в СВЧ-печи при мощности 600 Вт. Готовность кексов определяли экспериментально – по достижению температуры в мякише 60–65 °С.

Определение органолептических показателей готовых кексов проводили согласно ГОСТ 5897-90. Для определения основных показателей качества кексов использовали стандартные методы в соответствии с требованиями ГОСТ для данных видов исследований: ГОСТ 5900-2014 «Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ», ГОСТ 5903-89 «Изделия кондитерские. Методы определения сахара», ГОСТ 31902-2012 «Изделия кондитерские. Методы определения массовой доли жира», ГОСТ 5898-2022 «Изделия кондитерские. Методы определения кислотности и щелочности».

Реологические (деформационные) характеристики, формирующие текстуру изделий, определяли на приборе анализатор текстуры «Структурометр CT-2»: общая деформация (Н_общ), пластическая деформация (Н_пл), упругая деформация (Н_упр) (по методике «Определение деформационных характеристик мякиша»). Исследования реологических показателей проводили через 60 мин (после полного остывания), далее через 90; 120 мин, а также через 24 ч после выпечки.

Пищевую ценность определяли расчетным путем, степень удовлетворения потребности человека определяли на основе методических рекомендаций МР 2.3.1.0253-21. Математическую обработку проводили с помощью пакетов программ MS Excel и Statistica. Разницу при сравнении средних значений считали достоверной при 95 % уровне значимости (p < 0,05).

Результаты и их обсуждение. В ранее проведенных исследованиях нами было установлено, что исследуемые ягодные и овощные выжимки относятся к нетрадиционному сырью и имеют богатый химический состав, интерес к которому проявляется в первую очередь из-за наличия растительных волокон, дефицит которых в настоящий момент наблюдается почти у каждого потребителя [2–4].

С целью повышения количественного состава пищевых волокон были предложены различные композиции ягодных и овощных выжимок, представленных в таблице 2. Исследования проводились на примере композиции «Рябина-Топинамбур».

Таблица 2

Композиции различных видов выжимок

Compositions of various types of pomace

Массовая доля влаги у каждого из исследуемых образцов варьируется от 67 до 72 %. В таблице 3 представлены данные по содержанию наиболее значимых биологически активных веществ в исследуемых образцах.

За основные показатели качества композиции были приняты органолептические показатели и биологически активные компоненты, определяющие их пищевую ценность, полученные экспериментальным способом. Для оценки потребительских свойств композиции органолептические показатели являлись определяющими. Общая органолептическая оценка качества, проведенная экспертами по 5-балльной системе, представлена на рисунке 1.

Таблица 3

Содержание биологически активных веществ в композиции «Рябина-Топинамбур»

The content of biologically active substances in the composition "Rowan-Jerusalem Artichoke"

Рис. 1. Общий балл композиции «Рябина-Топинамбур»

The total score of the composition "Rowan-Jerusalem Artichoke"

Из данного графика видно, что максимально высокую органолептическую оценку – 4,4 и 4,6 баллов получили образцы № 3 (50 : 50) и № 4 (40 : 60) соответственно. Остальные образцы, получившие оценку ниже 4,4, были исключены. Органолептические показатели композиций представлены в таблице 4.

Таблица 4

Органолептические показатели композиций

Organoleptic characteristics of the compositions

Из представленных выше данных (табл. 3), видно, что образец № 5 (30 : 70) по содержанию пищевых волокон, на которые делается акцент в данной работе, превосходит остальные, но согласно органолептической оценке (рис. 1) он был исключен за отсутствием нужного количества баллов. Поэтому для дальнейших исследований по выпечке кондитерских изделий была использована композиция «Рябина-Топинамбур» в соотношении 40 : 60 с массовым содержанием влаги 70 %.

Далее проводилась работа по выпечке безглютеновых кексов с использованием СВЧ-аппарата. Подготовленное тесто для кексов раскладывали по формам и выпекали в СВЧ-аппарате при максимальной мощности 600 Вт. Готовность кексов определяли экспериментально – по достижению температуры в мякише 65 °С. Экспериментально установлено, что продолжительность выпечки опытной партии (10 шт.) составила 5 мин.

По итогам дегустации контрольный образец имел в меру сладкий вкус с приятным сдобным привкусом. Образец с выжимками также обладал приятным, в меру сладким вкусом со слабой горчинкой и выраженным ароматом ягоды рябины красной.

