Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ХЛЕБОБУЛОЧНОГО ИЗДЕЛИЯ

Изобретение относится к области пищевой промышленности и касается технологии производства хлебобулочных изделий. Изобретение может быть использовано для получения пищевого функционального продукта, применяемого для непосредственного употребления в пищу в качестве профилактического продукта.

Известен способ производства хлебобулочных изделий с повышенным содержанием биологически активных веществ, который предусматривает предварительное приготовление порошка из ягод или семян ежевики путем их радиационно-конвекционной сушки до влажности 5-8% с последующим измельчением. После чего приготовленный порошок смешивают с пшеничной мукой. В полученную смесь вносят воду, прессованные дрожжи и сбраживают полученный полуфабрикат, осуществляют его брожение, разделку, расстойку и выпечку тестовых заготовок. [Патент РФ, №2292718 МПК A21D 2/36 (2006.01) A21D 8/02 (2006.01), опубл. 10.02.2007, Бюл. №4].

Недостатком данного способа является использование сушки с большими температурами, что разрушит большую часть биологически активных веществ.

Известен способ приготовления хлеба, предусматривающий введение в рецептурную смесь измельченного до размеров частиц 130-160 мкм шрота облепихи в количестве 10-12% от массы муки (авт.св. №1200872 А, М.кл. А21D 2/36, опубл. 30.12.85 в БИ №48).

Недостатком данного способа является высокая кислотность и грубая консистенция облепихового шрота, что отрицательно влияет на структурно-механические свойства и органолептические показатели хлеба.

Известные хлебобулочные изделия содержат в своем составе порошок боярышника и мяты, суспензию из свекловичной пасты (Патент РФ, №2528690 МПК 51) МПК A21D 13/02 (2006.01) A21D 8/02 (2006.01), опубл. 20.09.2014, Способ производства хлеба функционального назначения], суспензию, приготовленную из порошка возвратных отходов свеклосахарного производства [Патент РФ, №2184454 МПК A21D 8/02(2002.07) A21D 2/36(2002.07, опубликованный 10.07.2002, Способ производства хлеба], пектиновый экстракт из плодов облепихи и порошок из высушенных плодов облепихи [Патент РФ, №2316964 МПК A21D 2/36 МПК A21D 8/02, опубл. 20.02.2008, Композиция для приготовления теста для хлебобулочных изделий], наноструктурированный экстракт сухого шиповника [Патент РФ, №2630250 МПК A21D 2/36, опубл. 06.09.2017, Способ производства хлеба, содержащий наноструктурированный экстракт сухого шиповника], натуральный мед и порошок сушеной рябины [Патент РФ, №2592550 МПК A21D 8/02, опубл. 27.07.2016, Способ производства хлеба ржано-пшеничного цельнозернового для функционального питания с медом и продуктами переработки рябины], высушенные плоды шиповника, семена расторопши, пасту из топинамбура и мед [Патент РФ, №2528688, МПК A21D 13/02, опубл. 20.09.2014, Способ производства хлеба функционального назначения], жмых ядра кедрового ореха; жмых кунжутных семян; жмых тыквенных семян [Патент РФ, №2564762, МПК A21D 8/02(2015.10) A21D 2/36, опубл. 10.10.2015, Хлеб «Академический»].

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по совокупности существенных признаков выявлена рецептура сдобного хлеба «Гармония» - заявка на изобретение RU 2011110838 от 22.03.2011.

Рецептура приведенного прототипа (табл. 1) содержит муку пшеничную хлебопекарную высшего сорта, дрожжи хлебопекарные прессованные, соль поваренную пищевую, сахар-песок, животный пищевой костный жир, порошок из плодов дикорастущего боярышника, сухую пшеничную клейковину и воду. В приведенном аналоге определяющей задачей являлось получение готовых изделий в сочетании с высокими показателями качества и органолептической оценки.

Недостатком указанного аналога является то, что в рецептуре используется сырье как растительного, так и животного происхождения, фракционный состав белковых и жировых компонентов которых различается и по-разному приспособлен к технологической обработке. В связи с этим, представляется нецелесообразным их совместное использование. Кроме того, в состав животного пищевого костного жира входит холестерин (100 мг/100 г) - один из источников развития атеросклероза. Так как среди заболеваний населения РФ, основную роль в происхождении которых играет фактор питания, 61% составляют сердечно-сосудистые расстройства, крайне важно ограничивать поступление пищи, содержащей холестерин.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа приготовления хлебобулочного изделия с повышенной пищевой ценностью.

