Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Карачанская Т.А. 1 Красина И.Б. 1 Кожина А.С. 1 Харченко Е.О. 1

---

1 ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет»

В статье приведены данные исследования влияния свекловичных пищевых волокон и стевиозида на органолептические и физико-химические показатели качества пряничных изделий. Приведены данные по определению оптимальных дозировок стевиозида и свекловичных пищевых волокон. Отмечено положительное влияние стевиозида и свекловичных пищевых волокон на органолептические показатели качества пряничных изделий. На основании результатов дегустаций установлено, что для всех разработанных изделий характерна высокая оценка по показателям «сладкий», «сдобный» и «пряный». Во всех изделиях отсутствуют отрицательные признаки. По физико-химическим показателям отмечено, что опытные образцы пряников отличаются большим объемом, меньшей плотностью и большей намокаемостью. Для исследования взаимодействия различных факторов, определяющих органолептические и физико-химические показатели заварных пряничных изделий, применены математические методы планирования эксперимента. С использованием методов математического планирования эксперимента установлены оптимальные дозировки внесения свекловичных пищевых волокон и стевиозида к массе муки, обеспечивающие наиболее высокие показатели качества пряничных изделий.

Статья в формате PDF

776 KB

свекловичные пищевые волокна

стевиозид

пряничные изделия

органолептические и физико-химические показатели

1. Аксёнова Л.М., Святославова И.М., Савенкова Т.В. Новые подходы к разработке технологии производства функциональных кондитерских изделий на основе принципа прослеживаемости // Кондитерское производство. – 2013. – № 3. – С. 6–8.

2. Карачанская Т.А., Красина И.Б., Данович Н.К., Красюк А.В. Применение стевиозида и пищевых волокон Камецель FW200 в кондитерских изделиях без сахара // Изв.вузов. Пищевая технология. – 2010. – № 4. – С. 43–44.

3. Красина И.Б. Биологически активные добавки из стевии в производстве мучных кондитерских изделий. – Краснодар, 2007. – 121 с.

4. Красина И.Б. Теоретическое и экспериментальное обоснование диабетических мучных кондитерских изделий с применением растительных биологически активных добавок: автореф. дис. ... д-ра техн. наук – Краснодар, 2008. – С. 53.

5. Красина И.Б. Научно-практическое обоснование технологий мучных кондитерских изделий функционального назначения. // Известия ВУЗов. Пищевая технология. – 2007. – № 5. – С. 33–37.

В последние годы российский рынок продуктов питания достаточно широко представлен мучными кондитерскими изделиями, которые пользуются высоким спросом у населения различных возрастных групп. Основным направлением развития перерабатывающей индустрии на современном этапе является обеспечение населения качественно новыми функциональными пищевыми продуктами [1]. Кондитерские изделия не относятся к продукции первой необходимости, однако они пользуются постоянно растущим спросом населения.

С учетом мировых тенденций развития пищевой промышленности с ориентацией на функциональные пищевые продукты следует констатировать, что кондитерские изделия нуждаются в существенной коррекции их химического состава в направлении увеличения содержания минеральных элементов и пищевых волокон при одновременном снижении энергетической ценности [3, 4]. Оценка применяемого сырья свидетельствует о необходимости научно обоснованного выбора рецептурных компонентов, обеспечивающих формирование дополнительных функциональных свойств продуктов и их обогащение пищевыми волокнами и минеральными веществами [5].

При исследовании влияния полной замены сахара-песка на стевиозид и свекловичные пищевые волокна необходимо было, прежде всего, определить, насколько адекватными по органолептическим показателям получаются разрабатываемые пряничные изделия аналогичным изделиям с сахарозой [2]. В связи с этим были определены изменения органолептических показателей качества пряничных изделий при внесении различных дозировок стевиозида и свекловичных пищевых волокон. Результаты этих исследований приведены в табл. 1.

Таблица 1

Органолептические показатели качества пряников

Как видно из данных табл. 1, исключение из рецептуры опытных образцов сахара и замена их стевиозидом и свекловичными пищевыми волокнами не повлияло на структуру и форму готовых изделий. Внесение стевиозида и свекловичных пищевых волокон придало пряничным изделиям более выраженный вкус и аромат сухих духов, золотистый цвет; стабилизировало форму и поверхность за счет структурообразующей, водо-и жиросвязывающей способности свекловичных пищевых волокон.