Цвет контрольного образца – бледно-желтый. Поверхность корочки – коричневая. Образец с выжимками имел более насыщенный, приятный оранжевый цвет.

Оба вида образцов обладали правильной формой с выраженными гранями боковых поверхностей, без наличия пустот, разрывов и подгорелостей. Поверхность кексов – средневыпуклая, без трещин.

Контрольный образец имел мягкую, хорошо разрыхленную и равномерно пористую текстуру, без пустот с небольшим уплотнением в центре мякиша, в то время как у образца с выжимками данное уплотнение отсутствовало.

На рисунке 2 представлены профилограммы дегустационной оценки готовых кексов через два часа после выпечки (окончательного остывания).

Рис. 2. Органолептические показатели качества выпеченных кексов:

а – кексы безглютеновые (контроль); б – кексы безглютеновые с выжимками

Organoleptic quality indicators of baked cupcakes: a – gluten-free cupcakes (control); b – gluten-free cupcakes with pomace

Как видно из представленных выше профилограмм, контрольный образец уступает образцу с выжимками по такому параметру, как структура.

Контроль качества кексов проводится по физико-химическим показателям, таким как массовая доля влаги, сахара, жира, щелочность. Данные экспериментальных исследований физико-химических показателей кексов представлены в таблице 2.

Таблица 2

Физико-химические показатели разработанных видов кексов

Physico-chemical parameters of the developed types of cupcakes

Анализ данных показал: такие показатели контрольного образца (кекса безглютеного), как массовая доля сахара, жира, щелочности, соответствовали требованиям нормативно-технической документации, однако значение массовой доли влаги было значительно ниже нормируемой и составило 6,8 %, при норме 12–24 %, что указывает на интенсивное испарение влаги. Такое активное испарение влаги связано с СВЧ-способом выпечки и последующим остыванием. Исследования показали, что содержание массовой доли влаги у кекса безглютенового с выжимками намного выше, чем контрольного (15,3 %) и соответствует требованиям НТД.

С целью обоснования сроков хранения кексов проводили анализ процесса черствения, для чего определяли реологические показатели готовых изделий через 60 мин (после полного остывания), далее через 90, 120 мин, а также через 24 ч после выпечки: общую деформацию (Н_общ), пластическую деформацию (Н_пл) и упругую деформацию (Н_упр).

На рисунках 2–4 приведены результаты определения деформационных характеристик образцов кексов.

Из представленных данных следует вывод: кексы с выжимками имеют более высокие показатели деформационных характеристик по сравнению с контрольным образцом. После остывания значение пластической деформации у них выше на 27,2 %, упругой деформации – на 39,8 %.

По мере хранения кексов значения всех видов деформаций снижаются, что свидетельствует о повышении плотности, однако даже после 24 ч хранения значение пластической деформации кексов с выжимками остается выше на 20,7 %, упругой деформации – на 34,7 % по сравнению с контрольным образцом.

Снижение массовой доли влаги после 24 ч хранения у контрольного образца (кекса безглютенового) произошло на 5,5 %, у кексов с выжимками – всего на 1,2 %, что также подтверждает менее активное их черствение.

Рис. 2. Реологические показатели выпеченных кексов

Rheological parameters of baked cupcakes

Исходя из полученных экспериментальных данных, можно сделать вывод о положительном влиянии влагоудерживающих компонентов выжимок «Рябина-топинамбур», которыми являются в первую очередь пищевые волокна (клетчатка, пектин), а также белки, на замедление процесса черствения.

Далее исследовали влияние ягодно-овощных выжимок на пищевую ценность кексов. В таблице 3 представлена сравнительная оценка пищевой ценности разработанных видов кексов.

Таблица 3

Сравнительная оценка пищевой ценности кексов

Comparative assessment of the nutritional value of cupcakes

Окончание табл. 3

Введение. Первостепенной, и безусловно, важнейшей характеристикой, определяющей здоровье и общее самочувствие человека, является питание, что подробно отражено в основах государственной политики, касающейся области питания на территории Российской Федерации. Основной целью, которую ставит перед собой данная политика, является улучшение рациона питания населения, что осуществляется за счет увеличения доли производства разнообразных продуктов массового потребления, обладающих функциональными свойствами и полезными преимуществами. Одним из ключевых направлений развития пищевой промышленности является разработка новых видов продуктов питания, которые будут основаны на природных источниках, в частности местных сырьевых ресурсах края и продуктах их переработки, что позволит значительно расширить ассортимент и повысить качество предлагаемой продукции [1].