Задача изобретения достигается тем, что в данном способе приготовления хлебобулочного изделия используются следующие ингредиенты: мука пшеничная 1 сорта, мука ржаная обдирная, заквасочная культура, соль, вода, а также дополнительно вводится комплексная пищевая физиологически функциональная система (КПФФС).

КПФФС содержит следующие ингредиенты: плоды шиповника коричного сублимированные, плоды боярышника кроваво-красного сублимированные, листья мяты перечной сублимированные, корень свеклы столовой сублимированный, маточное молочко пчелиное, клевера красного лугового экстракт сухой, хлорид кальция (CaCl₂), янтарная кислота, рапсовый лецитин.

Указанные ингредиенты представлены в следующем количестве (таблица 2):

Приготовление хлебобулочного изделия включает в себя просеивание, замес теста, который осуществляют в течение 5 мин в тестомесильной машине. Тесто готовится безопарным способом путем смешивания муки, КПФФС, соли, заквасочной культуры и расчетного количества воды.

Далее процесс брожения теста осуществляют при температуре 25-27°С и относительной влажности воздуха 80±5% течение 60 минут с обминкой теста через каждые 30 минут. После брожения тесто разделывают на куски массой 250 грамм для подового хлеба.

Расстойку тестовых заготовок осуществляют в расстоечном шкафу при температуре 24°С и относительной влажности воздуха 80-85% в течение 8-10 часов и 1-1,5 часа при температуре 25-27°С. После визуальной оценки готовности состояния кусков теста их направляют в пекарный шкаф с температурой 230±5°С на 35 мин. Готовую хлебобулочную продукция выдерживают в накопительной камере, а затем направляют на реализацию.

Таким образом, сущностью изобретения является то, что в заявленном изобретении по сравнению с известным аналогом:

- используется растительное сырье в оптимальном соотношении, богатое биологически-активными веществами, обладающее более хорошей усвояемостью в организме человека;

- содержит в составе янтарную кислоту, что положительно влияет на структурно-механические, органолептические показатели теста.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение хлебобулочного изделия с повышенным содержанием биологически активных веществ за счет введения в рецептуру КПФФС, обладающей функциональными свойствами.

Данные, характеризующие функциональные свойства (антиоксидантное, мембранотропное и иммуномодулирующие) хлебобулочного изделия были подтверждены медико-биологическими исследованиями в диагностической лаборатории Института биотехнологии и ветеринарной медицины ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья» на растущих белых мышах, 25% суточного кормового рациона которых обеспечивалось заявляемым хлебобулочным изделием. Кормление проводилось по принципу «вволю» со свободным доступом к воде.

Опыты выполнены на 3 группах мышей:

- группа 1-я (контроль интактный) - животные получали полноценный рацион;

- группа 2-я - мыши получали тот же рацион и ацетат;

- группа 3-я получали рацион, содержащий полученное хлебобулочное изделие и ацетат.

Кровь у 2-ой группы брали через 2 недели от начала опыта, у контрольных - на 3 неделе, определяли в пробах показатели ЛПО, АОП. При забое животных в конце опыта и проведение патологоанатомического изучения внутренних органов не отмечено патологических изменений.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены данные по изменению содержания малонового диальдегида и доли диеновых конъюгатов соответственно.

Из приведенной диаграммы видно, что достоверное снижение содержания малонового диальдегида и диеновых конъюгатов в плазме крови может рассматриваться, как свидетельство антиоксидантной и иммуномодулирующей способности продукта. Проявление иммуномодулирующих и антиоксидантных свойств обусловлено увеличением витамина С, витаминов группы В, токоферолов, β-каротина, а также селена, которые защищают организм от свободных радикалов, которые блокируют активные радикалы, замедляя процесс старения организма.

На фиг. 3 и фиг. 4 приведены результаты, характеризующие период индукции в плазме крови и изменения скорости окисления продуктов.

По результатам исследований установлено, что величина периода индукции (ПИ) увеличивается с повышением концентрации АО, поэтому может служить относительным показателем общей антиоксидантной активности продуктов.

Таким образом, можно констатировать, что хлебобулочное изделие обладает антиоксидантными и иммуномодулирующими свойствами.

На фиг. 5 и фиг. 6 приведены данные, характеризующие изменение массовой доли холестерина в сыворотке крови.

