В последнее время остро стоит вопрос о рациональном питании и снабжении населения России продуктами питания профилактического назначения. Решение его во многом связано с разработкой и внедрением рецептур новых видов изделий диабетического назначения с применением нетрадиционного растительного сырья, в частности цикория.
Цикорий корневой обладает целебными свойствами, так как кроме инулина (до 61 %) и фруктозы (до 3 % к массе СВ) содержит целый комплекс ценных веществ: левулезу (10 – 20 %),белковые вещества – 3,6; жир – 0,3; безазотистые экстрактивные вещества – 15,4; горький гликозид интибин; пектин, холин, дубильные вещества. Установлено, что в корнеплодах цикория содержатся 33 элемента (в больших количествах – никель, цирконий, ванадий, железо, хром, цинк, медь) и витамины А, Е, В1, В2, В12, РР, С [1, 2].
Инулин эффективен при лечении атеросклероза, сахарного диабета, ожирения, различных интоксикаций, его производные обладают противоопухолевым действием [3]. Имеются данные об образовании комплексов инулина с Ca, Ba, Sr, что свидетельствует о его способности выводить ионы тяжелых металлов, яды, радионуклиды, причем в 2,5 раза интенсивнее, чем пектин.Биологически активные вещества цикория рефлекторно усиливают секрецию желудочного и кишечного сока, повышают аппетит.
Отвар корней цикория проявляет гипогликемическое действие. По данным C. Arullani (1937 г.) после приема 200 – 300 г сырья уровень сахара в крови снижается на 18 – 44 %. Введение в организм полисахаридного комплекса, структурной основой которого является инулиннезависимый сахар фруктоза, нормализует углеводный обмен организма [4]. Доказано воздействие цикория на функции печени при диабете.
Корни цикория не проявляют выраженного побочного действия и не являются токсичными. Однако при продолжительном применении они могут значительно усиливать выделение желудочного сока и желчи.
В настоящее время цикорий предлагается применять при создании новых функциональных продуктов питания. Наиболее удобным с точки зрения коррекции химического состава является хлеб. Однако ассортимент диетических сортов хлеба обновляется крайне неудовлетворительно, а на его долю приходится лишь 0,73 % среднегодовой выработки. Этот объем позволяет обеспечить специальными сортами хлеба лишь 16 % людей, страдающих сахарным диабетом, сердечно-сосудистыми и другими заболеваниями [5].
Целью научно-исследовательской работы явилась разработка технологии диабетических хлебобулочных изделий с применением пюре из клубней цикория.
Для получения пюре клубни цикория выдерживали в воде 10 – 15 мин, после чего их мыли проточной водой и затем очищали от кожицы. Очищенные клубни вторично мыли и измельчали на кусочки размером 10 × 20 мм. Для размягчения ткани проводили бланширование: дробленые клубни обрабатывали острым паром в течение 20 – 25 мин при температуре 100 – 105 ˚С. Бланшированную массу протирали на протирочных машинах с диаметром отверстий сит 1,5 мм. Для осветления и улучшения вкусовых качеств пюре из цикория в него добавляли лимонную кислоту из расчета 3 г на 1 кг готового продукта до достижения рН 4,5-4,7. Затем пюре нагревали до 85 – 90 ˚С для облегчения стерилизации. Полуфабрикат «Пюре из клубней цикория» фасовали в стеклянные банки и укупоривали металлическими лакированными крышками.
Химический состав пюре из клубней цикория, % (на СВ): влага – 78 %; инулин – 40, белок – 3,4, жир – 0,2, безазотистые экстрактивные вещества – 15,1; минеральные вещества, мг %: натрий – 4,2, калий – 191,5, кальций – 21, магний – 9,5, фосфор – 24, железо – 0,5, а также витамины, мг %: В1 – 0,03, В2 – 0,02, РР – 0,21, С – 8,4.
Для выбора оптимальных значений х1 – влажности теста (%) и х2 – дозировки пюре из клубней цикория (%) выполнили центральное композиционное рототабельное планирование эксперимента.
Интервалы варьирования факторов и установленные уровни представлены в табл. 1, система опытов – в табл. 2.