Такие подходы отражают стремление отрасли к инновациям и повышению качества продукции, а также позволяют экономить на основном сырье, тем самым повышая экономическую эффективность и конкурентоспособность выпускаемой продукции.

В настоящее время, в условиях стремительного и ускоренного темпа жизни, у людей не остается времени на полноценное и качественное питание. Это подталкивает их к покупке различных продуктов для быстрого перекуса, что позволяет им сэкономить время. К таким популярным и широкодоступным продуктам относится разнообразная снековая продукция, включающая в себя чипсы, крекеры, галеты, а также мучные изделия (пирожки, булочки) и мучные кондитерские изделия (закусочные кексы, бисквиты). Однако важная проблема заключается в том, что такие продукты, несмотря на их удобство и привлекательность, не имеют полноценного состава пищевых ингредиентов, а частое и неумеренное их потребление может отрицательно сказываться на здоровье человека, что вызывает серьезные опасения среди специалистов в области питания и медицины.

Из проведенных ранее собственных многоплановых и всесторонних исследований было выявлено, что выжимки овощей, плодов и ягод в достаточно большом и существенном количестве образуются в процессе сокового производства. За счет высокого остаточного химического состава они являются дополнительным источником биологически активных веществ и могут быть активно использованы для создания новых и разнообразных видов обогащенных пищевых продуктов [2–4], что подтверждается научными исследованиями различных специалистов из разных стран.

В Красноярском крае активно развивается сельское хозяйство, что позволяет выращивать собственное высококачественное растительное сырье для плодоовощной перерабатывающей отрасли и не зависеть от импорта. Для переработки в основном используется местное плодово-ягодное и овощное сырье. Так, для производства соков самыми популярными и востребованными являются тыква и морковь, в т. ч. в различных композициях с ягодными компонентами. Интерес в данном случае представляют ягоды аронии (черноплодной рябины) и красной рябины, которые привлекают внимание своим выраженным вкусом и питательной ценностью. Собственные исследования химического состава выжимок данных видов сырья показали их высокий биологически-активный потенциал.

В 100 г ягодных выжимок красной и черноплодной рябины первичного отжима содержатся необходимые человеку пищевые волокна, такие как пектиновые вещества, которые занимают лидирующее место среди полисахаридов со значением 5,07–5,81 % от массовой доли сухого вещества и клетчатка – 4,22 и 3,45 % соответственно. Массовая доля усвояемых углеводов составляет 13,64 и 17,33 % соответственно, в числе которых сахароза (11,93 и 4,99 % соответственно). Установлено, что основной группой витаминов являются витамины группы В, также присутствует витамин С, а в выжимках красной рябины – фолиевая кислота и каротин [2].

Овощные выжимки так же, как и ягодные, в достаточном количестве содержат пищевые волокна. В 100 г выжимок моркови содержится: 0,85 % белка, 0,13 % жира, 7,32 % усвояемых углеводов и 5,69 % пищевых волокон от массовой доли сухого вещества, в то время как выжимки тыквы содержат в себе 1,7 % белка, 0,15 % жира, 10,1 % усвояемых углеводов и 5,71 % пищевых волокон. Также в 100 г выжимок моркови и тыквы содержится калий (314,4 и 98,4 мг), фосфор (50,0 и 27,6 мг), витамины группы В и С (0,63 и 0,92 мг) и каротин (8,14 и 6,82 мг) [3].

Традиционно повышенный интерес в пищевой промышленности проявляется к такому ценному сырью, как топинамбур. В промышленных масштабах, как это наблюдается в европейской части Российской Федерации, в Красноярском крае топинамбур не выращивается. Однако эта культура пользуется все большим спросом у малых перерабатывающих предприятий, что говорит о ее ценности. Клубни топинамбура используются для производства глюкозно-фруктозного сиропа, в результате чего получается достаточно большое количество выжимок, содержащих полезные вещества. В то же время продукты его переработки широко используются для обогащения различных видов продуктов питания, что делает их важным компонентом в производственном процессе [4].

