Цель исследования – изучение тенденций развития хлебопечения, сырьевой базы для производства хлеба и хлебобулочных изделий из цельнозернового сырья. Задачи: изучить имеющиеся технологии тестоведения; провести сравнение традиционного способа тестоведения и новой технологии с применением дробленого и плющенного зерна. Объект исследования – хлебобулочные изделия с использованием дробленого и плющеного зерна. Исследования по показателям качества проводились в лабораториях Красноярского ГАУ и ИП Су-фу-дэ И.В. Использовали стандартные методики определения показателей качества, применяемые 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». Использование цельнозернового сырья значительно сокращает и облегчает технологический процесс, так как исключаются стадии промывания зерна и его диспергирование. Улучшаются санитарно-гигиенические условия производства, так как 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. При изготовлении хлеба и хлебобулочных изделий с применением круп и хлопьев сохраняются наиболее полезные для жизнедеятельности человека вещества, микроэлементы, витамины, ферменты; снижается содержание углеводов, сахаров. 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 зерновых хлебов с дозировкой крупы пшеничной и измельченного зерна ржи калием возрастает на 40 %. Улучшается экологическое состояние производства за счет снижения потребления питьевой воды и снижения уровня сброса сточных вод, снижается трудоемкость процессов.
зерно, мука, хлебобулочные изделия, пищевые продукты
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. Батура Н.Г., Типсина Н.Н., Чаплыгина И.А. Разработка технологии хлеба с использованием дробленого зерна пшеницы и ржи // Вестник КрасГАУ. 2019. № 11 (180). С. 133–135.
2. Колесняк А.А., Арзуманян М.С. Состояние и тенденции развития производства зерна в Красноярском крае // Вестник КрасГАУ. 2014. № 5. С. 3–9.
3. Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации: федер. закон от 23.11.2009 № 261-ФЗ // Рос. газ. 2009. 27 нояб. С. 19–21.
4. ГОСТ Р ИСО 50001-2012. Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по применению. М.: Стан-дартинформ, 2012. 60 с.
5. Обеспечение продовольственной безопасности в субъектах Российской Федерации как фактор обеспечения национальной безопасности (к парламентским слушаниям «Обеспечение продовольственной безопасности в субъектах Российской Федерации как фактор обеспечения национальной безопасности, 24 ноября 2016 г.): аналитический вестник № 44 (643) / под общ. ред. В.Д. Кривова; Комитет Совета Федерации по аграрно-продовольственной политике и природопользованию, Комитет Совета Федерации по обороне и безопасности, Аналитическое управление Аппарата Совета Федерации. М., 2016. С. 82–84.
6. Типсина Н.Н., Батура Н.Г. Технологические особенности производства цельнозернового ржаного хлеба // Приоритетные направления научно-технологического развития агропромышленного комплекса России: мат-лы национальной науч.-практ. конф. Рязань, 2019. С. 557–561.
7. Батура Н.Г., Типсина Н.Н. Изучение влияние злаковых хлопьев на качество хлебобулочных изделий // Вестник КрасГАУ. 2019. № 12 (198). С. 169–175.
