Характер питания человека в полной мере определяет функционирование всех его органов и систем, физическую и психоэмоциональную активность. При этом имеют значение не только общий объем питания, энергетическая ценность пищи, содержание в ней таких ключевых нутриентов, как белки, жиры и углеводы, но также уровень макро- и микроэлементов, витаминов и многих других веществ, роль которых не всегда учитывается в должной мере. К таким, в частности, относится группа веществ, поступающих в организм человека в составе продуктов питания – пребиотики [1].
Слово «пребиотик» все более активно входит в лексикон производителей и потребителей пищевых продуктов. Эти вещества, не перевариваясь под действием пищеварительных ферментов, поступают в кишечник в неизменном виде, обеспечивая избирательный рост полезной микрофлоры кишечника. Интересно, что использование инулина уходит в глубину веков. Данные археологических раскопок в разных частях мира показывают, что пребиотики употреблялись в пищу человеком более 40 тысяч лет назад. Исследования хорошо сохранившихся древних стоянок в местах с засушливым климатом и медленной эрозией почв позволили предположить, что ежедневный рацион древнего человека содержал около 200 г различных пищевых волокон, в том числе до 50 г инулина, встречающегося во множестве корнеплодов. Современный рацион, наоборот, содержит мало волокон, зато много жиров и очищенных углеводов.
Инулин и олигофруктоза и в современном мире являются наиболее используемыми пребиотиками, производимыми в промышленных масштабах водной экстракцией из корня цикория [5].
Это природные полисахариды, содержащиеся во множестве растений, входящих в рацион человека (луке, чесноке, пшенице, цикории, топинамбуре), всего известно 36000 таких растений. В промышленности эти ингредиенты получают из корня цикория по технологии, аналогичной производству сахара из сахарной свеклы.
Наряду с непосредственными положительными эффектами (улучшением перистальтики кишечника и состава микрофлоры) инулин и олигофруктоза дают еще целый ряд опосредованных эффектов: укрепление иммунитета, улучшение усвоения важнейших минералов, прежде всего – кальция и магния, подтвержденное на людях разных возрастных категорий, снижение уровня холестерина, триглицеридов крови и даже снижение риска рака кишечника [7].
Оба ингредиента могут использоваться в диабетической и низкоуглеводной диетах и имеют достаточно низкую калорийность – инулин – 1 кал/г, олигофруктоза – 1,5 кал/г.
Инулин и олигофруктоза имеют аналогичные диетические свойства, однако различаются по технологическим свойствам, прежде всего, по растворимости и вкусу.
Олигофруктоза обладает высокой растворимостью, но не кристаллизуется и не выпадает в осадок. Поэтому она производится как в виде порошка, так и в виде сиропа, содержащего 75 % сухого вещества. По своим технологическим свойствам и вкусу она похожа на сахар и поэтому может частично и полностью заменять его в различных рецептурах. Однако уровень ее сладости составляет всего треть от сладости сахара, поэтому при полной замене сахара олигофруктоза используется в сочетании с интенсивными подсластителями или фруктозой. Подходит для диабетического питания, так как имеет крайне низкий гликемический индекс. При этом она маскирует неприятное послевкусие, улучшает органолептические показатели, максимально приближая вкус таких продуктов к вкусу традиционных продуктов на сахаре. Получающиеся продукты к тому же имеют пониженную калорийность и полезны для здоровья в связи со свойствами олигофруктозы. Согласно исследованию, опубликованному в июне 2007 года «Европейским журналом клинического питания», олигофруктоза может увеличить поглощение и отложение кальция в костях [8].
Олигофруктоза является продуктом частичного ферментативного гидролиза инулина. Она представляет собой смесь олигосахаридов, состоящих из линейных цепочек фруктозных звеньев, соединенных между собой β-2,1-связями. Семейство олигофруктозы отличается от инулина степенью полимеризации, которая может колебаться от 2 до 8, в то время как степень полимеризации инулина может достигать 60 [5].
Инулин из цикория обладает довольно низкой растворимостью в воде – стандартный инулин не более 10 %, длинноцепочечный – не более 1 % при комнатной температуре. Поэтому инулин производится только в виде порошка. Инулин имеет нейтральный слабосладкий вкус (стандартный – 10 % от сладости сахара, длинноцепочечный – 0 %). Основным технологическим свойством инулина является его способность образовывать с водой белый непрозрачный кремообразный гель. Процесс включает интенсивное диспергирование твердого инулина в водной среде с помощью мешалки или гомогенизатора с последующим выдерживанием полученной дисперсии в течение некоторого времени. При этом инулин распадается на мелкие субмикронные твердые частицы, которые образуют трехмерную ячеистую структуру в форме геля, в состав которого входит ассоциированная вода. Полученный гель имеет нейтральный вкус и короткую текстуру, очень близкую к текстуре жира. Поэтому инулин может имитировать присутствие жира в обезжиренных продуктах, улучшая их текстуру и органолептические свойства, приближая эти показатели к качествам продуктов нормальной жирности. Кроме того, при использовании в аэрированных продуктах (муссах, пудингах, мороженом) и эмульсиях (молочных спредах, пастах) инулин обеспечивает повышение их стабильности.
Молекулярная масса инулина находится в пределах 5000-6000 условных единиц. Известно и используется на практике положительное влияние растительных инулинсодержащих продуктов на регуляцию обмена веществ при заболеваниях сахарным диабетом, атеросклерозом, ожирением. Использование инулина в пищевой промышленности сводится в замене жиросодержащих веществ [2].
Широко используется во всех отраслях пищевой промышленности для производства продуктов с дополнительной потребительской ценностью, в том числе для производства продуктов детского питания. Обладает очень низкой калорийностью.