Определение химического состава выжимок топинамбура подтверждает их значимость как функциональных компонентов.

Собственные исследования показали, что выжимки топинамбура являются ценным сырьем для пищевой промышленности за счет богатого элементного состава: 21,2 г общих углеводов, из которых 17,5 г выпадает на долю полисахарида инулина и 2,06 г – на долю растворимых и нерастворимых пищевых волокон, 2,65 г белка и большое количество других ценных биологически активных веществ.

Мучные кондитерские изделия, такие как кексы, пользуются большим спросом, в т. ч. и как продукт перекуса, поскольку обладают приятным вкусовым оформлением и замечательным ароматом, который привлекает людей. Однако их главным и явным недостатком является избыток легкоусвояемых углеводов и жиров, а также содержание в них небольшого количества микро- и макроэлементов, что делает их менее полезными для полноценного рациона [5].

Качество кексов тесно связано с выбором подходящего и качественного сырья. Одним из ключевых факторов, влияющих на конечный продукт, является тип используемой муки. В настоящий момент, в условиях современной жизни, из-за различных видов и форм пищевой непереносимости на продукты-аллергены безглютеновые кексы пользуются большой и востребованной популярностью, что стало ключевым моментом при выборе муки.

Работы таких ученых, как Т.Н. Малютина, Э.М. Сурмач, А.Ю. Туркова, Т В. Пилипенко, M.M. Canwell и др., посвящены разработке кондитерских мучных изделий с повышенной пищевой ценностью, совершенствованию многогранных рецептур и расширению их ассортимента, что отражает современные тенденции в гастрономии и удовлетворяет потребности широкой аудитории.

В современных исследованиях кулинарной науки наблюдается заметный тренд на улучшение питательных свойств выпечки путем введения альтернативных вариантов муки и функциональных ингредиентов. Ученые из различных университетов России продемонстрировали, что замена пшеничной муки на более богатые по своему составу варианты, такие как гречневая, миндальная или мука из гранатовых и абрикосовых косточек, существенно повышает пищевую ценность кексов и других мучных кондитерских изделий [6].

В исследованиях, проведенных в ФГБОУ ВПО «Государственный университет – учебно-научно-производственный комплекс» и ФГБОУ ВО «Юго-Западный государственный университет», акцентируется внимание на разработке новых рецептур мучных кондитерских изделий с использованием натуральных компонентов. В первом случае применение порошка из выжимок тыквы и мандарина позволяет улучшить пищевую ценность кексов и исключить вредные трансизомеры жирных кислот. Во втором случае использование муки из свекловичного жома способствует обогащению мучных изделий, повышая их питательную ценность и снижая калорийность [7, 8]. Эти исследования подчеркивают важность инновационных подходов в производстве кондитерских изделий для улучшения их качества и здоровья потребителей.

Одним из ключевых аспектов таких экспериментов является изучение воздействия новых ингредиентов на эффективность процессов замеса и выпечки. Ученые исследуют оптимальные соотношения альтернативной муки и традиционных компонентов, чтобы достичь максимально качественного результата.

Эти инновационные рецепты не только способствуют улучшению органолептических показателей, но и отвечают потребностям современных потребителей, стремящихся к более здоровому питанию. Внедрение таких компонентов, как клетчатка, обогащающие порошки и натуральные масла, подтверждает движение в производстве продуктов с учетом здоровья и качества.

Таким образом, продолжающиеся исследования в области пищевых технологий открывают новые горизонты для создания вкусных и полезных продуктов, способствуя планомерному совершенствованию традиционных рецептур с учетом современных требований к рациону, что подтверждает актуальность проведения данных исследований.

Кукурузная мука не содержит глютена, что приводит к значительным изменениям в текстуре выпеченных изделий и позволяет формировать новые вкусовые показатели кексов, придавая им уникальную легкость и воздушность, а также влиять на их пищевую ценность, делая их более подходящими для людей с глютеновой непереносимостью [9].

В настоящее время СВЧ-выпечка, являющаяся крайне энергоэффективным методом нагрева, широко используется в пищевой промышленности. Этот метод не только сокращает время приготовления, но и позволяет сохранить больше питательных веществ в продуктах, что подчеркивает современные тенденции в приготовлении пищи и делает ее особенно привлекательной для современных потребителей, стремящихся к здоровому образу жизни.