Таким образом, можно отметить положительное влияние стевиозида и свекловичных пищевых волокон на органолептические показатели качества пряничных изделий.

С целью определения органолептических показателей, характеризующих потребительскую привлекательность продукта, к готовым пряничным изделиям был применён системный подход. Так как в опытных образцах пряничных изделий полностью заменяли сахар стевиозидом, необходимо было определить адекватность вкуса опытных образцов пряничных изделий аналогичным изделиям с сахаром, поэтому объектом исследования был признан вкус изделия. Для дегустации были приготовлены пряничные изделия с различным содержанием стевиозида, при этом свекловичные пищевые волокна вносили в количестве 10 % к массе муки.

Рис. 1. Профилограмма вкуса пряников

На основании результатов дегустаций строили диаграммы вкуса изделий. При построении диаграмм придерживались следующего порядка: в верхней ее части располагали интегрированное положительное впечатление от оцениваемого продукта (общее впечатление), в нижней части – отрицательное (отрицательное ощущение); единичные признаки по мере значимости их вклада во вкус объекта откладывали справа (положительные) и слева (отрицательные) от линии «общее впечатление – отрицательные ощущения». Интенсивность признака характеризовали по пятибалльной шкале.

На рис. 1 приведены профилограммы вкуса разработанных пряничных изделий.

Для всех разработанных изделий характерна высокая оценка по показателям «сладкий», «сдобный» и «пряный». Во всех изделиях отсутствуют отрицательные признаки.

Физико-химические показатели разработанных видов пряничных изделий приведены в табл. 2.

Данные, приведенные в табл. 2, показывают, что опытные образцы пряников отличаются большим объемом, меньшей плотностью и большей намокаемостью. Равномерная пористая структура изделий обусловлена уменьшением вязкости теста для пряников, и в связи с этим в процессе замеса частицы добавок лучше распределяются по всему объему.

Для исследования взаимодействия различных факторов, определяющих органолептические и физико-химические показатели заварных пряничных изделий, применены математические методы планирования эксперимента. Математическая модель имеет вид уравнения регрессии, найденного статистическими методами на основе экспериментов. В качестве основных факторов были выбраны: X1 – массовая доля свекловичных пищевых волокон (% к массе муки); X2 – массовая доля стевиозида, (% к массе муки). Все эти факторы совместимы и некоррелированы между собой. Критерием оценки влияния различных факторов на органолептические и физико-химические показатели пряничных изделий были выбраны: Y1 – намокаемость, %; Y2 – комплексный показатель качества.

Программа исследований была заложена в матрицу планирования экспериментов. Для исследований выбран полный факторный эксперимент. В этом случае применено центральное композиционное рототабельное униформпланирование. Порядок опытов рандомизировали посредством таблицы случайных чисел, что исключает влияние неконтролируемых параметров на результаты эксперимента. Опыты в каждой точке матрицы выполняли два раза.

При этом были рассчитаны регрессионные коэффициенты, определена значимость каждого из них. Установлено, что в соответствии с критерием Стьюдента все коэффициенты являются значимыми. По критерию Фишера установлено, что уравнения регрессии адекватно описывают результаты эксперимента.

Полученные уравнения регрессии имеют вид

(1)

(2)

Таблица 2

Физико-химические и показатели качества пряников

Анализ уравнений регрессии (1) и (2) позволяет выделить факторы, наиболее влияющие на рассматриваемый процесс. На намокаемость и комплексный показатель качества пряничных изделий наибольшее влияние оказывает дозировка свекловичных пищевых волокон, содержание стевиозида также изменяет физико-химические свойства пряников, но в меньшей степени. Знак плюс перед коэффициентом при линейных членах указывает на то, что при увеличении этого параметра значение выходного параметра возрастает.

Уравнения регрессии (1) и (2) позволяют не только предсказать значения намокаемости Y1 и комплексного показателя качества пряников Y2, но и дают информацию о поверхности отклика.

Окончательно уравнение регрессии в канонической форме примет вид

(3)

Изобразим полученную поверхность на рис. 1.

