Результат интеллектуальной деятельности: Ингредиентный состав (композиция) и способ производства овсяного печенья с применением функционального ингредиента - пектина древесной зелени сосны обыкновенной

Изобретение относится к отрасли пищевой промышленности.

Изобретение может быть использовано при производстве обогащенных мучных кондитерских изделий, содержащих физиологически функциональный ингредиент - пектин, который повышает пищевую ценность нового изделия за счет высокого содержания пектина (30% от суточной физиологической потребности).

Разработанный вид овсяного печенья можно отнести к группе функциональной продукции. Пектин обладает комплексообразующей способностью по отношению к ионам свинца (II), которая составляет 83,60 мг Pb²⁺/г. Благодаря комплексообразующему свойству по отношению к металлам пектин древесной зелени является незаменимым ингредиентом в производстве пищевой продукции функционального назначения в качестве детоксиканта [Речкина Е.А. Переработка древесной зелени сосны обыкновенной с получением пектиновых веществ: автореф. дис. кан. техн. Наук / Е.А. Речкина. - Красноярск, 2012 - С. 19].

Пектин древесной зелени сосны обыкновенной применяется в составе овсяного печенья не только как функциональный ингредиент, но и в качестве влагоудерживающей добавки, позволяющей снизить активность воды, увеличить количество связанной воды, что обеспечивает замедления процесса черствения продукции, микробиологической порчи и увеличения срока ее хранения.

Известны составы пищевых кондитерских мучных, желейных или кисломолочных продуктов с использованием водорастворимых гелеобразующих (желирующих) полисахаридов - пектинов, импортных, получаемых из фруктов, ягод, некоторых овощей. Использование в составах пищевых продуктов импортных дорогостоящих пектинов ограниченной доступностью обусловливает повышение стоимости продуктов и сокращение технологических возможностей их производства.

Ключевой проблемой, сдерживающей развитие рынка пектинсодержащего сырья, является отсутствие в России производства пектина и, как следствие, высокая цена и импортозависимость отечественных предприятий пищевой промышленности [Губаненко Г.А. Формирование качества мучных кондитерских изделий на основе комплексного исследования нетрадиционных видов растительного, сырья Красноярского края: диссертация … доктора технических наук: 05.18.15. Место защиты: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности]. - Кемерово, 2015. - 458 с.].

Источником для промышленного получения пектина служит древесная зелень сосны обыкновенной. Древесная зелень сосны обыкновенной стоит по объему на втором месте после древесины и составляет 10-20% дерева. Объем ежегодной вырубки Красноярского края равен 16,3 млн. руб. м, или 25,2% от уровня расчетной лесосеки. [[Губаненко Г.А. Формирование качества мучных кондитерских изделий на основе комплексного исследования нетрадиционных видов растительного сырья Красноярского края: диссертация … доктора технических наук: 05.18.15… Место защиты: Кемеровский технологический институт пищевой промышленности]. - Кемерово, 2015. - 458 с.].

В Сибирском технологическом университете разработана технология комплексной переработки древесной зелени сосны обыкновенной с получением пектина [RU 2364409 Способ переработки древесной зелени сосны обыкновенной / Е.А. Речкина, Г.А. Губаненко, Л.П. Рубчевская; опубл. 20.08.2009].

Пектин, производящийся из древесной зелени сосны обыкновенной ООО «Эковит» (г. Красноярск) соответствует по показателям качества требованиям ТУ 9169-012-02067876-2013, приведенных в таблицах 1-2.

Высокоэтерифицированный пектин древесной зелени сосны обыкновенной содержит степень этерификации 57% и обладает полифункциональными химическими свойствами вследствие содержания в своем составе карбоксильных, альдегидных и гидроксильных групп [Е.А. Речкина. Переработка древесной зелени сосны обыкновенной с получением пектиновых веществ. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Красноярск, ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет», 2012. С. 13].