Проанализировав диаграммы, можно сделать вывод, что радикальная активность увеличивается, так как содержание свободного холестерола и этерифицированного холестерола увеличивается. А из этого следует, что хлебобулочное изделие обладает мембранотропными свойствами.

Результаты исследования антиоксидантных, иммуномодулирующих и мембранотропных свойств хлебобулочного изделия приведены в таблице 3.

Сравнение контрольной группы с группой, в рацион которой было добавлено хлебобулочное изделие, показывает, что введение свинца на фоне стандартной диеты (включающей суточную потребность витаминов), сопровождается активацией ЛПО (рост уровня ДК и МДА - продуктов, укорочение ПИ и рост СОД). Изменения усиливаются с увеличением длительности введения свинца.

Таким образом, проведенные исследования показали, что хлебобулочное изделие обладает выраженной физиологической активностью и может быть использовано для профилактического питания.

Заявляемый способ изготовления хлебобулочного изделия поясняется примерами

Пример 1. Последовательность технологических процессов приготовления хлебобулочного изделия (фиг.7): для приготовления теста используется безопарный способ - мука пшеничная 1 сорта и мука ржаная обдирная просеивается и смешивается с КПФСС (плоды шиповника коричного сублимированные, плоды боярышника кроваво-красного сублимированные, листья мяты перечной сублимированные, корень свеклы столовой сублимированный, маточное молочко пчелиное, клевера красного лугового экстракт сухой, хлорид кальция (CaCl₂), янтарная кислота, рапсовый лецитин), и с заквасочной культурой, солью и водой. Замес теста осуществляется в тестомесильной машине в течение 5 мин.

Брожение теста проводится при температуре 25-27°С и относительной влажности воздуха 80±5%. Продолжительность брожения теста составляет 60 мин с обминкой через каждый 30 мин брожения. После брожения тесто разделывается на куски массой 250 грамм для подового хлеба.

Расстойка тестовых заготовок осуществляется в расстоечном шкафу при температуре 24°С и относительной влажности воздуха 80-85% в течение 8-10 часов и 1-1,5 часа при температуре 25-27°С.

Окончание расстойки определяется по органолептическим показателям: по виду и состоянию кусков теста. Выпечка тестовых заготовок проводится в пекарском шкафу при температуре 230±5°С. Продолжительность выпечки составляет 35 мин.

Приготовление КПФФС (фиг. 8): Плоды шиповника коричного сублимированные, плоды боярышника кроваво-красного сублимированные, листья мяты перечной сублимированные, клевер луговой красный экстракт сухой, корень свеклы столовой сублимированные подвергаются измельчению до размеров 10-15 мкм в течение 30 секунд при влажности воздуха 60-70%. Обезжиренный лецитин диспергируется в растворе воды при температуре 65°С при интенсивном перемешивании (2500 обор/мин) в реакторе, в полученную водно-жировую эмульсию последовательно вводят порошок янтарной кислоты, хлорид кальция в виде водного раствора и смесь измельченного растительного сырья в определенном соотношении (таблица 2). Полученную смесь выдерживают при интенсивном перемешивании (2500 об/мин), в течение 5 мин, затем полученную смесь охлаждают до t=-24±1,5°С, замораживают при t=-26±1,5°C, далее обезвоживают методом сублимационной сушки при t=минус 55±1,5°С, измельчают высушенный продукт в течение 30 сек до размера частиц не более 15 мкм, затем упаковывают полученный порошок во влагонепроницаемые индивидуальные пакеты.

Установлено, что после регулярного приема данного хлебобулочного изделия в течение 30 дней на обед, перед основным приемом пищи с интервалом в два часа после приема пищи, студенты выполняли физические упражнения: 30 приседаний, 20 выпрыгиваний и подъем на 4 этаж по лестнице, вследствие чего у них отмечалось повышение артериального давления и частоты сердечных сокращений. Результаты клинических исследований представлены в таблице 4.

Следует отметить, что после потребления хлебобулочного изделия снизился интервал выполнения физических заданий студентов, обусловленный проведением теста в середине учебного дня, что, вероятно, обусловлено снижением физической утомляемости при потреблении заквасочного хлеба. Данный показатель свидетельствует так же о мембранотропной активности продукта. Отмеченный эффект более выражен для группы, употреблявшей разработанное хлебобулочное изделие.