Подставляя в последние выражения значения величин X1, X2 (∠p = 0), получим окончательно соотношения

X1 = Z1 + 1,53; (4)

X2 = Z2 + 0,7. (5)

Графический анализ показал, что поверхность отклика является экстремальной и имеет вид «вершины» (коэффициенты канонического уравнения (3) имеют отрицательные знаки). Линии равного уровня поверхности отклика представляют собой эллипсы, вытянутые вдоль оси X2; это подтверждается также тем, что значение коэффициента B11, входящего в каноническое уравнение (3), незначительно отличается от значения коэффициента B22.

Решая систему уравнений относительно X1 и X2, определим координаты центра поверхности: X1S = –1,1 и X2S = 0,5.

Подставляя найденные значения в уравнение регрессии (2), определим значение функции отклика в центре поверхности Y2 = 0,76.

Окончательно уравнение регрессии в канонической форме примет вид

(6)

Получили поверхность, представленную на рис. 2.

Подставляя значения величин X1, X2 (∠p = 0), получим окончательно соотношения между координатами:

X1 = Z1 – 1,1; (7)

X2 = Z2 + 0,5. (8)

Графический анализ показал, что поверхность отклика является экстремальной и имеет вид «впадины» (коэффициенты канонического уравнения имеют положительные знаки). Линии равного уровня поверхности отклика представляют собой эллипсы, вытянутые вдоль X2, что подтверждается также тем, что значение коэффициента B11, входящего в каноническое уравнение, превышает значение коэффициента B22.

Рис. 2. Поверхность отклика намокаемости

Следующий этап заключается в выборе оптимального соотношения рецептурных компонентов (факторы X1 и X2) для приготовления пряников функционального назначения со свекловичными пищевыми волокнами и стевиозидом.

При этом графически была рассмотрена «компромиссная» задача, сформулированная следующим образом. Располагая математическими моделями в виде уравнений регрессии или каноническими формами уравнений регрессии, требуется определить такие значения факторов X1 и X2, которые обеспечивали бы заданную намокаемость (Y1) и комплексный показатель качества (Y2) пряников. При этом на факторы накладываются ограничения 2,95 < X1 < 17,05 (%); 8,13 < X2 < 27,87 (%).

Рассматривая задачу графически, оптимальным следует считать режим, которому соответствуют точки на факторной плоскости, полученные пересечением линий равного уровня намокаемости и комплексного показателя качества пряников заданных значений. Для достижения заданных значений Y1 и Y2 возможна реализация нескольких режимов, например, а, б, ..., ж (табл. 3).

Фактор Х1 изменяется в диапазоне: 0,38–0,98 (в натуральном виде от 10,9 % до 15,9 %); фактор Х2 изменяется в диапазоне: – 1,1–0,9 (в натуральном виде от 0,23 % до 0,25 %). На факторной плоскости область изменения значений факторов представляет собой прямоугольник с координатами (0,38; 0,9); (0,98; 0,9); (0,38; –1,1); (0,98; –1,1). Переходя от кодированных значений к натуральным значениям, получим следующие оптимальные соотношения рецептурных компонентов для приготовления пряников (табл. 4).

Рис. 3. Поверхность отклика комплексного показателя качества пряников

Таблица 3

Зависимость намокаемости и комплексного показателя качества от массовой доли свекловичных пищевых волокон и стевиозида

Таким образом, на основании проведенных исследований установлено, что замена сахара свекловичными пищевыми волокнами и стевиозидом улучшает органолептические и физико-химические показатели качества пряничных изделий, при этом на 5–10 % снижается плотность готовых изделий и на 10–12 % увеличивается их намокаемость. С использованием методов математического планирования эксперимента установлено, что внесение свекловичных пищевых волокон в количестве 10,9–15,9 % и стевиозида – 0,23–0,25 % к массе муки обеспечивает наиболее высокие показатели качества пряничных изделий.

Рецензенты:

Тимофеенко Т.И., д.т.н., профессор кафедры технологии зерновых, хлебных, пищевкусовых и субтропических продуктов, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодар;

Илларионова В.В., д.т.н., профессор кафедры технологии жиров, косметики, товароведения, процессов и аппаратов, ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет», г. Краснодар.

Библиографическая ссылка