Также известны составы кондитерских мучных изделий с использованием водорастворимого гелеобразующего полисахарида древесно-хвойного происхождения - арабиногалактана, состоящего из галактозы и арабинозы, и, содержащего около 13% ПГА [Влияние арабиногалактана и пектина из каллуса смолевки обыкновенной silenevulgaris накалиевые каналы нейрональной мембраны. А.И. Вислобоков, В.И. Прошева, Е.А. Гюнтер, К.Н. Мельников / Институт физиологии Коми НЦ УрО РАН, Санкт-Петербургский Государственный Медицинский Университет имени академика И.П. Павлова].

Например, известен состав для производства овсяных пряников [RU 2460303. Композиция и способ производства овсяных пряников с использованием профилактической добавки - арабиногалактана]. Композиция содержит пшеничную и овсяную муку, сахар-песок, маргарин, изюм, соль пищевую, лецитин, ванилин, корицу, углеаммонийную соль, соду питьевую и профилактическую добавку. Профилактическая добавка представляет собой порошок арабиногалактана из древесины лиственницы сибирской и лиственницы Гмелина.

Недостатком известного состава пряников является сокращение срока хранения, обусловленного недостаточностью степени гелеобразования и стабильности жировой (маргариновой) эмульсии, вследствие использования добавок арабиногалактана, содержащего около 13% ПГА, и, имеющего свойства аналогичные свойствам низкоэтерифицированного пектина.

Аналогом изобретения является состав печенья [RU 2034477 Затяжное печенье «Алфавит»], содержащее низкоэтерифицированный яблочный пектин.

Состав печенья, (% массовых):

Прототипом изобретения является состав печенья сахарного, включающего низкоэтерифицированный пектин [RU 2436386 Композиция для приготовления сахарного печенья].

Состав печенья, (г):

Известен способ приготовления овсяного печенья без добавления сахара с подсластителями (изомальтом, мальтитом, стевиозидом) и яблочными пищевыми волокнами. Овсяное печенье, как и большинство мучных кондитерских изделий, относится к изделиям с низкой активностью воды (a_w<0,6). В связи с этим при его хранении возникает проблема - черствение печенья. Поэтому в производстве овсяного печенья все чаще используют влагоудерживающие агенты, в основном пропиленгликоль и их смеси в дозировке 0,3% к массе изделия. В данной работе использовали в качестве влагоудерживающего наполнителя сахарозаменители, в связи, с чем печенье долго сохраняет потребительские свойства и не черствеет. При замене сахара на полиолы и интенсивные подсластители не происходит взбивание масла с полиолами. В связи с этим необходимо модифицировать технологию приготовления овсяного печенья. Применение сахарозаменителей (сорбита, мальтита или их смесь) влияет на потребительские свойства: печенье после выпечки сильно крошится, недостаточно сладкое, имеет ярко-выраженное горькое послевкусие [Спахова М.В. Овсяное печенье со стевиозидом / М.В. Спахова, Н.Б. Колендина, О.С. Воеводина // Пищевая промышленность. - №11. - 2012. - С. 61-63].

Известен способ совершенствования ингредиентного состава овсяного печенья, изменяя соотношения основных компонентов и добавляя крахмал в качестве влагоудерживающей добавки. Увеличили количество овсяной муки, уменьшили сахар, пшеничную муку, добавили крахмал, лимонную кислоту и часть соды заменили углекислым аммонием. Модифицированная рецептура позволила улучшить качество овсяного печенья (нормируемые органолептические и физико-химические показатели) и снизить его энергетическую ценность [Парфенова Т.В. Совершенствование рецептуры - путь повышения качества овсяного печенья / Т.В. Парфенова, Т.К. Каленик // Кондитерское производство. №1. - 2007. - С. 32-34].

Недостатками указанного прототипа, а также аналога, являются во-первых, снижение качества мучных кондитерских изделий вследствие сокращения срока хранения, обусловленного недостаточностью степени гелеобразования, а также недостаточностью стабильности жировой - масляной или маргариновой - эмульсии,

во-вторых, повышение стоимости изделий, ввиду использования дорогостоящих пектинов,

в-третьих, сокращение технологических возможностей при использования импортных пектинов, имеющих ограниченную торговую доступность ввиду их преимущественного импортного производства, что, в общем, обусловлено включением в состав мучных кондитерских изделий низкоэтерифицированных пектинов.

