Результат интеллектуальной деятельности: Хлеб, обогащенный растительным белком

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для производства обогащенных хлебобулочных изделий с улучшенными органолептическими и функциональными свойствами для диетического и лечебно-профилактического питания.

В настоящее время в рационе питания населения любой страны наблюдается проблема дефицита основных пищевых веществ, в том числе белковых. Поэтому большой интерес ученых и специалистов пищевой индустрии вызывают смеси или концентраты из зернобобовых культур, в том числе семян люпина и продуктов его переработки.

Предложена рецептура теста для изготовления хлеба повышенной пищевой ценности, при этом состав теста включает цельнозерновую муку полбы, льняную муку, муку из бобов люпина, соль и воду питьевую при следующем соотношении компонентов по массе, кг: цельнозерновая мука полбы - 100, льняная мука - 5-10, мука из бобов люпина 10-16, соль - 1-1,8, вода - по расчету. Изобретение позволяет повысить пищевую и биологическую ценность получаемого продукта с одновременным улучшением его физико-химических и органолептических показателей, а также придать ему диетические свойства, (патент РФ №2702089 от 27.12.2018 г., МПК A21D 13/04).

Недостатком известного решения является то, что применение цельнозерновой муки полбы меняет традиционный вкус хлеба, вследствие чего хлеб не может считаться пригодным для массового потребления. Кроме того, хлеб имеет неудовлетворительные органолептические показатели (небольшой объем, низкая пористость).

Пшеничный хлеб является одним из наиболее потребляемых продуктов питания - рациональная норма его потребления составляет 96 кг/чел./год. При этом его нельзя отнести к сбалансированным по своей пищевой ценности продуктам - белок, содержащийся в муке пшеничной высшего сорта, является неполноценным (низкое содержание альбуминов и глобулинов, незаменимых аминокислот, недостаточное содержание микроэлементов). Поэтому весьма актуальным является обогащение пшеничной муки высокобелковыми компонентами.

Известен хлеб функционального назначения, включающий муку пшеничную первого сорта, муку соево-виноградную, дрожжи прессованные хлебопекарные, соль поваренную пищевую, воду. Изобретение позволяет получить хлеб повышенной пищевой ценности, содержащего антиоксиданты, витамины и минеральные вещества, с высокими органолептическими и физико-химическими характеристиками, (патент РФ №2751793 от 21.10.2020 г., МПК A21D 2/36).

Недостатком данного способа является использование в качестве белкового обогатителя сои. Зерна люпина по количеству белков и жира не уступают сои, при этом сегодня на мировом рынке стоимость зерна люпина меньше сои в среднем в 1,5 раза.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является рецептура пшеничного хлеба с амарантовым улучшителем, которая содержит муку пшеничную хлебопекарную, дрожжи прессованные хлебопекарные, соль поваренную пищевую, амарантовую муку и воду питьевую. Изобретение позволяет улучшить показатели качества пшеничного хлеба и придать ему как целевому продукту полезные свойства за счет усиления хлебного аромата и пористости, (патент РФ №2689532 от 28.08.2018 г., МПК A21D 2/36).

Недостатком данной рецептуры является использование в качестве растительной добавки муки из амаранта, стоимость семян которого значительно превосходит стоимость семян люпина, кроме того, объемы производства семян амаранта незначительны в Российской Федерации. Люпин, будучи превосходным предшественником для с/х культур, имеет большие перспективы для расширения площадей посева.

Из анализа известных аналогичных технических решений выявлено, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения ассортимента хлебобулочных изделий сбалансированным по аминокислотному составу белком, растительным жиром и клетчаткой.

Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение показателей пищевой ценности при обеспечении качества готовых изделий.

Для решения указанной проблемы и достижения заявленного результата, хлеб, обогащенный растительным белком, включающий муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта, дрожжи хлебопекарные прессованные, компонент, содержащий растительную добавку, соль поваренную пищевую, сахар-песок, и воду, в качестве компонента, содержащего растительную добавку, содержит люпиновую муку и дополнительно раствор аскорбиновой кислоты однопроцентный, при следующем соотношении исходных компонентов на 100 кг муки хлебопекарной, кг:

Заявленная рецептура дополнительно содержит люпиновую муку, которая является источником сбалансированных по аминокислотному составу белков, растительных жиров и клетчатки.

Люпин ввиду особенностей биологии и химического состава семян имеет огромный биологический и экономический потенциал, который до сих пор полностью не реализован. Люпин узколистный (Lupinus angustifolius L.) отличается скороспелостью и значительной устойчивостью к холодам по сравнению с другими видами люпина. Узколистный люпин устоялся в качестве кормовой культурой, а к использованию его семян на пищевые нужды проявляет широкий круг специалистов во всем мире.