Учеными из Удмуртского государственного университета и Южно-Уральского государственного университета был проанализирован накопленный годами опыт использования микроволнового излучения в пищевой промышленности, а также его влияние на качество и свойства пищевой продукции [10].

В итоге проведенных учеными исследований были выявлены явные преимущества микроволнового излучения перед традиционными методами нагрева. В частности использование СВЧ-энергии положительно влияет на качество и физико-химические свойства растительного сырья, что открывает новые возможности в применении нетрадиционных ингредиентов в производстве хлебобулочных и кондитерских изделий.

В результате проведения собственных экспериментальных исследований было показано, что кексы возможно выпекать в СВЧ-аппарате. При этом наблюдается значительное сокращение продолжительности тепловой обработки – в 4 раза, что способствует максимальной сохранности исходного рецептурного состава и пищевой ценности изделий. Данный факт является положительным показателем эффективности СВЧ-выпечки, открывающим новые горизонты в области кулинарии и производственных технологий [11].

Выпеченные в пекарном шкафу кексы демонстрировали высокие органолептические показатели: они имели привлекательную золотистую корочку, желтый, нежный и рассыпчатый мякиш, сладкий вкус и хороший подъем. Не менее положительными оказались и кексы, выпеченные в СВЧ-аппарате, которые также отмечались высокими органолептическими характеристиками – они сохраняли яркий желтый цвет, пористую текстуру, насыщенный сладкий вкус и достойный подъем. Тем не менее нужно отметить, что кексы, приготовленные с использованием микроволнового излучения, отличались от кексов, приготовленных традиционным способом, отсутствием колера на поверхности. Однако данная проблема может быть решена путем внесения в рецептурный состав таких ингредиентов, как какао, или других натуральных красителей, что откроет дополнительные возможности для улучшения визуальных и вкусовых качеств изделий [11].

У выпеченных в СВЧ-аппарате кексов имеется существенный недостаток – интенсивное черствение, проявляющееся через 60–120 мин, что за счет текстуры и свежести кексов является важным аспектом в их потребительских свойствах. Одной из причин такого быстрого «черствения» кексов можно назвать изменение массовой доли влаги в процессе выпечки. В СВЧ-аппарате испарение свободной влаги происходит гораздо интенсивнее, чем при традиционной выпечке, что связано с характером воздействия лучей сверхвысокой частоты на продукт. Нами установлено, что влажность полученных традиционных кексов варьируется от 12,0 до 14,0 %, а у кексов, выпеченных в СВЧ-аппарате, ее значение ниже в 2–2,5 раза, что влияет на показатели деформационных характеристик [11].

В ходе проведения исследований предположили, что внесение в тесто каких-либо влаго-удерживающих ингредиентов поможет решить данную проблему и повысить качество готового продукта. Таким ингредиентом может быть растительная добавка с наличием пищевых волокон, способных удерживать влагу и способствовать сохранению свежести кексов на более длительный срок. В качестве наполнителей были выбраны ягодные и овощные выжимки, которые не только обогатят вкус, но и повысят питательную ценность готовых изделий.

Научная новизна – в исследовании влияния ягодно-овощных выжимок на структурно-механические, органолептические, физико-химические показатели кексов при использовании СВЧ-выпечки.

Цель исследования – изучить влияние ягодно-овощных выжимок как влагоудерживающих наполнителей на качество кексов СВЧ-выпечки.

Задачи: исследовать и провести сравнительный анализ влияния СВЧ-выпечки на органолептические и реологические показатели безглютеновых кексов и безглютеновых кексов с добавлением ягодно-овощных выжимок; провести сравнительный анализ пищевой ценности безглютеновых кексов и безглютеновых кексов с добавлением ягодно-овощных выжимок.

Объекты и методы. Объектами исследования служили разработанные рецептуры безглютеновых кексов на основе кукурузной муки. В отдельные образцы вводили композиции выжимок «Рябина-Топинамбур» в соотношении 40 : 60 %, так как данная композиция содержит максимально высокое количество пищевых волокон.

Экспериментальным путем был определен рецептурный состав безглютеновых кексов с выжимками «Рябина-Топниамбур».