Существенно, что в группе, употребляющей данное хлебобулочное изделие, за время испытаний не было отмечено случаев заболевания респираторно - вирусными инфекциями, что свидетельствует об иммуномодулирующей активности. Заболеваемость в группе, употреблявшей регулярно традиционный хлеб, была незначительно выше группы, не употреблявших профилактического продукта. Выявленные различия, вероятно, связаны с поступлением в организм, наряду с фосфатидилсеринами, фосфолипидами других физиологически активных веществ, содержащихся в растительном сырье, которое входило в рецептуру хлебобулочного изделия.

Таким образом, можно констатировать, что хлебобулочное изделие обладает мембранотропными, антиоксидантными, иммуномодулирующими свойствами и может быть предложено для регулярного включения в рацион питания организованных коллективов студентов.

Пример 2. В таблице 5 представлен состав биологически активных веществ в свежем сырье, которое используется для изготовления КПФФС.

На основании вышеизложенного можно констатировать, что дикорастущие растения представляют многокомпонентные системы, которые могут встраиваться в физиологическую систему клетки человеческого организма, интегрируясь с ней, формируя новые соотношения и взаимодействия между всеми компонентами системы.

Пример 3. Для создания многокомпонентных смесей с заданным комплексом физиологически функциональных свойств необходимо рассчитать наиболее полную сбалансированность сырьевых ингредиентов по широкому кругу содержащихся в них химических элементов и биологически активных веществ. Важную роль в решении этой проблемы играет правильный выбор сырьевой базы, место и время сбора, соотношение ингредиентов.

Для разработки математической модели оптимальной рецептуры комплексной пищевой физиологически функциональной системы использовали критерий Пирсона. Рассмотрим оптимальную дискретную случайную величину К, заданную законом (функцией) распределения, представленную в таблице 7.

Где, X - значение величины, показывающее содержание исследуемого ингредиента в сырье, в зависимости от суточной нормы потребления, выраженная в виде десятичной дроби;

р - постоянная величина, характеризующая суточные нормы потребления исследуемых ингредиентов, выраженная в миллиграммах.

Найдем математическое ожидание значения дискретной случайной величины, представленной в виде эталона Кэ:

Кэ=2*1.0+0,2*1.0+90*1.0+10*1.0+2000*1.0+1000*1.0+10*1.0+7*1.0+2*1,0=3121,2

Значение эталона Кэ - дискретная случайная величина, полученная максимальным теоретическим перечнем всех возможных значений, содержащихся в выбранных наиболее важных ингредиентах и их вероятностей.

Составим перечень всех возможных значений К, в зависимости от функций распределения вероятностей, т.е. содержания эмпирического количества ингредиента в конструируемой комплексной пищевой физиологически функциональной системе.

Если Кх - действительное число, то вероятность события, состоящего в том, что Кэ примет значение, меньшее Кх, то есть Кх<Кэ, обозначим через F(x). Если будет изменяться Кх, то изменяться будет и F(x) - функция, зависящая от содержания в рецептуре компонентов X, т.е.

F(x)=P(Кх<Кэ)

Геометрически это равенство можно представить в виде оси, где F(x) -есть вероятность того, что случайная величина Кх примет значение, которое изображается на числовой оси точкой, лежащей левее точки Кэ. Иногда вместо термина «функция распределения» используют термин «интегральная функция». В таблице 7 представлены случайные величины Xn, показывающие количественное значение искомых ингредиентов в различных рецептурах КПФФС.

В таблице 8 представлены коэффициенты, показывающие содержание витаминов и минеральных веществ в рецептурах, зависимости от суточной величины.

Найдем Кn

КХ₁=2×0,17+0,2×0,48+90×0,71+10×0,19+2000×0,15+1000×0,89+10×0,19+7×0,29+2×0,6=1261,4

Относительная величина будет определяться, как К1=КХ1:Кэ, где Кэ - показатель, отражающий эталон, т.е. суточное содержание нутриентов в данной рецептуре.

К₁=1261,4:3121,2=0,40;

КХ₂=2×0,21+0,2×0,49+90×0,72+10×0,18+2000×0,15+1000×0,84+10×0,18+7×0,29+2×0,6=1212,1

К₂=1212,1:3121,2=0,39;

КХ₃=2×0,19+0,2×0,45+90×0,72+10×0,19+2000×0,15+1000×0,73+10×0,19+7×0,29+2×0,6=1102,3

К₃=1102,3:3121,2=0,35;

КХ₄=2×0,23+0,2×0,44+90×0,71+10×0,2+2000×0,15+1000×0,79+10×0,2+7 ×0,29+2×0,6=1161,4

К₄=1161,6:3121,2=0,37;

КХ₅=2×0,18+0,2×0,42+90×0,7+10×0,16+2000×0,15+1000×0,70+10×0,21+7×0,29+2×0,6=1071,9

К₅=1070,4:3121,2=0,34.