Задачей настоящего изобретения является разработка ингредиентного состава (композиции) обогащенного печенья с использованием функционального ингредиента - пектина древесной зелени сосны обыкновенной, обладающего комплексообразующими, влагоудерживающими и эмульгирующими свойствами, получаемого из регионального хвойного сырья - древесной зелени при комплексной переработке сосны обыкновенной, а также способа изготовления указанных изделий и увеличение продолжительности его хранения с 30 до 60 суток.

Техническим результатом изобретения является повышение качества готовых изделий (овсяного печенья) за счет повышения пищевой ценности, содержащийся пектин в составе изделия обеспечивает 30% от суточной физиологической потребности, вследствие использования в качестве добавки высокоэтерифицированного пектина древесной зелени сосны обыкновенной в количестве 0,6 г на 100 г готового изделия. Добавка указанного высокоэтерифицированного пектина благодаря степени этерификации более 50% увеличивает объем связанной воды и снижает ее активность, что обеспечивает свежесть изделий и увеличение его срока годности на 30 суток по сравнению с аналогами. Пектин древесной зелени сосны обыкновенной не дает перераспределяться влаге во время хранения, что препятствует хрупкости печенья и образованию лома, тем самым, улучшает качество печенья.

Техническим результатом также является расширение технологических возможностей, а также снижение затрат на изготовление овсяного печенья и снижение его стоимости вследствие использования пектина, производимого из более дешевого отечественного, преимущественно, местного сырья.

Существенным достоинством заявляемого способа является доступность функционального ингредиента - пектина древесной зелени сосны обыкновенной, выпуск которого осуществляется в России из отходов лесоперерабатывающего производства из местного хвойного сырья, что позволяет реализовать государственные приоритетные направления по развитию отечественного производства пищевых микроингредиентов и обогащенных продуктов для здорового питания.

Технический результат достигается, тем, что ингредиентный состав содержит муку пшеничную, сахар-песок, маргарин, муку овсяную, виноград сушеный, натрий двууглекислый, соль, корицу, лимонную кислоту, ароматизатор идентичный натуральному «Ванилин», и функциональный ингредиент высокоэтерифицированный пектин древесной зелени сосны обыкновенной.

Количество введенного в рецептуру изделия пектина поясняется результатами органолептической оценки образцов с различным его содержанием [таблица 3].

В таблице представлены результаты органолептической оценки экспертами образцов овсяного печенья:

- без внесения пектина - контрольный образец;

- с содержанием 1% пектина от массы пшеничной муки;

- с содержанием 2% пектина от массы пшеничной муки;

- с содержанием 3% пектина от массы пшеничной муки;

- с содержанием 4% пектина от массы пшеничной муки;

- с содержанием 5% пектина от массы пшеничной муки.

При замене 1-2% пшеничной муки пектином показатели качества овсяного печенья не ниже, чем контроля. Это обусловлено повышением влажности печенья в связи с тем, что пектин обладает влагоудерживающими свойствами. А при замене 3-5% муки пектином качество изделий ухудшается, так как при увеличении дозировки пектина увеличивается количество вводимой воды в рецептуру и изделия становятся меньшего объема с неравномерной пористостью.

Согласно изобретению применяется рецептурное соотношение ингредиентов: пектина 2% от пшеничной муки.

Компоненты используют в следующем соотношении, кг:

Количество введенного в рецептуру овсяного печенья пектина 2% от массы пшеничной муки, составляет 30% от суточной физиологической потребности.

Отношение пектин/мука

Особенность заявляемого технического решения состоит в том, что разработанный способ производства обогащенных мучных кондитерских изделий позволяет обогатить изделие функциональным ингредиентом, при этом установлено, что он адаптирован к технологическому процессу и оборудованию, применяемому на действующих предприятиях пищевой промышленности, специализирующихся на выпуске мучных кондитерских изделий и не требуют дополнительных ресурсов при внедрении в производственную деятельность.