В таблице 1 представлен рецептурный состав кексов.

Таблица 1

Рецептурный состав безглютеновых кексов

The recipe of gluten-free cupcakes

В качестве СВЧ-аппарата использовалась профессиональная микроволновая печь для общепита – печь СВЧ Menumaster RFS518TS.

Подготовленное тесто для кексов раскладывали по формам и выпекали в СВЧ-печи при мощности 600 Вт. Готовность кексов определяли экспериментально – по достижению температуры в мякише 60–65 °С.

Определение органолептических показателей готовых кексов проводили согласно ГОСТ 5897-90. Для определения основных показателей качества кексов использовали стандартные методы в соответствии с требованиями ГОСТ для данных видов исследований: ГОСТ 5900-2014 «Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ», ГОСТ 5903-89 «Изделия кондитерские. Методы определения сахара», ГОСТ 31902-2012 «Изделия кондитерские. Методы определения массовой доли жира», ГОСТ 5898-2022 «Изделия кондитерские. Методы определения кислотности и щелочности».

Реологические (деформационные) характеристики, формирующие текстуру изделий, определяли на приборе анализатор текстуры «Структурометр CT-2»: общая деформация (Н_общ), пластическая деформация (Н_пл), упругая деформация (Н_упр) (по методике «Определение деформационных характеристик мякиша»). Исследования реологических показателей проводили через 60 мин (после полного остывания), далее через 90; 120 мин, а также через 24 ч после выпечки.

Пищевую ценность определяли расчетным путем, степень удовлетворения потребности человека определяли на основе методических рекомендаций МР 2.3.1.0253-21. Математическую обработку проводили с помощью пакетов программ MS Excel и Statistica. Разницу при сравнении средних значений считали достоверной при 95 % уровне значимости (p < 0,05).

Результаты и их обсуждение. В ранее проведенных исследованиях нами было установлено, что исследуемые ягодные и овощные выжимки относятся к нетрадиционному сырью и имеют богатый химический состав, интерес к которому проявляется в первую очередь из-за наличия растительных волокон, дефицит которых в настоящий момент наблюдается почти у каждого потребителя [2–4].

С целью повышения количественного состава пищевых волокон были предложены различные композиции ягодных и овощных выжимок, представленных в таблице 2. Исследования проводились на примере композиции «Рябина-Топинамбур».

Таблица 2

Композиции различных видов выжимок

Compositions of various types of pomace

Массовая доля влаги у каждого из исследуемых образцов варьируется от 67 до 72 %. В таблице 3 представлены данные по содержанию наиболее значимых биологически активных веществ в исследуемых образцах.

За основные показатели качества композиции были приняты органолептические показатели и биологически активные компоненты, определяющие их пищевую ценность, полученные экспериментальным способом. Для оценки потребительских свойств композиции органолептические показатели являлись определяющими. Общая органолептическая оценка качества, проведенная экспертами по 5-балльной системе, представлена на рисунке 1.

Таблица 3

Содержание биологически активных веществ в композиции «Рябина-Топинамбур»

The content of biologically active substances in the composition "Rowan-Jerusalem Artichoke"

Рис. 1. Общий балл композиции «Рябина-Топинамбур»

The total score of the composition "Rowan-Jerusalem Artichoke"

Из данного графика видно, что максимально высокую органолептическую оценку – 4,4 и 4,6 баллов получили образцы № 3 (50 : 50) и № 4 (40 : 60) соответственно. Остальные образцы, получившие оценку ниже 4,4, были исключены. Органолептические показатели композиций представлены в таблице 4.

Таблица 4

Органолептические показатели композиций

Organoleptic characteristics of the compositions

Из представленных выше данных (табл. 3), видно, что образец № 5 (30 : 70) по содержанию пищевых волокон, на которые делается акцент в данной работе, превосходит остальные, но согласно органолептической оценке (рис. 1) он был исключен за отсутствием нужного количества баллов. Поэтому для дальнейших исследований по выпечке кондитерских изделий была использована композиция «Рябина-Топинамбур» в соотношении 40 : 60 с массовым содержанием влаги 70 %.