Содержание белка в семенах составляет 31-35%, жира - 4,8-5,3%, углеводов - 50,0-52,0%. клетчатки - 17-19%, содержание алкалоидов в семенах может достигать 0,03-0,05%, зольность - 3,5-4,0%, Содержание в семенах минеральных веществ находится на уровне: фосфор - 1,7; калий -1,3; магний - 0,6; кальций - 0,9; сера - 0,2%. Средневзвешенное содержание незаменимых аминокислот в белке: лизин - 4,4%; лейцин - 7,4; метионин - 0,8; изолейцин - 3,5%. Кроме того, люпин обладает низкой аллергенностью и содержанием ингибиторов протеиназ по сравнению с другим бобовым сырьем, что обеспечивает лучшую усвояемость белков люпина по сравнению с широко использующимися в пищевых технологиях, например, соевыми белками.

Переработка семян узколистного люпина сорта Деко 2 в муку включала в себя следующие технологические операции: 1. дробление семян на шелушителе с частотой вращения рабочего диска n=3000 мин.-1, при периферийной скорости V=76 м/с; 2. отвеивание мучки и оболочек на лабораторном пневмосепараторе фирмы «Петкус» при разных скоростях воздуха в пневмоканале (6,5-7,8 м/с); 3. измельчение люпиновой крупки из шелушенных семян в муку на лабораторной молотковой дробилке и размолосортирующем агрегате РСА-5. Общий выход крупки при этом был на уровне 72%. Извлечение люпиновой муки на мучном сите 220 мкм на технологических системах составило: 15-20% на 1-й системе, 25-30% - на 2-й, 20-25% на 3-й, 20-25% - на 4-й, 7-10% - на 5-й и 2-5% - на 6-й системе. Общий выход люпиновой муки из крупки составил не менее 95%.

Смесь для выпечки включала люпиновую муку и муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта.

Было изучено несколько вариантов люпинового хлеба с различным содержанием люпиновой муки на заявленные граничные интервалы его содержания и за его пределами. Проведена пробная лабораторная выпечка хлеба и оценены качество и органолептические показатели готовых изделий.

Пример 1.

Технология приготовления хлеба люпинового следующая: тесто приготавливается безопарным методом, ингредиенты интенсивно замешиваются (в течение 7 минут) до момента получения однородной массы с применением 100 кг пшеничной муки, 3 кг сухих хлебопекарных дрожжей, 2,5 кг сахара-песка, 1,3 кг соли поваренной пищевой, 1,5 кг раствора 1% аскорбиновой кислоты и 62,5 кг воды. Выпечку хлеба производят при температуре 220°С. Полученный хлеб формовой штучный имеет показатели качества, которые приведены в таблице.

Пример 2.

Технология приготовления хлеба люпинового следующая: тесто приготавливается безопарным методом, ингредиенты интенсивно замешиваются (в течение 7 минут) до момента получения однородной массы с применением 100 кг пшеничной муки, 5 кг люпиновой муки, 3 кг сухих хлебопекарных дрожжей, 2,5 кг сахара-песка, 1,3 кг соли поваренной пищевой, 1,5 кг раствора 1% аскорбиновой кислоты и 62,5 кг воды. Выпечку хлеба производят при температуре 220°С. Полученный хлеб формовой штучный имеет показатели качества, которые приведены в таблице.

Пример 3.

Технология приготовления хлеба аналогична прим. 2, только берут люпиновую муку в количестве 10 кг. Технология приготовления хлеба следующая: тесто приготавливается безопарным методом, ингредиенты интенсивно замешиваются (в течение 7 минут) до момента получения однородной массы с применением 90 кг пшеничной муки, 10 кг люпиновой муки, 3 кг сухих хлебопекарных дрожжей, 2,5 кг сахара-песка, 1,3 кг соли поваренной пищевой, 1,5 кг раствора 1% аскорбиновой кислоты и 63,5, кг воды. Выпечку хлеба производят при температуре 220°С. Полученный хлеб формовой штучный имеет показатели качества, которые приведены в таблице.

Пример 4.