Как показали расчеты, наибольший удельный вес физиологически функциональных ингредиентов содержится в первой рецептуре.

Пример 4. Для разработки технологического процесса производства хлебобулочных с использованием КПФФС необходимо исследовать влияние ее на хлебопекарные свойства муки. Учитывая высокую корреляционную зависимость между количеством, свойствами клейковины в муке, реологическими свойствами теста и качеством хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, нужно учитывать влияние различных дозировок КПФСС на содержание сырой клейковины пшеничной муки 1 сорта и ее качественные характеристики в зависимости от величины общей деформации в различных дозировках к общей массе муки.

В результате проведенных экспериментов было установлено, что с увеличением количества вносимого КПФСС от 10 до 30% происходят следующие изменения:

- количество сырой клейковины увеличивается;

- образовывается белково-полисахаридный комплекс при взаимодействии белков муки с полисахаридами вносимой КПФСС, что приводит к увеличению плотности и прочности «упаковки» белкового вещества в его третичной и четвертичной структурах в результате дополнительного образования ионных, водородных связей, гидрофобного взаимодействия. Укрепление клейковины также может быть вызвано ингибирующим действием на протеолитические ферменты муки Р-активных веществ, аскорбиновой кислоты и перекисей, образующихся при окислении непредельных ЖК липидов порошков.

При исследовании реологических свойств теста установлено, что введение КПФСС в дозировке 10-50% к массе муки повышает водопоглотительную способность (ВПС) теста на 3,8-37,8%, что обусловлено высоким содержанием пищевых волокон в пищевом продукте. Время образования и устойчивости теста при внесении КПФСС увеличиваются на 0,7-2,9 мин. данные представлены в таблице 9.

Внесение данной системы оказывает влияние на газообразующую способность муки в процессе брожения увеличивая выделение диокиси углерода с 51,7-78,2%. Данный процесс основывается на внесении дополнительного питания для дрожжевых грибков, витаминов, минеральных веществ, органических кислот и сахаров, которые протекают в биосинтезе составных компонентов клеточного состава и активируют их активность.

Интенсификация процесса брожения опытных проб теста с увеличением дозировки КПФСС подтверждается также возрастанием значений кислотности теста. Наибольшее нарастание начальной и конечной кислотности теста при продолжительности брожения 150 мин отмечено в образцах с наибольшим процентом замены муки пшеничной 1 сорта на КПФСС.

Пример 5. Учитывая, что в пищевом статусе людей наблюдается очень низкий уровень удовлетворения рекомендуемой физиологической нормы фосфолипидов (менее 20%), а также учитывая высокую заболеваемость болезнями сердечно-сосудистой системы обосновано использование фосфолипидов в виде комплексных соединений для высокой усвояемости дефицитных минеральных элементов, которые необходимы для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний. В таблице 10 представлено содержание биологически активных веществ в хлебобулочном изделии.

Внесение КПФФС в традиционный продукт способствует увеличению содержания витаминов и микроэлементов с 22 до 125%, что соответствует суточной потребности организма взрослого человека в биологически активных веществах.

Таким образом, показано, что употребление хлебобулочного изделия способствует обогащению рационов питания макро и микронутриентами. Представленные данные свидетельствуют об эффективности заявленного состава хлебобулочного изделия.

Таким образом, сущностью изобретения является то, что в заявляемом изобретении по сравнению с известным:

- заменены культивированные дрожжи на заквасочную культуру;

- использована новая добавка (КПФФС) в виде смеси растительных компонентов с фосфолипидно-минеральным комплексом, измельченная до размеров частиц 15 мкм, что влияет на более лучшую усвояемость в организме полученного хлебобулочного изделия.

- В рецептуре использована янтарная кислота, которая положительно влияет на структурно-механические, органолептические показатели теста.

- В ходе медико-биологических и клинических исследований было подтверждено, что благодаря включению КПФФС в состав хлебобулочного изделия, продукт стал обладать мембранотропными, антиоксидантными, иммуномодулирующими свойствами.