Инулин и олигофруктоза вводятся в виде эмульсии с водой, способствующей увеличению количества свободной влаги. Вероятно, это и связано с тем, что при введении инулина и олигофруктозы происходит снижение общей продолжительности приготовления песочных и кексовых изделий [3].
Цель исследования заключалась в улучшении качества вафельных изделий, снижении энергетической ценности и сахароемкости за счет замены сахара и части жира сладким агентом – BeneoTMSynergy1, состоящим из порошка инулина и олигофруктозы [6].
Технический результат достигался тем, что вафли с начинкой включали вафельные листы, содержащие муку пшеничную, меланж, масло растительное, питьевую соду, соль пищевую, лецитин и начинку, содержащую жир кондитерский, крошку вафельную и вкусовой наполнитель, в качестве сладкого агента содержит стевиозид и BeneoTMSynergy1, а вкусовой наполнитель представляет смесь стевиозида, BeneoTMSynergy1 и протелака в соотношении по массе 1:65:150, предварительно гомогенизированную при 2000 об/мин перед смешиванием при следующем соотношении компонентов начинки, мас. %:
|
Жир кондитерский |
27,5–34,4 |
|
Вафельная крошка |
4,2–6,3 |
|
Смесь вкусового наполнителя |
62,7–68,3 |
Использование в качестве сладкого агента BeneoTMSynergy1, состоящего из порошка инулина и олигофруктозы, позволяет получить мучное кондитерское изделие, обладающее диетическими и пребиотическими свойствами. Наряду с замечательными диетическими свойствами инулин и олигофруктоза обладают рядом технологических преимуществ. Олигофруктоза может частично или полностью заменять сахар, так как по технологическим свойствам она близка к сахару. Она имеет высокую растворимость, но не кристаллизуется и не выпадает в осадок, а также имеет нейтральный сладковатый вкус без постороннего привкуса и послевкусия и профиль сладости, очень близкий к профилю для сахарозы. Инулин обладает способностью частично или полностью заменять жир в различных продуктах благодаря образованию кремообразного геля с водой, который имеет нейтральный вкус и короткую текстуру, очень близкую к текстуре жира. Таким образом, добавление инулина и олигофруктозы в пищевые продукты позволяет понизить содержание жира и сахара, а значит, и калорийность при сохранении их потребительских качеств, придавая этим продуктам дополнительную полезность для здоровья [4].
Влияние ингредиентов на качество вафель
|
Наименование показателя |
Контроль |
Разработанный образец |
|
Вкус |
Сладкий, хрустящий, без постороннего привкуса, свойственный данному виду изделия |
Сладкий, хрустящий, оставляет легкое послевкусие |
|
Запах |
Свойственный данному виду изделия, молочный, без постороннего запаха |
|
|
Цвет |
Цвет листа – светло-желтый, в разрезе – комбинированный. Цвет начинки – однородный, белый, с кремовым оттенком |
|
|
Внешний вид, поверхность |
Поверхность плоская, равномерная, с чётким рисунком клеток, края- с ровным обрезом без подтёков. Вафли имеют одинаковый размер и правильную форму. Начинка не выступает за края. Вафельный лист плотно соприкасается с начинкой, нет сдвигов вафельных пластов |
|
|
Строение в изломе |
Вафельные листы равномерно пропеченные, с развитой пористостью, обладающие хрустящими свойствами, начинка распределена равномерно |
|
|
Качество начинки |
Начинка однородной консистенции, без комочков |
Начинка однородной консистенции, без крупинок и комочков, легко тающая, маслянистая. В готовом изделии – плотная, не дающая сдвиг вафельным листам |
|
Физико-химические показатели образцов вафель |
||
|
Влажность, % |
3,0 |
2,4 |
|
Массовая доля жира в пересчёте на СВ, % |
26,85 |
20,37 |
|
Массовая доля золы, нерастворимой в растворе соляной кислоты с массовой долей 10 %, % |
0,086 |
0,068 |
|
Массовая доля общего сахара по сахарозе в пересчёте на СВ, % |
40,4 |
отсутствие |
Поскольку стевиозид обладает высокой степенью сладости, то при использовании его в пищевых продуктах, где сахар выполняет роль основного сырьевого компонента, необходимо подбирать продукты, являющиеся наполнителями. В качестве такого продукта мы выбрали протелак, натуральный высококачественный сырьевой продукт для пищевой промышленности, состоящий из рафинированного растительного жира, молочного протеина и лактозы.
Экспериментальным путем было определено оптимальное соотношение вкусового наполнителя, который представляет смесь стевиозида, BeneoTMSynergy1 и протелака в соотношении по массе 1:65:150 для достижения оптимальных органолептических и реологических показателей. При этом предварительно смесь вкусового наполнителя гомогенизируют при 2000 об/мин перед смешиванием, что позволяет достичь необходимой вязкости для обеспечения технологичности процесса. Качественные и количественные показатели полученных вафель с начинкой показаны в таблице.
Доказанная полезность для здоровья инулина и олигофруктозы, их высокая технологичность, способность понижать содержание жира и сахара, а значит, и калорийность, обеспечивать готовым продуктам функциональные свойства и прекрасные потребительские качества делает их инновационными пищевыми ингредиентами, открывающими новые горизонты перед производителями продуктов питания и в создании продуктов будущего.
Работа выполнена в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук (МК-1133.2014.4) по теме «Разработка инновационных технологий и рецептур кондитерских изделий функционального назначения с использованием симбиотиков».
Рецензенты:
Росляков Ю.Ф., д.т.н., профессор, зав. кафедрой технологии хлебопекарного, макаронного и кондитерского производства, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодар;
Ильинова С.А., д.т.н., профессор кафедры технологии жиров, косметики, товароведения, процессов и аппаратов, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодар.
Работа поступила в редакцию 23.07.2014