Далее проводилась работа по выпечке безглютеновых кексов с использованием СВЧ-аппарата. Подготовленное тесто для кексов раскладывали по формам и выпекали в СВЧ-аппарате при максимальной мощности 600 Вт. Готовность кексов определяли экспериментально – по достижению температуры в мякише 65 °С. Экспериментально установлено, что продолжительность выпечки опытной партии (10 шт.) составила 5 мин.

По итогам дегустации контрольный образец имел в меру сладкий вкус с приятным сдобным привкусом. Образец с выжимками также обладал приятным, в меру сладким вкусом со слабой горчинкой и выраженным ароматом ягоды рябины красной.

Цвет контрольного образца – бледно-желтый. Поверхность корочки – коричневая. Образец с выжимками имел более насыщенный, приятный оранжевый цвет.

Оба вида образцов обладали правильной формой с выраженными гранями боковых поверхностей, без наличия пустот, разрывов и подгорелостей. Поверхность кексов – средневыпуклая, без трещин.

Контрольный образец имел мягкую, хорошо разрыхленную и равномерно пористую текстуру, без пустот с небольшим уплотнением в центре мякиша, в то время как у образца с выжимками данное уплотнение отсутствовало.

На рисунке 2 представлены профилограммы дегустационной оценки готовых кексов через два часа после выпечки (окончательного остывания).

Рис. 2. Органолептические показатели качества выпеченных кексов:

а – кексы безглютеновые (контроль); б – кексы безглютеновые с выжимками

Organoleptic quality indicators of baked cupcakes: a – gluten-free cupcakes (control); b – gluten-free cupcakes with pomace

Как видно из представленных выше профилограмм, контрольный образец уступает образцу с выжимками по такому параметру, как структура.

Контроль качества кексов проводится по физико-химическим показателям, таким как массовая доля влаги, сахара, жира, щелочность. Данные экспериментальных исследований физико-химических показателей кексов представлены в таблице 2.

Таблица 2

Физико-химические показатели разработанных видов кексов

Physico-chemical parameters of the developed types of cupcakes

Анализ данных показал: такие показатели контрольного образца (кекса безглютеного), как массовая доля сахара, жира, щелочности, соответствовали требованиям нормативно-технической документации, однако значение массовой доли влаги было значительно ниже нормируемой и составило 6,8 %, при норме 12–24 %, что указывает на интенсивное испарение влаги. Такое активное испарение влаги связано с СВЧ-способом выпечки и последующим остыванием. Исследования показали, что содержание массовой доли влаги у кекса безглютенового с выжимками намного выше, чем контрольного (15,3 %) и соответствует требованиям НТД.

С целью обоснования сроков хранения кексов проводили анализ процесса черствения, для чего определяли реологические показатели готовых изделий через 60 мин (после полного остывания), далее через 90, 120 мин, а также через 24 ч после выпечки: общую деформацию (Н_общ), пластическую деформацию (Н_пл) и упругую деформацию (Н_упр).

На рисунках 2–4 приведены результаты определения деформационных характеристик образцов кексов.

Из представленных данных следует вывод: кексы с выжимками имеют более высокие показатели деформационных характеристик по сравнению с контрольным образцом. После остывания значение пластической деформации у них выше на 27,2 %, упругой деформации – на 39,8 %.

По мере хранения кексов значения всех видов деформаций снижаются, что свидетельствует о повышении плотности, однако даже после 24 ч хранения значение пластической деформации кексов с выжимками остается выше на 20,7 %, упругой деформации – на 34,7 % по сравнению с контрольным образцом.

Снижение массовой доли влаги после 24 ч хранения у контрольного образца (кекса безглютенового) произошло на 5,5 %, у кексов с выжимками – всего на 1,2 %, что также подтверждает менее активное их черствение.

Рис. 2. Реологические показатели выпеченных кексов

Rheological parameters of baked cupcakes

Исходя из полученных экспериментальных данных, можно сделать вывод о положительном влиянии влагоудерживающих компонентов выжимок «Рябина-топинамбур», которыми являются в первую очередь пищевые волокна (клетчатка, пектин), а также белки, на замедление процесса черствения.

Далее исследовали влияние ягодно-овощных выжимок на пищевую ценность кексов. В таблице 3 представлена сравнительная оценка пищевой ценности разработанных видов кексов.

Таблица 3

Сравнительная оценка пищевой ценности кексов

Comparative assessment of the nutritional value of cupcakes

Окончание табл. 3