Таблица 1. Характеристики планирования
| Характеристика | х1 | х2 |
| Основной уровень (0) | 45,0 | 12,5 |
| Интервал варьирования | 1,42 | 1,77 |
| Верхний уровень (+1) | 46,42 | 14,27 |
| Нижний уровень (-1) | 43,58 | 10,73 |
| Верхняя звездная точка (+1,41) | 47,0 | 15,0 |
| Нижняя звездная точка (-1,41) | 43,0 | 17,0 |
По результатам планирования были рассчитаны регрессионные коэффициенты, и после исключения незначимых коэффициентов (по критерию Стьюдента) получены следующие уравнения регрессии (1) и (2):
Таблица 2. Опыты
| Система опытов | № опыта | Х1, % | Х2, % | Y1, см3/100 г | Y2, % |
| Опыты ПФЭ типа 22 | 1 | - 1 | - 1 | 320,0 | 80,0 |
| 2 | + 1 | - 1 | 328,0 | 81,0 | |
| 3 | - 1 | +1 | 326,0 | 82,0 | |
| 4 | + 1 | +1 | 340,0 | 82,5 | |
| Опыты в звездных точках | 5 | - 1,41 | 0 | 324,0 | 81,0 |
| 6 | + 1,41 | 0 | 341,0 | 82,8 | |
| 7 | 0 | - 1,41 | 330,0 | 81,3 | |
| 8 | 0 | + 1,41 | 345,5 | 83,0 | |
| Опыты в центре плана | 9 | 0 | 0 | 344,0 | 83,7 |
| 10 | 0 | 0 | 345,0 | 83,0 | |
| 11 | 0 | 0 | 344,5 | 83,5 | |
| 12 | 0 | 0 | 344,0 | 83,0 | |
| 13 | 0 | 0 | 343,5 | 83,7 |
; (1)
; (2)
где Хi – кодированные значения факторов.
Полученные уравнения адекватно описывали экспериментальные данные (при уровне значимости 5 %).
Для анализа поверхности отклика, описываемых уравнениями 1 и 2 и выбора оптимальных значений независимых переменных Х1 и Х2, уравнения регрессии были представлены в каноническом виде (3) и (4):
; (3)
; (4)
где Z1 и Z2 – переменные, связанные с кодированными переменными.
Анализ канонического уравнения позволяет сделать вывод о том, что искомые поверхности имеют вид Y1, Y2 – «холм», а линии равного уровня представлены эллипсами. Для поиска оптимальных значений независимых переменных Х1 и Х2 выполнили графический анализ поверхностей отклика, представленных линиями равного уровня, при этом задача оптимизации сформулирована следующим образом: необходимо выбрать такие значения влажности теста и дозировки пюре из клубней цикория, при которых будут выполняться условия (5):
(5).
При этом значения влажности теста и дозировки должны варьироваться в следующих пределах:
(6)
Полученные путем математической обработки результатов эксперимента дозировки были оценены по результатам пробных лабораторных выпечек. Из табл. 3 видно, что готовые изделия, полученные с применением пюре из клубней цикория, имеют более высокие показатели качества, чем изделия, приготовленные известным способом, а также имеют профилактическую направленность, в частности, диабетическую. При внесении в тесто пюре из клубней цикория менее 10 % и продолжительности брожения более 130 мин происходит ухудшение органолептических и физико-химических показателей готовых изделий, а также снижение профилактической ценности. Ухудшение качества готовых изделий было отмечено и при внесении в тесто пюре из клубней цикория более 15 % и продолжительности брожения менее 110 мин.
Таким образом, был сделан вывод о том, что рациональной является дозировка 12,5 %, обеспечивающая наилучшие органолептические и физико-химические показатели готовых изделий. На основе полученных результатов предложена рецептура и параметры процесса приготовления хлеба (табл. 4).
Благодаря содержанию в пюре из клубней цикория усвояемых сахаров, минеральных веществ и витаминов, органических кислот, основную часть которых составляют уксусная, яблочная, янтарная, молочная и винная в опытной пробе значение кислотности было более благоприятно для жизнедеятельности дрожжевых клеток, процессы газообразования и кислотонакопления протекали интенсивнее, чем в контроле, что позволило сократить продолжительность брожения со 160 – 180 мин до 100 – 120 мин.
Об улучшающем действии компонентов пюре судили также по бродильной активности теста. Бродильная активность сразу после замеса составила 15 мин, а в конце брожения - 3 мин. В контроле эти значения были равны 17 и 7 мин соответственно.