Пектин древесной зелени сосны обыкновенной вводится при замесе эмульсии для теста путем смешивания с сахаром-песком, что позволяет равномерно распределить его по всему объему.

Способ внесение был определен в результате контрольных выпечек и органолептической оценкой полученных результатов экспертами [таблица 4].

При внесении пектина на стадии эмульсии путем растворения в жидкости, предназначенной для замеса, ухудшаются показатели самой эмульсии и тестового полуфабриката, а также готового изделия. Так же при внесении пектина на стадии замеса теста путем смешивания с пшеничной мукой отмечается резкое ухудшение качества тестового полуфабриката (тесто приобретает эластичные свойства и плотную структуру) и готового печенья.

Особенность заявляемого технического решения состоит в том, что пектин древесной зелени вводится при замесе теста путем смешивания с сахаром, что дает возможность равномерно распределить функциональный ингредиент по всему объему эмульсии взбиваемой массы, а при добавлении воды образовывалась равномерная устойчивая однородная эмульсия. При замесе тесто не затягивается, приобретает более пластичные свойства, что положительно влияет на процесс формования.

Способ включает приготовление эмульсии из маргарина, взбитого в миксере с сахаром-песком, предварительно смешанным с пектином древесной зелени сосны обыкновенной, с предварительно вымытым и измельченным сушеным виноградом (изюмом), корицей, в течение 10-20 минут, до увеличения в объеме в 2-3 раза (частота вращения лопастей от 50 до 100 Гц), с добавлением овсяной муки и горячей воды (температура 70-90°С) до 80% от общего ее расхода, с растворенной в ней солью. Время взбивания эмульсии с овсяной мукой и водой 5-7 минут. Затем вносят остальное количество воды, с растворенным в ней натрием двууглекислым, подсолнечное масло, муку пшеничную. Замес теста продолжается до получения однородной массы в течение не более 6 минут. Влажность теста составляет 16-19%. Приготовленное тесто формуют на отсадочной машине, отпекают 8-13 минут при температуре 220-240°С. После выпечки печенье охлаждают, упаковывают в потребительскую тару.

Одним из важнейших показателей качества овсяного печенья является сохранение свежести в процессе его хранения.

Для установления срока годности разрабатываемого овсяного печенья с пектином древесной зелени сосны обыкновенной необходимо установить порядок проведения обоснования срока годности и условия хранения печенья. Основой обоснования срока годности печенья является проведение, физико-химических исследований, органолептической оценки свойств продукта в процессе хранения при температуре 18°С±5°С. Срок исследования по продолжительности превышает предполагаемый срок годности овсяного печенья с пектином на время определенное коэффициентом резерва, который составляет 1,15 [Санитарно-эпидемиологическая оценка обоснования сроков годности и условий хранения пищевых продуктов. Методические указания - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 31 с.]

При принятии решения об установлении срока годности печенья для положительной оценки необходимо отсутствие отрицательной динамики всего комплекса показателей [таблица 5]. Ухудшение органолептических показателей в течение предполагаемого срока годности является обоснованием для отрицательного заключения о продлении срока годности печенья и сохранения этого срока без изменения.

Результаты исследования представлены в таблице 5.

Из результатов проделанных исследований по обоснованию определения срока годности представленных в таблице 5, можно сделать вывод, что при добавлении в рецептуру овсяного печенья пектина древесной зелени сосны обыкновенной прослеживается увеличение содержания массовой доли влаги на начальном этапе до 23%, а в конце предполагаемого срока годности на 17%. При анализе результатов органолептической оценки в образце печенья с пектином выявлено устойчивое качество, что подтверждает его комплексная оценка. При оценке экспертами образца традиционного овсяного печенья, видно снижение комплексной оценки на 1,4 балла на третьей контрольной точке 30 суток. Проведенные исследования по определению комплексной оценки качества, направленные на определение срока годности разработанного овсяного печенья с пектином древесной зелени сосны обыкновенной установили срока годности нового продукта 60 суток.