Технология приготовления хлеба аналогична прим. 2, только берут люпиновую муку в количестве 15 кг. Технология приготовления хлеба следующая: тесто приготавливается безопарным методом, ингредиенты интенсивно замешиваются (в течение 7 минут) до момента получения однородной массы с применением 85 кг пшеничной муки, 15 кг люпиновой муки, 3 кг сухих хлебопекарных дрожжей, 2,5 кг сахара-песка, 1,3 кг соли поваренной пищевой, 1,5 кг раствора 1% аскорбиновой кислоты и 78 кг воды. Выпечку хлеба производят при температуре 220°С. Полученный хлеб формовой штучный имеет показатели качества, которые приведены в таблице.

Хлеб выпекали в лабораторных условиях по методике Всероссийского центра по оценке качества сельскохозяйственных культур. В качестве прототипа был выбран хлеб с добавлением амарантовой муки.

По результатам проведенных анализов физико-химических свойств смесей пшеничной и люпиновой муки установлена низкая активность амилолитических ферментов по показателю числа падения (314-382 с). При добавлении люпиновой муки число падения в смесях снижалось на 30-68 с, что объясняется частичным замещением крахмала пшеничной муки высокобелковым люпиновым сырьем. Кислотность смесей по мере увеличения содержания люпиновой муки повышалась на 1,7-3,4 град., что связано с повышенной кислотностью люпиновой муки.

Использование люпиновой муки приводило к снижению содержания сырой клейковины с 29,8 до 27,8%, при этом содержание сухой клейковины повысилось на 1,5% на фоне заметного снижения гидратационной способности (на 19-46%).

Результаты пробной лабораторной выпечки по всем примерам представлены в таблице 1.

По результатам пробной лабораторной выпечки при оценке органолептических показателей отмечено незначительное влияние использования люпиновой муки на внешний вид хлебобулочных изделий. Однако, в вариантах с использованием люпиновой муки цвет корки становился более привлекательным, меняясь со светло-коричневого на золотисто-коричневый.

При добавлении люпиновой муки в количестве 5-10% от массы пшеничной муки светлый цвет мякиша в контроле приобретал желтоватый оттенок, а при максимальном внесении добавки мякиш становился грязно-желтым. Люпиновая мука способствовала улучшению пористости хлебного мякиша (со сравнительно крупной, равномерной на мелкую, тонкостенную, неравномерную), но в количестве 10-15% ухудшала эластичность мякиша. В варианте с максимальным внесением растительной добавки мякиш был неэластичным, плохо восстанавливаемым, что связано с отмеченным заметным укреплением клейковины и снижением ее гидратационной способности.

Вкус и запах в вариантах опыта был специфическим для пшеничного хлеба, однако при использовании добавки ощущался в зависимости от дозировки довольно выраженный бобовый привкус. Хлебопекарная оценка, учитывающая органолептические показатели хлеба, наиболее высокой (3,9 балла) была в варианте с использованием 5% люпиновой муки и составила 3,9 балла, что на 0,3 балла выше, чем в контрольном варианте. При дальнейшем увеличении дозировки добавки балльная оценка снижалась на 0,2-0,7 балла.

Так, содержание белка в исследуемой люпиновой муке достигало 32,5%, жира - 6,6%, клетчатки - 12,6%, а зольность муки составила 3,7%.

Внесение 5 и 10% люпиновой муки от массы муки пшеничной является оптимальным для повышения содержания белка и пищевых волокон при одновременном сохранении органолептических показателей. Показатели готовых изделий были сопоставлены с показателями прототипа - хлеба из пшеничной муки, изготовленного с использованием амаранта.

Из представленных данных следует, что введение в рецептуру люпиновой муки приводит к незначительному снижению таких показателей, как формоустойчивость, удельный объем и объемный выход хлеба, а также происходит некоторое изменение состояния поверхности хлеба, она становится менее гладкой, но остается достаточно ровной и не ухудшает внешний вид готового продукта при этом хлебопекарная оценка во всех примерах одинаковая. Однако, показатели пищевой ценности заявленного хлебобулочные изделия выше, поскольку обогащено белками, имеющими сбалансированный аминокислотный состав.

Объемный выход хлеба в вариантах опыта был сравнительно низким (379-450 см³/100 г муки), что может быть связано с низкой активность альфа-амилазы в исходном сырье. Использование 5% люпиновой муки от массы пшеничной приводило к увеличению объемного выхода на 75 см³/100 г муки, а удельного объема хлеба на 0,6 см³/г по сравнению с контролем (без использования люпиновой муки).

Таким образом, использование люпиновой муки в изученных количествах является целесообразным с целью производства обогащенных хлебобулочных изделий и расширения ассортимента выпускаемой продукции. Предлагаемый состав хлеба позволяет обогатить хлебобулочные изделия растительным белком, которым богат люпин, улучшая при этом показатели пищевой ценности.