Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,749

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИКОРИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ДИАБЕТИЧЕСКИХ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Пащенко Л.П., Рябикина Ю.Н., Коломникова Я.П., Корниенко А.В.
Цикорий клубневой представляет собой уникальное сырье, так как кроме инулина (до 61 %) и фруктозы (до 3 % к массе СВ) содержит целый комплекс ценных веществ: левулезу (10 – 20 %), дубильные вещества, органические кислоты, витамины В1, В2, РР, С; макро- и микроэлементы, белки, пектины, горький гликозид интибин. Включение продуктов его переработки в рецептуры новых пищевых продуктов позволяет корректировать их состав и обеспечить им функциональные свойства. Хлеб «Эврика» с заменой сахара-песка на пюре из корнеплодов цикория имеют более высокие показатели качества, чем изделия, приготовленные известным способом, а также имеют лечебно-профилактическую направленности, в частности диабетическую.

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

Реализация предложенного способа приготовления хлебобулочных изделий «Эврика» в промышленных условиях производится с помощью оборудования, имеющегося на предприятии, необходима установка дозатора для пюре из клубней цикория.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Яценко А.А., Корниенко А.В., Жужжалова Т.П. Цикорий корнеплодный. – Воронеж: ВНИИСС, 2002. – 135 с.
  2. Гельгор В. Цикорий// Химия и жизнь. – 1997. - №6 – С. 57-59.
  3. Машанов В. И., Покровский А.А. Пряно-ароматические растения. – М.: Агропромиздат, 1991. – 87 с.
  4. Бугаенко И. Ф. Заменители сахара. – М, 1996. – 41 с.
  5. Дугин П.И., Иванихина Л.Н., Иванихин А.А. Проблемы становления и развития рынка цикория// Междунар. с.-х. журнал. – 2000. - №1. – С. 51-56.

Библиографическая ссылка

Пащенко Л.П., Рябикина Ю.Н., Коломникова Я.П., Корниенко А.В. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИКОРИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ ДИАБЕТИЧЕСКИХ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 9. – С. 20-25;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=3430 (дата обращения: 27.11.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074