Таблица 3. Органолептические и физико-химические показатели хлеба
| Показатели | Контроль | Предложенный способ по содержанию пюре из клубней цикория, % | ||
| 1 (10 %) | 2 (12,5%) | 3 (15%) | ||
| 1. Органолептические | ||||
| 1.1 Внешний вид: | ||||
| - форма | Правильная | |||
| - поверхность | Без трещин и подрывов | |||
| - цвет | Светло-желтый | Светло-коричневый | ||
| 1.2 Состояние мякиша: | ||||
| - пропеченность | Пропеченный, не липкий | |||
| - промес | Без следов непромеса | |||
| - эластичность | Эластичный | |||
| - пористость | Мелкая, неравномерная | Мелкая, равномерная | ||
| 1.3 Вкус | Пресный, невыраженный | Хорошо выраженный, с легким привкусом цикория | С горьким привкусом | |
| 1.4 Запах | Невыраженный | Хорошо выраженный, без постороннего запаха | ||
| 2. Физико-химические | ||||
| 2.1 Влажность, % | 44,0 | 44,0 | 44,0 | 44,0 |
| 2.2 Кислотность, град | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 2,4 |
| 2.3 Пористость, % | 78,0 | 80,0 | 83,7 | 84,0 |
| 2.4 Удельный объем, см3 / 100 г | 302 | 330 | 344 | 347 |
| 2.5 Белизна, условных единиц прибора БЛИК-РЗ | 14,6 | 10,2 | 9,3 | 8,5 |
Таблица 4. Рецептура и параметры процесса приготовления теста
| Наименование сырья и показателей процесса | Расход сырья и параметры процесса | |
| Проба 1 (контроль) | Проба 2 | |
| Мука пшеничная высшего сорта, г | 100,0 | 100,0 |
| Дрожжи хлебопекарные прессованные, г | 2,5 | 2,5 |
| Соль поваренная пищевая, г | 1,3 | 1,3 |
| Пюре из клубней цикория, г | - | 12,5 |
| Вода, г | По расчету | |
| Влажность, % | 45 | 45 |
| Температура начальная, °С | 32-34 | 32-34 |
| Продолжительность замеса, мин | 5-7 | 5-7 |
| Продолжительность брожения, мин | 160-180 | 100-120 |
| Кислотность конечная, град, не более | 3,0-3,2 | 3,2-3,4 |
В процессе брожения теста его динамическая вязкость снижалась, причем за 120 мин брожения в контроле уменьшалась с 1240 до 598 Па·с, а в пробе – с 784 до 475 Па·с. Такие результаты объясняются более интенсивным кислотообразованием в опытных пробах с применением пюре из клубней цикория, в результате чего снижается активность ферментов, оказывающих негативное воздействие на структурный каркас теста.
Изделия, полученные с применением 12,5 % пюре из клубней цикория, по пористости и удельному объему, превосходили контроль на 5,7 и 14 % соответственно. Содержание бисульфитсвязывающих веществ, характеризующих ароматический комплекс готовых изделий, мг-экв J2/100 г СВ в опытной пробе было значительно выше (табл. 5).
Улучшение органолептических показателей изделий объясняется тем, что пюре из клубней цикория становится дополнительным источником сахаров. При взаимодействии аминокислот и восстанавливающих сахаров изделия образуются темноокрашенные продукты (меланоидины), в результате изделия приобретают более насыщенную окраску и более выраженный вкус и аромат.
Таблица 5. Химический состав хлеба
| Показатели качества | Пробы | |
| 1 (контроль) | 2 | |
| Влажность, % | 44,0 | 44,0 |
| Белизна, усл. единиц прибора БЛИК-РЗ | 14,6 | 9,3 |
| Массовая доля сахара, % | 1,18 | 1,23 |
| Массовая доля сырого протеина,% | 12,4 | 13,12 |
| Массовая доля жира,% | 1,1 | 1,24 |
| Массовая доля легкоусвояемых углеводов, % крахмал и декстрины моно- и дисахара Массовая доля неусвояемых углеводов, % |
45,2 1,2 4,4 |
44,8 1,4 4,7 |
| Массовая доля инулина, % | 0 | 4,56 |
| Содержание бисульфитсвязывающих веществ, мг-экв/100 г СВ в мякише в корке |
13,4 43,5 |
33,9 163,3 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Яценко А.А., Корниенко А.В., Жужжалова Т.П. Цикорий корнеплодный. – Воронеж: ВНИИСС, 2002. – 135 с.
- Гельгор В. Цикорий// Химия и жизнь. – 1997. - №6 – С. 57-59.
- Машанов В. И., Покровский А.А. Пряно-ароматические растения. – М.: Агропромиздат, 1991. – 87 с.
- Бугаенко И. Ф. Заменители сахара. – М, 1996. – 41 с.
- Дугин П.И., Иванихина Л.Н., Иванихин А.А. Проблемы становления и развития рынка цикория// Междунар. с.-х. журнал. – 2000. - №1. – С. 51-56.